2020高考物理二轮复习题型归纳与训练
专题十八 近代物理
题型一 光电效应的实验规律
【规律方法】应用光电效应方程时的注意事项
(1)每种金属都有一个截止频率，入射光频率大于这个截止频率时才能发生光电效应。 c
(2)截止频率对应着光的极限波长和金属的逸出功，即hνc＝h＝W0。
λc
(3)应用光电效应方程Ek＝hν－W0时，注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1 eV＝1.6×10
－19
J)。
【典例5】．(2019·哈尔滨三中二模)(多选)图甲是研究光电效应的电路图，图乙是用a、b、c光照射光电管得到的I-U图线，Uc1、Uc2表示遏止电压，下列说法正确的是( )
A．在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流一直会增加 B．a、c光的频率相等
C．光电子的能量只与入射光的强弱有关，而与入射光的频率无关 D．a光的波长大于b光的波长
【解析】 在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流会先增加后不变，A错误；当光电流为零时，光电管两端加的电压为遏止电压，根据eUc＝hν－W0，入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，a、c两光的遏止电压相等，且小于b光的遏止电压，c所以a、c两光的频率相等且小于b光的频率，根据λ＝ν，可知a光的波长大于b光的波长，B、D正确；光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，C错误。
【答案】 BD
题型二、原子核的衰变与半衰期
【典例1】 (2019·陕西咸阳高三第二次摸底)232 90Th具有放射性，经以下连续衰变过程，最后
232228228228208生成稳定的208 82Pb： 90Th→ 88Ra→ 89Ac→ 90Th→…→ 82Pb.下列说法正确的是( )
232Th和228Th属于放射性同位素，其原子核内中子数相同，质子数不同 A. 90 90
228Ra发生β衰变后变为228Ac，说明228Ra原子核内有β粒子 B. 88 89 88
228Ra的半衰期约为6.7年，将该元素掺杂到其他稳定元素中，半衰期将增大 C. 88
D．整个衰变过程共发生6次α衰变和4次β衰变
232Th和228Th具有相同的质子数，属于放射性同位素，其原子核内质子数相同，【解析】： 90 90228228中子数不同，故A错误；228 88Ra发生β衰变后变为 89Ac，是 88Ra原子核内一个中子转化为
一个质子并放出电子，并非原子核内有电子，故B错误；元素的半衰期不随物理和化学状态的改变而改变，故C错误；β衰变质量数不变，故232－208＝4x，则x＝6，发生6次α衰变，根据电荷数守恒可知90－82＝2x－y，得到y＝4，故发生4次β衰变，故D正确． 【答案】：D
题型三、原子能级与跃迁
【规律方法】 1．氢原子的能级跃迁
(1)氢原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定频率的光子，当光子的能量满足hν＝E末－E时，才能被某一个原子吸收，否则不吸收。
(2)氢原子从高能级向低能级跃迁：以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时两能级间的能量差。 2．电离
当光子能量大于等于原子所处的能级的能量值的绝对值时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离，多余的能量作为电子的初动能。 3．光谱线条数
初
n?n－1?
一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为N＝。
24．激发跃迁
氢原子还可吸收外来实物粒子的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级差，均可使原子发生能级跃迁。 5．跃迁时电子动能、原子电势能与总能量变化
当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子电势能减小，电子动能增大，原子总能量减小；反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子总能量增大。
【典例2】(2019·河南省郑州市三模)如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是( )
A．处于基态的氢原子吸收10.5 eV的光子后能跃迁至n＝2能级
B．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光 C．若用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应
D．用n＝4能级跃迁到n＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41 eV
【解析】 处于基态的氢原子吸收10.2 eV的光子后能跃迁至n＝2能级，不能吸收10.5 eV的光子，A错误；大量处于n＝4能级的氢原子，最多可以辐射出C24＝6种不同频率的光，B错误；从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光的能量值大于从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光的能量值，用从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n＝4能级跃迁到n＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定不能发生光电效应，C错误；处于n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级产生的辐射光的光子能
量为E＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为Ekm＝E－W＝12.75 eV－6.34 eV＝6.41 eV，D正确。 【答案】 D
题型四、核反应与核能
【规律方法】 1．四种核反应
(1)衰变：原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。这种变化称为原子核的衰变。 α衰变 β衰变 (2)原子核的人工转变：用人工的方法，使原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。 质子的发现 中子的发现 (3)裂变：一个重核分裂成两个中等质量的核，这样的核反应叫做裂变。
23592144891U?10n?56Ba?36Kr?30n
AA－44ZX→Z－2Y＋2He 0AAZX→ Z＋1Y＋－1e 14171 7N＋42He→ 8 O＋1H(卢瑟福) 9Be＋4He→17 6 C＋1420n(查德威克) (4)聚变：两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫做聚变。
2131H?1H?42He?0n?17.6MeV
【典例3】 (2019·长春质量监测)(多选)2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生核反应的过程中都伴着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法正确的是( )
234Th衰变为222Rn，经过3次α衰变，2次β衰变 A. 90 86
3412342340B.21H＋1H→2He＋0n是α衰变方程， 90Th→ 91Pa＋－1e是β衰变方程
2351891C. 92U＋0n→144 56Ba＋36Kr＋30n是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程
14171D．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为42He＋ 7N→ 8O＋1H
【答案】 AD 【解析】
234
90Th
222Rn，由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知，该反应经过3次衰变为 86
3412342340α衰变，2次β衰变，故A正确；21H＋1H→2He＋0n是核聚变方程， 90Th→ 91Pa＋－1e是β235U＋1n→144Ba＋89Kr＋31n是核裂变方程，衰变方程，故B错误；不是氢弹的核反应方程， 920 563601417
故C错误；高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为42He＋ 7N→ 8
O＋11H，故D正确。
题型五、两类核衰变在磁场中的径迹
【规律方法】由以上两例解答过程可知，当静止的原子核在匀强磁场中发生衰变时，大圆轨道一定是释放出的带电粒子(α粒子或β粒子)的，小圆轨道一定是反冲核的。α衰变时两圆外切，β衰变时两圆内切。如果已知磁场方向，还可根据左手定则判断绕行方向是顺时针还是逆时针。 (一)相外切圆的径迹
【典例4】在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示)，今测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝1∶44。则：
(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由) (2)这个原子核原来所含的质子数是多少？
【解析】(1)因为动量守恒，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道2是α粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹，两者电性相同，运动方向相反。
(2)设衰变后新生核的电荷量为q1，α粒子的电荷量为q2＝2e，它们的质量分别为m1和m2，
相关推荐：
loading