2020高考物理冲刺复习-专题11 近代物理初步(讲)

2020物理高考冲刺 复习必备

专题十一 近代物理初步

高考对本部分内容考查的重点和热点有以下几个方向：

①原子的能级跃迁；②原子核的衰变规律；③核反应方程的书写；④质量亏损和核能的计算；⑤原子物理部分的物理学史和α、β、γ三种射线的特点及应用等．

选修命题会涉及有关原子、原子核或量子理论、动量问题，且动量问题一般以计算题的形式，其它问题则以填空或选择性填空形式出现．

知识点一、原子结构模型

特别提醒:(1)原子的跃过条件:h ν＝E 初－E 终只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况．

(2)至于实物粒子和原子碰撞情况,由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收,所以只要入射粒子

的动能大于或等于原子某两定态能量之差,也可以使原子受激发而向较高能级跃迁.

知识点二、原子核的变化

1．几种变化方式的比较

2.各种放射线性质的比较

3.三种射线在电磁场中的偏转情况比较

图13－1

如图13－1所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线．如图13－1丙图中γ肯定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方．

知识点三、核力与质能方程的理解

1．核力的特点

(1)核力是强相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力远大于库仑力．

(2)核力是短程力,作用范围在1.5×10－15 m之内.

(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性.

2．质能方程E＝mc2的理解

(1)质量数与质量是两个不同的概念.核反应中质量数、电荷数都守恒,但核反应中依然有质量亏损.

(2)核反应中的质量亏损,并不是这部分质量消失或质量转化为能量,质量亏损也不是核子个数的减少,核反应中核子的个数是不变的.

(3)质量亏损不是否定了质量守恒定律，生成的γ射线虽然静质量为零，但动质量不为零，且亏损的质量以能量的形式辐射出去．

特别提醒：在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，质量不守恒，核反应中核能的大小取决于质量亏损的多少，即ΔE＝Δmc2.

高频考点一原子结构氢原子光谱

例1．图示为氢原子能级图以及从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线，已知从n＝3跃迁到n＝2的能级时辐射光的波长为656 nm，下列叙述正确的有()

A．四条谱线中频率最大的是Hδ

B．用633 nm的光照射能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级

C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种谱线

D．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，只要照射时间足够长，光的强度足够大，Hβ也可以使该金属发生光电效应

【变式探究】下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()

A．γ射线是高速运动的电子流

B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大

C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变

D.21083Bi的半衰期是5天，100克21083Bi经过10天后还剩下50克

【变式探究】(多选)下列说法正确的是()

A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立

B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施

C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转

D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同

高频考点二天然放射现象核反应核能

例2．（2019·天津卷）我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法正确的是（）

A．核聚变比核裂变更为安全、清洁

B．任何两个原子核都可以发生聚变

C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加

D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加

【变式探究】一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238 92U→234 90Th＋42He.下列说法正确的是()

A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能

B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小

C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间

D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量

【变式探究】(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是________．

A．所有元素都可能发生衰变

B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关

C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性

D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强

E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线

高频考点三光电效应

例3．（2019·天津卷）如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（）

【变式探究】在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b.h为普朗克常量．下列说法正确的是()

A．若νa>νb，则一定有U a

B．若νa>νb，则一定有E k a>E k b

C．若U a

D．若νa>νb，则一定有hνa－E k a>hνb－E k b

【变式探究】2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．

一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)() A．10－21 J B．10－18 J

C．10－15 J D．10－12 J

【举一反三】(多选)用如图所示的装置研究光电效应现象．当用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动变阻器的触头c，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V 时，电流表示数为0，则下列说法正确的是()

A．光电子的最大初动能始终为1.05 eV

B．光电管阴极的逸出功为1.05 eV

C．当滑动触头向a端滑动时，反向电压增大，电流增大

D．改用能量为2.5 eV的光子照射，移动变阻器的触头c，电流表G中也可能有电流

【变式探究】(多选)用某单色光照射金属钛表面，发生光电效应．从钛表面放出光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图所示．则下列说法正确的是()