实战高考·二轮热点题型归纳与变式演练·专题16 历代物理学初步及原子物理-2023年高考物理毕业班二轮热点题型归纳与变式演练（全国通用）

专题16：历代物理学初步及原子物理

考点01光电效应

考点02原子结构及能级跃迁

考点03核反应方程及核能的计算

考点01　光电效应

【考点诠释】

1．两条主线

（1）光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；

（2）光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。

2．三个关系式

（1）爱因斯坦光电效应方程：E_k＝hν－W₀。

（2）最大初动能与遏止电压的关系：E_k＝eU_c。

（3）逸出功与极限频率的关系：W₀＝hν₀。

3．光电效应的三类图象

最大初动能（Ek）与入射光频率（ν）的关系图线W0＝|－E|＝E图线斜率k＝h	光电流与光的颜色、强度和电压关系图线Ek＝eUc	遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线h＝ke

【变式1-2】

【变式1-3】

【变式1-4】

考点02　原子结构及能级跃迁

【考点诠释】氢原子的能级、能级公式

（1）氢原子的能级：能级图如图所示

（2）氢原子的能级和轨道半径

①氢原子的能级公式：

E_n＝E₁（n＝1,2,3，…），其中E₁为基态能量，其数值为E₁＝－13.6eV。

②氢原子的半径公式：r_n＝n²r₁（n＝1,2,3，…），其中r₁为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r₁＝0.53×10^－10m。

【变式2-1】

考点03　核反应方程及核能的计算

【考点诠释】

1．核反应的四种类型

方程类型	核反应方程示例
衰变	α衰变：U→Th＋He（核内2H＋2n→He） β衰变：Th→Pa＋e（核内n→H＋e） P→Si＋e（核内H→n＋e） γ辐射：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级
人工核转变	N＋He→O＋H（发现质子的核反应） Be＋He→C＋n（发现中子的核反应） Al＋He→P＋n　P→Si＋e（人工制造放射性同位素）
重核的裂变	U＋n→Ba＋Kr＋3n
轻核的聚变	H＋H→He＋n（需要几百万度高温，所以又叫热核反应）

2．核反应方程的书写

（1）核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替。

（2）核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化（质量亏损）且释放出核能。

（3）核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反应方程。

3．核衰变问题

（1）核衰变规律：m＝m₀，N＝N₀。

（2）α衰变和β衰变次数的确定方法

①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。

②方法二：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解。

4．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×931.5MeV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。

【变式3-1】

【变式3-2】

【变式3-3】

（2022·湖南卷·T1）

（2022·广东卷·T5）

（2022·山东卷·T1）

（2022·全国甲卷·T17）

（2022·浙江6月卷·T14）

（2021·天津市红桥区二检）

（2021·北京市海淀区一模）

[粤教版选修3－5P₉₇T₂]

（2020·黑龙江齐齐哈尔一模）

（2020·安徽省宣城市第二次调研）

（2020·武汉质检）

（2020·西安检测）

（2020·河南省中原名校第四次模拟）

（2020·山西省晋城市第一次模拟）

（2020·山西太原一模）

（2020·濮阳市第三次模拟）