3/6原子物理命題區(qū)間高考題型近年考頻原子物理光電效應(yīng)波粒二象性2024年湖南卷T12024年新課標(biāo)卷T172024年遼寧卷T82023年遼寧卷T62022年湖南卷T1原子結(jié)構(gòu)與玻爾理論2024年江西卷T22023年山東卷T12023年湖北卷T12022年廣東卷T52020年1月浙江卷T14原子核及其衰變2024年山東卷T12024年湖北卷T22024年江蘇卷T32024年河北卷T12024年全國甲卷T142023年湖南卷T12022年山東卷T12021年山東卷T12021年廣東卷T1命題分析素養(yǎng)落實(shí)縱觀近幾年的高考試題，對本部分知識點(diǎn)的考查主要集中在原子核的衰變、核反應(yīng)方程的書寫、核能的計(jì)算等幾個方面，有時考查光電效應(yīng)、原子躍遷等知識點(diǎn)，考題以選擇題的形式呈現(xiàn)，題目難度不大。1．掌握光電效應(yīng)現(xiàn)象的兩個重要關(guān)系2．氫原子的能級躍遷規(guī)律3．核反應(yīng)方程的書寫及分類4．α衰變、β衰變次數(shù)的確定方法5．核能的計(jì)算光電效應(yīng)波粒二象性1．光電效應(yīng)的研究思路(1)兩條線索(2)兩條對應(yīng)關(guān)系入射光強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大；光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動能大。2．愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0的研究對象是金屬表面的電子，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大(如圖所示)，直線的斜率為h，直線與ν軸的交點(diǎn)的物理意義是極限頻率νc，直線與Ek軸交點(diǎn)的物理意義是逸出功W0的負(fù)值。(2023·遼寧卷T6)原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂。某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應(yīng)能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則()A．①和③的能量相等B．②的頻率大于④的頻率C．用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D．用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek命題立意：本題綜合考查光電效應(yīng)與原子躍遷第一步：由能級圖判斷出①②③④光子能量的大小第二步：由光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件分析規(guī)范解答：由題圖可知①和③對應(yīng)的躍遷能級差相同，可知①和③的能量相等，選項(xiàng)A正確；因?yàn)棰趯?yīng)的能級差小于④對應(yīng)的能級差，可知②的能量小于④的能量，根據(jù)E＝hν可知②的頻率小于④的頻率，選項(xiàng)B錯誤；因?yàn)棰趯?yīng)的能級差小于①對應(yīng)的能級差，可知②的能量小于①，即②的頻率小于①，則若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，用②照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)C錯誤；因?yàn)棰軐?yīng)的能級差大于①對應(yīng)的能級差，可知④的能量大于①，即④的頻率大于①，因?yàn)橛芒僬丈淠辰饘俦砻鏁r逸出光電子的最大初動能為Ek，則根據(jù)Ekm＝hν－W逸出功可知用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能大于Ek，選項(xiàng)D錯誤。故選A。[答案]A難點(diǎn)：正確理解躍遷放出的光子能量等于能級差及光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件原子結(jié)構(gòu)與玻爾理論原子能級躍遷問題的解題技巧(1)原子躍遷時，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級之間的能量差，即ΔE＝hν＝|E初－E末|。(2)原子電離時，所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值。(3)一個處于第n能級的氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為n－1。(4)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法。①用數(shù)學(xué)中的組合知識求解：N＝Cn2＝②利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加。(5)計(jì)算氫原子能級躍遷放出或吸收光子的頻率和波長時，要注意各能級的能量值均為負(fù)值，且單位為電子伏特，計(jì)算時需換算單位，1eV＝1.6×10-19J。(2022·廣東卷T5)目前科學(xué)家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子。氫原子第n能級的能量為En＝E1n2，其中E1＝－13.6eV。如圖是按能量排列的電磁波譜，要使n＝20的氫原子吸收一個光子后，恰好失去一個電子變成氫離子，被吸收的光子是(A．紅外線波段的光子B．可見光波段的光子C．紫外線波段的光子D．X射線波段的光子命題立意：考查氫原子躍遷的理解和計(jì)算第一步：計(jì)算使n＝20的氫原子電離需要吸收的能量第二步：對比此能量屬于什么波段規(guī)范解答：要使處于n＝20的氫原子吸收一個光子后恰好失去一個電子變成氫離子，則需要吸收光子的能量為E＝0－-13.620則被吸收的光子是紅外線波段的光子。故選A。[答案]A難點(diǎn)：電離能的計(jì)算易錯：不理解需要吸收光子的能量等于氫原子電離能原子核及其衰變1．衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)衰變類型α衰變β衰變衰變方程衰變實(shí)質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒2．半衰期的理解(1)半衰期研究對象一定是大量的、具有統(tǒng)計(jì)意義的數(shù)量。(2)半衰期永不變。(3)半衰期的公式：N余＝N原12tτ，m余＝m3．對質(zhì)能方程的理解(1)一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質(zhì)量成正比，即E＝mc2。方程的含義：物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡單的正比關(guān)系，物體的能量增加，質(zhì)量也增加；物體的能量減少，質(zhì)量也減少。(2)核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其能量也要相應(yīng)減少，即ΔE＝Δmc2。(3)原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE＝Δmc2。(2024·山東卷T1)2024年是中國航天大年，神舟十八號、嫦娥六號等已陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有抗干擾性強(qiáng)的核電池。已知3890Sr衰變?yōu)?990Y的半衰期約為29年；94238Pu衰變?yōu)?2234U的半衰期約87年。現(xiàn)用相同數(shù)目的A．3890Sr衰變?yōu)?990B．94238Pu衰變?yōu)?2234C．50年后，剩余的3890Sr數(shù)目大于D．87年后，剩余的3890Sr數(shù)目小于命題立意：本題考查核反應(yīng)方程、半衰期等原子物理基本概念第一步：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒判斷核反應(yīng)類型第二步：由半衰期概念分析規(guī)范解答：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知3890Sr衰變?yōu)?990Y時產(chǎn)生電子，即根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知94238Pu衰