2019届二轮复习第22讲　波粒二象性　原子结构　原子核课件（40张）（全国通用） 40页

第 22 讲　波粒二象性　原子结构　原子核 [ 考试要求和考情分析 ] 考试内容 选考要求 历次选考统计 命题角度 2016/04 2016/10 2017/04 2017/11 2018/04 2018/11 从 波动性、粒子性理解光、光电效应 波粒二象性 能量量子化 b         15     光的粒子性 c 16 15   15     粒子的波动性   c 16           概率波   b             不确定关系   b         14   原子结构 电子的发现   a             物理学史、原子模型、原子能级跃迁 原子的核式结构模型   b             氢原子光谱 b   15 14   15   玻尔的原子模型 c 14     15 15 14   原子核 原子核的组成   a     14   14   三种射线、半衰期、质量亏损与质能方程、核裂变与核聚变 放射性元素的衰变   c 14     14 14   15 探测射线的方法 a               放射性的应用与防护   a             核力与结合能   c   16 14 14     核裂变   c   16   14     核聚变   c       14     粒子和宇宙 a             光电效应方程及波粒二象性 [ 要点总结 ] 1. 应用光电效应方程时应注意的 问题 2. 对波粒二象性的 理解 [ 典例分析 ] 【例 1 】 (2018· 浙江东阳市巍山高级中学高三月考 ) ( 多选 ) 利用光电效应可以把光信号转变为电信号，动作迅速灵敏，因此利用光电效应制作的光电器件在工农生产、科学技术和文化生活领域内得到了广泛的应用，其中光电管就是应用最普遍的一种光电器件。把光电管接入如图 1 所示的电路中，闭合开关 S ，用波长为 λ 的单色光照射光电管时发生了光电效应，下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 照射的单色光越强，饱和光电流将越大 B. 若用波长更长的单色光照射光电管，则光电管中金属的逸出功越大 C. 若把滑片 c 向左滑动，电流表 G 的示数一定增大 D. 若把电源正负极反接，电流表 G 的示数可能为 零 解析 　发生光电效应时，保持入射光的频率不变，饱和光电流随入射光强度的增大而增大，选项 A 正确；金属的逸出功与入射光的频率 ( 波长 ) 无关，由金属本身决定，选项 B 错误；若把滑片 c 向左滑动，当电流达到饱和电流后，电流不再随电压的增大而增大，选项 C 错误；若把电源正负极反接，则电压为遏止电压，当遏止电压与电子电量的乘积大于光电子的最大初动能时，光电子不能到达阳极，光电流为 0 ，选项 D 正确。 答案 　 AD [ 精典题组 ] 1. (2018· 温岭市繁昌中学高三月考 ) ( 多选 ) 普朗克说过： “ 科学的历史不仅是一连串事实、规则和随之而来的数学描述，它也是一部概念的历史。 ” 下列表述中正确的是 ( 　　 ) A . 黑体辐射的实验规律表明能量不是连续的，而是量子化的 B . 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的个数增加 C . 光电效应表明了光具有粒子性，而康普顿效应则表明了光具有波动性 D . 光具有波粒二象性，但当光表现出波动性时，就不具有粒子性；当光表现出粒子性时，就不具有 波动性 解析 　黑体辐射的实验规律表明能量不是连续的，而是量子化的，选项 A 正确；紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，即光子个数增多，所以从锌板表面逸出的光电子的个数越多，选项 B 正确；康普顿效应和光电效应表明光子有动量和能量，揭示了光的粒子性的一面，选项 C 错误；光子既有波动性又有粒子性，波粒二象性中所说的波是一种概率波，光表现出波动性时，同时具有粒子性；光表现出粒子性时，同时具有波动性，选项 D 错误。 答案 　 AB 2. (2018· 浙江名校协作体模拟 ) ( 多选 ) 下面表格中给出了一些金属材料的逸出功： 材料 铯 铍 钙 钛 逸出功 (10 － 19 J) 3.0 6.2 4.3 6.6 现用波长为 330 ～ 400 nm(1 nm ＝ 10 － 9 m) 的紫外线光照射上述材料，能产生光电效应的材料是 ( 普朗克常量 h ＝ 6.6 × 10 － 34 J·s ，光速 c ＝ 3.0 × 10 8 m/s)( 　　 ) A. 铯 B. 铍 C . 钙 D . 钛 答案 　 AC 3. (2018· 浙江余杭高级中学模拟 ) ( 多选 ) 1907 年起，美国物理学家密里根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量，检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。按照密里根的方法进行实验时得到了某金属的 U c 和 ν 的几组数据，并作出了如图 2 所示的图线，电子的电量为 e ＝ 1.6 × 10 － 19 C ，则由图线可知 ( 　　 ) 图 2 A. 该金属的极限频率约为 4.27 × 10 14 Hz B. 该金属的逸出功约为 0.48 eV C. 可以求得普朗克常量 h 约为 6.3 × 10 － 34 J·s D. 若用波长为 500 nm 的紫光照射该金属，能使该金属发生 光电效应 答案 　 ACD 玻尔原子理论及能级 [ 要点总结 ] 1. 知识结构图 2. 两类能级 跃迁 3. 谱线条数的确定 方法 [ 典例分析 ] 【例 2 】 (2018· 浙江嘉兴第一中学高二期末 ) ( 多选 ) 如图 3 是氢原子能级图，大量处在激发态 n ＝ 5 能级的氢原子向低能级跃迁， a 是从 n ＝ 4 能级跃迁到 n ＝ 2 能级产生的光， b 是从 n ＝ 5 跃迁到 n ＝ 3 能级产生的光。已知某金属的极限频率 ν ＝ 5.53 × 10 14 Hz ，普朗克常量 h ＝ 6.6 × 10 － 34 J·s ，电子电荷量 e ＝ 1.6 × 10 － 19 C ，则 ( 　　 ) A. 在相同的双缝干涉实验装置中， a 光产生的干涉条纹比 b 光更宽 B. a 光和 b 光的光子动量之比为 255 ∶ 97 C. 用 a 光照射该金属时，能产生最大初动能为 0.27 eV 的光电子 D. 在同样的玻璃中， a 光的传播速度大于 b 光的 传播速度 答案 　 BC [ 精典题组 ] 4.( 多选 ) 关于玻尔的原子模型理论，下列说法正确的是 ( 　　 ) A . 原子可以处于连续的能量状态中 B . 原子的能量状态不可能是连续的 C . 原子的核外电子在轨道上运动时，要向外辐射能量 D . 原子的核外电子在轨道上运动时，不向外辐射能量 解析 　 由玻尔的原子模型知原子的能量是不连续的，是量子化的，电子在定态轨道上绕核运动时，不向外辐射能量，处于定态，只有从高能级轨道向低能级轨道跃迁时，才向外辐射能量，选项 B 、 D 正确， A 、 C 错误。 答案 　 BD 5. (2018· 浙江嘉兴秀州中学高三月考 ) ( 多选 ) 如图 4 所示为氢原子的能级图，一群处于 n ＝ 4 的激发态的氢原子向低能级跃迁时可以辐射出多种不同频率的光子，其中两次跃迁分别辐射出 a 、 b 两种光子，若用 a 光照射 x 金属刚好能发生光电效应，则下列说法正确的是 ( 　　 ) 图 4 A. 氢原子辐射出 a 光子后，氢原子的能量减小了 3.4 eV B. a 光子的波长比 b 光子的波长短 C. x 金属的逸出功为 2.55 eV D. 用 b 光光子照射 x 金属，打出的光电子的最大初动能为 9.54 eV 答案 　 CD 核反应与核能 [ 要点总结 ] 1. 核反应的四 种类型 2. 对质能方程的理解 ( 1) 物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少。 ( 2) 核子在结合成原子核时出现质量亏损 Δ m ，其能量也要相应减少，即 Δ E ＝ Δ mc 2 。 ( 3) 原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加 Δ m ，吸收的能量为 Δ E ＝ Δ mc 2 。 [ 典例分析 ] 【例 3 】 (2018· 浙江杭州四中高三模拟 ) ( 多选 ) 日本福岛核电站发生核泄漏危机引起世界对安全利用核能的关注，泄漏的污染物中含有 131 I 和 137 Cs 。 131 I 发生衰变时会释放 β 射线， 137 Cs 发生衰变时会释放 γ 射线，过量的射线对人体组织有破坏作用。核泄露一旦发生，应尽量避免污染物的扩散。下列说法正确的是 ( 　　 ) A.γ 射线穿透作用很强 B.β 射线是高速电子流 C . 目前世界上运行的核电站均采用轻核聚变 D . 可以通过降低温度减小污染物的半衰期，从而减小 危害 解析 　三种射线中， γ 射线的电离作用最弱，穿透能力最强，选项 A 正确； β 射线是高速的电子流，选项 B 正确；目前世界上运行的核电站均采用核裂变，选项 C 错误；半衰期的大小与温度、压强等因素无关，由原子核内部因素决定，选项 D 错误。 答案 　 AB 答案　 BD 答案 　 CD 能级跃迁问题易错分析 [ 正解展示 ] 　 氢原子能发出 6 种不同频率的光，说明氢原子处于 n ＝ 4 的激发态，由玻尔理论可知： E 4 － E 1 ＝ E ，频率最低的光是氢原子从 n ＝ 4 的能级跃迁到 n ＝ 3 的能级发出的，由玻尔理论可知： E 4 － E 3 ＝ hν ，由于 E 4 － E 3 < E 4 － E 1 ＝ E ，选项 A 、 B 、 C 错误；频率为 E / h 的光的频率最大，在水中的折射率最大，选项 D 正确。 答案　 D