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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,第,13,章 近代物理,考点,36,原子结构能级,考点,35,量子论初步光电效应波粒二象性,考点,37,核反应质能方程,1/59,考点,35,量子论初步光电效应波粒二象性,必备知识 全方面把握,关键方法 重点突破,考法,1,光电效应了解,考法,2,光电效应方程应用,考法,3,光波粒二象性,考法例析 成就能力,题型,1,光电效应了解,题型,2,光电效应方程应用,题型,3,波粒二象性,2/59,必备知识全方面把握,1,光电效应,(1),光电效应,在光照射下物体发射电子现象它是光粒子性表现，是光量子说试验基础,(2),光电效应中四条规律,存在遏止电压和截止频率,使光电流减小到,0,反向电压,U,c,为遏止电压，能使某种金属发生光电效应最小频率称为截止频率,光电子最大初动能只随入射频率增大而增大，与入射光强度无关,光电效应产生几乎是瞬时，普通不超出,10,9,s,.,能发生光电效应时，饱和光电流与入射光强度成正比,(3),爱因斯坦光子说,在空间传输光不是连续，而是一份一份，每一份叫作一个光量子，光子能量,E,跟光频率,成正比即,E,h,，用光量子说能成功地解释光电效应现象,3/59,(4),爱因斯坦光电效应方程,E,k,h,W,，其中,E,k,为光电子最大初动能；,h,为入射光子能量；,W,为逸出功,(5),逸出功,某种金属中不一样电子脱离这种金属所需功不一样，使电子脱离某种金属所做功最小值，叫作这种金属逸出功,4/59,2,光波粒二象性与物质波,(1),光是一个波，同时也是一个粒子，即光含有波粒二象性,(2),光波动性不是由光子之间相互作用引发波动性是光子本身一个属性,(3),在微观世界中，光波动性和粒子性是矛盾统一体既不可把光看成宏观概念中波，也不可把光当成微观概念中粒子；大量光子行为显示波动性，少数光子行为表现粒子性；光在传输过程中往往显示波动性，在与物质作用时往往显示粒子性；频率低光波动性显著，频率高光粒子性显著,(4),物质波,物理学把物质分为两大类，一类是质子、电子等，称为实物；另一类是电场、磁场等，统称场光是传输着电磁场，含有粒子性德布罗意认为任何一个运动着物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都有一个波和它对应，波长,h/q,，其中,p,是运动物体动量，,h,是普朗克常量，数值为,6.6310,34,J,s,.,人们把这种波叫作物质波，也叫德布罗意波,与光波一样，物质波也是概率波，电子束衍射图样中亮、暗条纹是由电子落点概率大小所决定,考点,35,5/59,关键方法重点突破,考法,1,光电效应了解,广东理综,18,，,6,分,(,多项选择,),在光电效应试验中，用频率为,光照射光电管阴极，发生了光电效应，以下说法正确是,(,),A,增大入射光强度，光电流增大,B,减小入射光强度，光电效应现象消失,C,改用频率小于,光照射，一定不发生光电效应,D,改用频率大于,光照射，光电子最大初动能变大,例,1,6/59,【解析】,用频率为,光照射光电管阴极，发生光电效应，改用频率较小光照射时，有可能发生光电效应，选项,C,错误；依据,E,k,h,W,0,可知，增大入射光频率，光电子最大初动能也增大，选项,D,正确；增大入射光强度，单位时间内从金属中逸出光电子数增加，则光电流将增大，选项,A,正确；是否发生光电效应取决于入射光频率，而与入射光强度无关，选项,B,错误,【答案】,A,、,D,例,1,7/59,考法,2,光电效应方程应用,课标全国,19,，,6,分,(,多项选择,),在光电效应试验中，分别用频率为,a,、,b,单色光,a,、,b,照射到同种金属上，测得对应遏止电压分别为,U,a,和,U,b,、光电子最大初动能分别为,E,k,a,和,E,k,b,.h,为普朗克常量以下说法正确是,(,),A,若,a,b,，则一定有,U,a,b,，则一定有,E,k,a,E,k,b,C,若,U,a,U,b,，则一定有,E,k,a,b,，则一定有,h,a,E,k,a,h,b,E,k,b,例,2,8/59,【解析】,由爱因斯坦光电效应方程,E,k,h,W,0,可知，若,a,b,，则,E,k,a,E,k,b,，遏止电压用于反应最大初动能大小，,Ue,E,k,，则,U,a,U,b,，故选项,A,错误，选项,B,正确；若,U,a,U,b,，则,E,k,a,6.34,eV,，故选项,D,正确,【答案】,D,例,2,31/59,2,一群氢原子跃迁问题计算,已知氢原子基态电子轨道半径为,r,1,0.5310,10,m,，基态能量为,E,1,13.6,eV,.,(1),求电子在,n,2,轨道上运动时所形成等效电流强度；,(2),有一群氢原子处于量子数,n,3,激发态，画出一能级图并在图上用箭头表示这些氢原子能发出哪几条光谱线；,(3),计算出这几条光谱线中最长波长,例,3,32/59,【解析】,【答案】,(1)1.310,4,A,(2),如图所表示,(3)6.5810,7,m,例,3,第,13,章,33/59,考点,37,核反应质能方程,必备知识 全方面把握,关键方法 重点突破,考法,6,衰变规律和三种射线,考法,7,半衰期,考法,8,衰变次数计算,考法,9,核反应方程及核能,考法例析 成就能力,题型,6,基本概念考查,题型,7,衰变及三种射线,题型,8,核反应方程,题型,9,核能与质能方程,题型,10,原子物理与学科内综合,34/59,必备知识全方面把握,1,天然放射现象,(1),基本规律,较重原子核,(,原子序数大于或等于,84),普遍有放射性，原子序数小于,84,元素，有也含有放射性元素这种自发地放出射线现象叫作天然放射现象,天然放射现象说明原子核含有复杂结构,(2),三种射线,35/59,2,原子核衰变,(1),原子核衰变,指原子核自发地放出某种粒子而转变为新核过程包含,衰变和,衰变两种形式,在发生,、,衰变过程中，因为新核处于不稳定状态，它要经过辐射光子而到达稳定状态，所以,射线总是伴随,、,衰变而产生,(2),半衰期,指放射性元素原子核有半数发生衰变所需要时间，它是由原子核内部特征决定，与原子核所处物理、化学状态无关,用,N,0,、,m,0,分别表示衰变前原子核数目和质量，,N,、,m,分别表示衰变后剩下原子核数目和质量，为半衰期，,t,表示衰变过程所经历时间，则：,36/59,(3),其它核反应,在核物理学中，,原子核在其它粒子轰击下产生新原子核过程称为核反应,原子核人工转变就是一个核反应，能够用核反应方程来表示,人工转变,a,概念：原子核在其它粒子轰击下产生新原子核过程,b,三个主要核反应,37/59,重核裂变,a,定义：使重核分裂成中等质量原子核核反应，称为裂变,b,经典裂变,92,235,U,0,1,n,56,141,Ba,36,92,Kr,3,0,1,n,92,235,U,0,1,n,54,139,Xe,38,95,Sr,2,0,1,n,c,链式反应：用中子轰击重核时，重核发生裂变，释放出几个中子，引发其它重核裂变，从而使裂变不停地进行下去，这就是链式反应，原子弹就是利用链式反应原理,d,链式反应条件：铀块体积大于临界体积,轻核聚变,a,定义：轻核结合成质量较大核过程叫轻核聚变,b,条件：使轻核之间距离到达,10,15,m,近距离聚变反应需要超高温，所以把聚变反应叫作热核反应,c,经典聚变：,1,2,H,1,3,H,2,4,He,0,1,n.,38/59,3,核力、结合能,(1),核力,核子间作用力为短程力,作用范围在,1.510,15,m,之内，只在相邻核子间发生作用，与核子电性无关,(2),结合能,核子结合成原子核时放出能量，或原子核分解成核子时吸收能量，都叫原子核结合能原子核结合能与其核子数之比，称为比结合能比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定,(3),质量亏损,凡是释放核能核反应，反应后各原子核,(,新生核,),及微观粒子质量,(,即静止质量,),之和变小，二者差值就叫作质量亏损,(,凡吸收能量核反应，其生成物质量之和大于反应物质量之和,),注意：,质量数与质量是两个不一样概念核反应中质量数、电荷数都守恒，但核反应中依然有质量亏损,39/59,(4),质能方程含义,物体能量和质量之间存在着简单,正比关系,E,mc,2,，物体能量增大，质量也增大，能量减小，质量也减小,核子结合成原子核时出现质量亏损,(,m,),，其能量也要对应地减小，即,E,mc,2,.,依据,1 u,相当于,931.5,兆电子伏,(MeV),能量，用核子结合成原子核时质量亏损原子质量单位,(u),乘,931.5 MeV,，即,E,m,931.5 MeV,，可计算释放核能,.,考点,37,40/59,关键方法重点突破,考法,6,衰变规律和三种射线,课标全国,35(1),，,6,分,(,多项选择,),关于天然放射性，以下说法正确是,(,),A,全部元素都可能发生衰变,B,放射性元素半衰期与外界温度无关,C,放射性元素与别元素形成化合物时仍含有放射性,D,.,、,和,三种射线中，,射线穿透能力最强,E,一个原子核在一次衰变中可同时放出,、,和,三种射线,例,1,41/59,【解析】,并不是全部元素都能发生衰变，,A,错误；放射性元素半衰期取决于原子核内部结构，与外界温度等无关，,B,正确；放射性元素放射性来自于原子核内部，与其它元素形成化合物并没有改变其原子核内部结构，所以仍含有放射性，,C,正确；,、,和,三种射线中，,射线能量最高，穿透能力最强，,D,正确；一个原子核在一次衰变中，要么是,衰变，要么是,衰变，同时伴伴随能量释放，即,射线，,E,错误,【答案】,B,、,C,、,D,例,1,42/59,考法,7,半衰期,山东理综,39(1),，,6,分,(,多项选择,),14,C,发生放射性衰变成为,14,N,，半衰期约,5 700,年已知植物存活期间，其体内,14,C,与,12,C,百分比不变；生命活动结束后，,14,C,百分比连续降低现经过测量得知，某古木样品中,14,C,百分比恰好是当代植物所制样品二分之一以下说法正确是,(,),A,该古木年代距今约,5 700,年,B,12,C,、,13,C,、,14,C,含有相同中子数,C,14,C,衰变为,14,N,过程中放出,射线,D,增加样品测量环境压强将加速,14,C,衰变,例,2,43/59,【解析】,【答案】,AC,例,2,44/59,考法,8,衰变次数计算,福建四校,联考,天然放射性元素,94,239,Pu,经过,_,次,衰变和,_,次,衰变，最终变成铅同位素,_(,填入铅三种同位素,82,206,Pb,、,82,207,Pb,、,82,208,Pb,中一个,),例,3,45/59,【解析】,设发生,衰变和,衰变次数分别为,x,、,y,，最终变成铅同位素质量数为,m,，则,239,4x,m,，当,x,8,时，,m,207,；由,94,2x,y,82,可得,y,4.,【答案】,8,4,82,207,Pb,例,3,46/59,考法,9,核反应方程及核能,课标全国,17,，,6,分,大科学工程,“,人造太阳,”,主要是将氘核聚变反应释放能量用来发电氘核聚变反应方程是,1,2,H,1,2,H,2,3,He,0,1,n,.,已知,1,2,H,质量为,2.013 6,u,，,2,3,He,质量为,3.015 0,u,，,0,1,n,质量为,1.008 7,u,，,1,u,931,MeV,/c,2,.,氘核聚变反应中释放核能约为,(,),A,3.7,MeV,B,3.3,MeV,C,2.7,MeV,D,0.93,MeV,例,4,47/59,【解析】,反应过程中质量亏损了,m,22.013 6 u,1.008 7 u,3.015 0 u,0.003 5 u,，反应过程中释放核能,E,0.003 5931 MeV,3.3 MeV,，选项,B,正确，,A,、,C,、,D,错误,【答案】,B,例,4,考点,37,48/59,考法例析成就能力,题型,6,基本概念考查,广东佛山,联考,(,多项选择,),在居室装修中经惯用到花岗岩、大理石等装饰材料，都不一样程度地含有放射性元素，有些含有铀、钍花岗岩会释放出,、,、,射线，依据相关放射性知识可知，以下说法正确是,(,),A,发生,衰变时，生成核与原来原子核相比，核内质量数降低,2,B,放射性元素与别元素形成化合物后仍含有放射性,C,射线是原子核外电子电离后形成电子流,D,在这三种射线中，,射线穿透能力最强，电离能力最弱,E,升高放射性材料温度，不能缩短其半衰期,例,1,49/59,【解析】,发生,衰变时，生成核与原来原子核相比，核内质量数降低,4,，选项,A,错误；放射性元素放射性与所处化学状态无关，故与别元素形成化合物后仍含有放射性，选项,B,正确；,射线是原子核内中子转化为质子时放出电子形成电子流，选项,C,错误；在这三种射线中，,射线穿透能力最强，电离能力最弱，选项,D,正确；外部原因不影响放射性材料半衰期，故升高放射性材料温度，不能缩短其半衰期，选项,E,正确,【答案】,BDE,例,1,50/59,题型,7,衰变及三种射线,福建理综,30(1),，,6,分,如图，放射性元素镭衰变过程中释放出,、,、,三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，以下说法正确是,_,(,填选项前字母,),A,表示,射线，表示,射线,B,表示,射线，表示,射线,C,表示,射线，表示,射线,D,表示,射线，表示,射线,例,2,51/59,【解析】,因为射线不带电，所以电场和磁场对其都没有力作用，表示射线；射线为电子流，带负电，受到电场力向左，受到洛伦兹力向右，代表射线；,射线是高速氦核流，带正电，受到电场力向右，受到洛伦兹力向左，代表射线，,C,项正确,【答案】,C,例,2,52/59,题型,8,核反应方程,课标全国,35(1),，,5,分,在以下描述核过程方程中，属于,衰变是,_,，属于,衰变是,_,，属于裂变是,_,，属于聚变是,_,(,填正确答案标号,),A.,6,14,C,7,14,N,1,0,e,B,15,32,P,16,32,S,1,0,e,C.,92,238,U,90,234,Th,2,4,He,D.,7,14,N,2,4,He,8,17,O,1,1,H,E.,92,235,U,0,1,n,54,140,Xe,38,94,Sr,2,0,1,n,F,1,3,H,1,2,H,2,4,He,0,1,n,例,3,53/59,【解析】,(1)A,、,B,是衰变；,C,是,衰变；,D,是人工转变；,E,是裂变；,F,是聚变,【答案】,C,AB,E,F,例,3,54/59,题型,9,核能与质能方程,江苏物理,12,C,(2)(3)(2),核电站利用原子核链式反应放出巨大能量进行发电，,92,235,U,是惯用核燃料,92,235,U,受一个中子轰击后裂变成,56,144,Ba,和,36,89,Kr,两部分，并产生,_,个中子要使链式反应发生，裂变物质体积要,_(,填,“,大于,”,或,“,小于,”),它临界体积,(3),取质子质量,m,p,1.672 610,27,kg,，中子质量,m,n,1.674 910,27,kg,，,粒子质量,m,6.646 710,27,kg,，光速,c,310,8,m,/,s,，请计算,粒子结合能,(,计算结果保留两位有效数字,),例,4,55/59,【解析】,(2),由,92,235,U,0,1,n,56,144,Ba,36,89,Kr,3,0,1,n,可知会产生,3,个中子，要使裂变连续进行,(,链式反应,),，裂变物质体积需大于它临界体积,(3),组成粒子核子与,粒子质量差为,m,(2,m,p,2,m,n,),m,.,结合能,E,mc,2,，代入数据得,E,4.310,12,J.,【答案】,(2)3,大于,(3)4.310,12,J,例,4,56/59,题型,10,原子物理与学科内综合,静止放射性原子核,A,，在匀强磁场中发生衰变，放射出粒子方向与磁场方向垂直，拍得了如图所表示两个相切圆形径迹照片问：,(1)A,核发生了哪种衰变？,(2),、,圆所代表分别是何种核或粒子径迹？,例,5,57/59,【解析】,(1),若为,衰变，因,粒子带正电，与反冲核含有同种电性，据左手定则可判断出，,粒子与新核径迹为一对外切圆若为,衰变，因,粒子带负电，与反冲核含有不一样电性，据左手定则可判断出，,粒子与新核径迹应为一对内切圆，如图所表示，所以，,A,核发生了,衰变,(2),因为新核和,粒子在磁场中只受洛伦兹力，它们分别做半径不一样匀速圆周运动由洛伦兹力公式、牛顿第二定律可得,R,.,衰变过程中系统动量守恒，新核和,粒子动量大小相等所以,粒子和新核在同一匀强磁场中做圆周运动半径与带电荷量成反比，即,R,.,因为,q,q,反,，所以,R,R,反,，即,粒子半径较大，所以图中,为,粒子径迹，为新核径迹,【答案】,(1),衰变,(2),为,粒子径迹，为新核径迹,例,5,58/59,谢谢观赏,59/59,
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