2020届一轮复习人教版波粒二象性原子物理课件(86张).pptx
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- 2020 一轮 复习 人教版波粒 二象性 原子 物理 课件 86
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1、专题十三波粒二象性原子物理一轮复习一轮复习A A组自主命题组自主命题江苏卷题组江苏卷题组考点一光的波粒二象性考点一光的波粒二象性五年高考1.2014江苏单科江苏单科,12C(1)已知钙和钾的截止频率分别为已知钙和钾的截止频率分别为7.731014 Hz和和5.441014 Hz,在某种单在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸钙逸出的光电子具有较大的出的光电子具有较大的()A.波长波长 B.频率频率 C.能量能量 D.动量动量答案答案 A由光电效应方程由光电效应方程Ekm
2、=h-W=h-h0,钙的截止频率大钙的截止频率大,因此钙中逸出的光电子的最大因此钙中逸出的光电子的最大初动能小初动能小,因动量因动量p=,故动量小故动量小,由由=,可知波长较大可知波长较大,则频率较小则频率较小,选项选项A正确。正确。km2mEhp考查点本题考查光电效应等知识考查点本题考查光电效应等知识,属于中等难度题。属于中等难度题。错解分析本题推理过程用到的公式有错解分析本题推理过程用到的公式有Ekm=h-h0、p=、=,部分考生因忘记公式部分考生因忘记公式而猜答案造成错答。因此而猜答案造成错答。因此,学习过程中一定要打牢基础。学习过程中一定要打牢基础。km2mEhp2.2011江苏单科江
3、苏单科,12C(1)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射符合黑体辐射实验规律的是实验规律的是()答案答案 A根据黑体辐射的实验规律根据黑体辐射的实验规律:随着温度的升高随着温度的升高,各波长的辐射强度都增加各波长的辐射强度都增加,辐射强度的辐射强度的极大值向波长较短的方向移动极大值向波长较短的方向移动,可知正确答案为可知正确答案为A。3.2015江苏单科江苏单科,12C(1)(多选多选)波粒二象性是微观世界的基本特征波粒二象性是微观世界的基本特征,以下说法正确的有以下说法正确的有()A.光电效应现象揭示了光的粒子性光电效应现
4、象揭示了光的粒子性B.热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C.黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D.动能相等的质子和电子动能相等的质子和电子,它们的德布罗意波长也相等它们的德布罗意波长也相等考查点本题考查波粒二象性、光电效应、黑体辐射、德布罗意波长等知识考查点本题考查波粒二象性、光电效应、黑体辐射、德布罗意波长等知识,属于中等难度属于中等难度题。题。错解分析错解分析 漏选漏选B的较多的较多,说明这部分考生对该知识点掌握不清。说明这部分考生对该知识点掌握不清。答案答案 AB黑体辐射的实验规律可用光的
5、粒子性解释黑体辐射的实验规律可用光的粒子性解释,C错误错误;由由=,p=,得得=,动能相等的质子和电子质量相差很多动能相等的质子和电子质量相差很多,所以德布罗意波长不相等所以德布罗意波长不相等,D错误。错误。k2mEk2hmEhp4.2018江苏单科江苏单科,12C(2)光电效应实验中光电效应实验中,用波长为用波长为0的单色光的单色光A照射某金属板时照射某金属板时,刚好有光电刚好有光电子从金属表面逸出。当波长为子从金属表面逸出。当波长为 的单色光的单色光B照射该金属板时照射该金属板时,光电子的最大初动能为光电子的最大初动能为 ,A、B两种光子的动量之比为两种光子的动量之比为 。(已知普朗克常量
6、为已知普朗克常量为h、光速为、光速为c)02答案答案 1 20hc解析由爱因斯坦光电效应方程可知解析由爱因斯坦光电效应方程可知EkA=h-W0=0,得得W0=hEkB=h-h=A种光子的动量种光子的动量pA=B种光子的动量种光子的动量pB=得得pA pB=1 20c0c02c0c0hc0h02h02h5.2017江苏单科江苏单科,12C(2)质子质子H)和和粒子粒子He)被加速到相同动能时被加速到相同动能时,质子的动量质子的动量 (选选填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)粒子的动量粒子的动量,质子和质子和粒子的德布罗意波波长之比为粒子的德布罗意波波长之比为 。11(42(答案小于答
7、案小于2 1解析由动量与动能的关系解析由动量与动能的关系p=可知可知,Ek相同时相同时,质量小的动量也较小质量小的动量也较小,故质子的动量小于故质子的动量小于粒子的动量。德布罗意波长粒子的动量。德布罗意波长=,而而p,故故,则则H =2 1。k2mEhpm1mmHm6.2019江苏单科江苏单科,12(3)在在“焊接焊接”视网膜的眼科手术中视网膜的眼科手术中,所用激光的波长所用激光的波长=6.410-7 m,每个激每个激光脉冲的能量光脉冲的能量E=1.510-2 J。求每个脉冲中的光子数目。求每个脉冲中的光子数目。(已知普朗克常量已知普朗克常量h=6.6310-34 Js,光光速速c=3108
8、m/s。计算结果保留一位有效数字。计算结果保留一位有效数字)答案答案51016 解析本题考查了光的波粒二象性中粒子性问题解析本题考查了光的波粒二象性中粒子性问题,考查了学生的理解能力考查了学生的理解能力,体现了物理观念中体现了物理观念中能量观念的素养要素能量观念的素养要素,渗透了关注社会发展、科技进步、生产生活的价值观念。渗透了关注社会发展、科技进步、生产生活的价值观念。光子能量光子能量=,光子数目光子数目n=,代入数据得代入数据得n=51016。hcE7.2016江苏单科江苏单科,12C(3)几种金属的逸出功几种金属的逸出功W0见下表见下表:用一束可见光照射上述金属的表面,请通过计算说明哪些
9、能发生光电效应。已知该可见光的波长范围为 4.010-77.610-7 m,普朗克常量h=6.6310-34 Js。金属钨钙钠钾铷W0(10-19 J)7.265.123.663.603.41答案见解析答案见解析解析光子的能量解析光子的能量E=,取取=4.010-7 m,则则E5.010-19 J根据根据EW0判断判断,钠、钾、铷能发生光电效应。钠、钾、铷能发生光电效应。hc8.2012江苏单科江苏单科,12C(3)A、B两种光子的能量之比为两种光子的能量之比为2 1,它们都能使某种金属发生光电效它们都能使某种金属发生光电效应应,且所产生的光电子最大初动能分别为且所产生的光电子最大初动能分别为
10、EA、EB。求。求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸两种光子的动量之比和该金属的逸出功。出功。答案答案2 1 EA-2EB 解析光子能量解析光子能量=h,动量动量p=,且且=得得p=,则则pA pB=2 1A光照射时光照射时,光电子的最大初动能光电子的最大初动能EA=A-W0,同理同理,EB=B-W0解得解得W0=EA-2EBhcc9.2018江苏单科江苏单科,12C(1)已知已知A和和B两种放射性元素的半衰期分别为两种放射性元素的半衰期分别为T和和2T,则相同质量的则相同质量的A和和B经过经过2T后后,剩有的剩有的A和和B质量之比为质量之比为()A.1 4 B.1 2 C.2 1 D.4
11、1考点二原子与原子核考点二原子与原子核答案答案 B经过经过2T后后A剩余的质量剩余的质量mA=m=,B剩余的质量剩余的质量mB=m=,=1 2。2124m1122mABmm4m2m规律总结质量为规律总结质量为m的放射性元素经过的放射性元素经过n个半衰期剩余该放射性元素的质量个半衰期剩余该放射性元素的质量m=。2nm10.2016江苏单科江苏单科,12C(1)贝可勒尔在贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是()ACNeBUnIY+nC
12、HHHenDHeAlPn146.1470123592.1013953953910221.31421042.2713301510答案答案 A A是是衰变衰变,B是核裂变是核裂变,C是核聚变是核聚变,D是原子核的人工转变是原子核的人工转变,所以所以A符合题意。符合题意。11.2017江苏单科江苏单科,12C(1)(多选多选)原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线,下列判断正下列判断正确的有确的有()AHe核的结合能约为核的结合能约为14 MeVBHe核比核比Li核更稳定核更稳定C.两个两个H核结合成核结合成He核时释放能量核时释放能量DU核中核子的平均结合
13、能比核中核子的平均结合能比Kr核中的大核中的大42.42.63214223592.8936答案答案 BC本题考查原子核的相关知识。本题考查原子核的相关知识。由图像可知由图像可知He的比结合能约为的比结合能约为7 MeV,其结合能应为其结合能应为28 MeV,故故A错误。比结合能较大的核错误。比结合能较大的核较稳定较稳定,故故B正确。比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量正确。比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量,故故C正确。比结正确。比结合能就是平均结合能合能就是平均结合能,故由图可知故由图可知D错误。错误。42,知识归纳对比结合能的理解知识归纳对比结合能的理解比结合能较
14、小的核结合成比结合能大些的核为轻核聚变比结合能较小的核结合成比结合能大些的核为轻核聚变;比结合能较小的重核比结合能较小的重核,分裂成几个分裂成几个比结合能较大的中等质量的核比结合能较大的中等质量的核,为重核裂变。上述两类核反应均放出核能。为重核裂变。上述两类核反应均放出核能。比结合能越大的核越稳定。比结合能越大的核越稳定。12.2019江苏单科江苏单科,12(2)100年前年前,卢瑟福用卢瑟福用粒子轰击氮核打出了质子。后来粒子轰击氮核打出了质子。后来,人们用人们用粒子轰粒子轰击击Ni核也打出了质子核也打出了质子HeNiCuH+X,该反应中的该反应中的X是是 (选填选填“电子电子”“”“正正电子
15、电子”或或“中子中子”)。此后。此后,对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能。目前人类获得对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能。目前人类获得核能的主要方式是核能的主要方式是 (选填选填“核衰变核衰变”“”“核裂变核裂变”或或“核聚变核聚变”)。602842:6028622911答案中子核裂变答案中子核裂变解析本题通过原子核的人工转变考查了核反应方程中的质量数守恒、电荷数守恒等规解析本题通过原子核的人工转变考查了核反应方程中的质量数守恒、电荷数守恒等规律。考查学生的理解能力律。考查学生的理解能力,体现了物理观念中的物质观念要素。体现了物理观念中的物质观念要素。由质量数守恒与电荷数守恒可
16、确定由质量数守恒与电荷数守恒可确定X应是应是n,是中子。目前人类对和平利用核聚变获得能量是中子。目前人类对和平利用核聚变获得能量的技术还不成熟的技术还不成熟,而衰变中能量释放速率太缓慢而衰变中能量释放速率太缓慢,故目前利用核能的主要方式是核裂变。故目前利用核能的主要方式是核裂变。10关联知识核反应中四大守恒规律关联知识核反应中四大守恒规律:(1)质量数守恒质量数守恒;(2)电荷数守恒电荷数守恒;(3)能量守恒能量守恒;(4)动量守恒。动量守恒。13.2015江苏单科江苏单科,12C(2)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电U是核电是核电站
17、常用的核燃料站常用的核燃料U受一个中子轰击后裂变成受一个中子轰击后裂变成Ba和和Kr两部分两部分,并产生并产生 个中子。个中子。要使链式反应发生要使链式反应发生,裂变物质的体积要裂变物质的体积要 (选填选填“大于大于”或或“小于小于”)它的临界体积。它的临界体积。23592,23592。144568936答案答案3大于大于解析由解析由UnBaKr+n可知可知,会产生会产生3个中子个中子,要使裂变持续进行要使裂变持续进行(链式反应链式反应),裂变物裂变物质的体积需大于它的临界体积。质的体积需大于它的临界体积。2359210144568936103考查点本题考查原子核反应方程、链式反应等知识考查点
18、本题考查原子核反应方程、链式反应等知识,属于中等难度题。属于中等难度题。友情提醒原子核反应方程中若两端有相同的粒子友情提醒原子核反应方程中若两端有相同的粒子,写方程时不可约掉。写方程时不可约掉。14.2013江苏单科江苏单科,12C(1)(2)(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的则它们的 也相等。也相等。A.速度速度 B.动能动能 C.动量动量 D.总能量总能量(2)根据玻尔原子结构理论根据玻尔原子结构理论,氦离子氦离子(He+)的能级图如图所示。电子处在的能级图如图所示。电子处在n=3轨道上比处在轨道上比处在n=5轨轨道上离氦核
19、的距离道上离氦核的距离 (选填选填“近近”或或“远远”)。当大量。当大量He+处在处在n=4的激发态时的激发态时,由于跃由于跃迁所发射的谱线有迁所发射的谱线有 条。条。答案答案(1)C(2)近近6解析解析(1)由德布罗意波长由德布罗意波长=知二者的动量应相同知二者的动量应相同,故故C正确正确,由由p=mv可知二者速度不同可知二者速度不同,Ek=mv2=,二者动能不同二者动能不同,由由E=mc2可知总能量也不同可知总能量也不同,A、B、D均错。均错。(2)量子数小的轨道半径小量子数小的轨道半径小,因此因此n=3的轨道比的轨道比n=5的轨道离核近的轨道离核近;能级跃迁发射的谱线条数为能级跃迁发射的
20、谱线条数为=6条。条。hp1222pm2Cn24C考查点本题考查玻尔的原子结构理论等知识考查点本题考查玻尔的原子结构理论等知识,属于中等难度题。属于中等难度题。知识链接原子的结构模型与天体运动的行星模型有许多相似之处知识链接原子的结构模型与天体运动的行星模型有许多相似之处,注意采用类比学习法掌注意采用类比学习法掌握原子的结构。握原子的结构。15.2015江苏单科江苏单科,12C(3)取质子的质量取质子的质量mp=1.672 610-27 kg,中子的质量中子的质量mn=1.674 910-27 kg,粒子的质量粒子的质量m=6.646 710-27 kg,光速光速c=3.0108 m/s。请计
21、算。请计算粒子的结合能。粒子的结合能。(计算结果保留计算结果保留两位有效数字两位有效数字)答案答案4.310-12 J解析组成解析组成粒子的核子与粒子的核子与粒子的质量差为粒子的质量差为m=(2mp+2mn)-m结合能结合能E=mc2代入数据得代入数据得E=4.310-12 J考查点本题考查结合能等知识考查点本题考查结合能等知识,属于中等难度题。属于中等难度题。友情提醒计算结果一定要注意有效数字位数的要求。友情提醒计算结果一定要注意有效数字位数的要求。16.2012江苏单科江苏单科,12C(1)(2)(1)如图所示是某原子的能级图如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三为原子跃
22、迁所发出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是则正确的是()(2)一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为 。该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为 。答案答案(1)C(2nHH 10)11212Q解析解析(1)由由h=h=E初初-E末可知该原子跃迁前后的能级差越大末可知该原子跃迁前后的能级差越大,对应光子的能量越大对应光子的能量越大,波长越波长越短。由图知短。由图知a对应光子能量最大对应光子能量最大,波长最短波长最短,c次之次之,而而b对应光子能量最小对应光子能量
23、最小,波长最长波长最长,故故C正确。正确。(2)依据质量数守恒与电荷数守恒可得到核反应方程式。比结合能为平均每个核子释放的核依据质量数守恒与电荷数守恒可得到核反应方程式。比结合能为平均每个核子释放的核能能,此反应中共此反应中共2个核子个核子,故比结合能为故比结合能为Q/2。c17.2011江苏单科江苏单科,12C(2)(3)(2)按照玻尔原子理论按照玻尔原子理论,氢原子中的电子离原子核越远氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的氢原子的能量能量 (选填选填“越大越大”或或“越小越小”)。已知氢原子的基态能量为。已知氢原子的基态能量为E1(E1ca,则三种光在三棱镜中的折射率则三种光在三棱镜中的折射
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