内容正文:
押云南,安徽,黑龙江,山西,吉林五省卷第1题
近代物理、物理学史
该部分被称为“原子物理”,该题涉及知识点相对独立,需要理解、记忆的内容较多。但考题相对简单,是必得分模块。考情分析:
考点
细分
原子核及衰变
原子核的组成
两种衰变
半衰期
原子核及核能
核反应类型
人工转变
核能、质能方程
光电效应
光电效应规律及方程
波尔理论
氢原子能级图
【命题规律】1.命题角度:(1)光电效应、能级跃证;(2)核反应、核能
2.常用方法:图像法.
3.常考题型:选择题
一、光的波粒二象性 物质波
1.光的波粒二象性
(1)干涉、衍射、偏振说明光具有波动性;光电效应说明光具有粒子性.
(2)光的波动性和粒子性是统一的.
2.物质波
(1)实物粒子具有波动性.
(2)物质波波长λ=,频率ν=.
二、光电效应
1.两条对应关系
(1)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大;
(2)光照强度大(同种频率的光)→光子数目多→发射光电子多→光电流大.
2.三个关系式
(1)爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0.
(2)最大初动能与遏止电压的关系:Ek=eUc.
(3)逸出功与截止频率的关系:W0=hνc.
eUc=Ek=hν-W0=hν-hνc.
3.四类图像分析
图像名称
图线形状
由图线直接(或间接)得到的物理量
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系
Ek=hν-hνc
(1)截止频率:图线与ν轴交点的横坐标νc
(2)逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值
W0=|-E|=E
(3)普朗克常量:图线的斜率k=h
颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系
(1)遏止电压Uc:图线与横轴交点的横坐标
(2)饱和光电流Im1、Im2:光电流的最大值
(3)最大初动能:Ek=eUc
颜色不同时,光电流与电压的关系
(1)遏止电压:Uc1>Uc2,则ν1>ν2
(2)最大初动能:Ek1=eUc1,Ek2=eUc2
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系
(1)截止频率νc:图线与横轴的交点的横坐标值
(2)遏止电压Uc:随入射光频率的增大而增大,Uc=-
(3)普朗克常量h:等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h=ke(注:此时两极之间接反向电压)
三、玻尔理论 光谱
1.光谱
(1)光谱分类:线状谱、连续谱.
(2)氢原子光谱规律
巴耳末公式=R∞(-),n=3,4,5,…
2.原子能级跃迁问题的解题技巧
(1)原子跃迁时,所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差,即ΔE=hν=|E初-E末|.
(2)原子电离时,所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值.
(3)一个处于第n能级的氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n-1.
(4)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法:
①用数学中的组合知识求解:N=C=.
②利用能级图求解:在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出,然后相加.
(5)计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长时,要注意各能级的能量值均为负值,且单位为电子伏特,计算时需换算单位,1 eV=1.6×10-19 J.
四、核反应 核能的计算
1.核衰变问题
(1)核衰变规律:m=,N=.
(2)α衰变和β衰变次数的确定方法
①方法一:由于β衰变不改变质量数,故可以先由质量数的改变确定α衰变的次数,再根据电荷数守恒确定β衰变的次数.
②方法二:设α衰变次数为x,β衰变次数为y,根据质量数和电荷数守恒列方程组求解.
2.核能的计算方法
(1)根据爱因斯坦质能方程,用核反应亏损的质量乘真空中光速c的平方,即ΔE=Δmc2.
(2)根据1 u(原子质量单位)相当于931.5 MeV的能量,用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘931.5 MeV,即ΔE=Δm×931.5 (MeV).
(3)如果核反应时释放的核能全部是以动能形式呈现的,则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能.
3.常见的核反应方程
(1)α衰变:X→Y+He(2个质子和2个中子结合成一整体射出)
(2)β衰变:X→Y+e(1个中子转化为1个质子和1个电子)
(3)重核裂变:例如U+n→Ba+Kr+3n
(4)轻核聚变:例如H+H→He+n
1.(2022·全国·统考高考真题)两种放射性元素的半衰期分别为和,在时刻这两种元素的原子核总数为N,在时刻,尚未衰变的原子核总数为,则在时刻,尚未衰变的原子核总数为( )
A. B. C. D.
2.(2022·全国·统考高考真题)一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h