2022年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题原子物理含解析.docx
《2022年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题原子物理含解析.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年高考物理备考中等生百日捷进提升系列专题原子物理含解析.docx(35页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载专题 15 原子物理第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发觉,试题在考查主干学问的同时,留意考查必修中的基本概念和基本规律;考纲要求 1、知道什么是光电效应,懂得光电效应的试验规律;会利用光电效应方程运算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量;知道光的波粒二象性,知道物质波的概念2、知道两种原子结构模型,会用玻尔理论说明氢原子光谱;把握氢原子的能级公式并能结合 能级图求解原子的跃迁问题;3、把握原子核的衰变、半衰期等学问; 会书写核反应方程,并能依据质能方程求解核能问题命题规律 1、光电效应现象、试验规律和光电效应方程
2、,光的波粒二象性和德布罗意波是懂得的难点,也是考查的热点,一般以挑选题形式显现,光电效应方程可能会以填空题或运算题形式显现;2、核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分显现的几率将会增加,可能单独命题,也可能与其它学问联合出题3、半衰期、质能方程的应用、运算和核反应方程的书写是高考的热点问题,试题一般以基础 学问为主,较简洁 . 其次部分学问背一背(1)光电效应 光电效应规律a 每种金属都有一个极限频率b 光子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光的频率增大而增大c 光照耀到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的d 光电流的强度与入射光的强度成正比2 爱因斯坦光电效应方程光电效
3、应方程:Ekh W 0. 遏止电压:使光电流减小到零的反向电压 Uc. 截止频率:能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率 又叫极限频 率 不同的金属对应着不同的极限频率逸出功:电子从金属中逸出所需做功的最小值,叫做该金属的逸出功3 光的波粒二象性名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性光电效应说明光具有粒子性光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的波粒二象性4 物质波任何一个运动着的物体,小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应,其波长h p5
4、 原子的核式结构 卢瑟福的原子核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子 核里,带负电的电子在核外绕核旋转原子核的尺度:原子核直径的数量级为1015 m,原子直径的数量级约为1010 m. 6 玻尔理论 定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳固的,电子 虽然绕核运动,但并不向外辐射能量跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸取肯定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差打算,即h EmEn. h 是普朗克常量,h6.63 10 34 J .s 轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对
5、应原子的定态是不连 续的,因此电子的可能轨道也是不连续的;7 氢原子的能级、能级公式 氢原子的能级图氢原子的能级公式:EnE 1 n=1,2,3 , ,其中 E1为基态能量, 其数值为 E1=13.6 eV;n2氢原子的半径公式:r nn2r1 n=1,2,3 , ,其中 r 1为基态半径,其数值为r 1=0.53 1010 m;8 原子核的组成 原子核由中子和质子组成,质子和中子统称为核子;原子核的核电荷数质子数,原子核的质量数中子数质子数;名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - X 元素原子核的符号为A ZX学习好资
6、料欢迎下载,其中 A 表示质量数, Z表示核电荷数;(9)原子核的衰变 衰变:AXA4Y4HeZZ22 衰变:AXA1Y0eZZ1半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间半衰期由核内部本身的因素决 定,跟原子所处的物理或化学状态无关;(10)核反应类型及核反应方程类型可控性核反应方程典例H约里奥 居里衰 衰变自发238U234Th4He92902变 衰变自发234Th234Pa01e909114N4He17O1人工转变人工掌握7281 卢瑟福发觉质子 4 2He9 4Be126C1 0n 查德威克发觉中子 27 13Al 4 2He30 15P1 0n 夫妇发觉放射30 15P30
7、14Si 0 1e 性同位素, 同时发觉正电子重核裂变比较简洁进行人工235U1n144Ba89Kr1 3 0n920563623592U1 0n13654Xe90 138Sr10 0n 掌握235U1n136Xe90Sr101n轻核聚变除氢弹外无法掌握920543802 1H3 1H4 2He1 0n 说明:核反应过程一般都是不行逆的,所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向,不能用等 号连接;核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒;第三部分技能 +方法名师归纳总结 一、由 Ek 图象可以得到的信息: 第 3 页,共 24 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - -
8、 - 极限频率:图线与学习好资料c. 欢迎下载 轴交点的横坐标逸出功:图线与 Ek轴交点的纵坐标的值 E=W0. 普朗克常量:图线的斜率 k=h. 二、光电效应中两条线索 线索一:通过频率分析:光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大;线索二:通过光的强度分析:入射光强度大光子数目多产生的光电子多光电流大;三、对光的波粒二象性、物质波的考查 光既有波动性,又有粒子性,两者不是孤立的,而是有机的统一体,其表现规律为:个别光子的作用成效往往表现为粒子性;大量光子的作用成效往往表现为波动性频率越低波动性越显著,越简洁看到光的干涉和衍射现象;频率越高粒子性越显著,越不 简洁看到光的干涉和衍射现象,
9、贯穿本事越强光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时,往往表现为粒子性由光子的能量 E=h ,光子的动量 p h 表达式也可以看出, 光的波动性和粒子性并不冲突:表示粒子性的粒子能量和动量的运算式中都含有表示波的特点的物理量频率 和波长 ;由以上两式和波速公式c= 仍可以得出: E=pc;四、解答氢原子能级跃迁问题的四点技巧 原子跃迁时,所吸取或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差;原子电离时,所吸取的能量可以大于或等于某一能级能量的肯定值;一群原子和一个原子不同,它们的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类NC2nn1 n2运算时应留意:因一般取无穷远处为零电势参考面,故各能级的能
10、量值均为负值;(2)原子跃迁的两种类型 如是在光子的激发下引起原子跃迁,就要求光子的能量必需等于原子的某两个能级差:原 子从低能级向高能级跃迁:吸取肯定能量的光子,当一个光子的能量满意 h E末E初时,h 大于或小于 才能被某一个原子吸取,使原子从低能级 E 初向高能级 E 末跃迁, 而当光子能量(E 末 E 初)时都不能被原子吸取如是在电子的碰撞下引起的跃迁,就要求电子的能量必需大于或等于原子的某两个能级差:名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载原子仍可吸取外来实物粒子 例如自由电子 的能量而被激
11、发由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸取,所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值 E=EmEn ,均可使原子发生能级跃迁;留意:当光子能量大于或等于13.6 eV 时,也可以被氢原子吸取,使氢原子电离;当氢原子吸取的光子能量大于 13.6 eV ,氢原子电离后,电子具有肯定的初动能五、确定衰变次数的方法设放射性元素AX经过 n 次 衰变和 m次 衰变后, 变成稳固的新元素AY,就表示该核反ZZ应的方程为AXAYn4Hem0eZZ21依据电荷数守恒和质量数守恒可列方程:AA 4n,ZZ 2nm确定衰变次数,由于 衰变对质量数无影响,先由质量数的转变确定 衰变的次数,然后再依据衰变规
12、律确定 衰变的次数;七、核能的运算方法 利用爱因斯坦的质能方程运算核能:利用爱因斯坦的质能方程运算核能,关键是求出质量亏损,而求质量亏损主要是利用其核反应方程式,再利用质量与能量相当的关系求出核能;利用阿伏加德罗常数运算核能:求宏观物体原子核发生核反应过程中所释放的核能,一般 利用核反应方程及其比例关系和阿伏加德罗常数;由动量守恒和能量守恒运算核能:由动量守恒定律和能量守恒定律来求;说明:(a)依据 E mc 2 运算, 运算时 m的单位是 “ kg” ,c 的单位是 “ m/s” , E的单位是 “J” (b)依据 E m 931.5 MeV运算因 1 原子质量单位 u 相当于 931.5
13、MeV的能量,所以运算时 m的单位是“u” , E 的单位是“MeV” (c)利用质能方程运算核能时,不能用质量数代替质量进行运算【例 1】一单色光照到某金属表面时,有光电子从金属表面逸出,以下说法中正确选项(填入 正确选项前的字母;选对 1 个给 3 分,选对 2 个给 4 分,选对 3 个给 6 分;每选错 1 个扣 3 分,最低得分为 0 分); A 只增大入射光的频率,金属逸出功将减小 B 只延长入射光照耀时间,光电子的最大初动能将不变 C只增大入射光的频率,光电子的最大初动能将增大 D只增大入射光的频率,光电子逸出所经受的时间将缩短 E 只增大入射光的强度,单位时间内逸出的光电子数目
14、将增多【答案】 BCE 【解析】同一种金属的逸出功不变,A 错误;光电子的最大由入射光频率打算,与入射光照耀名师归纳总结 时间无关, B 正确, C正确;光电子瞬时逸出,D错误;增加入射光强度,入射光子数量增多,第 5 页,共 24 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载单位时间内逸出的光电子数目增多,E 正确;【例 2】(多项)如下列图,电路中全部元件完好,当光照耀到光电管上时,灵敏电流计中没有电流通过,可能的缘由是电源 G A入射光强度较弱B入射光波长太长C光照耀时间太短D电源正负极接反【答案】 BD 【解析】灵敏电流计中没有电流
15、通过,可能是未发生光电效应现象,即入射光的频率小于金属的极限频率,与光照强度无关,应选项 A 错误;选项 B正确;与入射光的照耀时间无关,应选项 C错误;仍可能由于电源正负极接反,即电场反向导致,应选项 D正确;【例 3】某同学在讨论某金属的光电效应现象时,发觉该金属逸出光电子的最大初动能与入射光频率的关系如下列图;如图线在两坐标轴上的截距分别为 a 和 b,由图线可以得到普朗克常数的数值为;单位为;如入射光的频率为该金属截止频率的 初动能为 J;【答案】 h=b/a ;J.s ;b2 倍,就逸出的光电子的最大【例 4】讨论光电效应时,已经知道金属钠的逸出功为2.29eV ,现有一系列处于n=
16、4 能级的氢原子,用它在跃迁过程中发出的光照耀金属钠,氢原子的能级结构图如下列图,就以下说法中正确选项: ()名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - n 5 学习好资料欢迎下载E/eV 0 -0.54 4 -0.85 3 -1.51 2 -3.40 1 -13.60 A跃迁过程中将释放 5 种频率的光子B跃迁过程中释放光子的最小能量为 1.89eV C跃迁过程中释放光子的最大能量为 13.6eV D跃迁过程中释放的光子有 4 种能引起光电效应【答案】 D 【例 5】已知处于某一能级n 上的一群氢原子向低能级跃迁时,能够发
17、出 10 种不同频率的光,以下能表示辐射光波长最长的那种跃迁的示意图是()【答案】 A 【解析】依据玻尔理论,波长最长的跃迁对应着频率最小的跃迁,依据氢原子能级图,频率最小的跃迁对应的是从 5 到 4 的跃迁,选项 A正确;【例 6】依据玻尔理论,原子的电子由 n=2 轨道跃迁到 n=1轨道()A. 原子的能量削减,电子的动能增加名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载B. 原子的能量增加,电子的动能削减 C.原子要放出一系列频率不同的光子 D.原子要吸取某一频率的光子【答案】 A 【解析】 依据玻尔
18、理论, 氢原子的电子由n=2 轨道跃迁到n=1轨道时, 是氢原子由高能级状态向低能级状态跃迁,同时要向外辐射肯定频率的光子,所以原子的能量削减,由于引力做正功,所以电子的动能增大,所以A选项正确 B选项错误;由hE2E 可知原子要放出一种频率的光子,所以C、D选项错误;【例 7】如图为氢原子的能级示意图,锌的逸出功是3.34ev ,那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸取光子的特点熟识正确选项_ 填正确答案标号;选对l 个得 2 分,选对 2 个得 4 分,选对 3 个得 5 分;每选错1 个扣 3 分,最低得分为0 分 A. 用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照耀锌板肯定不能产生光电效应 B
19、. 一群处于 n=3 能级的氢原子向基态跃迁时,能放出 3 种不同频率的光 C.一群处于 n=3 能级的氢原子向基态跃迁时,发出的光照耀锌板,锌板表面所发出的光电子 的最大初动能为 8.75eV D 用能量为 10.3eV的光子照耀,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 E. 用能量为 14.0eV 的光子照耀,可使处于基态的氢原子电离【答案】 BCE 【例 8】(多项)以下表达正确的有()名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 24 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习好资料 欢迎下载A自然放射现象说明原子核仍具有复杂结构B卢瑟福通过 粒子散射试验,发觉原子核
20、有肯定的结构C查德威克在原子核人工转变的试验中发觉了中子D利用 射线的贯穿性可以为金属探伤,也能进行人体的透视E同种放射性元素,在化合物中的半衰期比在单质中长F放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关,它是一个统计规律,只对大量的原子核才适用【答案】 ACF 【例 9】(多项)对于下述四个核反应方程说法中正确的有()9Be4He12C1nx1n3H1H4He4能量4260112235U1n90Sr136Xe19FY16OHe92038540982A是发觉中子的核反应方程B是链式反应方程C3 是核裂变方程 , 其中 x=10 D是 【答案】 AC 衰变方程 , 其中 Y 是质子【解析】
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 年高 物理 备考 中等 百日 提升 系列 专题 原子 解析
限制150内