近代物理初步的命題趨勢分析

湖南

近代物理初步的主要考點包括：①氫原子光譜、氫原子能級結構和能級公式；②原子核、核反應方程和核能；③光電效應、愛因斯坦光電效應方程。高考命題的傳統方法是各小部分知識相對獨立，比較強調知識的識記，但從近年的高考命題來看，命題方向有了很大的變化，開始注重板塊內的知識綜合，知識跨度大，所以，在2021年的高考復習中必須強調緊扣教材、有機拓展，才能做到有效復習。高考時才能從容不迫、應對自如。

一、近代物理初步高考命題趨勢一：板塊內知識大融合

從全國卷Ⅰ的“人造太陽”、核聚變發電、質量虧損、核能的計算，到北京卷的氫原子能級、原子躍遷、能量變化，再到江蘇卷的原子躍遷結合物質波，以及天津卷的物理學史、示意圖、核式結構模型和浙江卷的物質波、天然放射現象、光電效應和波粒二象性的組合，都體現了近代物理知識的大融合特性，是近代物理初步命題的第一趨勢。

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A.該同位素原子核中的中子數為82，過剩中子的數量為40

B.采用物理和化學方法可以有效改變放射性元素的半衰期

D.該同位素發生α衰變和β衰變后有時還會發生γ衰變

【解析】該原子的中子數為128-46=82，原子核中的質子數和核外電子數都是46，所以中子數與電子數之差為82-46=36，這即是過剩中子的數量，故A錯誤；原子核的半衰期不隨原子的物理狀態、化學狀態的改變而改變，所以不能采用物理和化學方法改變放射性元素的半衰期，B錯誤；因為發生β衰變質量數不變，由于質量數變化128-96=32，一次α衰變的質量數減少4，故發生α衰變的次數為8次，則電荷數減少16，減少后電荷數為46-16=30，發生一次β衰變電荷數加1，由42-30=12可知，發生β衰變的次數為12次，C正確；在發生α衰變和β衰變的同時總是還伴隨著有γ衰變發生，γ衰變不能單獨發生，D錯誤。

【點評】本題考查的物理學科素養是物理觀念中的物質觀念和科學思維中的科學推理，即在核反應方程中注重物質性，利用質量數守恒和電荷數守恒進行相關推理得出結論。

二、近代物理初步高考命題趨勢二：考查知識點的輪動

從前些年的高考命題來看，特別是把選修3—5由選考改為必考的最初兩三年，難度和能力要求都比較低，故近代物理大多考查的都是原子核和波粒二象性，且綜合性不強，而2020年的北京卷和江蘇卷都開始考查難度較大的原子能級躍遷的知識點，能力要求也相對較高。

【例2】如圖所示為氫原子的能級示意圖。一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光子再照射到逸出功為1.90 eV的金屬銫上，則下列說法中正確的是

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A.總共有4種光子可以使金屬銫發生光電效應

B.金屬銫表面溢出的所有光電子中初動能的值為10.19 eV

C.根據物質波的知識可判斷出，從n=4躍遷到n=1發出的光子能量最大，從n=4躍遷到n=3發出的光子動量最大

D.氫原子躍遷發出的光子使金屬銫發生光電效應，既顯示了光的粒子性，又顯示了光的波動性

【點撥】在計算原子躍遷過程中發出光子的種類和數量的問題時，最好能夠作出原子躍遷示意圖，光子種類按照排列、組合，可以根據組合公式計算，數量比較小時也可以直接計算，計算光子數量時可以結合統計規律及題目給出條件按照一定的分配規律進行計算。

三、近代物理初步命題趨勢三：與實際相聯系及向板塊外的遷移和延伸

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A.5.0×1014B.1.0×1016

C.2.0×1016D.1.0×1018

【點悟】本題巧妙地將衰變反應產生的電子結合電流的概念聯系在一起，創意新，能夠培養學生的發散思維，讓學生學會將所學知識遷移到新的情景中來。

四、近代物理初步的新題賞析

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A.鉺153原子核內的中子數一定少于質子數

B.鉺153的半衰期一定比鉺167的半衰期更長

C.鉺153的結合能一定比鉺167的結合能更大

D.鉺153的比結合能一定比鉺167的比結合能更大

【解析】鉺153原子核內的中子數為153-68=85，而質子數為68，故中子數比質子數多，A錯誤；鉺153是短壽命缺中子核，半衰期比鉺167更短，中子數更少，故B錯誤；原子核的核子數越多結合能越大，故C錯誤；原子核的結合能除以核子數等于比結合能，同種元素的原子核中核子個數相對較少的結構較穩定，比結合能也較大，故D正確。

【點睛】原子核的比較和計算過程都具有相對性，并不是絕對的，比如說鉺153是短壽命缺中子核是相對鉺167，原子核中核子個數相對較少的結構較穩定，比結合能也較大，大多數原子核也是如此，但也有特殊的，但原子核的核子數越多結合能越大卻是絕對的，把握好原子核有關的相對性可以精準解題。