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高考物理热点快速突破必考部分专题近代物理初步高频考点

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专题15 近代物理初步高频考点【高考命题热点】2020年新高考考纲修订后，选修3-5被列为必考内容，其中近代物理初步的内容主要以选择题的形式考查，主要涉及光电效应、氢原子光谱和能级、放射性元素的衰变和核反应。

【知识清单】 一、波粒二象性1.1900年普朗克能量子假说，电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的E=hv2.赫兹发现了光电效应，1905年，爱因斯坦解释了光电效应，提出光子说及光电效应方程3.光电效应①每种金属都有对应的c ν和W 0，入射光的频率必须大于这种金属极限频率才能发生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的增大而增大（0K W h E m -=ν），即最大初动能km E 与入射光频率v 成线性关系。

③入射光频率一定时，光电流强度与入射光强度成正比。

④光电子的发射时间一般不超过910-秒，与频率和光强度无关。

4.光电效应和康普顿效应说明光的粒子性，干涉（波的叠加，又分单缝干涉、双缝干涉、薄膜干涉）、衍射（波绕过障碍物继续传播的现象）、偏振说明光的波动性。

石墨对X 射线散射时，部分X 射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应，康普顿效应不仅表明光具有能量，还具有动量。

5.光电效应方程0W h E Km -=ν n c =W 0/h6.光的波粒二象性 物质波 概率波 不确定性关系①大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强；频率高的光子表现出的粒子性强，频率低的光子表现出的波动性强． ②实物粒子也具有波动性 hεν=ph=λ 这种波称为德布罗意波，也叫物质波。

③从光子的概念上看，光波是一种概率波 ④不确定性关系：π4h p x ≥∆∆ 二、原子核式结构模型1.1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列的研究，从4=n 3=n 2=n 1=n 0∞=n eV 85.0-eV 51.1-eV 4.3-eV6.13-而发现了电子（负电子：e 01-）。

2.α粒子散射实验和原子核结构模型 （1）α粒子散射实验：1909年，卢瑟福 ①装置： ②现象：a. 绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。

b. 有少数α粒子发生较大角度的偏转c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度，有的几乎达到180度，即被反向弹回。

3.几个考点①卢瑟福的α粒子散射，说明了原子具有核式结构。

②汤姆孙发现电子，说明了原子可再分或原子有复杂结构 ③放射性现象，说明了原子核具有复杂结构 4.玻尔理论（1）经典电磁理论不适用原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三个假设：①定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的 ②跃迁假设：电子跃迁辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由E m -E n =hv 严格决定③轨道量子化假设，原子的不同能量状态，跟电子不同的运行轨道相对应。

（2）玻尔的氢子模型：①氢原子的能级公式和轨道半径公式： 氢原子中电子在第几条可能轨道上运动时，氢原子的能量E n ，和电子轨道半径r n 分别为：……、、3211221=⎪⎭⎪⎬⎫==n r n r n E E n n ②氢原子的能级图：n=3、4、5、6跃迁到n=2为可见光，频率由大到小γ射线>X 光>紫外线>可见光其中γ射线来源于原子核，X 光来源于核外内层电子跃迁，紫外线、可见光及红外线来源于最外层电子跃迁其中n=1的定态称为基态。

n=2以上的定态，称为激发态。

nP Al He 103015271342+→+③光子λνchh ==E ，n=3跃迁到n=1发出三种光子（2N C ）,321λλλ>>则321chchchλλλ=+（2）玻尔模型只能解释氢原子，不能解释其他原子 三、原子核的组成1.天然放射现象的发现：1896年法国物理学家贝克勒耳首次发现，居里夫人继续研究发现了钋和镭2.衰变：电荷数和质量数守恒，但质子数和中子数不守恒注：只有放射性元素才能发生衰变，元素周期表中原子序数≥83都具有放射性，原子序数＜83的部分元素有放射性。

γ射线是伴随αβ、衰变放射出来的高频光子流，αβ、衰变不能同时发生。

在β衰变中新核质子数多一个，而质量数不变是由于eH n 011110-+→β射线是具有放射性元素原子核内的一个中子转变为一个质子时同时释放产生的（e H n 011110-+→）。

半衰期：放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间，称该元素的半衰期。

半衰期与物理及化学环境无关。

3.放射性的应用与防护 放射性同位素人工放射性同位素1000多种，天然的只有40多种正电子的发现：用α粒子轰击铝时，发生核反应。

1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里 （小居里） 发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷P 3015发生+β衰变，放出正电子：e Si P 0130143015+→与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素： ①放射强度容易控制 ②可以制成各种需要的形状 ③半衰期更短 ④放射性废料容易处理 放射性同位素的应用A 、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹B 、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制C 、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电D 、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等E 、作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等. 4.核力与结合能 质量亏损核力是短程力、核力具有饱和性、核力与具有电荷无关性 比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。

结合能：要把原子核内凭借核力结合在一起的核子（质子、中子）分开所需吸收的能量。

比结合能（平均结合能）核子数结合能=，即结合能大的，比结合能不一定大。

质量亏损：核聚变与核裂变都会放出能量，质量都会减少，核电站与原子弹为核裂变，氢弹与太阳内部为核聚变爱因斯坦质能方程 E=mc 2ΔE=Δm·c 21uc 2=931.5MeV (表示1u 的质量变化相当于931.5MeV 的能量改变) 5.核反应方程Ⅰ. 熟记一些实验事实的核反应方程式。

（1）卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现质子：H O He N 1117842147+→+（2）贝克勒耳发现天然放射现象：α衰变 He Th U 422349023892+→ β衰变e Pa Th 012349123490-+→（3） 查德威克用α粒子轰击铍核打出中子 n C He Be 101264294+→+答案 P80（4） 小居里（约里奥-居里）发现正电子 n P He Al 103015422713+→+和e Si P 0130143015+→ （5） 轻核聚变 γ+→+H H n 21111（6） 重核裂变n 10Xe Sr n U 101365490381023592++→+ Ⅱ. 熟记一些粒子的符号α粒子（He 42）、质子（H 11）、中子（10n ）、负电子（01e -）、正电子（e 01）、氘核（H 21）、氚核（H 31） 6．重核裂变 核聚变Ⅰ 释放核能的途径——裂变和聚变 （1）裂变反应：①裂变：重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应，叫做原子核的裂变反应。

例如：n 10Xe Sr n U 101365490381023592++→+②链式反应：在裂变反应用产生的中子，再被其他铀核浮获使反应继续下去。

链式反应的条件：a b ))裂变物质的体积，超过临界体积有中子进入裂变物质⎧⎨⎩③U 23592裂变时平均每个核子放能约1MeV 能量1kgU 23592全部裂变放出的能量相当于2500吨优质煤完全燃烧放出能量（2）聚变反应：①聚变反应：轻的原子核聚合成较重的原子核的反应，称为聚变反应。

例如： 17.6MeV n He H H 10423121++→+ ②平均每个核子放出3MeV 的能量 ③聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温热点突破提升练十五1. 一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为238234492902U Th He →+。

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2.大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。

氘核聚变反应方程是22311120H H He n +→+。

已知21H 的质量为2.0136u ，32He 的质量为3.0150u ，10n 的质量为1.0087u ，21u 931MeV /c =。

氘核聚变反应中释放的核能约为（ ）A. 3.7MeVB. 3.3MeVC. 2.7MeVD. 0.93MeV3. (多选)在光电效应实验中，分别用频率为a ν、b ν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a U 和b U 、光电子的最大初动能分别为ka E 和kb E 。

h 为普朗克常 量。

下列说法正确的是（ ）A ．若a b νν>，则一定有a b U U <B ．若a b νν>，则一定有ka kb E E >C ．若a b U U <，则一定有ka kb E E <D ．若a b νν>，则一定有a ka a kb ννhE h E ->-4.(多选)一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，下列说法中正确的是（ ） A ．只增大入射光的频率，金属逸出功将减小B ．只延长入射光照射时间，光电子的最大初动能将不变C ．只增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大D ．只增大入射光的频率，光电子逸出所经历的时间将缩短E ．只增大入射光的强度，单位时间内逸出的光电子数目将增多5．(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。

下列说法正确的是________。

(填正确答案标号)A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大C ．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D ．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E ．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关6．在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________。

(填正确答案标号)A.146C→147N ＋ 0－1e B.3215P→3216S ＋ 0－1e C.23892U→23490Th ＋42He D.147N ＋42He→178O ＋11H E.23592U ＋10n→14054Xe ＋9438Sr ＋210n F.31H ＋21H→42He ＋10n7．(多选)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。

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近代物理初步(解析版)--2024届高考物理复习热点题型归类

近代物理初步(解析版)--2024届高考物理复习热点题型归类

近代物理初步1.目录题型一 光电效应　波粒二象性类型1　光电效应规律的理解和应用类型2　光电效应图像的理解类型3　光的波粒二象性和物质波题型二 原子结构模型类型1 原子的核式结构模型类型2　玻尔理论　能级跃迁题型三 原子核模型类型1　原子核的衰变及半衰期类型2　核反应及核反应类型类型3　质量亏损及核能的计算题型一:光电效应　波粒二象性类型1　光电效应规律的理解和应用1.“四点”提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。

(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。

(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。

(4)光电子不是光子，而是电子。

2.“两条”关系(1)光的强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大。

(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大→遏止电压大。

3.“三个”关系式m e v2c(1)爱因斯坦光电效应方程：E k=hν-W0，其中E k=12(2)最大初动能与遏止电压的关系：1m e v2c=eU c。

2(3)逸出功与极限频率的关系：W0=hνc。

1(2023·天津红桥·高三统考期中)光电效应的实验结论是：对于某种金属()A.无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.超过极限频率的入射光照射，所产生的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比。

C.无论照射时间多长，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应D.超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的初动能就越大【答案】AC【详解】AC．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度、光照时间无关，所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应。

故AC正确；B．根据光电效应方程E km=hν-W0，可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，但不是成正比。

故B错误；D．超过极限频率的入射光频率越高，根据光电效应方程，最大初动能与入射光的频率有关，频率越高，则产生的光电子的最大初动能越大，光电子的初动能不一定大；故D错误。

高考物理专题——近代物理初步

高考物理专题——近代物理初步

一、光电效应1．实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率低于这个频率时不发生光电效应。

(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。

(3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9 s。

(4)当入射光的频率大于或等于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。

2．三个概念(1)最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。

(2)饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。

(3)入射光强度：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。

3．光电效应方程(1)方程：E k＝hν－W0，光电子的最大初动能E k可以利用光电管用实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压。

(2)极限频率：νc ＝W 0h 。

(3)逸出功：它与极限频率νc 的关系是W 0＝hνc 。

二、能级跃迁1．氢原子能级2．谱线条数一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，最多可能辐射出的光谱线条数N ＝C 2n ＝n （n －1）2。

三、核反应和核能1．原子核衰变 衰变类型α衰变 β衰变 衰变方程 A Z X →A －4Z －2Y ＋42He A Z X → A Z ＋1Y ＋0－1e衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子 211H ＋210n →42He 10n →11H ＋0－1e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(1)原子核的结合能：克服核力做功，使原子核分解为单个核子时吸收的能量，或若干单个核子在核力的作用下结合成原子核时放出的能量。

(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。

(3)质能方程：E ＝mc 2，即一定的能量和一定的质量相联系。

高考近代物理初步知识点

高考近代物理初步知识点

高考近代物理初步知识点近代物理是高考物理的重要一部分，也是考察学生科学素养和实践能力的重要内容之一。

本文将从基本概念、实验原理和应用等方面来讨论近代物理的相关知识点。

1. 光电效应：光电效应是指当光照射到金属表面时，电子从金属的原子中脱离出来的现象。

光电效应的实验表明，光的频率决定了电子的动能，而光的强度决定了电子的数量。

这个实验结果违背了经典物理的预期，因为根据经典物理理论，光的强度应该决定电子的动能。

爱因斯坦提出了光量子说，解释了光电效应的实验结果，并写下了光电效应的方程：E = hν - φ，其中E表示电子的动能，h表示普朗克常量，ν表示光的频率，φ表示金属的逸出功。

2. 相对论：相对论是爱因斯坦创立的一项重要物理理论，它在物理学的发展史上产生了深远的影响。

相对论主要包括狭义相对论和广义相对论。

狭义相对论主要研究时空的变换，提出了相对论性的时间膨胀、长度收缩和质量增加等概念。

广义相对论则探索了引力和时空的关系，提出了著名的引力场方程。

3. 波粒二象性：波粒二象性是近代物理的重要概念之一。

在经典物理中，将光视为电磁波，而在量子物理中，将光看作粒子，即光子。

根据波粒二象性，光既有波动性又有粒子性。

这一概念对光子的检测和解释光的干涉、衍射等现象起到了重要作用。

类似地，电子、中子等粒子也具有波粒二象性，这为量子力学的发展奠定了基础。

4. 基本粒子与标准模型：标准模型是粒子物理学中的一种理论框架，用于描述基本粒子之间的相互作用。

标准模型包括四种基本相互作用：强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和引力相互作用。

在标准模型中，基本粒子被分为两类：费米子和玻色子。

费米子包括夸克、轻子等，玻色子包括光子、胶子等。

5. 可克隆量子：可克隆量子是量子信息科学中的一个重要研究课题。

根据量子力学的原理，不允许对一个未知的量子态进行完全复制。

这被称为“不可克隆定理”。

然而，可克隆量子研究的是如何对未知量子进行尽可能好的复制。

专题12 近代物理——【口袋书】2022年高考物理必背知识手册

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2022年高考物理复习核心考点归纳识记专题12 近代物理初步第一节光电效应、波粒二象性【重要考点归纳】考点一光电效应规律的理解1．放不放光电子，看入射光的最低频率．2．单位时间内放多少光电子，看光的强度．3．光电子的最大初动能大小，看入射光的频率．4．要放光电子，瞬时放．考点二光电效应方程及图象问题1．爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0hν：光电子的能量．W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功．E k：光电子的最大初动能．2．图象分析频率不同、光强相同时，光电流与电压的关系①遏止电压：U c1、U c2 ②饱和光电流：电流最大值 ③最大初动能E k1＝eU c1，E k2＝eU c2第二节 原子与原子核【重要考点归纳】考点一 氢原子能级及能级跃迁 1．原子跃迁的条件(1)原子跃迁条件hν＝E m －E n 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)当光子能量大于或等于13.6 eV 时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV 时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能．(3)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发．由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E ＝E m －E n )，均可使原子发生能级跃迁．2．跃迁中两个易混问题(1)一群原子和一个原子：氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了．(2)直接跃迁与间接跃迁：原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时．有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁．两种情况下辐射(或吸收)光子的能量是不同的．直接跃迁时辐射(或吸收)光子的能量等于间接跃迁时辐射(或吸收)的所有光子的能量和．3.(1)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的．(2)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hν＝E m －E n 求得．若求波长可由公式c ＝λν求得． (3)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n －1)． (4)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法： ①用数学中的组合知识求解：N ＝C 2n ＝nn －12. ②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． 考点二 氢原子的能量及其变化1．原子能量：E n ＝E k n ＋E p n ＝E 1n2，随n (r )增大而增大，其中E 1＝－13.6 eV.2．电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力，即k e 2r 2n ＝m v 2r n ，所以E k n ＝12k e 2r n，随n (r )增大而减小．3．电势能：通过库仑力做功判断电势能的增减．当n 减小，即轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之，n 增大，即轨道半径增大时，电势能增加． 考点三 原子核的衰变 半衰期1．衰变规律及实质 (1)两种衰变的比较(2)γ射线：γα衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．2．确定衰变次数的方法因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数．3．半衰期(1)公式：N 余＝N 原⎝⎛⎭⎫12t /τ，m 余＝m 原⎝⎛⎭⎫12t /τ(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关． 考点四 核反应类型与核反应方程1．核反应的四种类型：衰变、人工转变、裂变和聚变．2．核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头连接并表示反应方向，不能用等号连接．3．核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程． 4．核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化． 5．核反应遵循电荷数守恒． 考点五 有关核能的计算 1．应用质能方程解题的流程图书写核反应方程→计算质量亏损Δm →利用ΔE ＝Δmc 2计算释放的核能(1)根据ΔE ＝Δmc 2计算，计算时Δm 的单位是“kg”，c 的单位是“m/s”，ΔE 的单位是“J”．(2)根据ΔE ＝Δm ×931.5 MeV 计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV 的能量，所以计算时Δm 的单位是“u”，ΔE 的单位是“MeV”．2．利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．。