2018届二轮复习近代物理课件（共28张）（全国通用）

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专题五 　 近代物理 考情分析 · 备考 定向 第 13 讲 　 近代物理 - 4 - 知识脉络梳理 规律方法导引 - 5 - 知识脉络梳理 规律方法导引   - 6 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 原子结构 例 1 下列有关原子结构和原子核的认识 , 其中正确的是 ( 　　 ) A. γ 射线是高速运动的电子流 B. 氢原子辐射光子后 , 其绕核运动的电子动能增大 C. 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 B - 7 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 例 2 ( 多选 ) 右图为氢原子的能级图。现有大量处于 n= 3 激发态的氢原子向低能级跃迁 , 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 氢原子由 n= 3 跃迁到 n= 2 能级时 , 其核外电子的动能将减小 B. 这些氢原子总共可辐射出三种不同频率的光 C. 这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为 10 . 2 eV D. 氢原子由 n= 3 跃迁到 n= 1 产生的光照射逸出功为 6 . 34 eV 的金属铂能发生光电效应 BD - 8 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 解析 根据玻尔理论 , 核外电子轨道半径越小 , 则速度越大 , 动能越大 , 氢原子由 n= 3 跃迁到 n= 2 能级时 , 轨道半径减小 , 则动能将增大 ,A 错误 ; 由于有大量处于 n= 3 激发态的氢原子向低能级跃迁 , 故可产生 种 不同频率的光 ,B 正确 ; 这些氢原子跃迁时辐射出光子能量的最大值为 - 1 . 51 eV - ( - 13 . 6 eV) = 12 . 09 eV,C 错误 ; 氢原子由 n= 3 跃迁到 n= 1 辐射出的光子能量为 - 1 . 51 eV - ( - 13 . 6 eV) = 12 . 09 eV, 大于最大逸出功为 6 . 34 eV 的金属铂 , 能发生光电效应 ,D 正确。 - 9 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法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 , 即 Δ E=h ν =|E 初 -E 末 | 。 (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。 (3) 一群氢原子和一个氢原子不同 , 氢原子核外只有一个电子 , 这个电子在某时刻只能处在某一个确定的轨道上 , 在某段时间内 , 由这一轨道跃迁到另一轨道时 , 可能的情况只有一种 , 但是如果有大量的氢原子 , 它们的核外电子向基态跃迁时就会有各种情况出现了 , 发射光子的种类 (4) 计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长时 , 要注意各能级的能量值均为负值 , 且单位为电子伏特 , 计算时需换算单位 ,1 eV = 1 . 6 × 10 - 19 J 。 - 10 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 光电效应 例 3 ( 多选 ) 在光电效应实验中 , 用频率为 ν 的光照射光电管阴极 , 发生了光电效应 , 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 增大入射光的强度 , 光电流增大 B. 减小入射光的强度 , 光电效应现象消失 C. 改用频率小于 ν 的光照射 , 一定不发生光电效应 D. 改用频率大于 ν 的光照射 , 光电子的最大初动能变大 AD 解析 增大入射光强度 , 使单位时间内逸出的光电子数增加 , 因此光电流增大 , 选项 A 正确 ; 能否发生光电效应与照射光的频率有关 , 与强度无关 , 选项 B 错误 ; 当照射光的频率小于 ν , 但大于极限频率时仍能发生光电效应 , 选项 C 错误 ; 由 E km =h ν -W , 增加入射光的频率 , 光电子的最大初动能变大 , 选项 D 正确。 - 11 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 例 4 ( 多选 )(2017· 全国 Ⅲ 卷 ) 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 k a 和 E k b 。 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 k a >E k b C. 若 U a ν b , 则一定有 h ν a -E k a >h ν b -E k b BC 解析 根据光电效应方程 E k =h ν -W 和光电子的最大初动能与遏止电压的关系 -eU= 0 -E k , 得 eU=h ν -W ,A 错 ,B 、 C 正确 ; 若 ν a > ν b , 则一定有 h ν a -E k a =h ν b -E k b =W ,D 错。 - 12 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法光电效应的研究思路 (1) 两条线索 : (2) 两条对应关系 : 光照强 → 光子数目多 → 发射光电子多 → 光电流大 光子频率高 → 光子能量大 → 光电子的最大初动能大 - 13 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 核反应与核能 例 5 (2017· 全国 Ⅱ 卷 ) 一静止的铀核放出一个 α 粒子衰变成钍核 , 衰变方程为 。下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 衰变后钍核的动能等于 α 粒子的动能 B. 衰变后钍核的动量大小等于 α 粒子的动量大小 C. 铀核的半衰期等于其放出一个 α 粒子所经历的时间 D. 衰变后 α 粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 B 解析 静止的铀核发生衰变 , 衰变过程中动量守恒 , 所以衰变后 α 粒子的动量和钍核的动量大小相等、方向相反 , 故选项 B 正确 ; 由于 m 钍 >m α , 根据 可知 , 钍核的动能小于 α 粒子的动能 , 故选项 A 错误 ; 半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间 , 并不是放出一个 α 粒子所经历的时间 , 故选项 C 错误 ; 铀核发生 α 衰变过程中有质量亏损 , 衰变后 α 粒子与钍核的质量和小于衰变前铀核的质量 , 故选项 D 错误。 - 14 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 例 6 在某些恒星内部 , 发生 3 个氦核 结合成 1 个碳核 的 反应。已知 1 个氦核的质量为 m 1 、 1 个碳核的质量为 m 2 ,1 个质子的质量为 m p ,1 个中子的质量为 m n , 真空中的光速为 c 。 (1) 写出核反应方程式 ; (2) 求核反应的质量亏损 ; (3) 求碳核的比结合能为。 - 15 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 思维导引 1 . 核反应前后质量数和电荷数守恒。 2 . 比结合能为组成原子的所有核子的质量亏损和核子数的比值。 - 16 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 规律方法衰变及核反应方程的书写 (1) 原子核的衰变 ① 衰变实质 : α 衰变是原子核中的 2 个质子和 2 个中子结合成一个氦核 ; β 衰变是原子核中的中子转化为一个质子和一个电子 ; γ 衰变伴随着 α 衰变或 β 衰变同时发生 , 不改变原子核的质量数与电荷数 , 以光子形式释放出衰变过程中产生的能量。 ② 衰变的快慢由原子核内部因素决定 , 跟原子所处的物理、化学状态无关 ; 半衰期是统计规律 , 对个别、少数原子核无意义。 - 17 - 命题热点一 命题热点二 命题热点三 (2) 核反应方程的书写 ① 核反应过程一般不可逆 , 所以核反应方程中用 “→” 表示方向而不能用等号代替。 ② 核反应方程遵循质量数、电荷数守恒 , 但核反应前后的总质量一般会发生变化 ( 质量亏损 ) 且释放出核能。 ③ 核反应的生成物一定要以实验为基础 , 不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程。 - 18 - 1 3 4 5 1 . 下列说法不正确的是 ( 　　 ) A. 原子中的电子绕原子核高速运转时 , 运行轨道的半径不是任意的 B. α 粒子散射实验中 , 发现少数 α 粒子发生了较大偏转 , 因为原子的几乎全部质量和所有负电荷主要集中在很小空间范围内 C. 光电效应实验和康普顿效应实验说明了光具有粒子性 D. 平时我们在空气中看到的放电火花 , 就是气体电离导电的 结果 2 B - 19 - 1 3 4 5 2 2 . 图甲所示为氢原子的能级 , 图乙为氢原子的光谱。已知谱线 a 是氢原子从 n= 4 的能级跃迁到 n= 2 能级时的辐射光 , 则谱线 b 可能是氢原子在下列哪种情形跃迁时的辐射光 ( 　　 ) - 20 - 1 3 4 5 2 A. 从 n= 5 的能级跃迁到 n= 3 的能级 B. 从 n= 4 的能级跃迁到 n= 3 的能级 C. 从 n= 5 的能级跃迁到 n= 2 的能级 D. 从 n= 3 的能级跃迁到 n= 2 的能级 答案 C 　 - 21 - 1 3 4 5 3 . 下图是光电管的原理图 , 已知当有波长为 λ 0 的光照到阴极 K 上时 , 电路中有光电流 , 则 ( 　　 )   A. 若换用波长为 λ 1 ( λ 1 > λ 0 ) 的光照射阴极 K 时 , 电路中一定没有光电流 B. 若换用波长为 λ 2 ( λ 2 < λ 0 ) 的光照射阴极 K 时 , 电路中一定有光电流 C. 增加电路中电源电压 , 电路中光电流一定增大 D. 若将电源极性反接 , 电路中一定没有光电流产生 2 B - 22 - 1 3 4 5 2 B - 23 - 1 3 4 5 2 C - 24 - 核反应方程及核能的计算 【典例示范】 一个静止的氡核 放出一个 α 粒子后衰变为钋核 。假设放出的核能完全转变为钋核与 α 粒子的动能 , 不计光子的动量。已知 m 氡 = 222 . 086 63 u 、 m α = 4 . 002 6 u 、 m 钋 = 218 . 076 6 u,1 u 相当于 931 . 5 MeV 的能量。 (1) 写出上述衰变方程 ; (2) 求出发生上述衰变放出的能量 ; (3) 确定钋核与 α 粒子的动能。 分析推理 : 能量守恒定律和动量守恒定律 。 - 25 - 思维 流程 - 26 - - 27 - 以题说法核反应方程及核能的计算 (1) 掌握核反应方程中的守恒。 ① 质量数守恒。 ② 电荷数守恒。 (2) 核能的计算方法。 ① 根据爱因斯坦质能方程 , 即 Δ E= Δ mc 2 (J) 。 ② 根据 1 原子质量单位 (u) 相当于 931 . 5 MeV 能量 , 即 Δ E= Δ m× 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。 - 28 - B 解析 由方程 得 , 质量亏损为 Δ m= 2 × 2 . 013 6 u - 3 . 015 0 u - 1 . 008 7 u = 0 . 003 5 u, 由 Δ E= Δ mc 2 得 ,Δ E= 0 . 003 5 × 931 MeV≈3 . 3 MeV, 故选 B 。