1、考点一 光电效应及波粒二象性知识归纳(一) 知识网络构建(二) 必须掌握的四个要点1.对光电效应规律的解释对应规律 对规律的解释极限频率c 电子从金属表面逸出,首先必须克服金属原子核的引力做功 W0,照射光子能量 W0对应的频率c= 即极限频率最大初动能电子吸收光子能量后,一部分克服阻碍作用做功 ,剩余部分转化为光电子的初动能 ,只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能,对于确定的金属, W0是一定的, 所以光电子的最大初动能只随照射光的频率增大而增大,与照射光强度无关(续表)对应规律 对规律的解释瞬时性 光照射金属时,电子吸收一个光子的能量后, 动能立即增大,不需要能量积累的过程饱和电
2、流 当发生光电效应时,增大照射光强度 ,包含的光子数增多,照射金属时产生的光电子增多,因而饱和电流变大2.爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0图 14-1W0为材料的逸出功,指从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功; Ek为光电子的最大初动能,由此方程可求得照射光的频率 =.Ek- 图像如图 14-1 所示,由图像可以得到如下信息:(1)横轴截距表示极限频率;(2)纵轴截距的绝对值表示逸出功 ;(3)图线的斜率表示普朗克常量 h.3.光的波粒二象性的理解光既具有波的性质,又具有粒子的性质 .光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性,光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性 .(1)个别光子
3、的作用效果往往表现为粒子性 ,大量光子的作用效果往往表现为波动性 .(2)光的频率越低,波动性越显著 ,越容易看到光的干涉和衍射现象; 光的频率越高,粒子性越显著,越不容易看到光的干涉和衍射现象,其贯穿本领越强 .(3)光在传播过程中往往表现出波动性 ,在与物质发生作用时往往表现出粒子性 .(4)光的波动性与粒子性是统一的 :光子的能量反映光的粒子性,但其公式 E=h 中的频率却是光的波动特征,光的波动性和粒子性并不矛盾 .4.物质波:任何一个运动着的物体,都有一种波与之对应, 这种波称为物质波 .物质波的波长 =,p 为运动物体的动量, h 为普朗克常量 .题组演练1.(多选)关于物质波 ,
4、下列说法正确的是 ( ) A.任何运动的物体都伴随着一种波,这种波叫作物质波B.X 射线的衍射实验证实了物质波假设是正确的C.电子的衍射实验证实了物质波假设是正确的D.宏观物体尽管具有波动性, 但它们不具有干涉、衍射等现象2.(多选)在“光电效应 ”实验中 ,飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光), 如图 14-2 所示,则可判断出 ( )图 14-2A.甲光的频率等于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光对应的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能3.分别用波长为 和 的单色光照
5、射同一金属板,发出的光电子的最大初动能之比为 12,以 h 表示普朗克常量, c 表示真空中的光速,则此金属板的逸出功为 ( )A. B. C. D.4.利用如图 14-3 甲所示装置进行实验,得到了某金属的 Uc- 图像如图乙所示 .下列说法正确的是 ( )A.该金属的截止频率约为 4.301014 HzB.该金属的截止频率约为 5.501014 HzC.该图线的斜率为普朗克常量D.该图线的斜率为这种金属的逸出功图 14-3考点二 原子结构与氢原子光谱知识归纳1.原子结构与原子光谱2.氢原子能级结构要点(1)自发跃迁: 高能级低能级, 释放能量, 发出光子 .光子的频率 = =.(2)受激跃
6、迁:低能级高能级,吸收能量 . 光照(吸收光子 ):光子的能量必须恰好等于能级差 E. 粒子碰撞:只要入射粒子能量大于或等于能级差即可, E 外 E. 大于电离能的光子被吸收,原子被电离 .(3)谱线条数的确定方法若是“一个氢原子”从 n 能级跃迁可能发出的光谱线条数最多为( n-1).若是“一群氢原子”从 n 能级跃迁可能发出的光谱线条数有两种求解方法: 用数学中的组合知识求解: N= =. 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 .题组演练1.氢原子第 n 能级的能量为 En= (n=1,2,3),其中 E1是基态能量 .若氢原子从第 k 能级跃迁到
7、第p 能级 ,辐射的能量为 -E1,第 p 能级比基态能量高 -E1,则 ( )A.k=3,p=2 B.k=4,p=3C.k=5,p=3 D.k=6,p=22.(多选)如图 14-4 所示为氢原子的能级示意图 ,则下列说法正确的是 ( )图 14-4A.大量处于 n=3 能级的氢原子向基态跃迁时,能发出 3 种不同频率的光B.一个处于 n=4 能级的氢原子最多只能放出 6 种光子C.用能量为 10.3 eV 的光子照射, 可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D.金属钾的逸出功是 2.25 eV,大量处于 n=4 能级的氢原子跃迁时能放出使金属钾发生光电效应的光子3.已知氢原子的基态能量为 E1,激
8、发态能量为 En= ,其中 n=2,3,4,.1885 年,巴耳末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析,发现这些谱线的波长能够用一个公式表示, 这个公式写作 =R - ,n=3,4,5,.式中 R 叫作里德伯常量 ,这个公式称为巴耳末公式 .用 h 表示普朗克常量, c 表示真空中的光速,则里德伯常量 R 可以表示为 ( )A.- B.C.- D.4.(多选)图 14-5 为氢原子的能级图 ,已知可见光的光子的能量范围为 1.623.11 eV,锌板的逸出功为3.34 eV,那么对氢原子在能级跃迁的过程中辐射或吸收光子的特征认识正确的是 ( )图 14-5A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发
9、射的光照射锌板,一定不能产生光电效应现象B.用能量为 11.0 eV 的自由电子轰击,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C.处于 n=2 能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线D.处于 n=3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线,并且使氢原子电离考点三 原子核的衰变及半衰期知识归纳1.衰变规律及实质衰变类型 衰变 衰变衰变方程X Y HeX Ze衰变实质 2 个质子和 2 个中子结合成一个整体射出 中子转化为质子和电子H+ n He n He衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒注意: 射线经常是伴随着 衰变或 衰变同时产生的 .2.三种射线的比较名称 构成 符号 电荷量 质量 电离能力 贯穿本领 射线
10、 氦核 He +2e 4 u 最强 最弱 射线 电子 e -e u 较弱 较强 射线 光子 0 0 最弱 最强3.半衰期的理解 半衰期研究对象一定是大量的、具有统计意义的数量; 半衰期永不变; 半衰期的公式: N 余 =N 原 ,m 余 =m 原 .题组演练1.在一个 U 原子核衰变为一个 Pb 原子核的过程中,发生 衰变的次数为 ( )A.6 次 B.10 次 C.22 次 D.32 次2.将半衰期为 5 天、质量为 16 g 的铋分成四份分别投入: 开口容器中; 100 atm 的密封容器中; 沸水中; 与别的元素形成化合物 .经 10 天后,四种情况下剩下的铋的质量分别为 m1、 m2、
11、 m3、 m4,则 ( )A.m1=m2=m3=m4=4 gB.m1=m2=m3=4 g,m4m2m3m4,m1=4 gD.m1=4 g,其余无法知道3.下列说法不正确的是 ( )A. U 经过一次 衰变后变为 ThB.由核反应方程 Cs Ba+X 可以判断 X 为电子C.核反应 He N O H 为轻核聚变D.16 g 铋 210 经过 15 天时间, 还剩 2 g 未衰变, 则铋 210 的半衰期为 5 天4.静止在匀强电场中的碳 14 原子核在某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直,且经过相等的时间后形成的轨迹如图 14-6 所示( a、 b 表示长度),则碳 14 的
12、核反应方程可能是 ( )图 14-6A. C He Be B. C e BC. C e N D. C H B考点四 核反应方程与核能的计算知识归纳1.核反应方程与核能的计算2.核能的理解与计算(1)比结合能越大,原子核结合得越牢固 .(2)到目前为止,核能发电还只停留在利用裂变核能发电 .(3)核能的计算方法: 根据爱因斯坦质能方程,用核反应的质量亏损的千克数乘真空中光速 c 的平方, 即 E=mc2(J). 根据 1 原子质量单位( u)相当于 931.5 兆电子伏特(MeV)能量,用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘 931.5 MeV,即 E=m931.5(MeV).题组演练1.(多选)
13、科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量, 核反应方程分别为:X+YHe H+4.9 MeV 和 H H He+X+17.6 MeV,下列表述正确的有 ( )A.X 是中子B.Y 的质子数是 3,中子数是 6C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应2.(多选)原子核的比结合能随质量数的变化图像如图 14-7 所示 ,根据该曲线, 下列判断正确的是 ( )图 14-7A.中等质量核的比结合能大,这些核较稳定B. H 核比 Li 核更稳定C. U 核裂变成两个中等质量的核时释放能量D. Kr 核的结合能比 U 核的大3.(多选)静止的 Bi 原子核在磁场中发生衰变后运
14、动轨迹如图 14-8 所示, 大、小圆半径分别为R1、 R2,则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值判断正确的是 ( )图 14-8A. Bi Tl He B. Bi PoeC.R1R2=841 D.R1R2=20744.(多选)我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球,并用于“嫦娥三号”的着陆器和月球车上 .核电池是通过半导体换能器,将放射性同位素衰变过程中释放出的能量转变为电能 .“嫦娥三号”采用放射性同位素 Pu,静止的 Pu 衰变为铀核 U 和 粒子,并放出频率为 的 光子 .已知Pu U 和 粒子的质量分别为 mPu、 mU和 m.下列说法正确的是 ( )A. Pu 的衰变方程为 Pu U He+B.此核反应过程中的质量亏损为 m=mPu-mU-mC.释放出的 光子能量为 (mPu-mU-m)c2D.释放出的 光子的能量为 h
