選擇12近代物理考點內(nèi)容考情分析考向一原子結(jié)構(gòu)高考對于這部分知識點主要以具體事例和科技的最新成果為背景進行命題考向二玻爾理論與能級躍遷考向三質(zhì)量虧損及核能計算考向四光電效應(yīng)原理及圖像1.思想方法一、光電效應(yīng)的研究思路二、一個氫原子能級躍遷與一群氫原子能級躍遷的區(qū)別1.一群處于較高能級n的氫原子向低能級躍遷時，釋放出的譜線條數(shù)為N=Cn2.一個處于較高能級n的氫原子向低能級躍遷時，釋放出的光譜線條數(shù)最多為n-1。三、應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖書寫核反應(yīng)方程→計算質(zhì)量虧損Δm→利用ΔE＝Δmc2計算釋放的核能(1)根據(jù)ΔE＝Δmc2計算，計算時Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”．(2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5MeV計算．因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV的能量，所以計算時Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”．2.模型建構(gòu)一、光電效應(yīng)的實驗規(guī)律(1)每種金屬都有一個極限頻率．(2)光子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大．(3)光照射到金屬表面時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的．(4)光電流的強度與入射光的強度成正比．二、光電效應(yīng)方程和Ek－ν圖象1．光子說愛因斯坦提出：空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子具有的能量與光的頻率成正比，即：ε＝hν，其中h＝6.63×10－34J·s.2．光電效應(yīng)方程(1)表達式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.(2)物理意義：金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動能Ek＝eq\f(1,2)mv2.3．由Ek－ν圖象可以得到的信息(1)極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標(biāo)νc.(2)逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標(biāo)的絕對值E＝W0.(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h.三、玻爾理論的理解與計算1．定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量．2．躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)3．軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應(yīng)．原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的．4．氫原子的能級、能級公式(1)氫原子的能級圖(2)氫原子的能級和軌道半徑①氫原子的能級公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6eV.②氫原子的半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m.四、原子核的衰變1．原子核的衰變(1)原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變．(2)分類α衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e2．三種射線的成分和性質(zhì)名稱構(gòu)成符號電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)α射線氦核eq\o\al(4,2)He＋2e4u最強最弱β射線電子eq\o\al(0,－1)e－eeq\f(1,1837)u較強較強γ射線光子γ00最弱最強3.對半衰期的理解(1)根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式N余＝N原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)，m余＝m原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時間，τ表示半衰期．(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，與原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強)或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)．五、核反應(yīng)類型及核反應(yīng)方程類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變α衰變自發(fā)eq\o\al(238,)92U→eq\o\al(234,)90Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變自發(fā)eq\o\al(234,)90Th→eq\o\al(234,)91Pa＋eq\o\al(0,－1)e人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂芿q\o\al(14,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋eq\o\al(1,1)H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,)6C＋eq\o\al(1,0)n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)eq\o\al(27,)13Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n約里奧－居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋0＋1e重核裂變比較容易進行人工控制eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,)56Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)neq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,)54Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n輕核聚變目前無法控制eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n考向一原子結(jié)構(gòu)（多選）（2024?天津模擬）關(guān)于以下四幅圖片，說法正確的是（）A．甲圖是電子的干涉圖樣，如果電子是一個一個發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣 B．乙圖是α粒子散射的實驗裝置，當(dāng)帶熒光屏的顯微鏡放在D位置時，熒光屏上觀察到大量閃光 C．丙圖是花粉微粒在液體中運動位置的連線，說明花粉中的分子在做無規(guī)則熱運動 D．丁圖是觀察自然光的偏振現(xiàn)象實驗，將偏振片以光線為軸旋轉(zhuǎn)任意角度，屏亮度不變1909年，物理學(xué)家盧瑟福和他的學(xué)生用α粒子轟擊金箔，研究α粒子被散射的情況，實驗用高速的α射線轟擊厚度為微米級的金箔，發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的α粒子都照直穿過薄金箔，偏轉(zhuǎn)很小，但有少數(shù)α粒子發(fā)生角度較大的偏轉(zhuǎn)，大約有18000的α粒子偏轉(zhuǎn)角大于90°，甚至觀察到偏轉(zhuǎn)角接近180°，其散射情景如圖所示。關(guān)于αA．實驗的目的是想證明原子具有核式結(jié)構(gòu)模型 B．實驗中α粒子穿過金原子核發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是受到電子對它的庫侖力作用 C．極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，是原子內(nèi)部兩側(cè)的正電荷對α粒子的斥力不相等造成的 D．由實驗數(shù)據(jù)可以估算出金原子核的直徑數(shù)量級（2024?重慶模擬）密立根油滴實驗原理如圖所示。兩塊水平放置的金屬板分別與電源的正負極相接，板間電壓為U，形成豎直向下場強為E的勻強電場。用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和電荷量各不相同的油滴。通過顯微鏡可找到懸浮不動的油滴，若此懸浮油滴的質(zhì)量為m，則下列說法正確的是（）A．懸浮油滴帶正電 B．懸浮油滴的電荷量為mgUC．增大場強，懸浮油滴將向上運動 D．油滴的電荷量不一定是電子電量的整數(shù)倍（2024?雨花區(qū)校級模擬）美國物理學(xué)家密立根于20世紀(jì)初進行了多次試驗，比準(zhǔn)確地測定了電子的電荷量，其實驗原理圖可簡化為如圖所示模型，置于真空中的油滴室內(nèi)有兩塊水平放置的平行金屬板A、B與電壓為U的恒定電源兩極相連，板的間距為d、油滴散布在油滴室中，在重力作用下，少數(shù)油滴通過上面金屬板的小孔進入平行板間?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶電油滴在極板間勻速下落，已知元電荷e，重力加速度g，則（）A．油滴帶正電 B．油滴中電子的數(shù)目為mgdUC．油滴從小孔運動到金屬板B過程中，電勢能減少mgd D．若將金屬板A向上緩慢移動一小段距離，油滴將加速下降考向二玻爾理論與能級躍遷（2024?廣東模擬）如圖所示是氫原子的能級圖，一群氫原子處于量子數(shù)n＝7的激發(fā)態(tài)，這些氫原子能夠自發(fā)地躍遷到較低的能量狀態(tài)，并向外輻射多種頻率的光，用輻射出的光照射圖乙光電管的陰極K，已知陰極K的逸出功為5.06eV，則（）A．波長最短的光是原子從n＝2激發(fā)態(tài)躍遷產(chǎn)生的 B．波長最長的光是原子從n＝7激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的 C．陰極K逸出光電子的最大初動能為8.26eV D．陰極K逸出光電子的最大初動能與陰極K的逸出功相等（2024?南昌一模）已知軌道量子數(shù)為n的氫原子能級為En=E1nA．12 B．34 C．89（2024?浙江二模）氫原子光譜按波長展開的譜線如圖甲所示，此譜線滿足巴耳末公式1λ=RA．垂直入射到同一單縫衍射裝置，Hβ光的衍射中央亮條紋寬度小于Hγ B．氫原子從n＝3躍遷到n＝2能級時會輻射出γ射線 C．氫原子從n＝5躍遷到n＝2與n＝4躍遷到n＝2產(chǎn)生光子的動量之比為286：255 D．在同一光電效應(yīng)裝置中，Hγ光照射產(chǎn)生的光電子初動能都大于Hα光照射產(chǎn)生的光電子（2024?浙江一模）氫原子能級圖如圖所示，下列說法中正確的是（）A．電子從高能級向低能級躍遷時，釋放的能量大于兩者能級差 B．電子從不同高能級向同一低能級躍遷時發(fā)出的光屬于同一譜線系 C．賴曼系是電子從較高能級向量子數(shù)為3的能級躍遷時發(fā)出的光譜線 D．若巴耳末系的光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則帕邢系也一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)（2024?天河區(qū)三模）根據(jù)玻爾理論，氫原子的能級圖如圖甲所示，大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，發(fā)出的復(fù)色光通過玻璃三棱鏡后分成a、b、c、d、e、f六束（含不可見光），如圖乙所示。已知可見光的光子能量范圍約為1.62eV～3.11eV，則（）A．b、c為可見光 B．a(chǎn)、b、c為可見光 C．d、e為可見光 D．e、f為可見光（2024?鼓樓區(qū)校級模擬）氫原子從高能級向低能級躍遷時，會產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅰ，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實驗裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是（）A．圖1中的Hα對應(yīng)的是Ⅰ B．圖2中的干涉條紋對應(yīng)的是Ⅱ C．Ⅰ的光子動量小于Ⅱ的光子動量 D．P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大（2024?江蘇模擬）氫原子能級如圖甲所示，一群處于高能級的氫原子，向低能級躍遷時發(fā)出多種可見光，分別用這些可見光照射圖乙電路的陰極K，其中3條光電流I隨電壓U變化的圖線如圖丙所示，已知可見光波長范圍約為400nm到760nm之間，a光的光子能量為2.86eV。則（）A．氫原子從n＝4能級向低能級躍遷時能輻射出6種頻率的可見光 B．當(dāng)滑片P向a端移動時，光電流I將增大 C．a(chǎn)光照射得到的光電流最弱，所以a光光子動量最小 D．圖丙中3條圖線對應(yīng)的遏止電壓，一定有|Ub﹣Uc|≤0.97V考向三質(zhì)量虧損及核能計算（2024?浙江一模）考古中常利用14C的半衰期鑒定文物年份，14C的衰變方程為6A．Z粒子是正電子 B．該反應(yīng)是裂變反應(yīng)，滿足質(zhì)量數(shù)守恒 C．14N的比結(jié)合能大于14C的比結(jié)合能 D．100個14C經(jīng)過5700年一定有50個發(fā)生了衰變（2024?溫州一模）“核鉆石”電池是一種依靠核反應(yīng)發(fā)電的新型電池，該電池中的614CA．614CB．614C．升高溫度會使614D．β衰變放出的電子來自碳原子的核外電子（2024?江漢區(qū)模擬）1977年發(fā)射的旅行者探測器到現(xiàn)在還可以與地球保持聯(lián)絡(luò)，該探測器使用了Pu元素制造的核動力電池。據(jù)悉，94238PuA．宇宙寒冷的溫度會使94238B．94238Pu發(fā)生的是α衰變，C．2g的94238D．92234U（2025?邯鄲一模）核電站鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的。有一種典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，核反應(yīng)方程是92235U+01n→56A．核反應(yīng)方程中的x＝2 B．該核反應(yīng)釋放的核能是(mC．92235U的比結(jié)合能大于56D．目前部分高科技核電站已經(jīng)實現(xiàn)可控核聚變發(fā)電（2024?雨花區(qū)校級模擬）2023年5月。我國自主三代核電技術(shù)“華龍一號”全球首堆示范工程—福清核電5、6號機組正式通過竣工驗收，設(shè)備國產(chǎn)化率達到90%，反映了我國建立起了更加成熟完備的核科技工業(yè)體系。根據(jù)圖示的原子核的比結(jié)合能曲線，以下判斷中正確的是（）A．816O核的結(jié)合能比B．兩個12H核結(jié)合成C．兩個12H核結(jié)合成D．92235U中核子的平均質(zhì)量比（2024?桃城區(qū)校級模擬）盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的過程可以用下列核反應(yīng)方程表示：24He+714N→X+A．核反應(yīng)方程中的X是氟的原子核 B．該反應(yīng)過程釋放能量為0.6517MeV C．X的比結(jié)合能約為7.54MeV D．該反應(yīng)不滿足能量守恒定律（2024?海口模擬）在光電效應(yīng)實驗中，某同學(xué)分別用甲光、乙光、丙光照射同一光電管，得到了三條光