专题13 近代物理初步-备战2020年高考物理之纠错笔记系列

一、三种射线在电场和磁场中偏转时的特点 （1）不论在电场还是在磁场中，γ射线总是做匀速直线运动，不发生偏转； （2）在匀强电场中，α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子的偏移大； （3）在匀强磁场中，α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径小，偏转大。 二、用光子说解释光电效应 （1）光照射金属时，电子吸收一个光子（形成光电子）的能量后，动能立即增大，不需要累计能量的过程； （2）电子从金属表面逸出，首先需克服金属表面原子核的引力做功（逸出功W），要使入射光子的能量不小于W，对应频率 为极限频率； （3）电子吸收光子的能量hν后，一部分消耗于克服核的引力做功（即W），剩余部分转化为初动能，即 。只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能。对于确定的金属，W是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大。 三、氢原子能级图及原子跃迁 氢原子的能级图（如图所示） （1）能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态； （2）横线左端的数字“1、2、3···”表示量子数，右端的数字“–13.6、–3.4···”表示氢原子的能级； （3）相邻横线间的间距，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能极差越小； （4）带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为： ； （5）能级越高，量子数越大，轨道半径越大，电子的动能越小，但原子的能量肯定随能级的升高而变大； （6）原子跃迁发出的光谱线条数 ，是对于一群氢原子而言，而不是一个。 四、原子核的衰变规律 1．衰变：设想元素的原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变。 2．衰变规律：电荷数和质量数都守恒。 （1）α衰变： ，α衰变的实质是某元素的原子核放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氮）。 （2）β衰变： ，β衰变的实质是某元素的原子核内一个中子变为一个质子时放射出一个电子； （3）γ辐射；γ辐射是伴随α和β衰变发生的。γ辐射不改变原子核的电荷数和质量数。其实质是放射性原子核在发生α衰变和β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子。 3．半衰期及确定衰变次数的方法 （1）半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，叫做这种元素的半衰期； （2）确定衰变次数的方法：设放射性元素 经过m次α衰变、n次β衰变后，变成稳定的新元素 ，则表示核反应的方程为 。 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 ， 两式联立得 ， 由此可见确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。 五、核反应类型及核反应方程的书写 类型 可控性 核反应方程 衰变 α衰变 自发 β衰变 自发 人工转变 人工控制 重核裂变 比较容易进行人工控制 轻核聚变 很难控制 如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，下列判断正确的是 A．a为α射线、b为β射线 B．a为β射线、b为γ射线 C．若增大放射源的温度，则其半衰期减小 D．若增大放射源的温度，则其半衰期增大 不清楚三种射线带点情况导致本题错解。 根据 三种射线的带电性质以及带电粒子在电场中受力特点；半衰期由原子核本身决定。 射线为氦核，带正电， 射线为电子流，带负电， 射线为高频电磁波，故根据电荷所受电场力特点可知：a为 射线、b为 射线、c为 射线，故A错误B正确；半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故CD错误。答案：B。 1．（2019·海口市第四中学高三月考）关于下列四幅图说法正确的是 A．玻尔认为原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的 B．光电效应实验说明了光具有粒子性，爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程 C．a为β射线、b为γ射线、c为α射线，且b射线的电离能力最强 D．汤姆孙发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，并提出了原子的核式结构模型 （2019·北京交通大学附属中学高二期末）如图所示的电路中，K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极。现用光入射到K，发现电流表有读数。调节滑动变阻器滑片的位置，可以改变K、A两极间电压。下列说法不正确的是 A．保持入射光不变，滑片从O点向B点滑动的过程中，电流表读数会逐渐增大继而几乎不变 B．保持入射光不变，滑片从B点向O点滑动到某一位置，电流表读数可能为零 C．用频率不同的光入射，电流表读数为零时的电压表读数不同 D．用频率相同但光强不同的光入射，电流表读数的最大值不同 不知道光照频率与光电流大小的关系导致本题错解。 A．保持入射光不变，滑片从O点向B点滑动的过程中，正向电压增大，电流表读数会逐渐增大，当达到饱和电流时，继续增大电压，电流不变