（新课标）2018-2019学年高考物理 主题三 原子与原子核 3.3 原子核章末总结课件 新人教版选修3-5

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1、章末总结章末总结一一、光电效应的规律和光电效应方程、光电效应的规律和光电效应方程1.光电效应的实验规律光电效应的实验规律(1)任任何何一一种种金金属属都都有有一一个个极极限限频频率率，入入射射光光的的频频率率必必须须大大于于等等于于这这个个极极限限频频率率，才才能发生光电效应。低于极限频率时，无论光照强度多强，都不会发生光电效应。能发生光电效应。低于极限频率时，无论光照强度多强，都不会发生光电效应。(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。(3)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不

2、超过入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过109 s。(4)当当入入射射光光的的频频率率高高于于极极限限频频率率时时，单单位位时时间间内内从从金金属属表表面面逸逸出出的的光光电电子子数数目目与与入入射光的强度成正比。射光的强度成正比。2.爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程EkhW0W0表示金属的逸出功，表示金属的逸出功，c表示金属的极限频率，则表示金属的极限频率，则W0hc。例例1 如图如图1甲所示为研究光电效应的电路图。甲所示为研究光电效应的电路图。图图1(1)对对于于某某金金属属用用紫紫外外线线照照射射时时，电电流流表表指指针针发发生生偏偏转转。将将滑滑动动变变阻

3、阻器器滑滑片片向向右右移移动动的的过过程程中中，电电流流表表的的示示数数不不可可能能_(选选填填“减减小小”、“增增大大”)。如如果果改改用用频频率率略略低低的的紫光照射，电流表紫光照射，电流表_(选填选填“一定一定”“可能可能”或或“一定没一定没”)有示数。有示数。(2)当当用用光光子子能能量量为为5 eV的的光光照照射射到到光光电电管管上上时时，测测得得电电流流表表上上的的示示数数随随电电压压变变化化的的图图象如图乙所示。则光电子的最大初动能为象如图乙所示。则光电子的最大初动能为_J，金属的逸出功为，金属的逸出功为_J。解解析析(1)AK间间所所加加的的电电压压为为正正向向电电压压，光光电

4、电子子在在光光电电管管中中加加速速，滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片向向右右移移动动的的过过程程中中，若若光光电电流流达达到到饱饱和和，则则电电流流表表示示数数不不变变，若若光光电电流流没没达达到到饱饱和和电电流流，则则电电流流表表示示数数增增大大，所所以以滑滑动动变变阻阻器器滑滑片片向向右右移移动动的的过过程程中中，电电流流表表的的示示数数不不可可能能减减小，紫光照射不一定能发生光电效应，所以电流表可能有示数。小，紫光照射不一定能发生光电效应，所以电流表可能有示数。(2)由由题题图图乙乙可可知知，当当该该装装置置所所加加的的电电压压为为反反向向电电压压，当当电电压压为为2 V时时，电电流流表表示

5、示数数为为0，得得光光电电子子的的最最大大初初动动能能为为2 eV，根根据据光光电电效效应应方方程程EkmhW0得得W03 eV4.81019 J。答案答案(1)减小可能减小可能(2)3.210194.81019针对训练针对训练1(多多选)下列关于光电效应的说法正确的是下列关于光电效应的说法正确的是()答案答案AD3.氢原子的能级图氢原子的能级图(如图如图2所示所示)图图2(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态。定态。(2)横横线线左左端端的的数数字字“1，2，3，”表表示示量量子子数数，右右端端的的数数字字“13.6，3.4，”表表示示氢原子的

6、能级。氢原子的能级。(3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小。相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小。(4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为hEmEn。例例2 如图如图3所示为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子所示为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子()A.从从n4能级跃迁到能级跃迁到n3能级比从能级比从n3能级跃迁到能级跃迁到n2 能级辐射出电磁波的波长长能级辐射出电磁波的波长长B.从从n5能级跃迁到能级跃迁到n1能级比从能级比从n5能级跃迁到能级跃

7、迁到n4 能级辐射出电磁波的速度大能级辐射出电磁波的速度大C.处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D.从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量图图3解解析析氢氢原原子子从从高高能能级级跃跃迁迁到到低低能能级级辐辐射射一一定定频频率率的的光光子子。EmEnh，能能级级差差值值越越大大，辐辐射射光光子子的的频频率率越越大大，波波长长越越短短，E4E3E3E2，所所以以选选项项A正正确确；辐辐射射出出的的电电磁磁波波速速度度一一样样大大，选选项项B错错误误；处处在在不不同同能能级级时时

8、，核核外外电电子子出出现现的的概概率率不不一一样样，能能级级越越低低，概概率率越越大大，选选项项C错错误误；氢氢原原子子由由高高能能级级向向低低能能级级跃跃迁迁时时氢氢原原子子一一定定放放出出能能量，而不是氢原子核，故选项量，而不是氢原子核，故选项D错误。错误。答案答案A针针对对训训练练2(多多选)如如图图4所所示示是是氢氢原原子子能能级级示示意意图图的的一一部部分分，则则下下列列说说法法正正确确的的是是()A.用波长为用波长为600 nm的的X射线照射，可以使稳定的氢原子电离射线照射，可以使稳定的氢原子电离B.用能量是用能量是10.2 eV的光子可以激发处于基态的氢原子的光子可以激发处于基态

9、的氢原子C.用能量是用能量是2.5 eV的光子入射，可以使基态的氢原子激发的光子入射，可以使基态的氢原子激发D.用能量是用能量是11.0 eV的外来电子，可以使处于基态的氢原子激发的外来电子，可以使处于基态的氢原子激发图图4答案答案BD三三、核能核能结合能的四种计算方法结合能的四种计算方法(1)根据质量亏损计算。根据质量亏损计算。根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损m。根据爱因斯坦质能方程根据爱因斯坦质能方程Emc2计算核能。计算核能。其中其中m的单位是千克，的单位是千克，E的单位是焦耳。的单位是焦耳。(2)利用原子质量单位利用原子质

10、量单位u和电子伏特计算。和电子伏特计算。根根据据1原原子子质质量量单单位位(u)相相当当于于931.5 MeV能能量量，用用核核子子结结合合成成原原子子核核时时质质量量亏亏损损的的原子质量单位数乘以原子质量单位数乘以931.5 MeV，即，即Em931.5 MeV。其中其中m的单位是的单位是u，E的单位是的单位是MeV。(3)根根据据能能量量守守恒恒和和动动量量守守恒恒来来计计算算核核能能：参参与与核核反反应应的的粒粒子子所所组组成成的的系系统统，在在核核反反应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。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

11、核能的变化。(4)利利用用比比结结合合能能来来计计算算核核能能：原原子子核核的的结结合合能能核核子子的的比比结结合合能能核核子子数数。核核反反应应中中反反应应前前系系统统内内所所有有原原子子核核的的总总结结合合能能与与反反应应后后生生成成的的所所有有新新核核的的总总结结合合能能之之差差，就就是是该次核反应所释放该次核反应所释放(或吸收或吸收)的核能。的核能。例例3 已已知知氘氘核核的的平平均均结结合合能能为为1.1 MeV，氦氦核核的的平平均均结结合合能能为为7.1 MeV，则则两两个个氘氘核核结合成一个氦核时结合成一个氦核时()A.释放出释放出4.9 MeV的能量的能量B.释放出释放出6.0 MeV的能量的能量C.释放出释放出24.0 MeV的能量的能量D.吸收吸收4.9 MeV的能量的能量答案答案C(3)根据题意有根据题意有m1v1m2v2,式中式中m1、v1、m2、v2分别为氚核和分别为氚核和粒子的质量和速度，粒子的质量和速度，