高考物理 熱點(diǎn)快速突破 必考部分 專題15 近代物理初步高頻考點(diǎn)（無(wú)答案）（通用）

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1、專題15 近代物理初步高頻考點(diǎn) 【高考命題熱點(diǎn)】2020年新高考考綱修訂后，選修3-5被列為必考內(nèi)容，其中近代物理初步的內(nèi)容主要以選擇題的形式考查，主要涉及光電效應(yīng)、氫原子光譜和能級(jí)、放射性元素的衰變和核反應(yīng)。 【知識(shí)清單】 一、波粒二象性 1.1900年普朗克能量子假說(shuō)，電磁波的發(fā)射和吸收是不連續(xù)的，而是一份一份的E=hv 2.赫茲發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)，1905年，愛(ài)因斯坦解釋了光電效應(yīng)，提出光子說(shuō)及光電效應(yīng)方程 3.光電效應(yīng) ①每種金屬都有對(duì)應(yīng)的和W0，入射光的頻率必須大于這種金屬極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)。 ②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，隨入射光頻率的增大而增大（），

2、即最大初動(dòng)能與入射光頻率成線性關(guān)系。 ③入射光頻率一定時(shí)，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比。 ④光電子的發(fā)射時(shí)間一般不超過(guò)秒，與頻率和光強(qiáng)度無(wú)關(guān)。 4.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說(shuō)明光的粒子性，干涉（波的疊加，又分單縫干涉、雙縫干涉、薄膜干涉）、衍射（波繞過(guò)障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象）、偏振說(shuō)明光的波動(dòng)性。 石墨對(duì)X射線散射時(shí)，部分X射線的散射光波長(zhǎng)會(huì)變大，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)，康普頓效應(yīng)不僅表明光具有能量，還具有動(dòng)量。 5.光電效應(yīng)方程 nc=W0/h 6.光的波粒二象性 物質(zhì)波 概率波 不確定性關(guān)系 ①大量光子表現(xiàn)出的波動(dòng)性強(qiáng)，少量光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng)；頻率高的光子表

3、現(xiàn)出的粒子性強(qiáng)，頻率低的光子表現(xiàn)出的波動(dòng)性強(qiáng)． ②實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性 這種波稱為德布羅意波，也叫物質(zhì)波。 ③從光子的概念上看，光波是一種概率波 ④不確定性關(guān)系： 二、原子核式結(jié)構(gòu)模型 1.1897年英國(guó)物理學(xué)家湯姆生，對(duì)陰極射線進(jìn)行了一系列的研究，從而發(fā)現(xiàn)了電子（負(fù)電子：）。 2.粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子核結(jié)構(gòu)模型 （1）粒子散射實(shí)驗(yàn)：1909年，盧瑟福 ①裝置： ②現(xiàn)象： a. 絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后，仍沿原來(lái)方向運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 b. 有少數(shù)粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn) c. 有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過(guò)了90度，有的幾乎達(dá)到180度，即被反向彈回。 3.幾個(gè)考

4、點(diǎn) ①盧瑟福的粒子散射，說(shuō)明了原子具有核式結(jié)構(gòu)。 ②湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，說(shuō)明了原子可再分或原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu) ③放射性現(xiàn)象，說(shuō)明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu) 4.玻爾理論 （1）經(jīng)典電磁理論不適用原子系統(tǒng)，玻爾從光譜學(xué)成就得到啟發(fā)，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三個(gè)假設(shè)： ①定態(tài)假設(shè)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的 ②躍遷假設(shè)：電子躍遷輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由Em-En =hv嚴(yán)格決定 ③軌道量子化假設(shè)，原子的不同能量狀態(tài)，跟電子不同的運(yùn)行軌道相對(duì)應(yīng)。 （2）玻爾的氫子模型： ①氫原子的能級(jí)公式和軌道半徑公式： 氫原子中電子在第幾條可能軌道

5、上運(yùn)動(dòng)時(shí)，氫原子的能量En，和電子軌道半徑rn分別為： ②氫原子的能級(jí)圖：n=3、4、5、6躍遷到n=2為可見(jiàn)光，頻率由大到小射線>X光>紫外線>可見(jiàn)光 其中射線來(lái)源于原子核，X光來(lái)源于核外內(nèi)層電子躍遷，紫外線、可見(jiàn)光及紅外線來(lái)源于最外層電子躍遷 其中n=1的定態(tài)稱為基態(tài)。n=2以上的定態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)。 ③光子，n=3躍遷到n=1發(fā)出三種光子（）,則 （2）玻爾模型只能解釋氫原子，不能解釋其他原子 三、原子核的組成 1.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：1896年法國(guó)物理學(xué)家貝克勒耳首次發(fā)現(xiàn)，居里夫人繼續(xù)研究發(fā)現(xiàn)了釙和鐳 成 份 組 成 性

6、 質(zhì) 電離作用 貫穿能力 射線 氦核組成的粒子流 很 強(qiáng) 很 弱 射線 高速電子流 較 強(qiáng) 較 強(qiáng) 射線 高頻光子 很 弱 很 強(qiáng) 2.衰變：電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，但質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不守恒 注：只有放射性元素才能發(fā)生衰變，元素周期表中原子序數(shù)≥83都具有放射性，原子序數(shù)＜83的部分元素有放射性。 類 型 衰變方程 規(guī) 律 衰變 新核 衰變 新核 射線是伴隨衰變放射出來(lái)的高頻光子流，衰變不能同時(shí)發(fā)生。 在衰變中新核質(zhì)子數(shù)多一個(gè)，而質(zhì)量數(shù)不變是由于 射線是具有放射性元素原

7、子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子時(shí)同時(shí)釋放產(chǎn)生的 （）。 半衰期：放射性元素的原子核的半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間，稱該元素的半衰期。 半衰期與物理及化學(xué)環(huán)境無(wú)關(guān)。 3.放射性的應(yīng)用與防護(hù) 放射性同位素 人工放射性同位素1000多種，天然的只有40多種 正電子的發(fā)現(xiàn)：用粒子轟擊鋁時(shí)，發(fā)生核反應(yīng)。 1934年，約里奧·居里和伊麗芙·居里 （小居里） 發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷 發(fā)生+衰變，放出正電子： 與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素： ①放射強(qiáng)度容易控制 ②可以制成各種需要的形狀 ③半衰期更短 ④放射性廢料容易處理 放射性同位素的應(yīng)用 A、由于γ

8、射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來(lái)γ射線檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有砂眼或裂紋 B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來(lái)檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電 D、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等 E、作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等. 4.核力與結(jié)合能 質(zhì)量虧損 核力是短程力、核力具有飽和性、核力與具有電荷無(wú)關(guān)性 比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。 結(jié)合能：要把原子核內(nèi)憑借核力結(jié)合在一起的核子（質(zhì)子、中子）分開(kāi)所需吸收的能量。 比

9、結(jié)合能（平均結(jié)合能） ，即結(jié)合能大的，比結(jié)合能不一定大。 質(zhì)量虧損：核聚變與核裂變都會(huì)放出能量，質(zhì)量都會(huì)減少，核電站與原子彈為核裂變，氫彈與太陽(yáng)內(nèi)部為核聚變 愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程 E=mc2 ΔE=Δm·c2 1uc2=931.5MeV (表示1u 的質(zhì)量變化相當(dāng)于931.5MeV的能量改變) 5.核反應(yīng)方程 Ⅰ. 熟記一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)的核反應(yīng)方程式。 （1）盧瑟福用α粒子轟擊氮核，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子： （2）貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象： α衰變 β衰變 （3） 查德威克用α粒子轟擊鈹核打出中子 （4） 小居里（約里奧-居里）發(fā)現(xiàn)正電子

10、 和 （5） 輕核聚變 （6） 重核裂變 Ⅱ. 熟記一些粒子的符號(hào) α粒子（）、質(zhì)子（）、中子（）、負(fù)電子（）、正電子（）、氘核（）、氚核（） 6．重核裂變 核聚變Ⅰ 釋放核能的途徑——裂變和聚變 （1）裂變反應(yīng)： ①裂變：重核在一定條件下轉(zhuǎn)變成兩個(gè)中等質(zhì)量的核的反應(yīng)，叫做原子核的裂變反應(yīng)。 例如： ②鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：在裂變反應(yīng)用產(chǎn)生的中子，再被其他鈾核浮獲使反應(yīng)繼續(xù)下去。 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件： ③裂變時(shí)平均每個(gè)核子放能約1MeV能量 1kg全部裂變放出的能量相當(dāng)于2500噸優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒放出能量 （2）聚變反應(yīng)： ①聚變反應(yīng)：輕的原子

11、核聚合成較重的原子核的反應(yīng)，稱為聚變反應(yīng)。 例如： ②平均每個(gè)核子放出3MeV的能量 ③聚變反應(yīng)的條件；幾百萬(wàn)攝氏度的高溫 答案 P80 熱點(diǎn)突破提升練十五 1. 一靜止的鈾核放出一個(gè)粒子衰變成釷核，衰變方程為。下列 說(shuō)法正確的是（ ） A．衰變后釷核的動(dòng)能等于粒子的動(dòng)能 B．衰變后釷核的動(dòng)量大小等于粒子的動(dòng)量大小 C．鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)粒子所經(jīng)歷的時(shí)間 D．衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量 2.大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來(lái)發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是。已知的質(zhì)量為，的質(zhì)量為，的質(zhì)量為，。氘核聚變反應(yīng)中

12、釋放的核能約為（ ） A. B. C. D. 3. (多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為、的單色光a、b照射到同種金屬上，測(cè) 得相應(yīng)的遏止電壓分別為和、光電子的最大初動(dòng)能分別為和。h為普朗克常 量。下列說(shuō)法正確的是（ ） A．若，則一定有 B．若，則一定有 C．若，則一定有 D．若，則一定有 4.(多選)一單色光照到某金屬表面時(shí)，有光電子從金屬表面逸出，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．只增大入射光的頻率，金屬逸出功將減小 B．只延長(zhǎng)入射光照射時(shí)間，光電子的最大初動(dòng)能將不變 C．只增大入射光的頻率，光電子的最大初動(dòng)能將增大 D．只增大

13、入射光的頻率，光電子逸出所經(jīng)歷的時(shí)間將縮短 E．只增大入射光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目將增多 5．(多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)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 C．入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大 D．保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生 E．遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān) 6．在下列描述核過(guò)程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是_

14、_______，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) A.C→N＋e B.P→S＋e C.U→Th＋He D.N＋He→O＋H E.U＋n→Xe＋Sr＋2n F.H＋H→He＋n 7．(多選)在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過(guò)程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是________。(填正確答案標(biāo)號(hào)) A．密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值 B．貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核 C．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素 D．盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原

15、子核內(nèi)部存在質(zhì)子 E．湯姆遜通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測(cè)出了該粒子的比荷 8.(多選)關(guān)于天然放射性，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．所有元素都可能發(fā)生衰變 B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無(wú)關(guān) C．放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng) E．一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出α、β和γ三種射線 9.(多選)實(shí)物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實(shí)中突出體現(xiàn)波動(dòng)性的是（ ） A、電子束通過(guò)雙縫實(shí)驗(yàn)裝置后可以形成干涉圖樣 B、β射線在云室中穿過(guò)會(huì)留下清晰的徑跡

16、 C、人們利用慢中子衍射來(lái)研究晶體的結(jié)構(gòu) D、人們利用電子顯微鏡觀測(cè)物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu) E、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān) 10.(多選)下列說(shuō)法正確的是（ ） A．太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng) B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有復(fù)雜結(jié)構(gòu) C．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，查德威克發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 D．一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太短 E．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子 的動(dòng)能減少，原子總能量增大 11.(多選)如圖所示是氫原子四個(gè)能級(jí)的示意圖，當(dāng)氫原子從高能級(jí)向低能

17、級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射一定頻率的光子，則以下說(shuō)法正確的是(　　) A．一個(gè)處于n＝3能級(jí)的氫原子，自發(fā)躍遷時(shí)最多能輻射出三種不同頻率的光子 B．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子的電勢(shì)能減小 C．n＝4能級(jí)的氫原子自發(fā)躍遷時(shí)，輻射光子的能量最大為12.75 eV D．一個(gè)處于基態(tài)的氫原子可以吸收任意頻率的光子后躍遷到高能級(jí) E．氫原子輻射光子后能量減小，核外電子動(dòng)能增大 12.(多選)關(guān)于光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的規(guī)律，下列說(shuō)法正確的是（ ） A. 光電效應(yīng)中，金屬板向外發(fā)射的光電子又可以叫做光子 B. 用光照射金屬不能發(fā)生光電效應(yīng)是因?yàn)樵撊肷涔獾念l率小于金屬的截

18、止頻率 C. 對(duì)于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率無(wú)關(guān) D. 石墨對(duì)X射線散射時(shí)，部分X射線的散射光波長(zhǎng)會(huì)變大，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng) E. 康普頓效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性 13.(多選)下列說(shuō)法正確的是（ ） A．光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光具有粒子性 B．輕核聚變時(shí)釋放能量，重核裂變時(shí)吸收能量 C．太陽(yáng)輻射出的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的裂變反應(yīng) D．盧瑟福根據(jù)α粒子的散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu) E．β衰變釋放出的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的 14.(多選)以下是有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述：其中正確的有（ ） A．的半衰期是5天，12 g經(jīng)過(guò)15天后還有1.5g未衰變 B．結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定 C．光電效應(yīng)揭示了光具有粒子性 D．放射性元素放射出的α射線、β射線和γ射線，電離能力最強(qiáng)的是γ射線 E．關(guān)于原子核內(nèi)部的信息，最早來(lái)自天然放射現(xiàn)象 15.(多選)下列說(shuō)法中正確的是（ ） A. 原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，是盧瑟福根據(jù)天然放射實(shí)驗(yàn)提出來(lái)的 B. 用升溫、加壓的方法和化學(xué)的方法都不能改變?cè)雍怂プ兊陌胨テ? C. 一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因?yàn)樵撌獾牟ㄩL(zhǎng)太長(zhǎng) D. 鈾235一種可能的裂變方式為： E. 重核裂變時(shí)釋放能量，會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，但生成物的總質(zhì)量數(shù)仍等于反應(yīng)前系統(tǒng)的總 質(zhì)量數(shù)