高考物理全冊熱點快速突破（打包20套）.zip,高考,物理,熱點,快速,突破,打包,20 專題15 近代物理初步高頻考點 【高考命題熱點】2017年新高考考綱修訂后，選修3-5被列為必考內容，其中近代物理初步的內容主要以選擇題的形式考查，主要涉及光電效應、氫原子光譜和能級、放射性元素的衰變和核反應。 【知識清單】 一、波粒二象性 1.1900年普朗克能量子假說，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，1905年，愛因斯坦解釋了光電效應，提出光子說及光電效應方程 3.光電效應 ①每種金屬都有對應的和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。 ②光電子的最大初動能與入射光的強度無關，隨入射光頻率的增大而增大（），即最大初動能與入射光頻率成線性關系。 ③入射光頻率一定時，光電流強度與入射光強度成正比。 ④光電子的發(fā)射時間一般不超過秒，與頻率和光強度無關。 4.光電效應和康普頓效應說明光的粒子性，干涉（波的疊加，又分單縫干涉、雙縫干涉、薄膜干涉）、衍射（波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象）、偏振說明光的波動性。 石墨對X射線散射時，部分X射線的散射光波長會變大，這個現(xiàn)象稱為康普頓效應，康普頓效應不僅表明光具有能量，還具有動量。 5.光電效應方程 nc=W0/h 6.光的波粒二象性 物質波 概率波 不確定性關系 ①大量光子表現(xiàn)出的波動性強，少量光子表現(xiàn)出的粒子性強；頻率高的光子表現(xiàn)出的粒子性強，頻率低的光子表現(xiàn)出的波動性強． ②實物粒子也具有波動性 這種波稱為德布羅意波，也叫物質波。 ③從光子的概念上看，光波是一種概率波 ④不確定性關系： 二、原子核式結構模型 1.1897年英國物理學家湯姆生，對陰極射線進行了一系列的研究，從而發(fā)現(xiàn)了電子（負電子：）。 2.粒子散射實驗和原子核結構模型 （1）粒子散射實驗：1909年，盧瑟福 ①裝置： ②現(xiàn)象： a. 絕大多數粒子穿過金箔后，仍沿原來方向運動，不發(fā)生偏轉。 b. 有少數粒子發(fā)生較大角度的偏轉 c. 有極少數粒子的偏轉角超過了90度，有的幾乎達到180度，即被反向彈回。 3.幾個考點 ①盧瑟福的粒子散射，說明了原子具有核式結構。 ②湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，說明了原子可再分或原子有復雜結構 ③放射性現(xiàn)象，說明了原子核具有復雜結構 4.玻爾理論 （1）經典電磁理論不適用原子系統(tǒng)，玻爾從光譜學成就得到啟發(fā)，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三個假設： ①定態(tài)假設：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：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嚴格決定 ③軌道量子化假設，原子的不同能量狀態(tài)，跟電子不同的運行軌道相對應。 （2）玻爾的氫子模型： ①氫原子的能級公式和軌道半徑公式： 氫原子中電子在第幾條可能軌道上運動時，氫原子的能量En，和電子軌道半徑rn分別為： ②氫原子的能級圖：n=3、4、5、6躍遷到n=2為可見光，頻率由大到小射線>X光>紫外線>可見光 其中射線來源于原子核，X光來源于核外內層電子躍遷，紫外線、可見光及紅外線來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年法國物理學家貝克勒耳首次發(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 質 電離作用 貫穿能力 射線 氦核組成的粒子流 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.衰變：電荷數和質量數守恒，但質子數和中子數不守恒 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≥83都具有放射性，原子序數＜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的高頻光子流，衰變不能同時發(fā)生。 在衰變中新核質子數多一個，而質量數不變是由于 射線是具有放射性元素原子核內的一個中子轉變?yōu)橐粋€質子時同時釋放產生的 （）。 半衰期：放射性元素的原子核的半數發(fā)生衰變所需要的時間，稱該元素的半衰期。 半衰期與物理及化學環(huán)境無關。 3.放射性的應用與防護 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，發(fā)生核反應。 1934年，約里奧·居里和伊麗芙·居里 （小居里） 發(fā)現(xiàn)經過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相比，人造放射性同位素： ①放射強度容易控制 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 放射性同位素的應用 A、由于γ射線貫穿本領強，可以用來γ射線檢查金屬內部有沒有砂眼或裂紋 B、利用射線的穿透本領與物質厚度密度的關系，來檢查各種產品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實現(xiàn)自動控制 C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導電氣體，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)、農業(yè)及生物研究等. 4.核力與結合能 質量虧損 核力是短程力、核力具有飽和性、核力與具有電荷無關性 比結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。 結合能：要把原子核內憑借核力結合在一起的核子（質子、中子）分開所需吸收的能量。 比結合能（平均結合能） ，即結合能大的，比結合能不一定大。 質量虧損：核聚變與核裂變都會放出能量，質量都會減少，核電站與原子彈為核裂變，氫彈與太陽內部為核聚變 愛因斯坦質能方程 E=mc2 ΔE=Δm·c2 1uc2=931.5MeV (表示1u 的質量變化相當于931.5MeV的能量改變) 5.核反應方程 Ⅰ. 熟記一些實驗事實的核反應方程式。 （1）盧瑟福用α粒子轟擊氮核，發(fā)現(xiàn)質子： （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 和 （5） 輕核聚變 （6） 重核裂變 Ⅱ. 熟記一些粒子的符號 α粒子（）、質子（）、中子（）、負電子（）、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： ①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。 例如： ②鏈式反應：在裂變反應用產生的中子，再被其他鈾核浮獲使反應繼續(xù)下去。 鏈式反應的條件： ③裂變時平均每個核子放能約1MeV能量 1kg全部裂變放出的能量相當于2500噸優(yōu)質煤完全燃燒放出能量 （2）聚變反應： ①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： ②平均每個核子放出3MeV的能量 ③聚變反應的條件；幾百萬攝氏度的高溫 答案 P80 熱點突破提升練十五 1. 一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核，衰變方程為。下列 說法正確的是（ ） A．衰變后釷核的動能等于粒子的動能 B．衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小 C．鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經歷的時間 D．衰變后粒子與釷核的質量之和等于衰變前鈾核的質量 2.大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是。已知的質量為，的質量為，的質量為，。氘核聚變反應中釋放的核能約為（ ） A. B. C. D. 3. (多選)在光電效應實驗中，分別用頻率為、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和、光電子的最大初動能分別為和。h為普朗克常 量。下列說法正確的是（ ） 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，有光電子從金屬表面逸出，下列說法中正確的是（ ） A．只增大入射光的頻率，金屬逸出功將減小 B．只延長入射光照射時間，光電子的最大初動能將不變 C．只增大入射光的頻率，光電子的最大初動能將增大 D．只增大入射光的頻率，光電子逸出所經歷的時間將縮短 E．只增大入射光的強度，單位時間內逸出的光電子數目將增多 5．(多選)現(xiàn)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________。(填正確答案標號) 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 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 6．在下列描述核過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________。(填正確答案標號) 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)在人類對微觀世界進行探索的過程中，科學實驗起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實的是________。(填正確答案標號) A．密立根通過油滴實驗測出了基本電荷的數值 B．貝克勒爾通過對天然放射現(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α粒子散射實驗證實了在原子核內部存在質子 E．湯姆遜通過陰極射線在電場和磁場中偏轉的實驗，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷 8.(多選)關于天然放射性，下列說法正確的是（ ） 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關 C．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性 D．α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強 E．一個原子核在一次衰變中可同時放出α、β和γ三種射線 9.(多選)實物粒子和光都具有波粒二象性。下列事實中突出體現(xiàn)波動性的是（ ） A、電子束通過雙縫實驗裝置后可以形成干涉圖樣 B、β射線在云室中穿過會留下清晰的徑跡 C、人們利用慢中子衍射來研究晶體的結構 D、人們利用電子顯微鏡觀測物質的微觀結構 E、光電效應實驗中光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的強度無關 10.(多選)下列說法正確的是（ ） A．太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核聚變反應 B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有復雜結構 C．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，查德威克發(fā)現(xiàn)了質子 D．一束光照射到某金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的波長太短 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，電子 的動能減少，原子總能量增大 11.(多選)如圖所示是氫原子四個能級的示意圖，當氫原子從高能級向低能級躍遷時會輻射一定頻率的光子，則以下說法正確的是(　　) A．一個處于n＝3能級的氫原子，自發(fā)躍遷時最多能輻射出三種不同頻率的光子 B．根據玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能減小 C．n＝4能級的氫原子自發(fā)躍遷時，輻射光子的能量最大為12.75 eV D．一個處于基態(tài)的氫原子可以吸收任意頻率的光子后躍遷到高能級 E．氫原子輻射光子后能量減小，核外電子動能增大 12.(多選)關于光電效應和康普頓效應的規(guī)律，下列說法正確的是（ ） A. 光電效應中，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)生光電效應是因為該入射光的頻率小于金屬的截止頻率 C. 對于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率無關 D. 石墨對X射線散射時，部分X射線的散射光波長會變大，這個現(xiàn)象稱為康普頓效應 E. 康普頓效應說明光具有粒子性 13.(多選)下列說法正確的是（ ） A．光電效應現(xiàn)象說明光具有粒子性 B．輕核聚變時釋放能量，重核裂變時吸收能量 C．太陽輻射出的能量主要來自太陽內部的裂變反應 D．盧瑟福根據α粒子的散射實驗提出了原子的核式結構 E．β衰變釋放出的電子是原子核內的中子轉變?yōu)橘|子時產生的 14.(多選)以下是有關近代物理內容的若干敘述：其中正確的有（ ） A．的半衰期是5天，12 g經過15天后還有1.5g未衰變 B．結合能越大，原子核越穩(wěn)定 C．光電效應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，電離能力最強的是γ射線 E．關于原子核內部的信息，最早來自天然放射現(xiàn)象 15.(多選)下列說法中正確的是（ ） A. 原子的核式結構學說，是盧瑟福根據天然放射實驗提出來的 B. 用升溫、加壓的方法和化學的方法都不能改變原子核衰變的半衰期 C. 一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的波長太長 D. 鈾235一種可能的裂變方式為： E. 重核裂變時釋放能量，會出現(xiàn)質量虧損，但生成物的總質量數仍等于反應前系統(tǒng)的總 質量數 - 9 -