2021届高考物理新动向专题13 近代物理

2021高考物理最新动向 专题13近代物理（解析版） 【命题新趋势】 本章高考命题主要涉及光电效应现象、爱因斯坦光电效应方程、原子跃迁及能级问题、核反应方程、核能的计算、原子核的衰变等内容，以考查知识的识记、理解为主，以经典物理理论和最新科技成果为背景命题的趋势较强. 【高考新动向】 考向　能级跃迁、核反应 1．（2020·浙江省1月学业水平测试选考）由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则 A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线 B．氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线 C．处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 D．大量氢原子从能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光 【答案】CD 【解析】A．射线为重核衰变或裂变时才会放出，氢原子跃迁无法辐射射线，故A错误； B．氢原子从的能级向的能级辐射光子的能量： 在可见光范围之内，故B错误； C．氢原子在能级吸收的光子能量就可以电离，紫外线的最小频率大于，可以使处于能级的氢原子电离，故C正确； D．氢原子从能级跃迁至能级辐射光子的能量： 在可见光范围之内；同理，从的能级向的能级辐射光子的能量也在可见光范围之内，所以大量氢原子从能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光，故D正确。故选CD． 2．（2020·新课标Ⅲ卷）1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为：。X会衰变成原子核Y，衰变方程为，则 A．X的质量数与Y的质量数相等 B．X的电荷数比Y的电荷数少1 C．X的电荷数比的电荷数多2 D．X的质量数与的质量数相等 【答案】AC 【解析】设和的质子数分别为和，质量数分别为和，则反应方程为 ， 根据反应方程质子数和质量数守恒，解得 ， ， 解得 ， ， ， AC．的质量数（）与的质量数（）相等，比的质量数多3，故A正确，D错误； BC．X的电荷数（）比Y的电荷数（）多1，比的电荷数多2，故B错误，C正确；故选AC。 3．（2020·浙江卷）太阳辐射的总功率约为，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为（c为真空中的光速）的氘核（）和一个质量为的氚核（）结合为一个质量为的氦核（），并放出一个X粒子，同时释放大约的能量。下列说法正确的是（　　） A．X粒子是质子 B．X粒子的质量为 C．太阳每秒因为辐射损失的质量约为 D．太阳每秒因为辐射损失的质量约为 【答案】BC 【解析】A．由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，选项A错误； B．根据能量关系可知 解得，选项B正确； C．太阳每秒放出的能量 损失的质量 选项C正确； D．因为 则太阳每秒因为辐射损失的质量为 选项D错误。故选BC。 4．(2019年全国卷Ⅰ)氢原子能级示意图如图所示．光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光为可见光．要使处于基态(n＝1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为(　　) A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.51 eV 【答案】A 【解析】因为可见光光子的能量范围是1.63～3.10 eV，所以氢原子至少要被激发到n＝3能级，要给氢原子提供的能量最少为E＝(－1.51＋13.60)eV＝12.09 eV，选项A正确． 5．(2019年全国卷Ⅱ)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为4H→He＋2e＋2ν 已知H和He的质量分别为mp＝1.007 8 u和mα＝4.002 6 u,1 u＝931 MeV/c2，c为光速．在4个H转变成1个He的过程中，释放的能量约为(　　) A．8 MeV B．16 MeV C．26 MeV D．52 MeV 【答案】C 【解析】核反应质量亏损Δm＝4×1.007 8 u－4.002 6 u＝0.028 6 u，释放的能量ΔE＝0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV，选项C正确． 【方法总结】 (1)入射光子与氢原子跃迁、电离关系 ①入射光子的能量大于氢原子的电离能时，氢原子直接电离． ②入射光子的能量小于氢原子的电离能时，且恰好等于氢原子的能级差的数值，则氢原子能够吸收光子，发生跃迁．此时存在关系hν＝Em－En. ③入射光子的能量小于氢原子的电离能时，且不等于氢原子的能级差的数值，则氢原子不吸收光子，不发生跃迁． (2)入射实物粒子(如电子)与氢原子跃迁、电离关系 ①入射实物粒子的动能大于氢原子电离能时，氢原子可能发生电离． ②入射实物粒子的动能小于氢原子电离能时，只要大于氢原子最近的能级差的数值，则氢原子会吸收部 分能