1、近代物理學（近三年高考題）專題13近代物理初步【2018年高考考點定位】作為選擇題和填空題，本考點的涉及面廣，選項可能涉及近代物理學史，波爾模型，光電效應和原子核結構，而填空題可能涉及衰變、核反應方程的書寫、光電效應的極限頻率和最大初動能等，既是備考的重點也是命題的熱門選項。【考點pk】名師考點透析考點一、波粒二象性【名師點睛】1.量子論：普朗克認為物質的輻射能量并不是無限可分的，其最小的、不可分的能量單元即“能量子”或稱“量子”，也就是說組成能量的單元是量子。每一份電磁波的能量h物質的輻射能量不是連續的，而是以量子的整數倍跳躍式變化的 （31905年，愛因斯坦獎量子概念推廣到光的傳播中，提出

2、了光量子論。即:其中是電磁波的頻率，h為普朗克恒量：h=6.63 X 1034J s2.黑體和黑體輻射：任何物體在任何溫度下都要發射各種波長的電磁波,并且其輻射能量的大小及輻射能量按波長的分布都與溫度有關。隨著溫度的升高，黑體的輻射強度都子也有復雜的結構。湯姆生的原子模型:1903年湯姆生設想原子是一個帶電小球,球體內，而帶負電的電子鑲嵌在正電荷中。2.原子核式結構模型：實驗結構圖如下,實驗現象:a.絕大多數粒子穿過金箔后，仍沿原來方向運動， 不發生偏轉。b.有少數粒子發生較大角度的偏轉有極少數粒子的偏轉角超過了90。，有的幾乎達到180。，即被反向彈回。結論 否定了湯姆生原子結構模型，提出核

3、式結構模型即在原子中心存在一個很小的核，稱為原子核，原子核集中了原子所有正電荷和幾乎全部的質量，帶負它的正電荷均勻分布在整個電荷的電子在核外空間繞核旋轉o3.波爾的原子機構模型：原子核式結構模型與經典電磁理論的矛盾（兩方面）a電子繞核作圓周運動是加速運動，按照經典理論，加速運動的電荷，要不斷地向周圍發射電磁波，電子的能量就要不斷減少，最后電有增加；隨著溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較短方向移動。3.光電效應：在光的照射下，金屬中的電子從表面逸出，發射出來的電子就叫光電子，任何一種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率 才能發生光電效應，低于極限頻率的光不能發生光電效應。光電

4、子的 最大初動能與入射光的強度無關，光隨入射光頻率的增大而增大。大 于極限頻率的光照射金屬時，光電流強度（反映單位時間發射出的光電 子數的多少），與入射光強度成正比。 金屬受到光照，光電子的發 射一般不超過109秒。波動說認為：光的能量即光的強度是由光波的振 幅決定的與光的頻率無關。所以波動說對解釋上述實驗規律中的條都遇到困難 考點二、原子結構1.湯姆生原子結構模型：1897年英國物理學家湯姆生發現了電子，從而打破了原子不可再分的觀念，揭示出原近代物理學（近三年高考題）子要落到原子核上，這與原子通常是穩定的事實相矛盾。b電子繞核旋轉時輻射電磁波的頻率應等于電子繞核旋轉的頻率，隨著旋轉軌道的連續

5、變小，電子輻射的電磁波的頻率也應是連續變化，因此按照這種推理原子光譜應是連續光譜，這種原子光譜是線狀光譜事實相矛盾。上述兩個矛盾說明，經典電磁理論已不適用原子系統，玻爾從光譜學成就得到啟發，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三個假設：定態假設：原子只能處于一系列不連續的能量狀態中，在這些狀態中原子是穩定的，電子雖然做加速運動,但并不向外在輻射能量，這些狀態叫定態。躍遷假設：原子從一個定態（設能量為Em）躍遷到另一定態（設能量為日）時，它輻射成吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態的能量差決定，即hv=EmE軌道量子化假設，原子的不同能量狀態，跟電子不同的運行軌道相對應。原子的能量不連續因而

6、電子可能軌道的分布也是不連續的。總結：能級：各個狀態的能量值（2基態即能量值最低的狀態，距離原子核最近的運行軌道。氫原子能級公式 En qE1 n考點三、原子核結構1.天然放射現象：1896年法國物理學，貝克勒耳發現放射現象。從而揭示出原子核也有復雜的結構。放射性射線的成分有三種射線種類射線組成性 質電離作用貫穿能力射線氮核組成的粒子流很強很弱射線高速電子流較強較強射線高頻光子很弱很強2.原子核衰變和半衰期：衰變過程中電荷數和質量數守恒。衰變類型衰變方程衰變規律衰變M vM 4V 411Z XZ 2Y 2HeF/電荷數減少2新核（、質量數減少4衰變M XMY0Az xz 1丫1e,、/電荷數增

7、加 新核G目川rF* 、質量數/、父 11一 0 AC共變的實質：0n iH ie,輻射伴隨著 技變和 技變廣生半衰期：放射性元素的原子核的半數發生衰變所需要的時間，稱該元素的半衰期。 放射性元素衰變的快慢是由核 內部自身因素決定的，跟原子所處的化學狀態和外部條件沒有關系o3 . 1934年，約里奧一居里夫婦發現經過“粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷3；P,427301即：2 He 13Al15 P 0n4 .核反應方程：盧瑟福用a粒子轟擊氨核打出質子：14N 24He 187O 1H貝克勒耳和居里夫人發現天然放射現象:近代物理學（近三年高考題）2382344.a 聶戈:92U90Th 2 He2

8、342340 _3 盤變：90Th91 PaIe查德威克用a粒子轟擊被核打出中子： ：Be 4He12C 01n居里夫人發現正電子:27ai 24He10n3030 d 015 P14 Si ie鏗核蜜弗112 II。在工仔亦i戈0 n 1 H 1 H重核裂變:10n!3：xe190 c100 n 38 Sr235114489192U 0 n 56 Ba 36 Kr30 n5.重核裂變 核聚變 I釋放核能的途徑一一裂變和聚變裂變反應：裂變：重核在一定條件下轉變成兩個中等質量的核的反應，叫做原子核的裂變反應。2351144891例如：92U 0 n56 Ba 36 Kr 3o n鏈式反應：在裂變

9、反應用產生的中子，再被其他鈾核浮獲使反應繼續下去。鏈式反應的條件：臨界體積，極高的溫度.235U裂變時平均每個核子放能約200Mev能量921kg 235U全部裂變放出的能量相當于 2800噸煤完全燃燒放出能量！聚變反應：聚變反應：輕的原子核聚合成較重的原子核的反應，稱為聚變反應。例如：2H 3H 24He 0n 17.6MeV一個笊核與一個瓶核結合成一個氨核時（同時放出一個中子），釋放出 17.6MeV的能量，平均每個核子放出的能量3MeV以上。比列變反應中平均每個核子放出的能量大34倍。聚變反應的條件；幾百萬攝氏度的高溫。【三年高考】15、16、17年高考真題及其解析那7耳名考/題1.12

10、017 新課標I卷】大科學工程“人造太陽”主要是將笊核聚變反應釋放的能量用來發電。笊核聚變反應2.23.1.2.31萬程是iH i H-2He °n。已知1H的質量為2.013 6 u , 2He的質量為3.015 0 u , 0n的質量為1.008 7 u ,1 u=931 MeV/ c2。笊核聚變反應中釋放的核能約為：（）A. 3.7 MeV B . 3.3 MeV C . 2.7 MeV D . 0.93 MeV 2.12017 天津卷】我國自主研發制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是:A

11、.23411 H 1 H2 He 0n14417117N 4He 18。1HC.4273012 He 13 Al15P0 n235114489192 U0 n 56 Ba36 Kr 30n3.【2017 江蘇卷】（多選）原子核的比結合能曲線如圖所示，根據該曲線，下列判斷中正確的有:(A)4 .2 He核的結合能約為14 MeV(B)462 He核比3Li核更穩7E(C)兩個：H核結合成2He核時釋放能量(D)292U核中核子的平均結合能比39Kr核中的大ii其造分能MeV1I 把0解敬IU 期和 I國 2mi liu4.【2017 新課標出卷】（多選）在光電效應實驗中，分別用頻率為V a、V

12、b的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為U和Ub、光電子的最大初動能分別為Eka 和 Eb。h為普朗克常量。下列說法正確的是:A.V a> V b ,則一定有 U<UB.V a> V b ,則一定有 &a>EbC.U<U,則一定有 Ea<RbD.V a> V b ,則一定有 h V a - Eka>h V b - Eb5.【2017 北京卷】2017年年初，我國研制的“大連光源”極紫外自由電子激光裝置，發出了波長在100nm （1 nm=10 9 m）附近連續可調的世界上最強的極紫外激光脈沖。大連光源因其光子的能量大、密

13、度高，可在能源利用、光刻技術、霧霾治理等領域的研究中發揮重要作用。一個處于極紫外波段的光子所具有的能量可以電離一個分子,但又不會把分子打碎。據此判斷，能夠電離一個分子的能量約為（取普朗克常量h=6.6X10 34A. 10 21 J-18.10 JJ - s,真空光速,10 15 Jc=3x 108 m/s ):,10 12 J三加6年方考算奧1.12016 上海卷】研究放射性元素射線性質的實驗裝置如圖所示。兩塊平行放置的金屬板兩極a、b連接，放射源發出的射線從其上方小孔向外射出。則:A. a為電源正極，到達 A板的為a射線B. a為電源正極，到達 A板的為（3射線C. a為電源負極，到達 A

14、板的為a射線D. a為電源負極，到達 A板的為3射線2.12016 江蘇卷】貝克勒爾在120年前首先發現了天然放射現象，如今原子核的放射性在眾多領域中有著廣泛應用.下列屬于放射性衰變的是:A.141406C 7 N1 e2351巳 92 U + 0 n139 ,95153 I39Y2 0 nC.2H +3H 2He+0nD. 4He+27Al30115 P+ 0n3.【2016 全國新課標I卷】（多選）現用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻率的光入射時,有光電流產生。下列說法正確的是:A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大B.入射光的頻率變高，飽和光電流變大改變曝光時間

15、，在膠片上出現的圖像如圖所示，該實驗表其理論總是建立在對事實觀察的基礎上，下列說法正確的以下說法正確的有：（）近代物理學（近三年高考題）C.入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大D.保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產生E.遏止電壓的大小與入射光的頻率有關，與入射光的光強無關2774.12016 全國新課標出卷】（多選）一靜止的鋁原子核 13AI俘獲一速度為1.0 10 m/s的質子p后，變為處28*于激發態的硅原子核14Si ,下列說法正確的是：（）a.核反應方程為p 2 ai 28 Si*B.核反應方程過程中系統動量守恒C.核反應過程中系統能量不守恒D.核反應前后核

16、子數相等，所以生成物的質量等于反應物的質量之和E.硅原子核速度的數量級為 105m/s,方向與質子初速度方向一致5.12016 海南卷】（多選）下列說法正確的是：（）A.愛因斯坦在光的粒子性的基礎上，建立了光電效應方程B.康普頓效應表明光子只具有能量，不具有動量C.玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規律D.盧瑟福根據“粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型E.德布羅意指出微觀粒子的動量越大，其對應的波長就越長加5為亦為笈曼1 .12015 上海 10】用很弱的光做單縫衍射實驗,明：（）A.光的本質是波B.光的本質是粒子C.光的能量在膠片上分布不均勻D.光到達膠片上不同位置的概率相同2.12015 天津 1】物理學重視邏輯，崇尚理性,是：（）A.天然放射現象說明原子核內部是有結構的B.電子的發現使人認識到原子具有核式結構C.粒子散射實驗的重要發現是電荷時量子化的D.密立根油滴實驗表明核外電子的軌道是不連續的 3.12015 江蘇12C（1）】（多選）波粒二象性時微觀世界的基本特征,A.光電效應現象揭示了光的粒子性B.熱中子束射到晶體上產生衍射圖樣說明中子具有波動性C.黑體輻射的實驗規律可用光的波動性解釋D.動能相等的質子和電子，它們的德布羅意波也相等近代物理學（近三年高考題）4.12015 北京