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(江蘇專用)2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 要點(diǎn)回扣 專題15 原子物理學(xué)案

上傳人:Sc****h 文檔編號:100802729 上傳時間:2022-06-03 格式:DOC 頁數(shù):6 大?。?34.50KB
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1、要點(diǎn)15 原子物理 [規(guī)律要點(diǎn)] 一、波粒二象性 1.光電效應(yīng) (1)光電效應(yīng)的規(guī)律 ①任何一種金屬都有一個截止頻率,低于這個截止頻率則不能發(fā)生光電效應(yīng)。 ②光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān),隨入射光頻率的增大而增大。 ③光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時的。 ④大于截止頻率的光照射金屬時,光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比。 (2)光電流與電壓的關(guān)系 給光電管加反向電壓時,隨電壓的增大,光電流逐漸減小,當(dāng)電壓大于或等于遏止電壓時,光電流為0。如圖所示,給光電管加正向電壓時,隨電壓的增大光電流逐漸增大,當(dāng)電壓增大到某一值時,光電流達(dá)到飽和值,再增大電壓,光電流不再增加。 2.光電

2、效應(yīng)方程 (1)最大初動能與入射光子頻率的關(guān)系:Ek=hν-W0。 (2)若入射光子的能量恰等于金屬的逸出功W0,則光電子的最大初動能為零,入射光的頻率就是金屬的截止頻率。此時有hνc=W0,即νc=,可求出截止頻率。 (3)Ek-ν曲線:如圖所示,由Ek=hν-W0可知,橫軸上的截距是金屬的截止頻率或極限頻率,縱軸上的截距是金屬的逸出功的負(fù)值,斜率為普朗克常量h。 3.光的波粒二象性 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 表現(xiàn) 光的波動性 干涉和衍射 ①光是概率波,即光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的概率可用波動規(guī)律來描述; ②足夠數(shù)量的光子在傳播時,表現(xiàn)出波的性質(zhì)。 說明:光的波動性不同于宏觀概念

3、的波 光的粒子性 光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng) ①當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時,這種作用是“一份一份”進(jìn)行的,表現(xiàn)出粒子的性質(zhì); ②少量或個別光子顯示出光的粒子性。 說明:光子不同于宏觀概念的粒子 波動性和粒子性的對立 與統(tǒng)一 ①大量光子易顯示出波動性,而少量光子易顯示出粒子性; ②波長長(頻率低)的光波動性強(qiáng),而波長短(頻率高)的光粒子性強(qiáng); ③光子說并未否定波動性,光子能量E=hν=中,ν和λ就是與波有關(guān)的物理量; ④波和粒子在宏觀世界是不能統(tǒng)一的,而在微觀世界卻是統(tǒng)一的 4.物質(zhì)波(德布羅意波):λ=。 二、玻爾假說 1.軌道量子化:原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓軌道繞核

4、運(yùn)動相對應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的,因此電子的軌道也是不連續(xù)的。 2.能量狀態(tài)量子化:原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的,電子雖然繞核運(yùn)動,但并不向外輻射能量。 3.躍遷假說:原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時,它輻射或吸收一定頻率的光子,光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定,即hν=Em-En。 三、核反應(yīng) 1.衰變:原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變化??煞譃棣了プ儭ⅵ滤プ?,并伴隨著γ射線放出。 2.α衰變和β衰變的比較 α衰變 β衰變 衰變方程 X→Y+He X→Y+e 典例 U→Th+He Th→Pa+e 勻強(qiáng)磁場中軌跡

5、 α粒子半徑大 β粒子半徑大 衰變實(shí)質(zhì) 2H+2n→He n→H+e 衰變規(guī)律 電荷數(shù)守恒,質(zhì)量數(shù)守恒 3.半衰期公式:N余=N原()t/τ,m余=m原()t/τ。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定,跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。 4.核反應(yīng)類型 核反應(yīng)有4種類型,即衰變、人工轉(zhuǎn)變、聚變及裂變。4種核反應(yīng)類型對比如下: 種類 可控性 核反應(yīng)方程典例 衰變 α衰變 自發(fā) U→Th+He β衰變 自發(fā) Th→Pa+e 人工 轉(zhuǎn)變 人工控制 N+He→O+H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子) Al+He→P+n P→Si+e (約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素

6、,同時探測到正電子) 重核裂變 較容易人工控制 U+n→Ba+Kr+3n U+n→Xe+Sr+10n 輕核聚變 無法控制 H+H→He+n 注意:4種核反應(yīng)都遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒的規(guī)律。 六、核力與核能 1.核力特點(diǎn):短程力,強(qiáng)大,只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用。 2.比結(jié)合能:原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比,也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大,表示原子核、核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定。 3.愛因斯坦質(zhì)能方程:E=mc2,ΔE=Δmc2。 4.裂變與聚變 (1)重核裂變:重核俘獲一個中子后分裂成為兩個中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程。重核裂變的同時放出幾個中子,并釋放出大量核能。為

7、了使鈾235裂變時發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),鈾塊的體積應(yīng)大于它的臨界體積。 裂變的應(yīng)用:原子彈、原子反應(yīng)堆。 (2)輕核聚變:某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程,反應(yīng)時釋放出大量的核能。要想使氘核和氚核合成氦核,必須達(dá)到幾百萬攝氏度以上的高溫,因此聚變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)。 聚變的應(yīng)用:氫彈。 [保溫訓(xùn)練] 1.(2017·天津高考)我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證,這是我國對國際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是(  ) 圖1 A.H+H→He+n B.N+He→O+H C.He+Al→P+n D.U+n→Ba+Kr+3n

8、解析 H+H→He+n是一個氘核與一個氚核結(jié)合成一個氦核,同時放出一個中子,屬于聚變反應(yīng);7N+He→8O+H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程,是人類第一次實(shí)現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變,屬于人工核反應(yīng);He+Al→P+n,屬于人工核反應(yīng);U+n→Ba+Kr+3n是一種典型的鈾核裂變,屬于裂變反應(yīng)。故選A。 答案 A 2.(2018·江蘇南京、鹽城一模)如圖2所示,某原子的三個能級的能量分別為E1、E2和E3。a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光,下列判斷正確的是(  ) 圖2 A.E1>E2>E3 B.E3-E2>E2-E1 C.b光的波長最長 D.c光的頻率最高 答案 D 3

9、.(多選)(2018·江蘇南京高三調(diào)研)下列說法中正確的是(  ) A.圖甲中正確反映了黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布與黑體的溫度的關(guān)系 B.圖乙中放射性同位素應(yīng)選擇衰變時放出α粒子的同位素 C.圖丙中A、B兩球質(zhì)量相等,當(dāng)A以速度v與靜止的B發(fā)生正碰后,B的速度未必是v D.圖丁中電子束通過鋁箔產(chǎn)生的衍射圖樣,證實(shí)了物質(zhì)波的存在 答案 CD 4.(多選)(2018·江蘇徐州、宿遷、淮陰、連云港模擬)下列說法中正確的有(  ) A.結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定 B.光電效應(yīng)說明了光具有粒子性 C.動量相同的質(zhì)子和電子,它們的德布羅意波的波長相等 D.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按

10、波長的分布規(guī)律與黑體的溫度無關(guān) 答案 BC 5.(2018·江蘇高考)已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后,剩有的A和B質(zhì)量之比為________。 A.1∶4 B.1∶2 C.2∶1 D.4∶1 解析 由半衰期含義可知,A經(jīng)過兩個半衰期剩余的質(zhì)量為原來的,B經(jīng)過一個半衰期,剩余的質(zhì)量為原來的,所以剩余的A、B質(zhì)量比為1∶2,B項(xiàng)正確。 答案 B 6.(2018·江蘇高考)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,用波長為λ0的單色光A照射某金屬板時,剛好有光電子從金屬表面逸出。當(dāng)波長為的單色光B照射該金屬板時,光電子的最大初動能為________,A、B兩種光

11、子的動量之比為________。(已知普朗克常量為h、光速為c) 解析 由題意可知,h=W,Ek=2h-W=h;光子的動量與其波長成反比,所以兩種光子動量之比為1∶2。 答案  1∶2  7.(多選)(2018·江蘇師大附中階段檢測)下列四幅圖分別對應(yīng)四種說法,其中正確的是(  ) A.根據(jù)α、β、γ射線的特點(diǎn)可知,射線1是α射線,射線2是β射線,射線3是γ射線 B.氫原子輻射出一個光子后,電勢能減少,總能量增加 C.天然放射性元素的半衰期由原子核自身的因素決定,跟所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān) D.用綠光照射K時,電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn),若改用紫光照射,電流表的示數(shù)一定增大 答案 AC 6

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