第15讲 近代物理-【创新大课堂】2026年高考二轮物理专题复习

第15讲近代物理 例1BC根据图2，可知P、R两光的逼止电压相同，Q光的 過止电压更大一些，即Uo>LUp=UR,根据eU=Ek=hy一 W。,可知频率关系是Q>p=R,根据u=无，可知波长关 系是入Q<入p=AR.根据单缝衍射规律，波长越大，中央亮条 纹越宽，则分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹应 比R窄，故A错误；光电子在K处，动能Ek=hy一W0,则 P产生的光电子动能小于Q;根据p=√2mEk,可知P产 生的光电子动量小于Q,由德布罗意发长A=合，则P产生 的光电子德布罗意波长大于Q,故B正确：三束光中，Q的 频率最大，对应光子能量也最大，三束光都是由更高能级 向第一激发态跃迁发出的，根据氢原子跃迁规律，能量越 大对应的能级差也越大，所以Q对应的初始能级最高，故C 正确：图2中M,点对应光电流相同，说明单位时间内到达 阳极A的光电子数目相同，故D错误. 例2解(1)根据题意，由光电效应方程有Ek=h0一W。 W。 当E=0时，可得该金属的裁止频率%=方； (2)根据题意，由光电效应方程可得，光电子的最大初动能 为Ekm=hv一Wo, 例3B根据Em=Ue十hv一W遮出功，由图像可知，斜率k =e,即图乙中图线a、b的斜率均是电子电量的大小；裁距b =一W遮出功，因b裁距较大，可知b光频率较大，波长较 小，根据可知用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距 较小，故A错误，B正确；由图像可知E0=y。一W遮出功， 2E=h一W选出功，可知单色光a、b的频率之比不等于1 ：2,故C错误；图甲中电源电压及变阻器滑片位置不变， 若部分光线被遮挡，即光照强度减小，单位时间逸出的光 电子数目减小，则放大器的电流将减小，故D错误. 例4C用能量为50eV电子碰撞He+离子使其从基态激 发，最大可能跃迁到3能级，根据E==织可知，光子能 量最小，波长最长，所以波长最长的对应3→2能级，故C 正确、ABD错误. 例5CD根据题意，氢原子发生能级跃迁时，由公式可得 E。一E,=仙=织，可知可见光I的频卒大，波长小，可见 光Ⅱ的频率小，波长大，题图甲中的H。对应的是可见光 Ⅱ，故A错误；由公式有千涉条纹间距为△x=入，题国 乙中条纹间距较小，则波长较小，对应的是可见光I,故B 错误：根据意意，由公式可得光子动量为力=：=冬，可知 I的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C正确：根据光电效 应方程及动能定理可得eU。=hy一W。,可知频率越大，遏 止电压越大，则P向口移动，电流表示数为零时I对应的 电压表示数比Ⅱ的大，故D正确. 例6B设采集时该高度的大气中Be和19Be各有N1和 八个，爆据丰衰期公式总-（号）广，经过106天( 的两个半衰期)，Be的个数为Y=于N,9Be的个数 N≈N2,满足Y+=子(N+N,),解得N,=2N, 故IBe和9Be的原子个数比V1:N2=1:2,故B正确， ACD错误. .·2 例7AC由核反应方程可知该核反应过程释放了17.6MeV 的能量，根据爱因斯坦质能方程可知，该反应有质量亏损， 故A正确：由核反应方程可知，该反应为轻核聚变，故B错 误；核反应过程动量守恒，由题意可知，氘核与氚核动量大 小相等，方向相反，则反应前总动量为零，故反应后总动量 也为零，即氨原子核He和中子}n的动量等大反向.根据 动能民=合m2,动量力=加，可得动能与动量的大小关 系为：E=,根据He与。n的质量数，可知He和ni 质量之比为4：1，可得反应后He和。n的动能之比为 1:4,已知反应释放的17.6MeV的能量几乎转化为2He 与n的动能，则：2He获得的动能约为行×17.6MV= 3.52MeV.dn茨得的动能约为号×17.6MeV=14.08Mev, 故C正确，D错误. 例8BDY光子的产生与原子核内部的能级变化有关，而 不是原子核外电子的跃迁，故A错误：根据质量数守恒与 电荷数守恒可知，方程为Pu→2U十号He,故B正确；根 据动量守恒可知，静止的Pu发生α衰变时生成的两粒子 的动逆大小相等，由R=宁m一品可得，Ue的 动能之比为4：235，故C错误；释放的光子的能量为，核 反应的过程中释放的能量E=(mpu-mU-m。)c2,由于核 反应的过程中释放的核能转化为新核与α粒子的动能以及 光子的能量，所以a粒子的结合能为(pu一U一m。)c2+ 239E1-235E2,故D正确. 专题六实验 第16讲力学实验 例1解析(1)应该先调整滑轮位置，使细线与木板平行， 这样保证小车所受拉力不变，然后接通打点计时器的电 源，最后释放小车，所以操作顺序是CBA; (2)由图2可以看出BC间的距离大于AB间的距离，小车 做的是加速运动，小车运动的速度越来越大，在相等时间 内经过的距离越来越大，所以是纸带的左端和小车连接； (3)打B点时小车的速度等于这段时间内的平均速度，即v 二27 (4)这部分纸带通过打点计时器的加速度大小为a= CE-AC_19.24-8.00-8.00×0.01m/s2=0.81m/s, (2T)2 (2×0.10)2 AC= 打点计时器打B点时的瞬时速度大小为B= 28000×0.01m/s=0.40m/s,则打点计时器打B点时 圆盘上M点的向心加速度大小为a/=卡=。，0m/s2= 1.6m/s2. 答案(1)CBA(2)左端(3)景(40.811.6 例2解析(1)螺旋测微器的精确度为0.01mm,可读出遮 光条的宽度d=7.5mm+38.3×0.01mm=7.883mm; (②在这动过粒中Λ，B两球的角造度相学，则有记一合 > 解得vA一LB 2高三二轮专题复习·物理 考点三 电磁振荡与电磁波 电磁振荡和电磁波 (1)电磁振荡：T=2π√C,电流为0时电场能 最大，电流最大时磁场能最大 (2)麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场能够在周 围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间 产生磁场 (3)电磁波传播不需要介质，在介质中传播时， 速度与介质材料和电磁波频率有关. (4)电磁波谱：按照电磁波的频率高低或波长大 小的顺序把它们排列成的谱叫作电磁波谱.按 波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红 外线、可见光、紫外线、X射线、Y射线 [例6](2025·江苏卷·5)如图所示，将开关S 由a拨到b,使电容器C与线圈L构成回路.以 电容器C开始放电取作0时刻，能正确反映电 路中电流讠随时间：变化关系的图像是( 温馨提示 完成作业专题强化练（十四） 第15讲 近代物理 【备考要求】1.理解光电效应的规律并能应用其计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.2.理解玻 尔理论及能级跃迁规律.3.理解原子核的衰变、人工转变以及核能计算的知识. 【知识体系】 光子能量 原 一α粒子散射实验一原子核式结构 8=hv 构 能级 截止频率 玻尔理论 跃迁，hv=Em-En(m>n) 遏止电压。 最大初动能 E=hv-w。 光电效应 波 近 原 天然放射现象、三种射线、原子核的组成 饱和光电流·一 光的强度 鑫 原子物理 核 一衰变 理 人工核转变 核反应 质量数守恒 电子的干涉和衍射一 裂变 电荷数守恒 物质波 聚变 A=h p 核力→（比）结合能→ 质量亏损，核能，△E=△mc2 精品教辅·智慧人生 68 专题五热学光学近代物理 考点一光子的能量和动量 光电效应 1.光子的能量和动量 (1)光子的能量e=hy (1)遏止电压U (2)粒子的波动性：实物粒子也具有波动性，每 : 颜色不同 >U2,则1>2 一个运动着的粒子都有一种波与它对应，其波 时，光电流 (2)最大初动能： 与电压的 长入=合p为运动粒子的动量，h为普朗克常 关系 Ekl eUel,Ek2 量，这种波被称为德布罗意波，也叫物质波 -eUe 2.光电效应 (1)光电效应两条对应关系 (1)截止频率：图 ①光子频率高→光子能量大→光电子的最大初 线与横轴的交点的 动能大： 遏止电压 横坐标 ②光照强度大（同种频率的光）→光子数目多 与入射 (2)普朗克常量h: 发射光电子多→饱和光电流大。 U。 等于图线的斜率 光频率y的 (2)定量分析时应抓住三个关系式 与电子电荷量的 关系 爱因斯坦光电效应方程 Ek=hv-Wo 乘积，即h=ke (注：此时两极之 最大初动能与遏止电压的关系 Ek=eUe 间接反向电压) 逸出功与截止频率的关系 W。=hve [例1]（多选）(2025·浙江1月选考·11)如图 (3)光电效应的四类图像分析 1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分 : 由图线直接（或间 别由真空玻璃管的窗口射向阴极K.调节滑动 图像名称 图线形状 接)得到的物理量 变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如 图2所示，下列说法正确的是 () (1)截止频率：图 线与v轴交点的横 光束 E 坐标ve 最大初动能 Ek与入射 (2)逸出功：图线 Ve 与Ek轴交点的纵 光频率y的 -E 坐标的绝对值 关系 Ek=hy-hvc W。=|-E|=E Q (3)普朗克常量： 图线的斜率k=h 图1 图2 (1)遏止电压U: A.分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮 图线与横轴交点 颜色相同、 纹比R宽 1上强光（黄） 的横坐标 强度不同的 B.P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波 (2)饱和光电流 光，光电流 弱光（黄） 长，P大于Q Iml、Im2:光电流 与电压的 C.氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中 0. 的最大值 关系 Q对应的能级最高 (3)最大初动能： D.对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A Ex=eUe 的光电子数目，P多于Q 69 精品教辅·智慧人生 高三二轮专题复习·物理 [例2](2025·江苏卷·12)江门中微子实验室： [例3](2025·浙江省台州市高三第二次质检) 使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效 光电传感器如图甲所示，若通过放大器的电流 应捕捉中微子信息.光电倍增管阴极金属材料 发生变化，工作电路立即报警.图乙为a,b两种 的逸出功为W。,普朗克常量为h 单色光分别照射K极时，光电子到达A极时动 (1)求该金属的截止频率0； 能的最大值Ekm与光电管两端电压U的关系图 (2)若频率为y的入射光能使该金属发生光电 : 像.则下列说法正确的是 ) 效应，求光电子的最大初动能Ek 一光电管 放大器工作电路 2E 电源 分 乙 A.用同一装置做双缝干涉实验，a光的条纹间 距较小 B.图乙中图线a、b的斜率均是电子电量的大小 C.单色光a、b的频率之比为1：2 D.图甲中电源电压及变阻器滑片位置不变，部 分光线被遮挡，一定会引发报警 考点二 玻尔理论 能级跃迁 解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧 : A.n=4→n=3能级 B.n=4→n=2能级 (1)原子跃迁时，所吸收或辐射的光子能量只能 C.n=3→n=2能级D.n=3n=1能级 等于两能级的能量差， [例5]（多选）(2023·浙江1月选考·15)氢原子 (2)原子从某一能级电离时，所吸收的能量可以 从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可 大于或等于这一能级能量的绝对值，剩余能量 见光，其光谱如图甲所示.氢原子从能级6跃迁 为自由电子的动能， 到能级2产生可见光I,从能级3跃迁到能级2 (3)一个氢原子跃迁发出的可能光谱线条数最 产生可见光Ⅱ.用同一双缝干涉装置研究两种光 多为n一1，而一群氢原子跃迁发出的可能光谱 的干涉现象，得到如图乙和图丙所示的干涉条 线条数可用N=C?=nn1)求解。 纹.用两种光分别照射如图丁所示的实验装置， 2 都能产生光电效应.下列说法正确的是 ) [例4](2025·甘肃卷·1)利用电子与离子的碰 H。H,Hg 撞可以研究离子的能级结构和辐射特性.He+ 离子相对基态的能 EleV 紫 红 n 甲 级图（设基态能量为 51.02 48.37 0)如图所示.用电子 2 40.81 碰撞He+离子使其 从基态激发到可能 丙 的激发态，若所用电 A.图甲中的H。对应的是I 子的能量为50cV, B.图乙中的干涉条纹对应的是Ⅱ 0(基态) 则He+离子辐射的 C.I的光子动量大于Ⅱ的光子动量 光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为 ( D.P向a移动，电流表示数为零时I对应的电 压表示数比Ⅱ的大 精品教辅·智慧人生 70 专题五热学光学近代物理 考点三 原子核 1.核衰变问题 +17.6MeV,真空中两个动量大小相等，方向 (1)半衰期：m= ()六mN=()六Ng 相反的氘核与氚核相撞，发生核反应，设反应释 放的能量几乎转化为Hc和n的动能，原粒子 (2)α衰变和B衰变次数的确定方法 动能忽略不计，则 () ①方法一：由于阝衰变不改变质量数，故可以先 A.该反应有质量亏损 由质量数改变确定α衰变的次数，再根据电荷 B.该反应为核裂变 数守恒确定B衰变的次数 C.n最终的动能约为14MeV ②方法二：设α衰变次数为x,阝衰变次数为y, D.He最终的动能约为14MeV 根据质量数和电荷数守恒列方程组求解， [例8]（多选)(2025·浙江省宁波市高三三模) 2.核能的计算方法 如图所示，我国首次使用核电池随“嫦娥三号” (1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应亏损的质 软着陆月球，该核电池是将放射性同位素衰变 量乘真空中光速c的平方，即△E=△mc2. 过程中释放出来的核能转变为电能.“嫦娥三 (2)根据1u(原子质量单位)相当于931.5MeV 号”采用放射性同位素钚核Pu,静止的9Pu 的能量，用核反应质量亏损的原子质量单位数 衰变为铀核U和a粒子，并放出Y光子.已 乘931.5MeV,即△E=△m×931.5(MeV). 知2程Pu、2U和a粒子的质量分别为mpu、mU 3.核反应方程中电荷数守恒，质量数守恒，有质量 亏损。 和m。,2Pu和2U的比结合能分别为E1和 E2,光在真空中的传播速度为c.下列说法正确 [例6](2025·河南卷·6)由于宇宙射线的作 的是 () 用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位 素Be和19Be.测定不同高度大气中单位体积 内二者的原子个数比，可以研究大气环境的变 化.已知IBe和19Be的半衰期分别约为53天 和139万年.在大气层某高度采集的样品中，研 究人员发现Be和19Bc的总原子个数经过106 天后变为原来的子，则采集时该高度的大气中 A.Y光子是由钚原子的内层电子跃迁产生的 B.29Pu的衰变方程为28Pu→2U+Hc Be和19Be的原子个数比约为 ( C.衰变产生的2U和He的动能之比为235：4 A.1:4 B.1:2 D.a粒子的结合能为(mpu一mv-m。)c2十 C.3:4 D.1:1 239E1-235E2 [例7]（多选）(2025·福建卷·6)核反应可放出 巨大的能量，核反应方程为子H+9H→号He+n 温馨提示 完成作业专题强化练（十五） 71 精品教辅·智慧人生