微专题2 近代物理初步(专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考物理大二轮专题复习

该高中物理高考复习讲义聚焦近代物理初步，覆盖光电效应、原子能级跃迁、核反应与核能三大高考核心考点，按“热点梳理-模型构建-真题演练”逻辑组织，通过例题解析提炼规律、方法指导总结技巧、分层训练巩固应用，帮助学生系统构建知识网络，突破高频难点。 讲义以科学思维和物理观念为核心，如光电效应中通过“光子频率-光电子动能”对应关系建构模型，能级跃迁中用“能量差=光子能量”推理跃迁规律，配合高考真题即时反馈，高效提升学生推理与应用能力，为教师精准把控复习节奏提供清晰路径。

微专题二　近代物理初步 高考热点·突破 热点一　光电效应 例1　(多选)(2025·浙江1月卷)如图甲所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图乙所示。下列说法正确的是(BC) A.分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R的宽 B.P、Q产生的光电子在K处的最小德布罗意波长，P大于Q C.氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D.对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 解析　根据Uce=m=hν-W逸出功，因Q的截止电压大于R，可知Q的频率大于R的频率，Q的波长小于R的波长，则分别射入同一单缝衍射装置时，R的衍射现象比Q更明显，则Q的中央亮纹比R窄，A项错误；同理可知P、Q产生的光电子在K处Q的最大初动能比P大，根据λ==可知最小德布罗意波长，P大于Q，B项正确；因Q对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据hν=Em-En可知三束光中Q对应的能级最高，C项正确；对应于题图乙中的M点，P和Q的光电流相等，可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等，D项错误。 [模型构建]　(1)光电效应两条对应关系。 ①光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大； ②同频率的光光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大。 (2)定量分析时应抓住三个关系式。 爱因斯坦光电效应方程 Ekm=hν-W0 最大初动能与遏止电压的关系 Ekm=eUc 逸出功与截止频率的关系 W0=hνc 训练1　(2025·湛江模拟)某同学用如图所示的装置研究光电效应，电流表和电压表均为理想电表。所使用的单色光束中光子能量E=10 eV，极板K金属的逸出功为6.2 eV，则(D) A.电压表示数为零时，电流表示数也为零 B.电压表示数为零时，所有从K板到达A板的光电子，动能均为3.8 eV C.向右调节滑动变阻器的滑片，电压表示数增加，电流表示数一直增加 D.该束光的光强减弱为原来的一半，依然会发生光电效应 解析　单色光束中光子能量E=10 eV>W0=6.2 eV，可以发生光电效应。电压表示数为零的时候，电流表示数不为零，A项错误；由于逸出功是电子逃出金属消耗的最小能量，所以从K板出来的动能最大为Ekm=E-W0=3.8 eV，并非所有动能均为3.8 eV，B项错误；向右调节滑动变阻器的滑片，电压表示数U变大，达到饱和后，电流不再增加，C项错误；光强变为原来的一半，不影响光子的频率和能量，因此依然会发生光电效应，D项正确。 热点二　原子结构及能级跃迁 例2　(2025·江浙皖联考)如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子能量范围为1.63 eV~3.10 eV，大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，会产生三种波长为λ31，λ32，λ21的光，下标数字表示相应的能级，下列说法正确的是(C) A.λ31=λ32+λ21 B.这群氢原子自发向低能级跃迁时能辐射出3种可见光 C.用能量为2 eV的电子轰击氢原子，可以使氢原子发生电离 D.金属钠的逸出功为2.3 eV，这三种光都可以使金属钠发生光电效应 解析　由跃迁规律可知E31=E32+E21，即=+，即=+，A项错误；这群氢原子自发向低能级跃迁时能辐射出1种可见光，对应于从3到2的跃迁E32=(-1.51) eV-(-3.4) eV=1.89 eV，B项错误；处于n=3能级的氢原子发生电离至少需要的能量为1.51 eV，则用能量为2 eV的电子轰击氢原子，可以使氢原子发生电离，C项正确；从3到2的跃迁辐射出的光子的能量为1.89 eV小于金属钠的逸出功2.3 eV，不可以使金属钠发生光电效应，D项错误。 [实战技巧]　解决氢原子能级跃迁问题的三个技巧 (1)原子跃迁时所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差。 (2)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能。 (3)一个原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类最多为(n-1)种，一群原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类N==。 训练2　我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次实现了太阳Hα波段光谱成像的空间观测。氢原子由n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时发出的光，对应的谱线为可见光区的四条谱线，分别为Hα、Hβ、Hγ、Hδ，如图所示。下列说法正确的是(B) A.Hα光的波长小于Hβ光的波长 B.Hα光子的能量小于Hβ光子的能量 C.Hγ对应的光子能量为0.54 eV D.Hδ光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率 解析　Hα光对应的能级差小于Hβ光对应的能级差，可知Hα光的频率小于Hβ光的频率，Hα光的波长大于Hβ光的波长，根据E=hν，可知Hα光子的能量小于Hβ光子的能量，A项错误，B项正确；Hγ对应的光子能量EHγ=(-0.54 eV)-(-3.4 eV)=2.86 eV，C项错误；Hδ光在介质中传播时频率不变，即Hδ光在玻璃中传播时的频率等于它在空气中传播时的频率，D项错误。 热点三　核反应和核能 例3　(2024·山东卷)2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是(D) A.衰变为时产生α粒子 B.衰变为时产生β粒子 C.50年后，剩余的数目大于的数目 D.87年后，剩余的数目小于的数目 解析　根据质量数守恒和电荷数守恒可知时产生电子，即β粒子，A项错误；，即α粒子，B项错误；根据题意可知的半衰期，现用相同数目的各做一块核电池，经过相同的时间，经过的半衰期的次数多，所以的数目，C项错误，D项正确。 [实战技巧]　(1)核衰变问题。 ①半衰期:m=m0，N=N0。 ②α衰变和β衰变次数的确定方法。 a.方法一:由于β衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定α衰变的次数，再根据电荷数守恒确定β衰变的次数。 b.方法二:设α衰变和β衰变次数分别为x、y，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解。 (2)核能的计算方法。 ①根据ΔE=Δmc2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计算时，Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。 ③若核反应中释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。 训练3　(2024·浙江1月卷)已知氘核质量为2.014 1 u，氚核质量为3.016 1 u，氦核质量为4.002 6 u，中子质量为1.008 7 u，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol-1，氘核摩尔质量为2 g·mol-1，1 u相当于931.5 MeV。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是(D) A.核反应方程式为++ B.氘核的比结合能比氦核的大 C.氘核与氚核的间距达到10-10 m就能发生核聚变 D.4 g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025 MeV 解析　核反应过程质量数和电荷数守恒，可知核反应方程式为+ +，A项错误；此聚变反应为放能反应，所以氘核的比结合能比氦核的小，B项错误；氘核与氚核发生核聚变，它们间的距离达到10-15 m以内才可以发生核聚变，C项错误；一个氘核与一个氚核聚变反应过程，质量亏损为Δm=2.014 1 u+3.016 1 u-4.002 6 u-1.008 7 u=0.018 9 u，聚变反应释放的能量:ΔE=Δm×931.5 MeV=0.018 9 u×931.5 MeV≈17.6 MeV，4 g氘含有氘核的个数N=NA=×6.0×1023 mol-1=1.2×1024，4 g氘完全参与聚变释放出能量E=N·ΔE=1.2×1024×17.6 MeV≈2.11×1025 MeV，数量级为1025 MeV，D项正确。 高考真题·体验 1.(2025·四川卷)某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×10-10 m的狭缝。下列粒子束穿过该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是(D) A.德布罗意波长约为7.9×10-13 m的中子 B.德布罗意波长约为8.7×10-12 m的质子 C.德布罗意波长约为2.6×10-11 m的氮分子 D.德布罗意波长约为1.5×10-10 m的电子 解析　当波通过尺寸与其波长相近的障碍物或狭缝时，会发生明显的衍射现象。对于粒子而言，德布罗意波长λ决定了其波动性，衍射的明显程度通常与波长λ和狭缝宽度的比值相关，当接近或大于1时，衍射现象非常明显，则可知电子的衍射现象最明显，D项正确。 2.(多选)(2025·福建卷)某核反应方程为+ ++17.6 MeV，现真空中有两个动量大小相等，方向相反的氘核与氚核相撞，发生该核反应，设反应释放的能量(远大于碰前氘核和氚核的动能)全部转化为与的动能，则(AC) A.该反应有质量亏损 B.该反应为核裂变 C.n获得的动能约为14 MeV D.He获得的动能约为14 MeV 解析　题中核反应释放能量，由爱因斯坦质能方程可知，该反应有质量亏损，A项正确；题中核反应为两个轻核结合成质量较大的核，所以该反应为核聚变，B项错误；动量大小相等、方向相反的氘核与氚核相撞，由动量守恒定律可知生成的氦核与中子的动量大小相等、方向相反，设两者的动量大小为p，由能量守恒定律有+=17.6 MeV，其中M=4m，所以中子获得的动能Ek1==14.08 MeV≈14 MeV，氦核获得的动能Ek2==3.52 MeV，C项正确，D项错误。 3.(2025·河南卷)由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素和。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。已知和的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现和Be的总原子个数经过106天后变为原来的，则采集时该高度的大气中和Be的原子个数比约为(B) A.1∶4 B.1∶2 C.3∶4 D.1∶1 解析　 采集时大气中有x个原子和y个原子，由于的半衰期为139万年，故经过106天后原子的衰变个数可以忽略不计，的半衰期为53天，故经过106天后剩余数量为x·，故可得=，解得==1∶2，B项正确。 4.(2025·广东卷)有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为Ek，下列说法正确的是(B) A.使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子 B.使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek C.频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子 D.频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于Ek 解析　光电效应发生的条件是入射光的频率大于金属的极限频率(截止频率)，由于甲的逸出功小于乙的逸出功，所以甲的极限频率(截止频率)小于乙的极限频率(截止频率)，当使用某频率的光分别照射甲、乙时，只有甲发射光电子，发生光电效应现象，所以该光的频率大于甲的极限频率(截止频率)小于乙的极限频率(截止频率)，故使用频率更小的光，乙肯定不会发射光电子，若频率更小的光的频率仍大于甲的极限频率(截止频率)，则甲仍能发射光电子，由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知甲发射的光电子的最大初动能小于之前的最大初动能，A项错误，B项正确；由A、B两项分析可知频率不变，减弱光强，光的频率仍小于乙的极限频率(截止频率)，仍不能使乙发射光电子，C项错误；由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知，频率不变，减弱光强，甲发射的光电子的最大初动能不变，D项错误。 5.(2025·湖南卷)关于原子核衰变，下列说法正确的是(B) A.原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量 B.大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期 C.放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长 D.采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期 解析　该衰变释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，存在质量亏损，则新核总质量小于原核质量，A项错误；根据半衰期的定义可知，大量某放射性元素的原子核经过一个半衰期后有半数发生衰变，B项正确；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C、D两项错误。 6.(2025·甘肃卷)利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。He+离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞He+离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子的能量为50 eV，则He+离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为(C) A.n=4→n=3能级 B.n=4→n=2能级 C.n=3→n=2能级 D.n=3→n=1能级 解析　根据题意可知，用能量为50 eV的电子碰撞He+离子，可使He+离子跃迁到n=3能级和n=2能级，由ΔE=Em-En=hν=h，可知波长最长的谱线对应的跃迁为n=3→n=2能级，C项正确。 7.(多选)(2025·黑吉辽蒙卷)某理论研究认为，原子核可能发生双β衰变，衰变方程为+ y。处于第二激发态的原子核先后辐射能量分别为0.590 8 MeV和0.539 5 MeV的γ1、γ2两光子后回到基态。下列说法正确的是(ABC) A.A=100 B.y=2 C.γ1的频率比γ2的大 D.γ1的波长比γ2的大 解析　核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒，则有100=A、42=44+y(-1)，解得y=2，A、B两项正确；由题意可知γ1的能量大于γ2的能量，由公式E=hν可知，γ1的频率大于γ2的频率，C项正确；由公式c=λν可知，γ1的波长比γ2的波长短，D项错误。 学科网（北京）股份有限公司 $