专题05 近代物理（期末复习课件）高二物理下学期人教版

这是一份高二物理下学期期末复习课件，聚焦近代物理专题，包含考点解读、知识梳理、真题引领及实战演练，系统梳理光电效应、玻尔理论、原子核等核心内容，为学生提供全面的复习支架。 资料特色突出，通过表格对比衰变类型、图像分析光电效应规律等结构化梳理，结合“中国环流三号”核聚变等科技实例，渗透物理观念与科学思维，真题及变式训练强化科学探究能力。能帮助学生夯实基础、提升解题技能，为教师提供系统教学资源，助力期末高效复习。高二学生需巩固近代物理抽象概念，提升综合应用能力以应对期末检测。

专题05 近代物理 高二物理下学期期末复习 考点大串讲 人教版·新教材 知识梳理 真题引领 重难突破 考点解读 考点透视 考点解读·目标引领 第一部分 考点透视 考点解读 考查题型 内容要点 命题趋势 光电效应 波粒二象性 主要考查光电效应和康普顿效应的基本规律。 结合近代物理史和科技应用（如光电管、核能利用），注重对基本概念（光子、能级、半衰期）和规律（爱因斯坦方程、衰变方程）的理解，强调科学探究与模型建构能力，体现物理学科的文化传承与价值导向。 原子结构 玻尔理论 主要考查对玻尔理论的应用。 原子核 考查原子核的衰变和半衰期、裂变和聚变反应。 考点透视 目标引领 掌握光电效应方程，并能根据光电效应方程处理有关光电管问题、三类图像问题。 光电效应 01 掌握玻尔理论，并能够根据氢的能级图，分析能级跃迁过程的有关问题，并注意与光电效应相结合的问题。 玻尔理论 02 掌握原子核衰变的规律和半衰期概念、理解结合能的概念，能够在裂变和聚变反应中会求结合能。 原子核 03 复习目标 考点透视 第二部分 知识梳理·技巧点拨 考点透视 原子结构和波粒二象性 知识梳理 考点透视 原子核 知识梳理 考点透视 一、光电效应 知识梳理 知识点一：光电效应的研究思路 (1)两条线索： (2)两条对应关系： 入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。 考点透视 一、光电效应 知识梳理 知识点二：三个定量关系式 （1）爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0. （2）最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc. （3）逸出功与截止频率的关系：W0＝hνc. 考点透视 一、光电效应 知识梳理 知识点三：光电管问题 1.光电管加正向电压时的情况 ①P右移时,参与导电的光电子数增加; ②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都参与了导电,光电流恰好达到最大值; ③P再右移时,光电流不再增大。 2.光电管加反向电压时的情况 ①P右移时,参与导电的光电子数减少; ②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都不参与导电,光电流恰好为0,此时光电管两端加的电压为遏止电压; ③P再右移时,光电流始终为0。 考点透视 一、光电效应 技巧点拨 知识点四：与光电效应有关的图像 图像名称 图线形状 读取信息 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线 ①截止频率(极限频率)：横轴截距 ②逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 ①截止频率νc：横轴截距 ②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke 考点透视 一、光电效应 技巧点拨 知识点四：与光电效应有关的图像 图像名称 图线形状 读取信息 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc：横轴截距 ②饱和光电流Im：电流的最大值 ③最大初动能：Ekm＝eUc 颜色不同时，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和光电流 ③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 考点透视 二、波尔原子模型 技巧点拨 知识点一：三个基本假设 1.能级假设：氢原子能级En＝(n＝1,2,3，…)，n为量子数． 2.跃迁假设：hν＝Em－En(m>n)． 3.轨道量子化假设：氢原子的电子轨道半径rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，n为量子数． 考点透视 二、波尔原子模型 技巧点拨 知识点二：两类跃迁问题和电离 1.氢原子能级跃迁 ①从低能级(n)高能级(m)：动能减少，势能增加，原子能量增加，吸收能量，hν＝Em－En. ②从高能级(m)低能级(n)：动能增加，势能减少，原子能量减少，放出能量，hν＝Em－En. 2.受激跃迁有两种方式： ①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差，hν＝Em－En。 [注意]　对于大于电离能的光子可被吸收，可将原子电离。 ②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥Em－En。 考点透视 二、波尔原子模型 技巧点拨 知识点二：两类跃迁问题和电离 3．电离：指原子从基态(n＝1)或某一激发态(n≥2)跃迁到n＝∞状态的现象。 (1)电离态：n＝∞，E＝0。 (2)电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量。 对于氢原子：①基态→电离态：E吸＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV，即为基态的电离能。 ②n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4 eV，即为n＝2激发态的电离能。 [注意]　如果原子吸收能量足够大，克服电离能后，电离出的自由电子还具有一部分动能。 考点透视 二、波尔原子模型 技巧点拨 知识点三：跃迁产生的谱线条数 1.一群原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类： 。 2.一个原子的核外电子向基态跃迁时发射最多光子的种类： 。 考点透视 三、原子核 技巧点拨 知识点一：衰变与半衰期 1.α衰变、β衰变的比较 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 He e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 1个中子转化为1个质子和1个电子 H+He e 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 考点透视 三、原子核 技巧点拨 知识点一：衰变与半衰期 (2)根据半衰期的概念,可总结出公式 。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量,N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量,t表示衰变时间,τ表示半衰期。 2.衰变次数的计算方法 若Y+He+e，则A=A'+4n,Z=Z'+2n-m，解以上两式即可求出m和n。 3.半衰期的理解 (1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少量原子核,无半衰期可言。 考点透视 三、原子核 技巧点拨 知识点二：核反应与核能 1.核反应的四种类型 类型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 ThHe β衰变 自发 ThPae 人工转变 人工控制 HeH(卢瑟福发现质子) HeBen(查德威克发现中子) AlHen (约里奥-居里夫妇发现放射性同位素) Sie 重核 裂变 比较容易进 行人工控制 BaKr+n XeSr+1n 轻核聚变 很难控制 Hen 考点透视 三、原子核 技巧点拨 知识点二：核反应与核能 2.核反应方程的书写 (1)熟记常见粒子的符号是正确书写核反应方程的基础。如质子H)、中子n)、α粒子He)、β粒子e)、正电子e)、氘核H)、氚核H)等。 (2)掌握核反应方程遵循的规律是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据。由于核反应不可逆,因此书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。 (3)核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒。 考点透视 三、原子核 技巧点拨 知识点二：核反应与核能 3.核能的计算方法 (1)根据ΔE=Δmc2计算,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/u计算。因1原子质量单位(1 u)相当于931.5 MeV,所以计算时Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”。 (3)根据核子比结合能来计算核能 原子核的结合能=核子比结合能×核子数。 考点透视 三、原子核 技巧点拨 知识点二：核反应与核能 4.对质能方程的理解 (1)一定的能量和一定的质量相联系,物体的总能量和它的质量成正比,即E=mc2。 方程的含义:物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系,物体的能量增大,质量也增大;物体的能量减少,质量也减少。 (2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其能量也要相应减少,即ΔE=Δmc2。 (3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加Δm,吸收的能量为ΔE=Δmc2。 考点透视 第三部分 真题引领·举一反三 考点透视 一、光电管和光电效应 真题引领 C 【例1】（24-25高二下·广东云浮·期末）图甲为光电效应实验电路图，某小组实验时用黄、蓝两种颜色的激光分别照射光电管的阴极K，图乙为两次实验时得到的伏安特性曲线，下列说法正确的是（　　） A．由图乙知，a光的遏止电压较大 B．由图乙知，b光产生光电子的最大初动能较小 C．换用红色激光进行实验，也可能测得此光电管的伏安特性曲线 D．a、b光分别表示蓝光、黄光 考点透视 一、光电管和光电效应 真题引领 A 【变式1】（24-25高二下·江苏连云港·期末）如图，用强度一定、频率为的单色光照射阴极K，滑动变阻器的滑片P与固定端O都在中央位置时灵敏电流计G中有电流通过。滑片P向（　　） A．b端移动可测遏止电压 B．b端移动过程中G示数一定不断增大 C．a端移动过程中G示数一定不断增大 D．a端移动过程中G示数增大是因为随电压增加发生光电效应的电子数量增加了 考点透视 【例2】（24-25高二下·江苏南京·期末）如图甲为研究光电效应规律的装置，图乙为三种光照射下光电流I与电压U的关系，图丙为该光电管遏制电压与入射光频率v的关系，其中光电子的电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A．图甲装置闭合开关，向右移动滑动变阻器滑片，电流表示数一定增大 B．图乙中若I光为紫光，II光可能是绿光，且I的光强比III的大 C．图丙代表电极K金属材料的截止频率为 D．图丙得出普朗克常量为 二、有关光电效应的图像问题 真题引领 D 考点透视 【变式2】（24-25高二下·山东潍坊·期末）研究光电效应时，将光照射到某种金属上，多次改变入射光频率，并测量其对应的遏止电压，作出图像，如图所示。已知图像的横截距为、纵截距为，电子的电荷量为，真空中光速为，则下列说法正确的是（　　） A．普朗克常量为ae B．该金属的逸出功为 C．频率为光子的动量为 D．频率为光子的能量为 二、有关光电效应的图像问题 真题引领 C 考点透视 三、谱线条数的确定 真题引领 B 【例3】（24-25高二下·湖南郴州·期末）如图所示，为玻尔原子理论下的氢原子能级图，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则下列说法正确的是（　　） A．处于n=1能级的氢原子可以吸收11.0eV的光子并跃迁到更高的能级 B．在玻尔理论中，电子的轨道是量子化的 C．氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时会辐射出红外线 D．一个氢原子从n=4能级向低能级跃迁过程中可能辐射出6种频率的可见光 考点透视 三、谱线条数的确定 真题引领 C 【变式3】（24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔·期末）如图所示，甲为研究光电效应的实验装置，乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，丙图为氢原子的能级图，下面表格给出了几种金属的逸出功和极限频率。下列说法正确的是（　　） A．若b光为黄光，c光可能是红光 B．图甲所示的光电效应实验装置所加的是反向电压，并由此可测得、 C．若用能使表格中金属发生光电效应的光直接照射处于激发态的氢原子，可以使该氢原子电离 D．若b光光子能量为0.66eV，照射某一个处于激发态的氢原子，可以产生6种不同频率的光 考点透视 四、受激跃迁和电离 真题引领 B 【例4】（24-25高二下·河北·期末）如图所示为氢原子能级图，巴尔末谱系是大量氢原子从的激发态跃迁到的激发态时产生的相应光谱。巴尔末谱系中有四条可见光谱线和紫外线，四条可见光的颜色分别为红色光、蓝色光和两种紫色光。下列说法正确的是（　　） A．巴尔末谱系中红色谱线的光子能量为3.4eV B．巴尔末谱系中两条紫色谱线的光子能量差为0.16eV C．从激发态跃迁到激发态，辐射的光子为红色光 D．要使处在激发态的氢原子电离，需要吸收的光子能量至少为13.6eV 考点透视 四、受激跃迁和电离 真题引领 C 【变式4】（24-25高二下·湖北襄阳·期末）如图所示为氢原子的能级图，大量氢原子处于n=3能级，在向低能级跃迁时会放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（　　） A．逸出光电子的最大初动能为12.09eV B．从n=3能级跃迁到n=1能级放出的光子波长最长 C．氢原子向低能级跃迁时，最多可以辐射出3种不同频率的光子 D．用0.76eV的光子照射n=3能级的氢原子，可使其跃迁到n=4能级 考点透视 五、衰变和半衰期 真题引领 D 【例5】（24-25高二下·甘肃白银·期末）钚元素是高度放射性物质，可用于制作同位素电池，广泛应用于宇宙飞船、人造卫星等的能源供给。已知的半衰期约为88年，发生α衰变的方程为，下列说法正确的是（　　） A．环境温度升高，的半衰期可能会变为100年 B．20个原子核经过88年后还剩10个 C．X是由一个中子转化为一个质子产生的 D．X是由两个中子和两个质子结合在一起产生的 考点透视 【变式5】（24-25高二下·湖北武汉·期末）2025年3月，我国第一款碳核电池，也是全球首款基于碳化硅半导体材料的核电池“烛龙一号”工程样机研制成功，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得重大突破。核电池的能量来源于衰变，已知经历一次衰变的产物中有，衰变半衰期为5730年。下列说法正确的是（　　） A．衰变是α衰变 B．高温高压下的半衰期会变短 C．一个新的核电池，经过5730年，其总质量变为原来的一半 D．衰变产生β射线，β射线穿透能力比α射线强 五、衰变和半衰期 真题引领 D 考点透视 六、核能的计算 真题引领 B 【例6】（24-25高二下·河南焦作·期末）2025年3月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破，将人类向“能源自由”的终极目标推进了一大步。人造太阳利用氘核与氚核聚变反应释放能量，核反应方程为，真空中光速为c。关于人造太阳装置及核聚变相关原理，下列说法正确的是（    ） A．X为质子 B．的比结合能大于的比结合能 C．中国环流三号产生的能量主要来源于氢原子被加速后获得的动能 D．若某次聚变反应释放的能量为ΔE，则亏损的质量为 考点透视 六、核能的计算 真题引领 B 【变式6】（24-25高二下·河南商丘·期末）太阳在演化的末期将转化为一颗白矮星，在其演化过程中，太阳内部的若干个氦核（）聚变生成碳核（），已知的比结合能为E1，的比结合能为E2，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　） A．该核反应方程为 B．该核反应释放的核能为 C．的比结合能小于的比结合能 D．该核反应亏损的质量为 考点透视 第四部分 实战演练·重难突破 考点透视 实战演练 A 1．（24-25高二下·安徽宿州·期末）如图所示为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收能量为E的光子后跃迁到激发态，这些氢原子向低能级跃迁时共产生六种不同频率的光。已知可见光光子的能量范围约为。则根据玻尔理论可知（　　） A．用这六种不同的光照射光电管，光电管中金属的逸出功不会发生变化 B．六种不同频率的光都是可见光 C．用产生的六种光照射到逸出功为1.89eV的光电管上，都会产生光电子 D．入射光子能量 考点透视 2．（24-25高二下·浙江金华·期末）图甲为氢原子的能级图，大量处于第3能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2种频率的a、b光可让光电管发生光电效应。图丙为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（　　） A．a光光子的能量为 10.2eV B．光电管中金属的逸出功为2.25eV C．a光的光照强度减小，光电子的最大初动能也减小 D．图乙中滑片P从O向N端移动过程中，电流表示数逐渐减小 实战演练 B 考点透视 实战演练 D 3．（24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期末）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出某种粒子，结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半径分别，则下列说法正确的是（　　） A．原子核发生衰变 B．径迹1是衰变后粒子的径迹 C．若衰变方程是，则衰变后新核 和射出的粒子的动能之比为117：2 D．若衰变方程是，则 考点透视 4．（24-25高二下·甘肃天水·期末）（多选）在光电效应实验中，用不同频率的光照射某金属，测得遏止电压与入射光频率的关系图像如图甲所示。氢原子的能级图如图乙所示，现用大量处于第五能级的氢原子跃迁时向外辐射的光照射该金属，其中从第二能级跃迁到第一能级时辐射光的频率为，电子所带的电荷量为，下列说法正确的是（　　） A．普朗克常量 B．该金属的逸出功为 C．该金属的逸出功为10.2eV D．氢原子辐射的光子均能使该金属发生光电效应 实战演练 AC 考点透视 5．（24-25高二下·新疆乌鲁木齐·期末）（多选）巴耳末系是指氢原子从，能级跃迁到能级时形成的光谱，其能级图如图甲所示，因瑞士数学教师巴耳末于1885年总结出其波长通项公式（巴耳末公式）而得名。图乙中给出了巴耳末谱线对应的波长，已知可见光的光子能量在到之间，普朗克常量，则下列说法正确的是（　　） A．谱线对应光子的能量小于谱线对应光子的能量 B．该组谱线的光照射极限频率为的钨，能发生光电效应现象 C．按玻尔原子模型，与谱线对应的跃迁是从能级到能级 D．巴耳末系、、、谱线均属于可见光 实战演练 AD 考点透视 实战演练 AD 6．（24-25高二下·重庆南岸·期末）（多选）考古学家常常利用文物中“碳—14”的含量来测定其年份，“碳—14”测年法的依据如下：生物死亡后，其“碳—14”的含量大概每过5730年会减少到原来的一半。放射性元素的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．核的中子数是7个 B．衰变放出的电子来自核外电子 C．40个核经过2个半衰期后，一定还剩下10个 D．的半衰期与所处的物理状态或化学状态无关 考点透视 Thank you 感谢聆听 每天解决一个小问题，每周攻克 一个薄弱点，量变终会引发质变。 教师寄语 考点透视 $