专题13 近代物理初步—备战2022年高考物理母题题源解密（全国通用）（原卷版）

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专题 13 近代物理初步

【母题来源一】2021 年高考河北卷

【母题题文】（2021·河北高考真题）普朗克常量，光速为 c，电子质量为，则在

国际单位制下的单位是（　　）

A．B．m C．D．

【母题来源二】2021 年高考广东全国卷

【母题题文】（2021·全国高考真题）医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相

对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间 t后剩余的质量为 m，其图线如

图所示。从图中可以得到的半衰期为（　　）

A．B．C．D．

【母题来源三】2021 年高考山东卷

【母题题文】（2021·山东高考真题）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较

短的，其衰变方程为。以下说法正确的是（　　）

A．衰变方程中的 X是电子

B．升高温度可以加快的衰变

C．与的质量差等于衰变的质量亏损

D．方程中的 X来自于内质子向中子的转化

【命题意图】本题考查近代物理知识中的一个重要考点—玻尔理论，意在考查考生的理解能力。

【考试方向】近代物理部分，涉及的考点较多，主要有光电效应、波粒二象性、原子结构、玻尔理论、

衰变、核反应和核能等，主要以选择题的形式命题，可能单独命题，但更多的是通过多个选项命制综合题。

【得分要点】光电效应波粒二象性主要考查方向有以下几个方面，其主要破解方法也一并总结如下：

[来源:学科网 ZXXK]

1、由 Ek－ν图象可以得到的信息:

（1）极限频率：图线与 ν轴交点的横坐标 νc.

（2）逸出功：图线与 Ek轴交点的纵坐标的值 E=W0.

（3）普朗克常量：图线的斜率 k=h.

2、光电效应中两条线索

线索一：通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。

线索二：通过光的强度分析：入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大。

3、对光的波粒二象性、物质波的考查

光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：

（1）个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．

（2）频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易

看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．

（3）光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性

（4）由光子的能量 E=hν，光子的动量

p=h

表达式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表

示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率 ν和波长 λ。由以上两式和

波速公式c=λν 还可以得出：E=pc。[来源:学。科。网 Z。X。X。K]

玻尔理论的主要考查方向有以下几个方面，其主要破解方法也一并总结如下：

（1）原子从基态跃迁到激发态需要吸收能量，而从激发态跃迁到基态则会以光子的形式向外放出能

量。不论是吸收能量还是放出能量，这个能量值不是任意的，而是等于发生跃迁的这两个能级间的能量差，

即hν=Em-En。

（2）原子从激发态向基态跃迁时发出光子的种类：当单个氢原子自发辐射，由量子数为 n（n＞1）

的能级向低能级跃迁时最多只能形成（n-1）条谱线，或者说产生（n-1）种不同频率的光子；当大量处于

第n激发态的原子向低能级跃迁时最多可辐射

N=Cn

2=n(n−1)

种光子。

（3）原子跃迁时电子动能、原子势能和原子能量的变化（与天体运动规律相同）：当轨道半径减小

时，库仑引力引力做正功，电子动能增大，原子的电势能减小，原子能量减小；当轨道半径增大时，库仑

引力引力做负功，电子动能减小，原子的电势能增大，原子能量增大。

原子核、核反应方程主要考查方向有以下几个方面，其主要破解方法也一并总结如下：

1、确定衰变次数的方法

（1）设放射性元素

经过 n次α衰变和 m次β衰变后，变成稳定的新元素

A'Y

，则表示该核反应的

方程为

AX→Z'

A'Y+n2

4He+m−1

根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m

（2）确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定 α衰变的次数，然后再根据

衰变规律确定 β衰变的次数。

2、核能的计算方法

（1）利用爱因斯坦的质能方程计算核能：利用爱因斯坦的质能方程计算核能，关键是求出质量亏损，

而求质量亏损主要是利用其核反应方程式，再利用质量与能量相当的关系求出核能。

（2）利用阿伏加德罗常数计算核能：求宏观物体原子核发生核反应过程中所释放的核能，一般利用

核反应方程及其比例关系和阿伏加德罗常数。

（3）由动量守恒和能量守恒计算核能：由动量守恒定律和能量守恒定律来求。

（4）说明：

①根据ΔE＝Δmc2计算，计算时 Δm 的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE 的单位是“J”．

② 根据 ΔE＝Δm×931.5 MeV 计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV 的能量，所以计算时 Δm 的

单位是“u”，ΔE 的单位是“MeV”．

③利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．

一、单选题

1．（2021·全国高三月考）某光电管的阴极在某单色光照射下恰好发生光电效应。阴极与阳极之间所加电

压大小为U，光电流为 I。已知电子的质量为 m，电荷量为 e

、

假设光电子垂直碰撞阳极且碰撞后即被吸收，

则光电子对阳极板的平均作用力 F的大小为（　　）

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