第5章 原子与原子核 章末小结与质量评价（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（粤教版）

一、知识体系建构——理清物理观念 二、综合考法融会——强化科学思维 [典例]　(多选)如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为用甲装置在a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图；丁表格给出了几种金属的逸出功和极限频率。以下说法正确的是 (　 ) 氢原子光谱和能级跃迁 A．若b光为绿光，c光可能是紫光 B．若a光为绿光，c光可能是紫光 C．若b光光子能量为2.81 eV，用它照射由金属铷构成的阴极，所产生的大量具有最大初动能的光电子去撞击大量处于n＝3能级的氢原子，可以辐射出6种不同频率的光 D．若b光光子能量为2.81 eV，用它直接照射大量处于n＝2能级的氢原子，可以辐射出6种不同频率的光 [答案]　BC [融会贯通] 光谱、能级、能级跃迁的对比分析 解析：红外线光子的能量小于可见光光子的能量，即红外线光子的能量小于1.62 eV，用实物粒子轰击大量处于第2能级的氢原子，至少可观察到两种红外线光子，则说明处于第2能级的氢原子受激发后至少跃迁到第5能级。所以实物粒子的最小能量为E＝E5－E2＝－0.54 eV－(－3.4 eV)＝2.86 eV，A、C错误；因为E可以取大于或等于2.86 eV的任意值，则B、D正确。 答案：BD　 核反应类型及核反应方程的书写 [融会贯通] 1．核反应的四种类型 原子核的衰变和半衰期 [典例]　用中子轰击锂核(Li)发生核反应，生成氚核(H)和α粒子，并放出4.8 MeV的能量。已知1 u相当于931.5 MeV的能量。 (1)写出核反应方程； (2)求出质量亏损； (3)若中子和锂核是以等大反向的动量相碰，且核反应释放的能量全部转化为新生核的动能，则氚核和α粒子的动能比是多少？ (4)在问题(3)的条件下，α粒子的动能是多大？ 核能的计算 (3)根据能量守恒和动量守恒来计算核能：参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中动量和能量是守恒的，因此，利用动量和能量守恒可以计算出核能的变化。 (4)利用比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数。核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能。 三、价值好题精练——培树科学态度和责任 1．(多选)光刻机是生产芯片的核心设备，其作用主要是让光源发出的光通过物镜把设计好的电路图样打在涂抹了光刻胶的硅晶圆上，将电路雕刻在上面。光的波长越小，能雕刻的尺寸越小，制造的芯片就越精密。目前世界上生产的光刻机主要是利用紫外线作为光源，紫外线的光子能量范围为3～124 eV。如图所示为氢原子的能级图。现有一群处于n＝4能级的氢原子，下列说法正确的是 (　 ) A．这群氢原子辐射的光中，有四种频率的光为紫外线 B．这群氢原子辐射的光中，波长最长的光子能量为0.66 eV C．这群氢原子辐射的光中，能使光刻机雕刻尺寸最小的光子能量为12.75 eV D．在光刻机的物镜和硅晶圆之间充满水，打在硅晶圆上的光的波长将变短 解析：根据能级跃迁知识，从n＝4能级跃迁到n＝3能级和从n＝4能级跃迁到n＝2能级以及从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射的光子能量均小于3 eV，而从n＝4能级跃迁到n＝1能级和从n＝3能级跃迁到n＝1能级以及从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射的光子能量均大于3 eV且小于124 eV, 所以这群氢原子辐射的光中，有三种 频率的光为紫外线，故A错误；这群氢原子辐射的光中，当氢原子从n＝4能级向 n＝3能级跃迁时，波长最长，此光子能量为E＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51)eV＝0.66 eV，故B正确；在氢原子辐射的光中，从n＝4能级跃迁到基态释放的光子能量最大，其波长最小，能使光刻机雕刻尺寸最小，其光子能量为E′＝E4－E3＝－0.85 eV－(－13.6)eV＝12.75 eV，故C正确；在光刻机的物镜和硅晶圆之间充满水，光频率不变，速度减小，可知光的波长在水中将变短，打在硅晶圆上的光的波长将变短，得以刻出更精密的芯片，故D正确。 答案：BCD　 答案：A　 [解析]　由图可知b光和c光的遏止电压相等，且大于a光的遏止电压，根据eUc＝Ek可知，b光和c光照射产生光电子的最大初动能相等，大于a光照射产生的光电子的最大初动能；根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，逸出功相等，b光和c光的频率相等，大于a光的频率，若a光为绿光，b光和c光可能是紫光，故A错误，B正确；用b光照射金属铷时，产生的光电子的最大初动能为Ekm＝hν－W0＝(2.81－2.13)eV＝0.68 eV，去撞击大量处于n＝3激发态的氢原子时，光电子与氢原子碰撞，可以使氢原子吸收ΔE＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV的