（廣東版）高三物理第二輪專題復(fù)習(xí)（專家概述+解題思路與方法+專題測試）專題十一 量子論初步及原子和原子核.doc

專題十一 量子論初步及原子和原子核 【專家概述】 一、本專題的重點和難點內(nèi)容 1、發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于等于材料的極限頻率。光電子的最大初動能 2、湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子。盧瑟福粒子散射實驗說明原子中間大部分空間是空的，只有一個核在中間，此核集中了絕大多數(shù)質(zhì)量。原子中間是原子核，原子核外有繞核運動的電子。 3、玻爾提出氫原子能級模型，處于基態(tài)的氫原子吸收一系列特定值的能量后，可以躍遷到某一高能級激發(fā)態(tài)。處于高能級狀態(tài)的氫原子，可以自發(fā)地向低能級躍遷，同時輻射出特定頻率的光子。能級公式ev，n為量子數(shù)，n越大，能級越高，能量越多。 4、貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射性現(xiàn)象，此現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。 5、查德威克發(fā)現(xiàn)中子 6、盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子 7、安德森發(fā)現(xiàn)正電子，索迪發(fā)現(xiàn)同位素，小居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，（核內(nèi)）。 8、重核裂變釋放原子核能 9、輕核聚變釋放原子核能 10、核反應(yīng)方程遵守電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒。同時也遵守質(zhì)能守恒。 11、原子核半衰期與外界條件無關(guān)，由核內(nèi)的質(zhì)子和中子決定。原子核半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，單個原子核衰變無規(guī)律可言。原子核衰變的同時伴隨著三種射線。種 類本 質(zhì)質(zhì)量（u）電荷（e）速度（c）電離性貫穿性射線氦核4+20.1最強最弱，紙能擋住射線電子1/1840-10.99較強較強，穿幾mm鋁板射線光子001最弱最強，穿幾cm鉛版 衰變：（核內(nèi)） 衰變：（核內(nèi)） 衰變：原子核處于較高能級，輻射光子后躍遷到低能級。 二、本專題的解題思路與方法 這部分的題目在試卷中以選擇題（單項選擇題或雙項選擇題）出現(xiàn)，難度不大，屬于容易題，根據(jù)定義和性質(zhì)選出正確的答案即可。 【經(jīng)典例說】 例1 （汕頭二模）如圖，用導(dǎo)線把驗電器與鋅板相連接，當(dāng)用紫外線照射鋅板時，發(fā)生的現(xiàn)象是（ ） a有光子從鋅板逸出 b有電子從鋅板逸出 c驗電器指針張開一個角度 d鋅板帶負(fù)電 答案：bc 分析：發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率不低于材料的極限頻率。 解：選項a錯誤，應(yīng)該是有電子從鋅板逸出。選項b正確，選項c正確。選項d錯誤，鋅板帶負(fù)電。 小結(jié)：發(fā)生光電效應(yīng)后，金屬板一定帶正電，因為電子被打出去了。 變式訓(xùn)練（廣州一模）用能量為5.0ev的光子照射某金屬表面，金屬發(fā)射光電子的最大初動能為1.5ev，則該金屬的逸出功為（ ） a1.5ev b3.5ev c5.oev d6.5ev（上海高考）用一束紫外線照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的措施是（ ） a改用頻率更小的紫外線照射 b改用x射線照射 c改用強度更大的原紫外線照射 d延長原紫外線的照射時間 例2 （惠州四調(diào)）用能量為e的單色光照射處于基態(tài)的氫原子后，發(fā)現(xiàn)氫原子能釋放出三種不同頻率的光子，它們的頻率由低到高依次為、，由此可知單色光的能量e為（ ） ah bh ch dh(+) 答案：c 分析：氫原子從高能級向低能級躍遷要輻射出光子。 解：從n=3向n=2、n=1能級躍遷，從n=2向n=1能級躍遷，剛好輻射出三種頻率的光子且+=，因此選項c正確。 小結(jié)：從能級2向能級1躍遷，只有一種頻率的光子放出去。從能級3向能級1躍遷，只有三種頻率的光子放出去。從能級4向能級1躍遷，只有六種頻率的光子放出去。從能級5向能級1躍遷，只有十種頻率的光子放出去。 變式訓(xùn)練（全國ii）已知氫原子的基態(tài)能量為e1，激發(fā)態(tài)能量en=e1/n2，其中n=2，3.用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速.能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長為（ ） a b c d（湛江一模）一群氫原子中的電子從n=5能級自發(fā)地躍遷到n=1能級的過程中（ ） a原子要發(fā)出一系列頻率的光子 b原子要發(fā)出某一種頻率的光子 c原子要吸收一系列頻率的光子 d原子要吸收某一種頻率的光子 例3 （東莞一模）如圖甲是a、b、g三種射線穿透能力的示意圖，圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內(nèi)部的傷痕的示意圖，則圖乙中的檢查利用的射線是（ ） 紙鋁混凝土射線源a射線 鋼板 b射線 g射線 計數(shù)器 甲 乙 aa射線 bb射線 cg射線 da、g射線 答案：c 分析：三種射線穿透本領(lǐng)都有限，只是穿過物體的種類和厚度不同。 解：如果鋼板內(nèi)部沒有傷痕，則三種射線無法穿過；如果鋼板內(nèi)部有傷痕，則a射線、b射線不易穿過，而g射線就容易穿過了，被設(shè)備檢查出來。鋼板內(nèi)部傷痕越大，g射線穿過來越多。所以選項c正確。 小結(jié)：對于a射線，一張薄紙就可以擋住。對于b射線，幾毫米的鋁板可以擋住。對于g射線，需要幾厘米的鋼板（或幾米厚的混凝土）才能擋住。 變式訓(xùn)練（上海高考）天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結(jié)果如圖所示，由此可推知（ ） a來自于原子核外的電子 b的電離作用最強，是一種電磁波 c的電離作用較強，是一種電磁波 d的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子（深圳二模）關(guān)于放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（ ） a產(chǎn)生放射線的過程是原子核的裂變過程 b放射性同位素可以作為示蹤原子 c各種放射線都是電磁波 d放射性物質(zhì)的半衰期隨時間的增加而變短 例4 （廣州一模）首次用實驗驗證“愛因斯坦質(zhì)能方程”的核反應(yīng)方程是：，已知mli=7.0160u，mh=1.0078u，mhe=4.0026u，則該核反應(yīng)方程中的k值和質(zhì)量虧損分別是（ ） a1和4.0212u b1和2.0056u c2和0.0186u d2和1.9970u 答案：c 分析：原子核裂變或聚變，發(fā)生質(zhì)量虧損與釋放的核能相對應(yīng) 解：質(zhì)量數(shù)守恒7+1=42，電荷數(shù)守恒3+1=22，質(zhì)量虧損7.0160+1.0078-24.0026=0.0186，選項c正確。 小結(jié)：核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒，遵守電荷數(shù)守恒。質(zhì)量不守恒，質(zhì)能守恒。 變式訓(xùn)練（惠州四調(diào)）目前世界上已建成的核電站的能量來自于（ ） a原子核的衰變 b原子核的人工轉(zhuǎn)變 c輕核的聚變 d重核的裂變（湛江一模）中廣核集團現(xiàn)擁有大亞灣核電站、嶺澳核電站一期、嶺澳核電站二期等在運行的核電機組，核電站利用的是（ ） a放射性元素衰變放出的能量 b人工放射性同位素放出的能量 c重核裂變放出的能量 d輕核聚變放出的能量 例5 （上海高考）在存放放射性元素時，若把放射性元素置于大量水中；密封于鉛盒中；與輕核元素結(jié)合成化合物.則（ ） a措施可減緩放射性元素衰變 b措施可減緩放射性元素衰變 c措施可減緩放射性元素衰變 d上述措施均無法減緩放射性元素衰變 答案：d 分析：放射性元素的衰變由核內(nèi)的質(zhì)子、中子相互作用決定。 解：放射性元素衰變與外界條件無關(guān)，它是由核的質(zhì)子與中子的相互作用決定的，所以選項abc錯誤，選項d正確。 小結(jié)：某一放射性元素的半衰期是定值，而且無法改變。 變式訓(xùn)練（重慶高考）核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會釋放射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變期時會輻射射線.下列說法正確的是（ ） a碘131釋放的射線由氦核組成 b銫137衰變時輻射出的光子能量小于可見光光子能量 c與銫137相比，碘131衰變更慢