高考物理复习专题12波粒二象性原子和原子核市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖PPT课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,专题,12,波粒二象性,原子和,原子核,知识专题,1/31,网络构建,2/31,考题二氢原子光谱与能级,考题三核反应与核能,栏目索引,考题一光电效应与光子说,3/31,考题一光电效应与光子说,1.,爱因斯坦光电效应方程,E,k,h,W,0,.,2.,用图象表示光电效应方程，如图,1,所表示,(1),极限频率：图线与,轴交点横坐标,0,.,(2),逸出功：图线与,E,k,交点纵坐标值,W,0,.,(3),普朗克常量：图线斜率,k,h,.,3.,处理光电效应问题两条线索：光强和光频率,(1),光强,光子数目多,发射光电子数多,光电流大,(2),光子频率高,光子能量大,产生光电子最大初动能大,知识精讲,图,1,4/31,解析,例,1,爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应规律而取得,1921,年诺贝尔物理学奖,.,某种金属逸出光电子最大初动能,E,km,与入射光频率,关系如图,2,所表示，其中,0,为极限频率,.,从图中能够确定是,(,),A.,逸出功与,相关,B.,当,0,时，会逸出光电子,C.,E,km,与入射光强度成正比,D.,图中直线斜率与普朗克常量相关,图,2,典例剖析,5/31,解析,金属逸出功是由金属本身决定，与入射光频率,无关，故,A,错误；,当,0,时会有光电子逸出，故,B,正确；,由光电效应方程,E,km,h,W,0,，知光电子最大初动能,E,km,与入射光强度无关，故,C,错误；,由光电效应方程,E,km,h,W,0,，知,h,，故,D,正确,.,6/31,1.,一光电管阴极,K,用截止频率为,金属铯制成，光电管阳极,A,和阴极,K,之间正向电压为,U,.,用波长为,单色光射向阴极，产生了光电流,.,已知普朗克常量为,h,，电子电荷量为,e,，真空中光速为,c,.,求：,(1),金属铯逸出功,W,0,；,解析,由题知，金属铯逸出功,W,0,h,答案,h,解析答案,变式训练,1,2,3,7/31,(2),光电子抵达阳极最大动能,E,k,.,解析,依据光电效应方程知，光电子最大初动能,1,2,3,解析答案,依据动能定理得：,eU,E,k,E,km,8/31,2.,如图,3,所表示电路可研究光电效应规律,.,图中标有,A,和,K,为光电管，其中,K,为阴极，,A,为阳极,.,理想电流计可检测经过光电管电流，理想电压表用来指示光电管两端电压,.,现接通电源，用光子能量为,10.5 eV,光照射阴极,K,，电流计中有示数；若将滑动变阻器滑片,P,迟缓向右滑动，电流计读数逐步减小，当滑至某一位置时电流计读数恰好为零，读出此时电压表,示数为,6.0 V,；现保持滑片,P,位置不变，光电管阴极材料,逸出功为,_,，若增大入射光强度，电流计读数,_(,选填,为零,”,或,“,不为零,”,).,1,2,3,答案,图,3,解析,4.5 eV,为零,9/31,解析,由题知，当电流计电流为,0,时，,U,6.0 V,，则光电子最大初动能为,6.0 eV.,由光电效应方程,E,km,h,W,0,，得,W,0,h,E,km,4.5 eV.,光电子最大初动能与入射光强度无关，与入射光频率相关，故增大入射光强度，电流计读数仍为零,.,1,2,3,10/31,3.,用同一试验装置如图,4,甲研究光电效应现象，分别用,A,、,B,、,C,三束光照射光电管阴极，得到光电管两端电压与对应光电流关系如图乙所表示，其中,A,、,C,两束光照射时对应遏止电压相同，均为,Uc1,，以下叙述正确是,(,),1,2,3,图,4,11/31,A.,B,光束光子能量最小,B.,A,、,C,两束光波长相同，且比,B,光波长长,C.,三个光束中,B,光束照射时单位时间内产生光电子数量最多,D.,三个光束中,B,光束照射时光电管发出光电子最大初动能最大,解析,当光电流为零时光电管两端电压为截止电压，对应光频率为截止频率，由,eU,截,h,W,0,知，入射光频率越高，对应截止电压,U,截,越大，,A,光、,C,光截止电压相等，故,A,光、,C,光频率相等，它们最大初动能也相等，而,B,光频率最大，能量最大，故最大初动能也最大，对应波长最小，故,A,、,C,错误，,B,、,D,正确,.,返回,1,2,3,解析,12/31,考题二氢原子光谱与能级,知识精讲,13/31,2.,处理氢原子能级跃迁问题四点技巧,(1),原子跃迁时，所吸收或释放光子能量只能等于两能级之间能量差,.,(2),原子电离时，所吸收能量能够大于或等于某一能级绝对值,.,(3),一群氢原子处于量子数为,n,激发态时，可能辐射光子种类,N,.,(4),计算能级能量时应注意：因普通取无穷远处为零电势参考面，故各个能级能量值均为负值,.,14/31,例,2,如图,5,所表示是氢原子能级图，大量处于,n,4,激发态氢原子向低能级跃迁时，一共能够辐射出,6,种不一样频率光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向,n2,能级跃迁时释放光子，则,(,),A.6,种光子中有,2,种属于巴耳末系,B.6,种光子中波长最长是,n,4,激发态跃迁到基态时,产生,C.,使,n,4,能级氢原子电离最少要,0.85 eV,能量,D.,在,6,种光子中，,n,4,能级跃迁到,n,1,能级释放光子,康普顿效应最显著,解析,典例剖析,图,5,15/31,解析,巴耳末系是指氢原子由高能级向,n,2,能级跃迁时释放光子，大量处于,n,4,激发态氢原子向低能级跃迁时，能够从,n,4,跃迁到,n,2,，能够从,n,3,跃迁到,n,2,，可知产生,6,种光子中有,2,种属于巴尔末系，故,A,正确；,从,n,4,跃迁到基态时，辐射光子能量最大，波长最短，故,B,错误；,n,4,能级，氢原子含有能量为,0.85 eV,，可知使,n,4,能级氢原子电离最少要,0.85 eV,能量，故,C,正确；,在,6,种光子中，,n,4,跃迁到,n,1,能级，光子能量最大，康普顿效应最显著，故,D,正确,.,故选,A,、,C,、,D.,16/31,4.,如图,6,所表示为氢原子四个能级，其中,E,1,为基态，若一群氢原子,A,处于激发态,E,2,，一群氢原子,B,处于激发态,E,3,，,B,从,E,3,跃迁到,E,2,所发出光波长为,1,，,A,从,E,2,跃迁到,E,1,所发出光波长为,2,.,已知普朗克常量为,h,，真空中光速为,c,，,其中,两个,能量差,E,3,E,2,_,，若,B,从,E,3,直接跃迁到,E,1,所发出光波长为,_.,解析答案,4,5,变式训练,6,图,6,17/31,5.,在探究光电效应试验中，用光照射某种金属，测得该金属表面有光电子逸出最大入射光波长为,0,.,若用氢原子发出光照射该金属，已知氢原子从能级,3,跃迁到能级,2,时发出光可使该金属发生光电效应，但从能级,4,跃迁到能级,3,发出光不能使该金属发生光电,效应,.,已知氢原子能级如图,7,所表示，真空中光速为,c,.,则以下说法正确是,(,),4,5,6,图,7,18/31,A.,该金属极限频率为,B.,该金属逸出功大于,0.66 eV,C.当用氢原子从能级,5,跃迁到能级,3,发出光照射该金属时，该金属一定,会发生光电效应,D.,当用氢原子从其它能级跃迁到能级,1,发出光照射该金属时，该金属,一定会发生光电效应,4,5,6,解析,19/31,解析,由题知该金属极限频率为,，故,A,正确；,由题知该金属逸出功大于从能级,4,跃迁到能级,3,发出光子能量，故该金属逸出功大于,0.66 eV,，故,B,正确；,由题知从能级,3,跃迁到能级,2,时发出光可使该金属发生光电效应，故该金属逸出功小于,1.89 eV,，当用氢原子从能级,5,跃迁到能级,3,发出光照射该金属时，该金属不一定会发生光电效应，故,C,错误；,当用氢原子从其它能级跃迁到能级,1,发出光照射该金属时，发出光子能量大于等于,10.20 eV,，则该金属一定会发生光电效应，故,D,正确,.,故选,A,、,B,、,D.,4,5,6,20/31,6.,如图,8,所表示为氢原子光谱中三条谱线，对这三条谱线描述中正确是,(,),A.,乙谱线光子能量最大,B.,甲谱线是电子由基态向激发态跃迁发出,C.,丙谱线可能是电子在两个激发态间跃迁发出,D.,每条谱线对应核外电子绕核旋转一条轨道，任一谱线频率等于,电子做圆周运动频率,解析,返回,4,5,6,图,8,21/31,解析,依据,E,h,，故甲谱线光子能量最大，故,A,错误；,谱线是电子由激发态向基态跃迁发出，而电子由基态向激发态跃迁需要吸收光子，故,B,错误；,丙谱线能够是电子在两个激发态间跃迁发出，故,C,正确；,电子跃迁时辐射光子频率等于能级差值，与电子绕核做圆周运动频率无关，故,D,错误,.,故选,C.,返回,4,5,6,22/31,考题三核反应与核能,知识精讲,1.,核反应方程书写要求,(1),核反应过程普通不可逆，所以核反应方程中用,“”,表示方向而不能用等号代替,.,(2),核反应方程遵照质量数、电荷数守恒，但核反应前后总质量会发生质量亏损且释放能量,.,(3),核反应生成物一定要以试验为基础，不能只依据两个守恒规律而凭空杜撰出生成物,.,23/31,24/31,典例剖析,例,3,静止原子核,X自发发生反应,X,Y,Z,，分裂成运动新核,Y,和,Z,，同时产生一对彼此向相反方向运动光子，光子能量均为,E,.,已知,X,、,Y,、,Z,质量分别为,m,1,、,m,2,、,m,3,，真空中光速为,c,，求：,(1),反应放出核能,E,；,解析,由题知，质量亏损,m,m,1,m,2,m,3,由爱因斯坦质能方程：,E,mc,2,，,得：释放核能,E,(,m,1,m,2,m,3,),c,2,答案,(,m,1,m,2,m,3,),c,2,解析答案,25/31,(2),新核,Y,动能,E,kY,.,解析,由动量守恒定律知，初状态总动量为零,则末状态两个新核动量大小相等，方向相反，有：,m,2,v,2,m,3,v,3,解析答案,由能量守恒得：新核,Y,动能,26/31,7,8,变式训练,9,解析答案,27/31,解析,由题意知，,衰变衰变方程为：,7,8,9,依据动量守恒定律得：,m,v,m,Th,v,Th,式中，,m,和,m,Th,分别为,粒子和,Th,核质量，,v,和,v,Th,分别为,粒子和,Th,核速度大小，由题设条件知,解析答案,28/31,式中,E,k,4.27 MeV,是,粒子与,Th,核总动能,7,8,9,答案,0.07 MeV,29/31,8.,核裂变和核聚变过程中能够放出巨大核能,.,核裂变中经常使用,含有天然放射性，若,经过,7,次,衰变和,m,次,衰变，变成,，则,m,_.,核聚变中，最常见反应就是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核,.,已知氘核比结合能是,1.09 MeV,；氚核比结合能是,2.78 MeV,；氦核比结合能是,7.03 MeV,，则氢核聚变方程是,_,；一次氢核聚变释放出能量是,_MeV.,7,8,9,4,17.6,解析答案,30/31,7,8,9,11 460,返回,解析答案,31/31,