專題七原子與原子核1/31定位

五年考情分析Ⅰ卷T17(核能計算)T35(1)(光電效應)T35(1)(光電效應)T35(1)(原子核衰變、半衰期)T35(1)(核反應方程)Ⅱ卷T15(衰變方程)T35(1)(核反應方程)T35(1)(光電效應、波粒二象性)T35(1)(物理學史)T35(1)(核能計算)Ⅲ卷T19(光電效應方程)T35(1)(核反應方程、質量虧損)2/31專題定位本專題是原子和原子核,縱觀近五年高考題,全國三套卷,對于原子和原子核考查,前四年在選做部分35題展現,大多以選擇題或填空題形式出現,但該部分變為必考后,考查形式變為選擇題在選擇題部分展現,知識點內容瑣碎,考點較多,但主要考查方面是原子核衰變、半衰期、核反應方程、質能方程、光電效應方程這些方面.應考提議高考復習備考過程中,應注意原子物理仍會從以下方面命題:(1)原子能級躍遷;(2)原子核衰變規律;(3)核反應方程書寫;(4)質量虧損和核能計算;(5)三種射線特點及應用;(6)光電效應規律及應用.因為本部分內容知識點多,且與科技相關,題目新奇,所以,備考中加強對基本概念和規律了解同時,注意與前沿科技相關知識遷移.3/31整合突破實戰4/31整合

網絡關鍵點重溫【網絡構建】5/31【關鍵點重溫】1.能級躍遷(1)輻射條件:hν=

.(2)輻射光譜線條數:一群處于量子數為n激發態氫原子,可輻射出光譜線條數N=

.2.光電效應(1)光電效應試驗規律:存在著

;存在著

和

.(2)愛因斯坦光電效應方程:Ek=hν-W0.3.核反應、核能計算(1)兩個守恒:

守恒、

守恒.(2)質能方程:E=

.Em-En飽和電流遏止電壓截止頻率質量數電荷數mc26/31突破熱點考向聚焦熱點考向一光電效應與光粒子性【關鍵提煉】1.光電效應研究思緒(1)兩條線索:7/312.愛因斯坦光電效應方程Ek=hν-W0研究對象是金屬表面電子,意義是說,光電子最大初動能隨入射光頻率增大而增大(如圖所表示),直線斜率為h,直線與ν軸交點物理意義是截止頻率νc,直線與Ek軸交點物理意義是逸出功負值.8/31【典例1】(·安徽黃山模擬)關于光電效應,以下說法正確是(

)A.截止頻率越大金屬材料逸出功越大B.只要光照射時間足夠長,任何金屬都能產生光電效應C.從金屬表面出來光電子最大初動能越大,這種金屬逸出功越小D.入射光光強一定時,頻率越高,單位時間內逸出光電子數就越多解析:由逸出功W=hν0知,截止頻率越大,逸出功越大,故A正確.光電效應條件是入射光頻率大于金屬截止頻率,與入射光強度無關,故B錯誤.依據光電效應方程Ek=hν-W0知,最大初動能與入射光頻率成一次函數關系,不會影響金屬逸出功,故C錯誤.入射光光強一定時,頻率越高,光子能量越大,入射光中光子數目越少,單位時間內逸出光電子數就越少,故D錯誤.A9/31【預測練習1】(·安徽合肥模擬)從1907年起,密立根就開始測量金屬遏止電壓Uc(即圖1所表示電路中電流表G讀數減小到零時加在電極K,A之間反向電壓)與入射光頻率ν,由此算出普朗克常量h,并與普朗克依據黑體輻射得出h相比較,以檢驗愛因斯坦光電效應方程正確性.按照密立根方法我們利用圖示裝置進行試驗,得到了某金屬Uc-ν圖像如圖2所表示.以下說法正確是(

)A.該金屬截止頻率約為4.27×1014HzB.該金屬截止頻率約為5.50×1014HzC.該圖線斜率為普朗克常量D.該圖線斜率為這種金屬逸出功A10/3111/31熱點考向二原子結構和能級躍遷【關鍵提煉】1.原子結構認識歷程12/312.原子能級躍遷問題解題技巧(1)原子躍遷時,所吸收或釋放光子能量只能等于兩能級之間能量差.(2)原子電離時,所吸收能量能夠大于或等于某一能級能量絕對值.13/31【典例2】(·四川廣元二模)如圖所表示為氫原子能級示意圖,一群氫原子處于n=3激發態,在向較低能級躍遷過程中向外發出光子,用這些光照射逸出功為2.49eV金屬鈉,說法正確是(

)A.這群氫原子能發出三種頻率不一樣光,其中從n=3躍遷到n=2所發出光波長最短B.這群氫原子能發出兩種頻率不一樣光,其中從n=3躍遷到n=1所發出光頻率最小C.金屬鈉表面所發出光電子最大初動能為9.60eVD.金屬鈉表面所發出光電子最大初動能為11.11eVC14/31解析:一群氫原子處于n=3激發態,可能放出3種不一樣頻率光子,從n=3躍遷到n=1輻射光子頻率最大,波長最短.故A,B錯誤.從n=3躍遷到n=1輻射光子能量最大,為12.09eV.則光電子最大初動能Ekm=hν-W0=(12.09-2.49)eV=9.60eV.故C正確,D錯誤.15/31【拓展延伸】在典例2中,假若一個處于n=3激發態氫原子向低能級躍遷情況是怎樣?最多有幾個不一樣頻率光子?解析:一個處于n=3激發態氫原子向較低能級躍遷時,可能情況是3到2,2再到1,或者3到1;產生不一樣頻率光子是一個或兩種,最多有兩種.答案:3到2,2再到1,或者3到1;兩種16/31【預測練習2】(·貴州遵義模擬)依據α粒子散射試驗,盧瑟福提出了原子核式結構模型.如圖表示了原子核式結構模型α粒子散射圖景.圖中實線表示α粒子運動軌跡.其中一個α粒子在從a運動到b、再運動到c過程中(α粒子在b點時距原子核最近),以下判斷正確是(

)A.α粒子動能先增大后減小B.α粒子電勢能先增大后減小C.α粒子加速度先變小后變大D.電場力對α粒子先做正功后做負功B17/31解析:α粒子受到斥力作用,依據電場力做功特點可知,從a運動b過程中電場力做負功,電勢能增加,動能減小,從b運動到c過程中,電場力做正功,電勢能減小,動能增加,A,D錯誤,B正確;依據點電荷周圍電場可知,距離原子核近地方電場強度大,故越靠近原子核加速度越大,所以α粒子加速度先增大后減小,故C錯誤.18/31熱點考向三核反應和核能計算【關鍵提煉】1.四種核反應19/3120/312.半衰期(1)特點:由原子核本身決定,與原子所處化學狀態和外部環境無關.(3)適用條件:大量原子核.3.核能了解與計算(1)比結合能越大,原子核中核子結合越牢靠.(2)到當前為止,核能發電還只停留在利用裂變核能發電.(3)核能計算方法:①依據愛因斯坦質能方程,用核反應質量虧損千克數乘以真空中光速c平方,即ΔE=Δmc2.21/31②依據1原子質量單位(u)相當于931.5兆電子伏(MeV)能量,用核反應質量虧損原子質量單位數乘以931.5MeV,即ΔE=Δm×931.5(MeV).③假如核反應時釋放核能是以動能形式展現,則核反應過程中系統動能增量即為釋放核能.22/31【典例3】(·全國Ⅱ卷,35)在以下描述核過程方程中,屬于α衰變是

,屬于β衰變是

,屬于裂變是

,屬于聚變是

.(填正確答案標號)

23/31

答案:C

AB

E

F24/31BD25/3126/31實戰高考真題演練1.[光電效應](·全國Ⅲ卷,19)在光電效應試驗中,分別用頻率為νa,νb單色光a,b照射到同種金屬上,測得對應遏止電壓分別為Ua和Ub、光電子最大初動能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常量.以下說法正確是(

)A.若νa>νb,則一定有Ua<UbB.若νa>νb,則一定有Eka>EkbC.若Ua<Ub,則一定有Eka<EkbD.若νa>νb,則一定有hνa-Eka>hνb-EkbBC27/31解析:由愛因斯坦光電效應方程知,Eka=hνa-W0,Ekb=hνb-W0,當νa>νb時,Eka>Ekb,選項B正確.由最大初動能和遏止電壓關系,eUa=Eka知eUb=Ekb,若νa>νb,得Eka>Ekb進而知Ua>Ub,選項A錯誤;若Ua<Ub,則一定有Eka<Ekb,選項C正確;對同一個金屬,則有hνa-Eka=hνb-Ekb=W0,選項D錯誤.28/31B解析:氘核聚變反應中虧損質量Δm=2.0136u×2-3.0150u-1.0087u=0.0035u,釋放核能ΔE=0.0035×931MeV≈3.3MeV,選項B正確.29/31B解析:衰變前后動量守恒,衰變前動量為零,故衰變后釷核與α粒子動量大小相等,方向相反,選項B正確;又Ek=,釷核與α粒子動量大小相等,但質量不一樣,故動能不一樣,選項A錯誤;半衰期是放射性元素原子核有半數發生衰變所需要時間,而放出α粒子所經歷時間是一個原子核衰變時間,選項C錯誤;衰變前后質量數不變,但有質量虧損,選項D錯誤.30/314.[波粒二象性](·全國Ⅱ卷,35)(多項選擇)實物粒子和光都含有波粒二象性.以下事實中突出表達波動性是(

)A.電子束經過雙縫試