2021年高考物理近代物理初步解析版

1、m m n近代物理步【知梳】一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式原子的核式结构（1电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。（2） 粒散射实验：1909 ，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行用 粒轰击金箔的实验，实验发现绝大多数 粒穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数 粒发生了大角度偏转，偏转角度甚至大于 90，也就是说它们几乎被撞了回来。（3原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质 量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。光谱（1光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。 （2光谱分类有些光谱是一条条的亮

2、线，这样的光谱叫做线状谱。有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。（3氢原子光谱的实验规律 1 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公 2，）， 是里德伯常量7，n 为子数。玻尔理论（1定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的， 电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。（2跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即 E 。 普朗克常量6.6334 ）（3轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是 不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。氢原子的能级、

3、能级公式（1氢原子的能级n 1 1 1 Z n 1 1 1 Z 2 能级图如图所示（2氢原子的能级和轨道半径氢原子的能级公式E1 （1,2,3，），中 E1 为态量其数值为 E1 eV。氢原子的半径公式r 2r （n，）其中 r 为基态半径，又称玻尔半径，其 数值为 r 10 m二、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子。 天然放射现象（1天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现，说明原子核具 有复杂的结构。（2放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性。具

4、有放射性的元素叫放射性元素。（3三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是 射、 射、 射线。 （4放射性同位素的应用与防护放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性 质相同。应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等。防护：防止放射性对人体组织的伤害。原子核的衰变（1衰变：原子核放出 粒或 粒，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。 （2分类 衰：AA4YZ Z 1 192 36 0 衰变 Y 0 e（3半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。半衰期由原子核内部的因 素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。三、核力、结合能、质量亏损核力（1定

5、义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力。（2特点：核力是强相互作用的一种表现；核力是短程力，作用范围在 1015 之内；每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。结合能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合 能，亦称核能。比结合能（1定义：原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。（2特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固， 原子核越稳定。质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程 E，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小 ，就是 质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能 Emc2四、裂变反应和聚变反应

6、、裂变反应堆 核反应方程重核裂变（1定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的 过程。（2典型的裂变反应方程：235Un1。（3链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。1 1 2 0（4临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量。 （5裂变的应用：原子弹、核反应堆。（6反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层。轻核聚变（1定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因 此又叫热核反应。（2典型的聚变反应方程：2HHen MeV【命特】考查以选择题为主，主要是识记光电效应、玻尔理论、原

7、子核衰变、核反应和核能基本概 念和基本结论。【时测建用：30 分）一、单选题1湖宜昌高月2020 年 12 月 4 日 时 分新一代人太阳装置中国环流器二号 装置（）成都建成并实现首次放电，标志着中国自主掌握了大 型 先 进 托 卡 马 克 装 置 的 设 计 建 和 运 行 技 术 ， 其 发 生 的 可 控 核 聚 变 方 程 为 ：He H 4Li X（ 表某粒子下说正确的是（ ）A 为子B核反应不存在质量亏损C该核反应是我国秦山核电站利用核能的方式D Li 原子核比 原核稳定 【答案】 D【解析】A根据核反应的质量数和电荷数守恒可知 的量数为 电数为 0为子选项 A 错误；B该核反应放

8、出能量，存在质量亏损，选项 错；C我国秦山核电站利用核能的方式是重核裂变，选项 错；D核应放出能量，则 Li 原核比 原核稳定，选项 D 正。 故选 D。2湖高三月考）下列说法正确的是（ ）A射元素无论是以单质还是化合物的形式存在，其半衰期不变，说明元素的放射性与 22 30209 22 30209核外电子无关B某种天然放射性元素及其人工放射性同位素可以有相同的半衰期C组成原子核的核子之间存在的核力是短程力，且与电荷有关D居夫妇发现经 粒轰击的铝片中含有放射性磷核反应方程为： A1 13 15【答案】 A【解析】PA放射性元素的存在形式、环境温度、外界压强等因素都不会影响原子核的结构，元素的化

9、学性质与核外电子有关，半衰期与核外电子无关A 确；B天然放射性元素的半衰期比其人工放射性同位素的半衰期长得多 错； C核力与电荷无关C 错误；D里妇发现经 粒轰击的铝片中含有放射性磷，核反应方程为422713A1 301510D 错。故选 A。3重庆高三月考于放射性元素Np的半衰期很短以自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知一个 Np 原核经过一系列 衰变和 衰变后变成 Bi 下列说法正确的是（ ）83A变程中共发生了 7 次 衰和 次 衰变B一次衰变过程可以同时放出 粒子 粒子和 粒C Np 的半衰期与意一个 Np 原子核发生衰变的时间相等 93D Np 的工放射同位

10、素比天然放射性物质半衰期更短，放射性废料更容易处理 【答案】 D【解析】A据变的过程中质量数守恒，电荷数守恒，衰变过程中发生 衰的次数为 209（次） 衰的次数为2 (93 83) （次）A 错；B一个原子核在一次衰变中要么是 衰、要么是 衰，同时伴随 射的产生，可以 同时放出 粒和 粒子或者 粒子和 粒，不能同时放出三种粒子B 错；C半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用C 错；D天放射性物质相比， Np 的工放射性同位素的放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形状是的半衰期比天然放射性物质短得多放射性废料更容易处理， D 正。故选 D。4西阳泉高期）利用图 a 装，某同学用甲

11、、乙、丙三束色光分别照射同一光电管研光电流 I确的是（ ）与所加电压 之的系得到如图 b 所的图象下列说法正A光波长大于乙光的波长C甲光的光强小于乙光的光强 【答案】 B【解析】根据光电效应方程得B光的频率小于丙光的频率D光生的光电子的最大初动能最大 0km e 0 c所以有甲乙的频率相等的率最大的长也相等甲的饱和光电流较大，所以甲光光强大于乙光。丙光频率最大，所以丙光产生的光电子的最大初动能最大。 故选 二、多选题5全高三专题练习）下列说法正确的是（ ）a ba bA面的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的薄膜干涉造成的B拍摄玻璃橱窗内的物品时，会在镜头前加装偏振片以增加透射光的强度C狭义

12、相对论认为：光在真空中的传播速度会随光源和观察者所在参考系的相对运动而改 变D波传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期【答案】 【解析】A面的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由光的薄膜干涉造成的A 正；B拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片 清晰， 误；C狭相对论认为光在真空中的传播速度不会随光源和观察者所在参考系的相对运动而改 变， 错误；D波传播过程中，相邻的波峰通过同一质点所用的时间为一个周期D 正。故选 AD6湖鄂州高期）真空中 、 两单色光的波长比 : =k，则 、 两a b种光A子量之比 E E =1：a bB若都能使某种金属

13、发生光电效应，则所产生的光电子最大初动能之比为 ： =1:kKa C入射到同一双缝干涉装置上，则干涉条纹间距之比为 :a :1 bD玻入射到空气中，两种光的临界角之比 C ： =1:ka b【答案】 【解析】A据子的能量表达式有E c光子的能量与波长成反比，所以光子能量之比 E :E =1k则 A 确； B根据光电效应方程有E c0光电子最大初动能与光子的能量是线性关系不是正比关系，所以 B 错； C由干涉条纹间距的公式有X ，A X ，A Ld干涉条纹间距与波长成正比，所以干涉条纹间距之比为 D据反射的临界角公式有1 n : k :1 a b，则 C 正；虽然波长与折射率成反比是界角的正弦值

14、才与折射率成正比以界角与波长的关 系也不是反比关系，则 误；故选 AC。三、解答题7全高三专题练习）据报道，俄科学家成功合成了具有极强放射性的 号元素素前尚未被命名实验室人工创造的最新的超重元素素有两种同位素， 其中一种有 176 个子，而另一有 个子，则：该素两种同位素的原子核的核电荷数各为多少？原子的核外电子数为多少？该素两种同位素的原子核的质量数各为多少？若 表 117 号素的元素符号，该元素的两种同位素用原子核符号如何表示？【答案】 均 ，为 117，；(3) X【解析】元的原子序数等于该元素原子核的核电荷数，等于核内质子数。故 号元素的核电荷数和核内质子数均为 ，子呈中性，故核外电子数等于核内质子数，也为 。原核的质量数等于质子数与中子数之和，故该元素中子数为 176 的原子核的质量数为 ，子数为 177 的原子核的质量数为 294。元符号一般用 X 表，其中 A 表质量数， 表示核电荷数，由前两问可得该元素Z的两种同位素的原子核符号，中子数为 176 的子核的符号为 X 中子数为 的子核的符号为294117X。8 全高三专题练习）科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为 n子均波长为 阳面积为 ， 反射率 ，太阳光垂直射到太阳帆上，飞船总质