2018届二轮复习　原子与原子核课件（共32张）（全国通用） 32页

专题七　原子与原子核 定位 五年考情分析 2017 年 2016 年 2015 年 2014 年 2013 年 Ⅰ 卷 T17( 核能的计算 ) T35(1)( 光电效应 ) T35(1)( 光电效应 ) T35(1)( 原子核的衰变、半衰期 ) T35(1)( 核反应方程 ) Ⅱ 卷 T15( 衰变方程 ) T35(1)( 核反应方程 ) T35(1)( 光电效应、波粒二象性 ) T35(1)( 物理学史 ) T35(1)( 核能的计算 ) Ⅲ 卷 T19( 光电效应 方程 ) T35(1)( 核反应方程、质量亏损 ) 专题定位 本专题是原子和原子核 , 纵观近五年的高考题 , 全国三套卷 , 对于原子和原子核的考查 , 前四年在选做部分的 35 题呈现 , 大多以选择题或填空题的形式出现 , 但 2017 年该部分变为必考后 , 考查形式变为选择题在选择题部分呈现 , 知识点内容琐碎 , 考点较多 , 但主要考查的方面是原子核的衰变、半衰期、核反应方程、质能方程、光电效应方程这些方面 . 应考建议 2018 年高考复习备考过程中 , 应注意原子物理仍会从以下方面命题 :(1) 原子的能级跃迁 ;(2) 原子核的衰变规律 ;(3) 核反应方程的书写 ;(4) 质量亏损和核能的计算 ;(5) 三种射线的特点及应用 ; (6) 光电效应的规律及应用 . 由于本部分内容知识点多 , 且与科技相关 , 题目新颖 , 因此 , 备考中加强对基本概念和规律的理解的同时 , 注意与前沿科技有关的知识迁移 . 整 合 突 破 实 战 整合 网络要点重温 【 网络构建 】 【 要点重温 】 1. 能级跃迁 (1) 辐射条件 :hν= . (2) 辐射光谱线条数 : 一群处于量子数为 n 的激发态的氢原子 , 可辐射出的光谱线条数 N= . 2. 光电效应 (1) 光电效应的实验规律 : 存在着 ; 存在着 和 . (2) 爱因斯坦光电效应方程 :E k =hν-W 0 . 3. 核反应、核能的计算 (1) 两个守恒 : 守恒、 守恒 . (2) 质能方程 :E= . E m -E n 饱和电流 遏止电压 截止频率 质量数 电荷数 mc 2 突破 热点考向聚焦 热点考向一　光电效应与光的粒子性 【 核心提炼 】 1. 光电效应的研究思路 (1) 两条线索 : 2.爱因斯坦光电效应方程E k =hν-W 0 的研究对象是金属表面的电子,意义是说,光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大(如图所示),直线的斜率为h,直线与ν轴的交点的物理意义是截止频率ν c ,直线与E k 轴交点的物理意义是逸出功的负值. 【 典例 1】 ( 2017 · 安徽黄山模拟 ) 关于光电效应 , 下列说法正确的是 ( 　 　 ) A. 截止频率越大的金属材料逸出功越大 B. 只要光照射的时间足够长 , 任何金属都能产生光电效应 C. 从金属表面出来的光电子的最大初动能越大 , 这种金属的逸出功越小 D. 入射光的光强一定时 , 频率越高 , 单位时间内逸出的光电子数就越多 解析 : 由逸出功W=hν 0 知,截止频率越大,逸出功越大,故A正确.光电效应的条件是入射光的频率大于金属的截止频率,与入射光的强度无关,故B错误.根据光电效应方程E k =hν-W 0 知,最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不会影响金属的逸出功,故C错误.入射光的光强一定时,频率越高,光子的能量越大,入射光中的光子的数目越少,单位时间内逸出的光电子数就越少,故D错误. A 【 预测练习 1】 ( 2017 · 安徽合肥模拟 ) 从 1907 年起 , 密立根就开始测量金属的遏止电压 U c ( 即图 1 所示的电路中电流表 G 的读数减小到零时加在电极 K,A 之间的反向电压 ) 与入射光的频率 ν, 由此算出普朗克常量 h, 并与普朗克根据黑体辐射得出的 h 相比较 , 以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性 . 按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验 , 得到了某金属的 U c - ν 图像如图 2 所示 . 下列说法正确的是 ( 　 　 ) A. 该金属的截止频率约为 4.27×10 14 Hz B. 该金属的截止频率约为 5.50×10 14 Hz C. 该图线的斜率为普朗克常量 D. 该图线的斜率为这种金属的逸出功 A 热点考向二　原子结构和能级跃迁 【 核心提炼 】 1. 原子结构的认识历程 2. 原子能级跃迁问题的解题技巧 (1) 原子跃迁时 , 所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差 . (2) 原子电离时 , 所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值 . 【 典例 2】 ( 2017 · 四川广元二模 ) 如图所示为氢原子的能级示意图 , 一群氢原子处于 n=3 的激发态 , 在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子 , 用这些光照射逸出功为 2.49 eV 的金属钠 , 说法正确的是 ( 　 　 ) A. 这群氢原子能发出三种频率不同的光 , 其中从 n=3 跃迁到 n=2 所发出的光波长最短 B. 这群氢原子能发出两种频率不同的光 , 其中从 n=3 跃迁到 n=1 所发出的光频率最小 C. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为 9.60 eV D. 金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为 11.11 eV C 解析 : 一群氢原子处于 n=3 的激发态 , 可能放出 3 种不同频率的光子 , 从 n=3 跃迁到 n=1 辐射的光子频率最大 , 波长最短 . 故 A,B 错误 . 从 n=3 跃迁到 n=1 辐射的光子能量最大 , 为 12.09 eV. 则光电子的最大初动能 E km =hν-W 0 =(12.09-2.49)eV=9.60 eV. 故 C 正确 ,D 错误 . 【 拓展延伸 】 在典例 2 中 , 假若一个处于 n=3 的激发态氢原子向低能级跃迁的情况是怎样的 ? 最多有几种不同频率的光子 ? 解析: 一个处于n=3的激发态氢原子向较低能级跃迁时,可能情况是3到2,2再到1,或者3到1;产生不同频率的光子是一种或两种,最多有两种. 答案: 3到2,2再到1,或者3到1;两种 【 预测练习 2】 ( 2017 · 贵州遵义模拟 ) 根据 α 粒子散射实验 , 卢瑟福提出了原子的核式结构模型 . 如图表示了原子核式结构模型的 α 粒子散射图景 . 图中实线表示 α 粒子的运动轨迹 . 其中一个 α 粒子在从 a 运动到 b 、再运动到 c 的过程中 (α 粒子在 b 点时距原子核最近 ), 下列判断正确的是 ( 　 　 ) A.α 粒子的动能先增大后减小 B.α 粒子的电势能先增大后减小 C.α 粒子的加速度先变小后变大 D. 电场力对 α 粒子先做正功后做负功 B 解析: α粒子受到斥力作用,根据电场力做功特点可知,从a运动b过程中电场力做负功,电势能增加,动能减小,从b运动到c过程中,电场力做正功,电势能减小,动能增加,A,D错误,B正确;根据点电荷周围电场可知,距离原子核近的地方电场强度大,故越靠近原子核加速度越大,因此α粒子加速度先增大后减小,故C错误. 热点考向三　核反应和核能的计算 【 核心提炼 】 1. 四种核反应 2. 半衰期 (1) 特点 : 由原子核本身决定 , 与原子所处的化学状态和外部环境无关 . (3) 适用条件 : 大量原子核 . 3. 核能的理解与计算 (1) 比结合能越大 , 原子核中核子结合的越牢固 . (2) 到目前为止 , 核能发电还只停留在利用裂变核能发电 . (3) 核能的计算方法 : ① 根据爱因斯坦质能方程 , 用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速 c 的平方 , 即 ΔE=Δmc 2 . ②根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)能量,用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV,即ΔE=Δm×931.5 (MeV). ③如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现,则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能. 【 典例 3】 ( 2016 · 全国 Ⅱ 卷 ,35 ) 在下列描述核过程的方程中 , 属于 α 衰变的是 　　　　 , 属于 β 衰变的是 　　　　 , 属于裂变的是 　　　　 , 属于聚变的是 　　　　 .( 填正确答案标号 )   答案 : C 　 AB 　 E 　 F BD 实战 高考真题演练 1.[ 光电效应 ]( 2017 · 全国 Ⅲ 卷 ,19 ) 在光电效应实验中 , 分别用频率为 ν a ,ν b 的单色光 a,b 照射到同种金属上 , 测得相应的遏止电压分别为 U a 和 U b 、光电子的最大初动能分别为 E ka 和 E kb .h 为普朗克常量 . 下列说法正确的是 ( 　 　 ) A. 若 ν a >ν b , 则一定有 U a ν b , 则一定有 E ka >E kb C. 若 U a ν b , 则一定有 hν a -E ka >hν b -E kb BC 解析 : 由爱因斯坦光电效应方程知 ,E ka =hν a -W 0 ,E kb =hν b -W 0 , 当 ν a >ν b 时 ,E ka >E kb , 选项 B 正确 . 由最大初动能和遏止电压的关系 ,eU a =E ka 知 eU b =E kb , 若 ν a >ν b , 得 E ka >E kb 进而知 U a >U b , 选项 A 错误 ; 若 U a