第第頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁2025年高考物理總復習《物理學史及近代物理》專項測試卷帶答案學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________題型一光電效應【典例分析1】（2023·陜西商洛·統考一模）第十四屆光電子產業博覽會于2023年7月在北京國家會議中心舉行，其中光電繼電器是主要的展品之一，光電繼電器可以用于自動控制，如自動計數、自動報警、自動跟蹤等，其原理是光電效應。圖為研究光電效應的電路，滑片P的初位置在O點的正上方，用頻率為ν的光照射陰極K，將滑片P向a端移動，當電壓表的示數為U時，微安表的示數恰好為0。已知普朗克常量為h，陰極K的截止頻率為，光電子所帶的電荷量為-e，則陰極K的逸出功為（）

A． B． C． D．【典例分析2】．（2023上·安徽·高三統考階段練習）某氦氖激光器的發光功率為，能發射波長為的單色光，則（取普朗克常量，真空中光速）A．一個光子的能量為B．一個光子的能量為C．每秒發射的光子數為個D．每秒發射的光子數為個【方法提煉】求解光電效應問題的五個關系與四種圖象(1)五個關系①逸出功W0一定時，入射光的頻率決定著能否產生光電效應以及光電子的最大初動能。②入射光的頻率一定時，入射光的強度決定著單位時間內發射出來的光電子數。③愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0。④光電子的最大初動能Ek可以利用光電管用實驗的方法測得，即Ek＝eUc，其中Uc為遏止電壓。⑤光電效應方程中的W0為逸出功。它與極限頻率νc的關系是W0＝hνc。(2)四種光電效應的圖象圖象名稱圖線形狀由圖線直接(或間接)得到的物理量最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖線(1)極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標νc(2)逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的絕對值W0＝|－E|＝E(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關系(1)遏止電壓Uc：圖線與橫軸交點的橫坐標(2)飽和光電流Im：電流的最大值(3)最大初動能：Ek＝eUc顏色不同時，光電流與電壓的關系(1)遏止電壓Uc1、Uc2(2)飽和光電流(3)最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖線(1)極限頻率νc：圖線與橫軸的交點的橫坐標值(2)遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大(3)普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke【變式演練】1.（2023上·浙江臺州·高三校聯考階段練習）如圖所示為研究光電效應的電路圖，滑動變阻器的滑片初始時置于最左端，閉合開關后在電路中形成光電流?，F將滑片從最左端向右移動滑動的過程中，光電流i與電壓u的關系圖正確的是（）A． B．C． D．2．（2023上·江蘇泰州·高三校聯考階段練習）某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置探究不同金屬發生光電效應時的實驗規律，當用頻率為v的入射光照射金屬時電流表示數不為零，向右調節滑動變阻器的滑片P，直到電流表的示數剛好為零，此時電壓表的示數為，該電壓稱為遏止電壓，該實驗小組得到與v的關系如圖乙中的①所示，則下列有關說法中正確的是（）A．實驗時電源的左端為正極B．分別用從氫原子能級2到1和能級3到1輻射的光照射金屬得到遏止電壓和，則C．換用不同的光照射逸出功更大的金屬時，得到的關系可能如圖乙中的②所示D．當滑片P向左滑動的過程中電流表的示數先增加后不變3．（2024下·北京順義·高三牛欄山一中?？茧A段練習）如圖甲所示的電路，可用于研究光電效應中光電流大小與照射光的強弱、頻率等物理量的關系。圖中A、K兩極間的電壓大小可調，電源的正負極也可以對調。分別用a、b、c三束單色光照射，調節A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關系如圖乙所示。由圖可知（

）A．研究遏止電壓時，電源左端應為負極B．單色光b光子的能量小于單色光a光子的能量C．單色光b的頻率小于單色光a的頻率D．單色光a和c的頻率相同，但a光強度更強些4．（2023·廣東廣州·高三廣州市第十六中學校考期末）光電效應實驗，得到光電子最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關系如圖所示。普朗克常量、金屬材料的逸出功分別為（）A．， B．， C．， D．，5．（2023上·廣東深圳·高三統考期末）在光電效應實驗中，分別用頻率為、的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為和、光電子的最大初動能分別為和。h為普朗克常量。下列說法正確的是（）A．若，則一定有B．若，則一定有C．若，則一定有D．若，則一定有題型二原子結構和能級躍遷【典例分析1】（2023·貴州·校聯考模擬預測）如圖是氫原子的能級圖，現有大量處于激發態的氫原子，下列說法正確的是（

）A．每個氫原子向低能級躍遷時，共發出3種頻率的光B．這些氫原子向低能級躍遷時，共發出3種頻率的光C．這些氫原子向低能級躍遷時需要吸收1.51eV的能量D．這些氫原子只有吸收13.6eV的光子時才能電離【典例分析2】．（2024·廣西貴港·統考模擬預測）城市夜景因綻放的霓虹燈變得多姿多彩。霓虹燈發光原理是不同氣體原子從高能級向低能級躍遷時發出能量各異的光子而呈現五顏六色，如圖為氫原子的能級示意圖，已知可見光光子能量范圍為，若一群氫原子處于能級，則下列說法正確的是（）

A．這群氫原子自發躍遷時能輻射出4種不同頻率的光B．這群氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出射線C．氫原子從能級向能級躍遷過程中發出的光為可見光D．這群氫原子自發躍遷時能輻射出3種不同頻率的可見光【方法提煉】原子能級躍遷問題的解題技巧(1)原子躍遷時，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級之間的能量差，即ΔE＝hν＝|E初－E末|。(2)原子電離時，所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值。(3)一群氫原子和一個氫原子不同，氫原子核外只有一個電子，這個電子在某時刻只能處在某一個確定的軌道上，在某段時間內，由這一軌道躍遷到另一較低能級軌道時，可能的情況只有一種，所以一個氫原子從n能級躍遷發射出光子的最多可能種類N＝n－1。但是如果有大量n能級的氫原子，它們的核外電子向低能級躍遷時就會有各種情況出現了，發射光子的種類N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)。(4)計算氫原子能級躍遷放出或吸收光子的頻率和波長時，要注意各能級的能量值均為負值，且單位為電子伏，計算時需換算單位，1eV＝1.6×10－19J。(5)氫原子能量為電勢能與動能的總和，能量越大，軌道半徑越大，勢能越大，動能越小?！咀兪窖菥殹?.（2023上·河北·高三石家莊一中校聯考期中）1885年巴耳末提出了巴耳末系公式，叫里德伯常量，在此基礎上玻爾用能級全面打開了氫原子光譜的密碼，其中一部分發光譜線的頻率公式為，其中為氫原子基態能量，為氫原子激發態能量，且，h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，下列說法正確的是（）A．若用頻率來表示巴耳末公式，則巴耳末公式為B．可以用巴耳末公式計算氫原子從能級向能級躍遷時放出的光子頻率C．用玻爾的頻率公式計算氫原子從能級向能級躍遷時放出的光子頻率最大D．若氫原子從的能級向的能級躍遷時可得出之間滿足的關系式為2．（2023上·河南新鄉·高三長垣市第一中學?？茧A段練習）如圖所示為玻爾理論的氫原子能級圖，當一群處于激發態能級的氫原子向低能級躍遷時，發出的光中有兩種頻率的光能使某種金屬發生光電效應，以下說法中正確的是（）A．這群氫原子由能級向低能級躍遷時能發出6種不同頻率的光B．這種金屬的逸出功一定小于10.2eVC．用發出的波長最短的光照射該金屬時產生光電子的最大初動能一定大于3.4eVD．由能級躍遷到能級時產生的光一定能夠使該金屬發生光電效應3．（2023下·江蘇鹽城·高三江蘇省阜寧中學?？奸_學考試）如圖為氫原子的能級圖，已知可見光的光子能量范圍約為1.62～3.11eV，以下說法正確的是（）A．氫原子從高能級向基態躍遷時可能發射γ光子B．用能量為11.0eV的光子激發處于基態的氫原子，可使其躍遷到激發態C．原子躍遷到低能級后電子動能增大D．處于n=2能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離題型三原子核的衰變、核反應與核能【典例分析1】．（2024·云南紅河·統考一模）日本于2023年8月24日將福島第一核電站核廢水排入大海，對海洋生態造成惡劣影響。核廢水中含有氚、鍶90、銫137、碘129等放射性元素，其中銫137的半衰期約30年，衰變方程為。下列說法正確的是（）A．X是粒子B．X是粒子C．衰變過程中質量守恒D．100個銫137原子核經過30年后一定還有50個未衰變【典例分析2】．（2023上·江西贛州·高三校聯考階段練習）2023年，中國全超導托卡馬克核反應實驗裝置（EAST）創造新的世界紀錄，成功實現穩態高約束模式等離子體運行403秒。核技術于現代社會的應用非常廣泛，人類對于核反應的研究已經覆蓋到電力、醫療、軍事、工業等各個領域，下列核反應方程中括號內的粒子為α粒子的是（

）A．（

） B．（

）C．（

） D．（

）【典例分析3】（2023·河南鄭州·高三?？计谥校╈o止在勻強磁場中的核發生α衰變，產生一個未知粒子x，它們在磁場中的運動徑跡如圖所示．下列說法正確的是（

）A．該核反應方程為B．粒子和粒子x在磁場中做圓周運動時轉動方向相同C．軌跡1、2分別是粒子、x粒子的運動徑跡D．粒子、x粒子運動徑跡半徑之比為45：1【方法提煉】1.原子核的衰變問題(1)衰變實質：α衰變是原子核中的2個質子和2個中子結合成一個氦核并射出；β衰變是原子核中的一個中子轉化為一個質子和一個電子，再將電子射出；γ衰變伴隨著α衰變或β衰變同時發生，不改變原子核的質量數與電荷數，以光子形式釋放出衰變過程中的多余能量。(2)核衰變規律：，其中t為衰變的時長，τ為原子核的半衰期。衰變的快慢由原子核內部因素決定，跟原子所處的物理、化學狀態無關；半衰期是統計規律，對個別、少數原子核無意義。(3)α衰變和β衰變次數的確定方法①方法一：由于β衰變不改變質量數，故可以先由質量數改變確定α衰變的次數，再根據電荷數守恒確定β衰變的次數。②方法二：設α衰變次數為x，β衰變次數為y，根據質量數和電荷數守恒列方程組求解。2．三種射線(1)α射線：穿透能力最弱，電離作用最強。(2)β射線：穿透能力較強，電離作用較弱。(3)γ射線：穿透能力更強，電離作用更弱。3．核反應方程(1)核反應方程遵循的規律核反應方程遵循質量數、電荷數守恒，但核反應前后的總質量一般會發生變化(質量虧損)且釋放出核能。核反應過程一般不可逆，所以核反應方程中用“→”表示方向而不能用等號代替。(2)核反應類型①衰變α衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e②原子核的人工轉變質子的發現：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H中子的發現：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n人工放射性同位素的發現：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)neq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e③重核裂變例如：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n。④輕核聚變例如：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n。4．核能的計算方法(1)根據愛因斯坦質能方程，用核反應的質量虧損的千克數乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)。(2)根據1原子質量單位(u)相當于931.5兆電子伏(MeV)的能量，用核反應的質量虧損的原子質量單位數乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)。(3)如果核反應時釋放的核能是以動能形式呈現，則核反應過程中系統動能的增量即為釋放的核能。【變式演練】1.（2023上·寧夏銀川·高三校聯考階段練習）下面說法中，其中符合物理學發展過程或事實的選項是（）A．湯姆生發現了電子，并精確地測出電子的電荷量B．盧瑟福最先發現了質子，并預言中子的存在C．查德威克用粒子轟擊獲得核，并發現了中子D．+++3X，其中X為粒子2．（2024·安徽·校聯考模擬預測）2023年8月24日，日本政府啟動了福島核污染水排海計劃.核污染水中含有60余種放射性物質，這將對全球海洋環境和人類健康造成難以估量的影響.關于放射性元素的半衰期，下列說法正確的是（）A．大量放射性元素的原子核經過2個半衰期后，已衰變的原子核質量與未衰變原子核質量之比為3:1B．大量放射性元素的原子核經過2個半衰期后，已衰變的原子核質量與衰變前原子核質量之比為1:4C．大量放射性元素的原子核經過2個半衰期后，產生的新原子核質量與衰變前原子核質量之比為3:4D．放射性元素的半衰期夏天可能會比冬天的短3．（2023·廣西南寧·南寧三中?？寄M預測）核能是蘊藏在原子核內部的能量。核能的發現是人們探索微觀物質結構的一個重大成果，關于人類對原子核的認識中，下列說法正確的是（）A．盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，提出了原子的“棗糕模型”B．原子核衰變過程中，電荷數和質量數都守恒C．已知的半衰期是87.7年，1000個經過87.7年后一定還剩余500個D．原子核的結合能越大，表示核子結合得越牢固，原子就越穩定4．（2023·海南省直轄縣級單位·統考模擬預測）在勻強磁場中有一個靜止的氡原子核（），由于衰變它放出一個粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個相互外切的圓，大圓與小圓的直徑之比為，如圖所示，那么氡核的衰變方程應是下列方程中的哪一個（

）

A． B．C． D．5.（2023上·浙江·高三校聯考階段練習）硼中子俘獲療法是腫瘤治療的新技術，其原理是進入腫瘤細胞內的硼核（）吸收慢中子，轉變成鋰核（）和X粒子，并釋放出γ光子。已知γ光子的能量為E0，普朗克常量為h，真空中的光速為c，原子核比結核能與質量數關系圖像如圖所示，則下列說法正確的是（）A．該核反應屬于β衰變 B．γ光子的動量為C．X粒子為 D．硼核的結合能大于X粒子的結合能題型四物理學史及物理學思想方法【典例分析1】（2023上·江蘇揚州·高三揚州中學?？茧A段練習）下列說法中正確的是（）A．單擺的等時性是由惠更斯首先發現的B．奧斯特發現了磁能生電C．麥克斯韋最先通過實驗捕捉到了電磁波D．普朗克提出了能量子假說【典例分析2】（2023上·山東聊城·山東省聊城第三中學?？计谀┰谖锢韺W發展過程中，科學家們運用了許多研究方法。下列說法正確的是（）A．重心、合力概念的提出，體現了等效思想B．用質點代替有形狀和大小的物體的理想化模型法是不科學的C．牛頓的理想實驗將實驗和邏輯推理結合得出了力不是維持物體運動的原因D．根據平均速度的定義式，當時，就可以表示物體在時刻的瞬時速度，該定義運用了微元法【方法提煉】一重要物理思想方法歸納1．理想模型法為了便于進行物理研究或物理教學而建立的一種抽象的理想客體或理想物理過程，突出了事物的主要因素、忽略了事物的次要因素．理想模型可分為對象模型(如質點、點電荷、理想變壓器等)、條件模型(如光滑表面、輕桿、輕繩、勻強電場、勻強磁場等)和過程模型(在空氣中自由下落的物體、拋體運動、勻速直線運動、勻速圓周運動、恒定電流等)．2．極限思維法就是人們把所研究的問題外推到極端情況(或理想狀態)，通過推理而得出結論的過程．在用極限思維法處理物理問題時，通常是將參量的一般變化推到極限值，即無限大、零值、臨界值或特定值的條件下進行分析和討論．如公式v＝eq\f(Δx,Δt)中，當Δt→0時，v是瞬時速度．3．理想實驗法也叫作實驗推理法，就是在物理實驗的基礎上，加上合理的科學的推理得出結論的方法就叫作理想實驗法，這也是一種常用的科學方法．如由伽利略斜面實驗推導出牛頓第一定律等．4．微元法微元法是指在處理問題時，從對事物的極小部分(微元)分析入手，達到解決事物整體目的的方法．它在解決物理學問題時很常用，思想就是“化整為零”，先分析“微元”，再通過“微元”分析整體．5．比值定義法就是用兩個基本物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法，特點是A＝eq\f(B,C)，但A與B、C均無關．如a＝eq\f(Δv,Δt)、E＝eq\f(F,q)、C＝eq\f(Q,U)、I＝eq\f(q,t)、R＝eq\f(U,I)、B＝eq\f(F,IL)、ρ＝eq\f(m,V)等．6．放大法在物理現象或待測物理量十分微小的情況下，把物理現象或待測物理量按照一定規律放大后再進行觀察和測量，這種方法稱為放大法．常見的方式有機械放大、電放大、光放大．7．控制變量法決定某一個現象的產生和變化的因素很多，為了弄清事物變化的原因和規律，必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，研究其他兩個變量之間的關系，這種方法就是控制變量法．比如探究加速度與力、質量的關系，就用了控制變量法．8．等效替代法在研究物理問題時，有時為了使問題簡化，常用一個物理量來代替其他所有物理量，但不會改變物理效果．如用合力替代各個分力，用總電阻替代各部分電阻等．9．類比法也叫“比較類推法”，是指由一類事物所具有的某種屬性，可以推測與其類似的事物也應具有這種屬性的推理方法．其結論必須由實驗來檢驗，類比對象間共有的屬性越多，則類比結論的可靠性越大．如研究電場力做功時，與重力做功進行類比；認識電流時，用水流進行類比；認識電壓時，用水壓進行類比．二、重要物理學史歸納總結科學家國籍主要貢獻伽利略意大利①1638年，論證較重物體不會比較輕物體下落得快；②伽利略理想實驗指出：在水平面上運動的物體，若沒有摩擦，將保持這個速度一直運動下去；③伽利略在教堂做禮拜時發現擺的等時性，惠更斯根據這個原理制成歷史上第一座自擺鐘；④伽利略在1683年出版的《兩種新科學的對話》一書中，運用“觀察→假設→數學推理”的方法，詳細地研究了拋體運動牛頓英國①以牛頓三大運動定律為基礎建立牛頓力學；②1687年在《自然哲學的數學原理》上發表萬有引力定律，建立行星定律理論的基礎開普勒德國17世紀提出開普勒三大定律卡文迪許英國1798年利用扭秤裝置比較準確地測出了萬有引力常量G庫侖法國①1785年，庫侖用自己發明的扭秤建立了靜電學中著名的庫侖定律；②靜電力常量的數值是在電荷量的單位得到定義之后，后人通過庫侖定律計算得出的續表科學家國籍主要貢獻密立根美國通過油滴實驗測定了元電荷的數值，e＝1.6×10－19C富蘭克林美國①解釋了摩擦起電的原因；②通過風箏實驗驗證閃電是電的一種形式，把天電與地電統一起來，并發明避雷針歐姆德國通過實驗得出歐姆定律昂尼斯荷蘭大多數金屬在溫度降到某一值時，都會出現電阻突然降為零的現象——超導現象焦耳英國①與俄國物理學家楞次先后各自獨立發現電流通過導體時產生熱效應的規律，稱為焦耳—楞次定律；②能量守恒定律的發現者之一楞次俄國1834年楞次確定感應電流方向的定律——楞次定律奧斯特丹麥1820年，發現電流可以使周圍的磁針產生偏轉，稱為電流的磁效應洛倫茲荷蘭提出運動電荷產生了磁場和磁場對運動電荷有作用力(洛倫茲力)的觀點笛卡兒法國①在《哲學原理》中比較完整地第一次表述了慣性定律；②第一個明確地提出了“動量守恒定律”安培法國①發現了安培定則；②發現電流相互作用的規律；③提出分子電流假說法拉第英國①在1821年，法拉第在重復奧斯特“電生磁”實驗時，制造出人類歷史上第一臺最原始的電動機；②1831年發現的電磁感應現象，使人類的文明跨進了電氣化時代；③提出用電場線描述電場、用磁感線描述磁場亨利美國最大的貢獻是在1832年發現自感現象盧瑟福英國①進行了α粒子散射實驗，并提出了原子的核式結構模型；②用α粒子轟擊氮核，第一次實現了原子核的人工轉變，并發現了質子玻爾丹麥量子力學的先驅，吸取普朗克、愛因斯坦的量子概念，提出原子結構的玻爾理論貝克勒爾法國發現天然放射現象，說明原子核也有復雜的內部結構查德威克英國在α粒子轟擊鈹核時發現中子(原子核人工轉變的實驗)，由此人們認識到原子核的組成居里夫人法國發現了放射性更強的釙和鐳【變式演練】1．（2023上·山西朔州·高三統考期末）下列說法不符合物理學史的是（）A．亞里士多德認為重的物體比輕的物體下落的快B．為“沖淡”重力，伽利略設計用斜面實驗來研究小球的運動情況C．伽利略通過實驗直接驗證了自由落體運動的速度與下落時間成正比D．伽利略在研究自由落體運動過程中，把科學實驗和邏輯推理結合起來2．（2023上·湖南長沙·高三長沙一中校考階段練習）物理學的發展離不開科學家們的貢獻，他們的發現和研究成果對生活生產產生了很大的影響。下列符合物理學史的是（）A．庫侖通過油滴實驗精確測定了元電荷e的數值B．奧斯特發現了電磁感應現象，法拉第發現了電流的磁效應C．通電螺線管的磁場與條形磁鐵的磁場相似，安培由此受到啟發提出分子電流假說D．牛頓提出了萬有引力定律，并通過實驗精確測量了引力常量G的數值3．（2023上·遼寧·高三校聯考階段練習）如圖所示，小磁針水平放置于水平桌面上，一長直導線沿南北方向放置于小磁針的正上方，當在導線中通入某一方向的電流時，小磁針發生偏轉，下列說法正確的是（）A．發現電流磁效應的科學家是法拉第B．只要導線沿南北方向放置，小磁針無論放在什么位置，都能發生偏轉C．由奧斯特提出的分子電流假說可知，小磁針和電流產生磁場的本質相同D．若導線中通有由南向北的電流，小磁針靜止時N極指向西偏北方向4．（2023上·四川遂寧·高三四川省蓬溪中學校?？茧A段練習）“析萬物之理，判天地之美”，了解物理規律的發現過程，學會像科學家那樣觀察和思考，往往比掌握知識本身更重要，以下符合事實的是（）A．麥克斯韋建立了電磁場理論，預言并通過實驗證實了電磁波的存在B．庫侖通過油滴實驗精確測定了元電荷e的電荷量C．法拉第發現了電流的磁效應，拉開了研究電與磁相互關系的序幕D．焦耳發現了電流的熱效應5．（2023上·江西撫州·高三臨川一中?？计谥校┰谖锢韺W的發展過程中，許多物理學家的科學發現推動了人類社會的進步，人類社會的進步又促進了物理學的發展，下列敘述中錯誤的是（

）A．奧斯特發現了電流的磁效應 B．赫茲首次用實驗證實了電磁波的存在C．麥克斯韋提出了分子電流假說 D．法拉第發現了電磁感應現象6.（2023上·天津武清·高三天津市武清區楊村第一中學校考階段練習）物理學是集科學知識、科學方法和科學思維為一體的學科。下列有關科學思維方法的敘述正確的是（）A．圖甲所示，在觀察桌面的微小形變時，運用了極限思維法B．圖乙所示“探究兩個互成角度的力的合成規律”實驗中，運用了理想模型法C．圖丙所示的“探究向心力大小與質量、角速度、軌道半徑的關系”實驗中，運用了類比法D．圖丁為著名的伽利略斜面實驗，運用了理想實驗法7．（2023上·浙江麗水·高三校聯考階段練習）以下圖形對應的物理方法正確的是（

）A．圖甲是合理外推法 B．圖乙是放大法C．圖丙是等效法 D．圖丁是微元法8．（2023上·重慶·高三校聯考期中）“析萬物之理，判天地之美”，物理學是研究物質及其運動規律的學科，研究物理有很多方法，一個物體的各部分都受到重力的作用，從效果上看，可以認為各部分受到的重力作用集中于一點，這一點叫做物體的重心。下列與重心概念的提出用到同樣物理方法的是（）A．圖像面積的含義B．合力與分力概念的提出C．通過平面鏡觀察桌面的微小形變D．速度定義式與加速度的定義9．（2023上·廣東廣州·高三廣州市玉巖中學?？计谥校╆P于物理課本中的四幅插圖，以下說法中不正確的是（

）A．圖甲中研究鷹在空中的飛行軌跡時可將其看做質點，運用了等效替代法B．圖乙中為了描述物體位置的變化快慢定義了速度，運用了比值定義法C．圖丙中用極短曝光時間內小球的平均速度來表示A點的瞬時速度，運用了極限思想D．圖丁中把物體各部分所受重力集中作用于重心，運用了等效替代法10.（2023·四川資陽·統考一模）物理學的發展充滿了傳奇色彩，期間涌現了一大批優秀的物理學家。以下說法不符合史實的是（）A．牛頓首次給出了物理學正確的研究方法（發現問題—提出假說—邏輯推理—實驗驗證—得出結論），他的工作標志著物理學的真正開端B．第谷接受了哥白尼的日心說觀點，并根據開普勒對行星運動觀察記錄的數據，應用嚴密的數學運算，得出了開普勒行星運動定律C．牛頓通過比較月球公轉的向心加速度和地球赤道上物體隨地球自轉的向心加速度，對萬有引力定律進行了“月—地檢驗”D．卡文迪許在實驗室里通過對幾個鉛球之間萬有引力的測量，得出了引力常量的數值。引力常量的普適性成了萬有引力定律正確性的有力證據E．卡文迪許被譽為第一個稱量出地球質量的人11.（2023上·湖南岳陽·高三湖南省平江縣第一中學?？茧A段練習）用物理量之比定義新的物理量是物理學中常用的方法。例如，用質量m與體積V之比定義密度ρ，用位移x與時間t之比定義速度v。這樣定義一個新物理量的同時，也就確定了這個新的物理量與原有物理量之間的關系。下列物理量的定義屬于比值定義式的是（）A．電場強度 B．電勢C．電流 D．磁感應強度12．（2023上·河北滄州·高三校聯考階段練習）關于形變，下列說法正確的是（）A．圖甲中的人下落到最低點時，橡皮繩的形變量不再增大，就沒有了彈力B．圖甲中的人下落到最低點時，橡皮繩的伸長量最大，彈力最大C．圖乙是微小的形變，觀察此形變采用的是放大法D．圖乙中的桌面很硬，放上重物后，桌面沒有發生形變參考答案題型一光電效應【典例分析1】（2023·陜西商洛·統考一模）第十四屆光電子產業博覽會于2023年7月在北京國家會議中心舉行，其中光電繼電器是主要的展品之一，光電繼電器可以用于自動控制，如自動計數、自動報警、自動跟蹤等，其原理是光電效應。圖為研究光電效應的電路，滑片P的初位置在O點的正上方，用頻率為ν的光照射陰極K，將滑片P向a端移動，當電壓表的示數為U時，微安表的示數恰好為0。已知普朗克常量為h，陰極K的截止頻率為，光電子所帶的電荷量為-e，則陰極K的逸出功為（）

A． B． C． D．【答案】A【詳解】陰極K的截止頻率為ν?，則逸出功又根據則故選A?！镜淅治?】．（2023上·安徽·高三統考階段練習）某氦氖激光器的發光功率為，能發射波長為的單色光，則（取普朗克常量，真空中光速）A．一個光子的能量為B．一個光子的能量為C．每秒發射的光子數為個D．每秒發射的光子數為個【答案】A【詳解】一個光子的能量為每秒發射的光子數為故選A。【方法提煉】求解光電效應問題的五個關系與四種圖象(1)五個關系①逸出功W0一定時，入射光的頻率決定著能否產生光電效應以及光電子的最大初動能。②入射光的頻率一定時，入射光的強度決定著單位時間內發射出來的光電子數。③愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0。④光電子的最大初動能Ek可以利用光電管用實驗的方法測得，即Ek＝eUc，其中Uc為遏止電壓。⑤光電效應方程中的W0為逸出功。它與極限頻率νc的關系是W0＝hνc。(2)四種光電效應的圖象圖象名稱圖線形狀由圖線直接(或間接)得到的物理量最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖線(1)極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標νc(2)逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的絕對值W0＝|－E|＝E(3)普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關系(1)遏止電壓Uc：圖線與橫軸交點的橫坐標(2)飽和光電流Im：電流的最大值(3)最大初動能：Ek＝eUc顏色不同時，光電流與電壓的關系(1)遏止電壓Uc1、Uc2(2)飽和光電流(3)最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖線(1)極限頻率νc：圖線與橫軸的交點的橫坐標值(2)遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大(3)普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke【變式演練】1.（2023上·浙江臺州·高三校聯考階段練習）如圖所示為研究光電效應的電路圖，滑動變阻器的滑片初始時置于最左端，閉合開關后在電路中形成光電流?，F將滑片從最左端向右移動滑動的過程中，光電流i與電壓u的關系圖正確的是（）A． B．C． D．【答案】C【詳解】由圖可知，光電管兩端加的是反向電壓，將滑片從最左端向右移動滑動的過程中，反向電壓逐漸增大，單位時間內到達對陰極A處的電子越來越少，導致光電流逐漸減小，到反向電壓達到遏止電壓時，光電流消失。故選C。2．（2023上·江蘇泰州·高三校聯考階段練習）某實驗小組用如圖甲所示的實驗裝置探究不同金屬發生光電效應時的實驗規律，當用頻率為v的入射光照射金屬時電流表示數不為零，向右調節滑動變阻器的滑片P，直到電流表的示數剛好為零，此時電壓表的示數為，該電壓稱為遏止電壓，該實驗小組得到與v的關系如圖乙中的①所示，則下列有關說法中正確的是（）A．實驗時電源的左端為正極B．分別用從氫原子能級2到1和能級3到1輻射的光照射金屬得到遏止電壓和，則C．換用不同的光照射逸出功更大的金屬時，得到的關系可能如圖乙中的②所示D．當滑片P向左滑動的過程中電流表的示數先增加后不變【答案】D【詳解】A．因滑片向右調節滑動變阻器的滑片P，可使電流表的示數為零，此時光電管加反向電壓，則光電管右端電勢高，則電源右端為正極，故A錯誤；C．根據eUc=hν-W逸出功可得換用不同的光照射逸出功更大的金屬K2時，所得到的關系圖像與橫軸的截距較大，但是直線斜率相同，故C錯誤；B．氫原子從能級2躍遷到能級1輻射出的光子能量小于從能級3躍遷到能級1輻射出的光子能量，根據E=hν可知，氫原子從能級2躍遷到能級1輻射出的光子頻率小于從能級3躍遷到能級1輻射出的光子頻率，而根據愛因斯坦的光電效應方程eUc=Ek=hν-W逸出功可知Uc1＜Uc2故B錯誤；D．滑片P初始位置應該是在中間，此時加在光電管上的電壓為零，P左滑的過程中，光電管所加的正向電壓變大，形成的光電流逐漸增大，當達到飽和電流后電流不再變，因此可知電流表的示數先增加后不變，故D正確。故選D。3．（2024下·北京順義·高三牛欄山一中?？茧A段練習）如圖甲所示的電路，可用于研究光電效應中光電流大小與照射光的強弱、頻率等物理量的關系。圖中A、K兩極間的電壓大小可調，電源的正負極也可以對調。分別用a、b、c三束單色光照射，調節A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關系如圖乙所示。由圖可知（

）A．研究遏止電壓時，電源左端應為負極B．單色光b光子的能量小于單色光a光子的能量C．單色光b的頻率小于單色光a的頻率D．單色光a和c的頻率相同，但a光強度更強些【答案】D【詳解】A．光電子從K極逸出，研究遏止電壓時，A極板應帶負電，所以電源右端應為負極，A錯誤；BC．根據可知反向遏止電壓越大，光的頻率越大，根據可知，頻率越大，光子能量越大，所以b光的頻率大，光子能量大，BC均錯誤；D．單色光a和c照射時反向遏止電壓相等，所以兩光的頻率相同，但在相等電壓下，a光照射的光電流大，說明單位時間內光子數多，光照強度大，D正確。故選D。4．（2023·廣東廣州·高三廣州市第十六中學?？计谀┕怆娦獙嶒?，得到光電子最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關系如圖所示。普朗克常量、金屬材料的逸出功分別為（）A．， B．， C．， D．，【答案】C【詳解】根據可知，縱軸截距的絕對值等于金屬的逸出功，即圖線的斜率等于普朗克常量，即故選C。5．（2023上·廣東深圳·高三統考期末）在光電效應實驗中，分別用頻率為、的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為和、光電子的最大初動能分別為和。h為普朗克常量。下列說法正確的是（）A．若，則一定有B．若，則一定有C．若，則一定有D．若，則一定有【答案】B【詳解】AB．根據光電效應方程可知若，又逸出功相同，則有又則有故A錯誤，B正確；C．根據可知，若，則一定有，故C錯誤；D．逸出功為由于金屬的逸出功相同，則有故D錯誤。故選B。題型二原子結構和能級躍遷【典例分析1】（2023·貴州·校聯考模擬預測）如圖是氫原子的能級圖，現有大量處于激發態的氫原子，下列說法正確的是（

）A．每個氫原子向低能級躍遷時，共發出3種頻率的光B．這些氫原子向低能級躍遷時，共發出3種頻率的光C．這些氫原子向低能級躍遷時需要吸收1.51eV的能量D．這些氫原子只有吸收13.6eV的光子時才能電離【答案】B【詳解】A．每個氫原子向低能級躍遷時，最多發出2種頻率的光，故A錯誤；B．這些氫原子向低能級躍遷時，光的頻率種類有故B正確；C．這些氫原子向低能級躍遷時不需要吸收能量，輻射光子，故C錯誤；D．這些氫原子至少吸收1.51eV的光子時才能電離，故D錯誤。故選B?！镜淅治?】．（2024·廣西貴港·統考模擬預測）城市夜景因綻放的霓虹燈變得多姿多彩。霓虹燈發光原理是不同氣體原子從高能級向低能級躍遷時發出能量各異的光子而呈現五顏六色，如圖為氫原子的能級示意圖，已知可見光光子能量范圍為，若一群氫原子處于能級，則下列說法正確的是（）

A．這群氫原子自發躍遷時能輻射出4種不同頻率的光B．這群氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出射線C．氫原子從能級向能級躍遷過程中發出的光為可見光D．這群氫原子自發躍遷時能輻射出3種不同頻率的可見光【答案】D【詳解】A．這群氫原子自發躍遷時能發出光子頻率的種類為種不同頻率的光。A錯誤；B．射線為重核衰變或裂變時才會放出，氫原子躍遷無法輻射射線，B錯誤；C．這群氫原子中從能級躍遷能級時輻射出的能量為13.06eV，不在可見光光子能量范圍之內，C錯誤；D．這群氫原子從能級躍遷能級輻射出的能量是2.86eV，從能級躍遷能級時輻射出的能量為2.55eV，從能級躍遷能級輻射出的能量是1.89eV，這三個屬于可見光，其他的不屬于。D正確。故選D?！痉椒ㄌ釤挕吭幽芗壾S遷問題的解題技巧(1)原子躍遷時，所吸收或釋放的光子能量只能等于兩能級之間的能量差，即ΔE＝hν＝|E初－E末|。(2)原子電離時，所吸收的能量可以大于或等于某一能級能量的絕對值。(3)一群氫原子和一個氫原子不同，氫原子核外只有一個電子，這個電子在某時刻只能處在某一個確定的軌道上，在某段時間內，由這一軌道躍遷到另一較低能級軌道時，可能的情況只有一種，所以一個氫原子從n能級躍遷發射出光子的最多可能種類N＝n－1。但是如果有大量n能級的氫原子，它們的核外電子向低能級躍遷時就會有各種情況出現了，發射光子的種類N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)。(4)計算氫原子能級躍遷放出或吸收光子的頻率和波長時，要注意各能級的能量值均為負值，且單位為電子伏，計算時需換算單位，1eV＝1.6×10－19J。(5)氫原子能量為電勢能與動能的總和，能量越大，軌道半徑越大，勢能越大，動能越小?！咀兪窖菥殹?.（2023上·河北·高三石家莊一中校聯考期中）1885年巴耳末提出了巴耳末系公式，叫里德伯常量，在此基礎上玻爾用能級全面打開了氫原子光譜的密碼，其中一部分發光譜線的頻率公式為，其中為氫原子基態能量，為氫原子激發態能量，且，h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，下列說法正確的是（）A．若用頻率來表示巴耳末公式，則巴耳末公式為B．可以用巴耳末公式計算氫原子從能級向能級躍遷時放出的光子頻率C．用玻爾的頻率公式計算氫原子從能級向能級躍遷時放出的光子頻率最大D．若氫原子從的能級向的能級躍遷時可得出之間滿足的關系式為【答案】D【詳解】A．根據可得，用頻率來表示巴耳末公式，則巴耳末公式為由此可知，巴耳末公式只能計算能級向能級躍遷時放出的光子頻率，故AB錯誤；C．根據玻爾的頻率公式可知，氫原子從能級向能級躍遷時放出的光子頻率為氫原子從能級向能級躍遷時放出的光子頻率為由于為負，可知，故C錯誤；D．若氫原子從能級向能級躍遷時放出的光子頻率用來表示，則有對比可得故D正確。故選D。2．（2023上·河南新鄉·高三長垣市第一中學校考階段練習）如圖所示為玻爾理論的氫原子能級圖，當一群處于激發態能級的氫原子向低能級躍遷時，發出的光中有兩種頻率的光能使某種金屬發生光電效應，以下說法中正確的是（）A．這群氫原子由能級向低能級躍遷時能發出6種不同頻率的光B．這種金屬的逸出功一定小于10.2eVC．用發出的波長最短的光照射該金屬時產生光電子的最大初動能一定大于3.4eVD．由能級躍遷到能級時產生的光一定能夠使該金屬發生光電效應【答案】B【詳解】AB．一群氫原子由能級向低能級躍遷時，可輻射出3種不同頻率的光，光子的能量分別為12.09eV、10.2eV、1.89eV；根據光電效應方程可知，這種金屬的逸出功一定小于10.2eV，故A錯誤、B正確；C．用波長最短（即光子能量為12.09eV）的光照射該金屬時，其最大初動能大于故C錯誤；D．由題意可知只有兩種頻率的光能使該金屬發生光電效應，由能級躍遷到能級時產生的光，不能使該金屬發生光電效應，故D錯誤。故選B。3．（2023下·江蘇鹽城·高三江蘇省阜寧中學校考開學考試）如圖為氫原子的能級圖，已知可見光的光子能量范圍約為1.62～3.11eV，以下說法正確的是（）A．氫原子從高能級向基態躍遷時可能發射γ光子B．用能量為11.0eV的光子激發處于基態的氫原子，可使其躍遷到激發態C．原子躍遷到低能級后電子動能增大D．處于n=2能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離【答案】C【詳解】A．由能級圖可知，從能量是零躍遷到基態，放出光子的能量是13.6eV，小于γ光子的能量，因此不可能發射γ光子，A錯誤；B．11.0eV光子的能量不等于基態與其它能級間的能級差，因此不會躍遷到激發態，B錯誤；C．原子躍遷到低能級后，電子的軌道半徑減小，電子繞核做勻速圓周運動，庫侖力提供向心力，則有可得可知軌道半徑減小，則有電子動能增大，C正確；D．紫外線光子的能量大于3.11eV，處于n=2能級的氫原子吸收紫外線后，能量不一定大于零，不一定能電離，D錯誤。故選C。題型三原子核的衰變、核反應與核能【典例分析1】．（2024·云南紅河·統考一模）日本于2023年8月24日將福島第一核電站核廢水排入大海，對海洋生態造成惡劣影響。核廢水中含有氚、鍶90、銫137、碘129等放射性元素，其中銫137的半衰期約30年，衰變方程為。下列說法正確的是（）A．X是粒子B．X是粒子C．衰變過程中質量守恒D．100個銫137原子核經過30年后一定還有50個未衰變【答案】B【詳解】A．根據質量數守恒和電荷數守恒可得X的質量數為0，電荷數為-1，則X是粒子，故A錯誤，B正確；C．衰變過程存在質量虧損，質量不守恒，故C錯誤；D．半衰期是針對大量放射性元素的統計規律，對少量放射性元素不適用，故D錯誤；故選B?！镜淅治?】．（2023上·江西贛州·高三校聯考階段練習）2023年，中國全超導托卡馬克核反應實驗裝置（EAST）創造新的世界紀錄，成功實現穩態高約束模式等離子體運行403秒。核技術于現代社會的應用非常廣泛，人類對于核反應的研究已經覆蓋到電力、醫療、軍事、工業等各個領域，下列核反應方程中括號內的粒子為α粒子的是（

）A．（

） B．（

）C．（

） D．（

）【答案】C【詳解】由于質量數與核電荷數守恒。A．粒子質量數為0，質子數為-1，為電子，A錯誤；B．粒子質量數為1，質子數為0，為中子，B錯誤；C．粒子質量數為4，質子數為2，為α粒子，C正確；D．粒子質量數為1，質子數為1，為質子，D錯誤。故選C。【典例分析3】（2023·河南鄭州·高三?？计谥校╈o止在勻強磁場中的核發生α衰變，產生一個未知粒子x，它們在磁場中的運動徑跡如圖所示．下列說法正確的是（

）A．該核反應方程為B．粒子和粒子x在磁場中做圓周運動時轉動方向相同C．軌跡1、2分別是粒子、x粒子的運動徑跡D．粒子、x粒子運動徑跡半徑之比為45：1【答案】ABD【詳解】A、根據電荷數守恒、質量數守恒可知，x的質量數為238﹣4＝234，電荷數為92﹣2＝90，則該核反應方程為，故A正確．BCD、核反應前U核靜止，動量為零，根據動量守恒定律得，反應后系統總動量為零，則α粒子和x核的動量大小相等，方向相反，則r，知軌道半徑比等于兩粒子的電量之反比，為45：1，則2為α粒子的運動徑跡，因為兩粒子電性相同，速度方向相反，轉動方向相同，故C錯誤，BD正確．【方法提煉】1.原子核的衰變問題(1)衰變實質：α衰變是原子核中的2個質子和2個中子結合成一個氦核并射出；β衰變是原子核中的一個中子轉化為一個質子和一個電子，再將電子射出；γ衰變伴隨著α衰變或β衰變同時發生，不改變原子核的質量數與電荷數，以光子形式釋放出衰變過程中的多余能量。(2)核衰變規律：，其中t為衰變的時長，τ為原子核的半衰期。衰變的快慢由原子核內部因素決定，跟原子所處的物理、化學狀態無關；半衰期是統計規律，對個別、少數原子核無意義。(3)α衰變和β衰變次數的確定方法①方法一：由于β衰變不改變質量數，故可以先由質量數改變確定α衰變的次數，再根據電荷數守恒確定β衰變的次數。②方法二：設α衰變次數為x，β衰變次數為y，根據質量數和電荷數守恒列方程組求解。2．三種射線(1)α射線：穿透能力最弱，電離作用最強。(2)β射線：穿透能力較強，電離作用較弱。(3)γ射線：穿透能力更強，電離作用更弱。3．核反應方程(1)核反應方程遵循的規律核反應方程遵循質量數、電荷數守恒，但核反應前后的總質量一般會發生變化(質量虧損)且釋放出核能。核反應過程一般不可逆，所以核反應方程中用“→”表示方向而不能用等號代替。(2)核反應類型①衰變α衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e②原子核的人工轉變質子的發現：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H中子的發現：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n人工放射性同位素的發現：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)neq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e③重核裂變例如：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n。④輕核聚變例如：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n。4．核能的計算方法(1)根據愛因斯坦質能方程，用核反應的質量虧損的千克數乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)。(2)根據1原子質量單位(u)相當于931.5兆電子伏(MeV)的能量，用核反應的質量虧損的原子質量單位數乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)。(3)如果核反應時釋放的核能是以動能形式呈現，則核反應過程中系統動能的增量即為釋放的核能?！咀兪窖菥殹?.（2023上·寧夏銀川·高三校聯考階段練習）下面說法中，其中符合物理學發展過程或事實的選項是（）A．湯姆生發現了電子，并精確地測出電子的電荷量B．盧瑟福最先發現了質子，并預言中子的存在C．查德威克用粒子轟擊獲得核，并發現了中子D．+++3X，其中X為粒子【答案】B【詳解】A．湯姆生發現了電子，密立根精確地測出電子的電荷量，故A錯誤；B．盧瑟福最先發現了質子，并預言中子的存在，故B正確；C．盧瑟福用α粒子轟擊氮核，獲得反沖核氧核，發現了質子，故C錯誤；D．根據質量數守恒，電荷數守恒可知，X的電荷數為0，質量數為1，所以X為中子，故D錯誤。故選B。2．（2024·安徽·校聯考模擬預測）2023年8月24日，日本政府啟動了福島核污染水排海計劃.核污染水中含有60余種放射性物質，這將對全球海洋環境和人類健康造成難以估量的影響.關于放射性元素的半衰期，下列說法正確的是（）A．大量放射性元素的原子核經過2個半衰期后，已衰變的原子核質量與未衰變原子核質量之比為3:1B．大量放射性元素的原子核經過2個半衰期后，已衰變的原子核質量與衰變前原子核質量之比為1:4C．大量放射性元素的原子核經過2個半衰期后，產生的新原子核質量與衰變前原子核質量之比為3:4D．放射性元素的半衰期夏天可能會比冬天的短【答案】A【詳解】ABC．放射性元素的原子核經過2個半衰期后，剩余未衰變的原子核質量與衰變前原子核質量之比為1:4，則已衰變的原子核質量與未衰變原子核質量之比為3:1，故A正確，BC錯誤；D．放射性元素的半衰期跟溫度無關，故D錯誤。故選A。3．（2023·廣西南寧·南寧三中校考模擬預測）核能是蘊藏在原子核內部的能量。核能的發現是人們探索微觀物質結構的一個重大成果，關于人類對原子核的認識中，下列說法正確的是（）A．盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，提出了原子的“棗糕模型”B．原子核衰變過程中，電荷數和質量數都守恒C．已知的半衰期是87.7年，1000個經過87.7年后一定還剩余500個D．原子核的結合能越大，表示核子結合得越牢固，原子就越穩定【答案】B【詳解】A．盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，根據粒子的偏轉情況，提出了原子的核式結構模型，故A錯誤；B．原子核衰變過程中，電荷數和質量數都守恒，故B正確；C．半衰期是大量粒子的統計規律，對少數粒子不適用，故C錯誤；D．原子核的比結合能越大，表示核子結合得越牢固，原子就越穩定，不是結合能越大，表示核子結合得越牢固，原子就越穩定，故D錯誤。故選B。4．（2023·海南省直轄縣級單位·統考模擬預測）在勻強磁場中有一個靜止的氡原子核（），由于衰變它放出一個粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個相互外切的圓，大圓與小圓的直徑之比為，如圖所示，那么氡核的衰變方程應是下列方程中的哪一個（

）

A． B．C． D．【答案】B【詳解】此粒子的徑跡圓與反沖核的徑跡圓外切，根據左手定則可知，粒子的電性與反沖核電性相同，帶正電。設粒子質量為，速度為，電量為，反沖核質量為，速度為，電量為。根據動量守恒定律有由得因為大圓與小圓的直徑之比為，粒子與反沖核動量大小相等，所以只有和滿足要求，故ACD錯誤，B正確。故選B。5.（2023上·浙江·高三校聯考階段練習）硼中子俘獲療法是腫瘤治療的新技術，其原理是進入腫瘤細胞內的硼核（）吸收慢中子，轉變成鋰核（）和X粒子，并釋放出γ光子。已知γ光子的能量為E0，普朗克常量為h，真空中的光速為c，原子核比結核能與質量數關系圖像如圖所示，則下列說法正確的是（）A．該核反應屬于β衰變 B．γ光子的動量為C．X粒子為 D．硼核的結合能大于X粒子的結合能【答案】BCD【詳解】AC．根據題意可寫出衰變方程為可知該衰變為衰變，故A錯誤，C正確；B．根據，，聯立解得故B正確；D．結合能等于比結合能與核子數的乘積，根據圖像可知，核的比結合能大約為，B核的比結合能大約為，氦核有4個核子，而硼核有10個核子，顯然硼核的結合能大于氦核粒子的結合能，故D正確。故選BCD。題型四物理學史及物理學思想方法【典例分析1】（2023上·江蘇揚州·高三揚州中學校考階段練習）下列說法中正確的是（）A．單擺的等時性是由惠更斯首先發現的B．奧斯特發現了磁能生電C．麥克斯韋最先通過實驗捕捉到了電磁波D．普朗克提出了能量子假說【答案】D【詳解】A．單擺的等時性是由伽利略首先發現的，故A錯誤；B．奧斯特發現了電流的磁效應，就是電生磁現象；法拉第發現了電磁感應現象，也就是磁生電現象，故B錯誤；C．麥克斯韋提出了電磁波的存在，赫茲通過實驗捕捉到了電磁波，故C錯誤；D．普朗克提出了能量子假說，故D正確。故選D。【典例分析2】（2023上·山東聊城·山東省聊城第三中學校考期末）在物理學發展過程中，科學家們運用了許多研究方法。下列說法正確的是（）A．重心、合力概念的提出，體現了等效思想B．用質點代替有形狀和大小的物體的理想化模型法是不科學的C．牛頓的理想實驗將實驗和邏輯推理結合得出了力不是維持物體運動的原因D．根據平均速度的定義式，當時，就可以表示物體在時刻的瞬時速度，該定義運用了微元法【答案】A【詳解】A．重心、合力概念的提出，體現了等效思想，故A正確；B．在所研究的問題中物體的形狀、大小可以忽略時可將物體看成質點，便于對主要問題的研究，因此用質點代替有形狀和大小的物體的理想化模型法是科學的，故B錯誤；C．伽利略的理想實驗將實驗和邏輯推理結合得出了力不是維持物體運動的原因，故C錯誤；D．根據平均速度的定義式當時，就可以表示物體在時刻的瞬時速度，該定義運用了極限思維法，故D錯誤。故選A。【方法提煉】一重要物理思想方法歸納1．理想模型法為了便于進行物理研究或物理教學而建立的一種抽象的理想客體或理想物理過程，突出了事物的主要因素、忽略了事物的次要因素．理想模型可分為對象模型(如質點、點電荷、理想變壓器等)、條件模型(如光滑表面、輕桿、輕繩、勻強電場、勻強磁場等)和過程模型(在空氣中自由下落的物體、拋體運動、勻速直線運動、勻速圓周運動、恒定電流等)．2．極限思維法就是人們把所研究的問題外推到極端情況(或理想狀態)，通過推理而得出結論的過程．在用極限思維法處理物理問題時，通常是將參量的一般變化推到極限值，即無限大、零值、臨界值或特定值的條件下進行分析和討論．如公式v＝eq\f(Δx,Δt)中，當Δt→0時，v是瞬時速度．3．理想實驗法也叫作實驗推理法，就是在物理實驗的基礎上，加上合理的科學的推理得出結論的方法就叫作理想實驗法，這也是一種常用的科學方法．如由伽利略斜面實驗推導出牛頓第一定律等．4．微元法微元法是指在處理問題時，從對事物的極小部分(微元)分析入手，達到解決事物整體目的的方法．它在解決物理學問題時很常用，思想就是“化整為零”，先分析“微元”，再通過“微元”分析整體．5．比值定義法就是用兩個基本物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法，特點是A＝eq\f(B,C)，但A與B、C均無關．如a＝eq\f(Δv,Δt)、E＝eq\f(F,q)、C＝eq\f(Q,U)、I＝eq\f(q,t)、R＝eq\f(U,I)、B＝eq\f(F,IL)、ρ＝eq\f(m,V)等．6．放大法在物理現象或待測物理量十分微小的情況下，把物理現象或待測物理量按照一定規律放大后再進行觀察和測量，這種方法稱為放大法．常見的方式有機械放大、電放大、光放大．7．控制變量法決定某一個現象的產生和變化的因素很多，為了弄清事物變化的原因和規律，必須設法把其中的一個或幾個因素用人為的方法控制起來，使它保持不變，研究其他兩個變量之間的關系，這種方法就是控制變量法．比如探究加速度與力、質量的關系，就用了控制變量法．8．等效替代法在研究物理問題時，有時為了使問題簡化，常用一個物理量來代替其他所有物理量，但不會改變物理效果．如用合力替代各個分力，用總電阻替代各部分電阻等．9．類比法也叫“比較類推法”，是指由一類事物所具有的某種屬性，可以推測與其類似的事物也應具有這種屬性的推理方法．其結論必須由實驗來檢驗，類比對象間共有的屬性越多，則類比結論的可靠性越大．如研究電場力做功時，與重力做功進行類比；認識電流時，用水流進行類比；認識電壓時，用水壓進行類比．二、重要物理學史歸納總結科學家國籍主要貢獻伽利略意大利①1638年，論證較重物體不會比較輕物體下落得快；②伽利略理想實驗指出：在水平面上運動的物體，若沒有摩擦，將保持這個速度一直運動下去；③伽利略在教堂做禮拜時發現擺的等時性，惠更斯根據這個原理制成歷史上第一座自擺鐘；④伽利略在1683年出版的《兩種新科學的對話》一書中，運用“觀察→假設→數學推理”的方法，詳細地研究了拋體運動牛頓英國①以牛頓三大運動定律為基礎建立牛頓力學；②1687年在《自然哲學的數學原理》上發表萬有引力定律，建立行星定律理論的基礎開普勒德國17世紀提出開普勒三大定律卡文迪許英國1798年利用扭秤裝置比較準確地測出了萬有引力常量G庫侖法國①1785年，庫侖用自己發明的扭秤建立了靜電學中著名的庫侖定律；②靜電力常量的數值是在電荷量的單位得到定義之后，后人通過庫侖定律計算得出的續表科學家國籍主要貢獻密立根美國通過油滴實驗測定了元電荷的數值，e＝1.6×10－19C富蘭克林美國①解釋了摩擦起電的原因；②通過風箏實驗驗證閃電是電的一種形式，把天電與地電統一起來，并發明避雷針歐姆德國通過實驗得出歐姆定律昂尼斯荷蘭大多數金屬在溫度降到某一值時，都會出現電阻突然降為零的現象——超導現象焦耳英國①與俄國物理學家楞次先后各自獨立發現電流通過導體時產生熱效應的規律，稱為焦耳—楞次定律；②能量守恒定律的發現者之一楞次俄國1834年楞次確定感應電流方向的定律——楞次定律奧斯特丹麥1820年，發現電流可以使周圍的磁針產生偏轉，稱為電流的磁效應洛倫茲荷蘭提出運動電荷產生了磁場和磁場對運動電荷有作用力(洛倫茲力)的觀點笛卡兒法國①在《哲學原理》中比較完整地第一次表述了慣性定律；②第一個明確地提出了“動量守恒定律”安培法國①發現了安培定則；②發現電流相互作用的規律；③提出分子電流假說法拉第英國①在1821年，法拉第在重復奧斯特“電生磁”實驗時，制造出人類歷史上第一臺最原始的電動機；②1831年發現的電磁感應現象，使人類的文明跨進了電氣化時代；③提出用電場線描述電場、用磁感線描述磁場亨利美國最大的貢獻是在1832年發現自感現象盧瑟福英國①進行了α粒子散射實驗，并提出了原子的核式結構模型；②用α粒子轟擊氮核，第一次實現了原子核的人工轉變，并發現了質子玻爾丹麥量子力學的先驅，吸取普朗克、愛因斯坦的量子概念，提出原子結構的玻爾理論貝克勒爾法國發現天然放射現象，說明原子核也有復雜的內部結構查德威克英國在α粒子轟擊鈹核時發現中子(原子核人工轉變的實驗)，由此人們認識到原子核的組成居里夫人法國發現了放射性更強的釙和鐳【變式演練】1．（2023上·山西朔州·高三統考期末）下列說法不符合物理學史的是（）A．亞里士多德認為重的物體比輕的物體下落的快B．為“沖淡”重力，伽利略設計用斜面實驗來研究小球的運動情況C．伽利略通過實驗直接驗證了自由落體運動的速度與下落時間成正比D．伽利略在研究自由落體運動過程中，把科學實驗和邏輯推理結合起來【答案】C【詳解】A．亞里士多德認為重的物體比輕的物體下落的快，故A正確，不符合題意；B．實驗中小球沿斜面向下運動的過程中，加速度比自由落體運動的加速度小，斜面的長度比自由落體運動的位移大，所以斜面起到了“沖淡”重力的作用，便于運動時間的測量．故B正確，不符合題意；C．小球在較小傾角斜面上的運動情況，發現小球做的是勻變速直線運動，且小球加速度隨斜面傾角的增大而增大，傾角最大的情況就是90°時，這時物體做自由落體運動，由此得出的結論是自由落體運動是一種勻變速直線運動，并沒有直接驗證了自由落體運動的速度與下落時間成正比，故C錯誤，符合題意；D．伽利略對自由落體運動的研究，研究方法的核心是把實驗和邏輯推理（包括數學演算）和諧地結合起來．故D正確，不符合題意。故選C。2．（2023上·湖南長沙·高三長沙一中?？茧A段練習）物理學的發展離不開科學家們的貢獻，他們的發現和研究成果對生活生產產生了很大的影響。下列符合物理學史的是（）A．庫侖通過油滴實驗精確測定了元電荷e的數值B．奧斯特發現了電磁感應現象，法拉第發現了電流的磁效應C．通電螺線管的磁場與條形磁鐵的磁場相似，安培由此受到啟發提出分子電流假說D．牛頓提出了萬有引力定律，并通過實驗精確測量了引力常量G的數值【答案】C【詳解】A．由物理學史知密立根完成的測量微小油滴上所帶電荷的實驗即油滴實驗，是物理學發展史上具有重要意義的實驗。這一實驗首次證明了電荷的不連續性，即任何帶電體所帶的電量都是基本電荷的整數倍，并精確測定了元電荷e的數值。故A錯誤；B．由物理學史知法拉第發現了電磁感應現象，奧斯特發現了電流的磁效應，故B錯誤；C．通電螺線管的磁場可通過安培定則判斷等效的南北極是與條形磁鐵的磁場相似，安培由此受到啟發提出在原子、分子等物質微粒內部，存在著一種環形電流即分子電流，分子電流使每個物質微粒成為微小的磁體，它的兩側相當于兩個磁極，即分子電流假說，故C正確；D．牛頓提出了萬有引力定律，并沒有測出引力常量，歷史上第一個在實驗室里比較準確地測出萬有引力常量的科學家是英國科學家卡文迪許，故D錯誤。故選C。3．（2023上·遼寧·高三校聯考階段練習）如圖所示，小磁針水平放置于水平桌面上，一長直導線沿南北方向放置于小磁針的正上方，當在導線中通入某一方向的電流時，小磁針發生偏轉，下列說法正確的是（）A．發現電流磁效應的科學家是法拉第B．只要導線沿南北方向放置，小磁針無論放在什么位置，都能發生偏轉C．由奧斯特提出的分子電流假說可知，小磁針和電流產生磁場的本質相同D．若導線中通有由南向北的電流，小磁針靜止時N極指向西偏北方向【答案】D【詳解】A．通電導線使小磁針發生偏轉是電流的磁效應，這個現象是奧斯特發現的，故A錯誤；C．安培提出的分子電流假說可知，小磁針和電流產生磁場的本質相同，故C錯誤；BD．若導線中通有由南向北的電流，根據右手螺旋定則可知，通電導線在下方產生的磁場方向向西，又因為地球周圍存在由地理南極指向地理北極的磁場，所以通電導線下方的磁場方向為西北，小磁針的靜止時的指向為磁場方向，所以小磁針靜止時N極的指向為西偏北方向，若小磁針的位置使小磁針的方向剛好為磁場方向，將不會偏轉，故B錯誤，D正確。故選D。4．（2023上·四川遂寧·高三四川省蓬溪中學校校考階段練習）“析萬物之理，判天地之美”，了解物理規律的發現過程，學會像科學家那樣觀察和思考，往往比掌握知識本身更重要，以下符合事實的是（）A．麥克斯韋建立了電磁場理論，預言并通過實驗證實了電磁波的存在B．庫侖通過油滴實驗精確測定了元電荷e的電荷量C．法拉第發現了電流的磁效應，拉開了研究電與磁相互關系的序幕D．焦耳發現了電流的熱效應【答案】D【詳解】A．麥克斯韋建立了電磁場理論，預言了電磁波，赫茲通過實驗證實了電磁波的存在，故A錯誤；B．密立根通過油滴實驗精確測定了元電荷e的電荷量，故B錯誤；C．奧斯特發現了電流的磁效應，拉開了研究電與磁相互關系的序幕，故C錯誤；D．焦耳發現了電流的熱效應，故D正確。故選D。5．（2023上·江西撫州·高三臨川一中?？计谥校┰谖锢韺W的發展過程中，許多物理學家的