真题必读：专题五 命题区间16　原子物理--《高考快车道》2026版高考物理母题必读及衍生

　原子物理
命题区间 高考题型 近年考频
原子物理 光电效应　波粒二象性 2024年湖南卷T1　　2024年新课标卷T17　　2024年辽宁卷T8 2023年辽宁卷T6 2022年湖南卷T1
原子结构与玻尔理论 2024年江西卷T2　　2023年山东卷T1　　2023年湖北卷T1 2022年广东卷T5 2020年1月浙江卷T14
原子核及其衰变 2024年山东卷T1　　2024年湖北卷T2　　2024年江苏卷T3 2024年河北卷T1 2024年全国甲卷T14 2023年湖南卷T1 2022年山东卷T1 2021年山东卷T1 2021年广东卷T1
命题分析 素养落实
纵观近几年的高考试题，对本部分知识点的考查主要集中在原子核的衰变、核反应方程的书写、核能的计算等几个方面，有时考查光电效应、原子跃迁等知识点，考题以选择题的形式呈现，题目难度不大。 1．掌握光电效应现象的两个重要关系 2．氢原子的能级跃迁规律 3．核反应方程的书写及分类 4．α衰变、β衰变次数的确定方法 5．核能的计算
光电效应　波粒二象性
1．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。
2．爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0的研究对象是金属表面的电子，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大(如图所示)，直线的斜率为h，直线与ν轴的交点的物理意义是极限频率νc，直线与Ek轴交点的物理意义是逸出功W0的负值。
　(2023·辽宁卷T6)原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则(　　)
A．①和③的能量相等
B．②的频率大于④的频率
C．用②照射该金属一定能发生光电效应
D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek
命题立意：本题综合考查光电效应与原子跃迁
第一步：由能级图判断出①②③④光子能量的大小
第二步：由光电效应产生的条件分析
规范解答：由题图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；
因为②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②的频率小于④的频率，选项B错误；
因为②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，即②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；
因为④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因为用①照射某金属表面时逸出光电子的最大初动能为Ek，则根据Ekm＝hν－W逸出功可知用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。
故选A。
[答案]　A
难点：正确理解跃迁放出的光子能量等于能级差及光电效应产生的条件
原子结构与玻尔理论
原子能级跃迁问题的解题技巧
(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，即ΔE＝hν＝|E初－E末|。
(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。
(3)一个处于第n能级的氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n－1。
(4)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。
①用数学中的组合知识求解：
N＝＝。
②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。
(5)计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率和波长时，要注意各能级的能量值均为负值，且单位为电子伏特，计算时需换算单位，1 eV＝1.6×10-19 J。
　(2022·广东卷T5)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为En＝，其中E1＝－13.6 eV。如图是按能量排列的电磁波谱，要使n＝20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是(　　)
A．红外线波段的光子
B．可见光波段的光子
C．紫外线波段的光子
D．X射线波段的光子
命题立意：考查氢原子跃迁的理解和计算
第一步：计算使n＝20的氢原子电离需要吸收的能量
第二步：对比此能量属于什么波段
规范解答：要使处于n＝20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为
E＝0－eV＝0.034 eV
则被吸收的光子是红外线波段的光子。
故选A。
[答案]　A
难点：电离能的计算
易错：不理解需要吸收光子的能量等于氢原子电离能
原子核及其衰变
1．衰变规律及实质
衰变类型 α衰变 β衰变
衰变方程
衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 中子转化为质子和电子
衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒
2．半衰期的理解
(1)半衰期研究对象一定是大量的、具有统计意义的数量。
(2)半衰期永不变。
(3)半衰期的公式：N余＝N原，m余＝m原。
3．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，物体的能量增加，质量也增加；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。
　(2024·山东卷T1)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(　　)
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
命题立意：本题考查核反应方程、半衰期等原子物理基本概念
第一步：根据质量数守恒和电荷数守恒判断核反应类型
第二步：由半衰期概念分析
规范解答：根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生电子，即β粒子，故A错误；
根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生e，即α粒子，故B错误；
根据题意可知的半衰期大于r的半衰期，现用相同数目的r和各做一块核电池，经过相同的时间经过的半衰期的次数多，所以剩余的r数目小于的数目，故C错误，D正确。
故选D。
[答案]　D
难点：理解核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒
易错：不清楚半衰期规律而出错
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