(一)方法总结

光的本性、原子和原子核是高考的必考内容，一般难度不大，以识记、理解为主，常见的题型是选择题。但随着高考改革的进行，试题较多的以与现代科学技术有着密切联系的近代物理为背景，这样在一些计算题，甚至压轴题中也出现了这方面的知识点。但就是在这类题中，对这些知识点本身的考查，难度也是不大的。需要适应的是这些知识和其他知识的综合。

7．太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和核组成。

(1)为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R＝6.4×10⁶ m，地球质量m＝6.0×10²⁴ kg，日地中心的距离r＝1.5×10¹¹ m，地球表面处的重力加速度g＝10m/s² ，1年约为3.2×10⁷秒，试估算目前太阳的质量M。

(2)已知质子质量m_p＝1.6726×10²⁷ kg，质量m_α＝6.6458×10²⁷ kg，电子质量 m_e＝0.9×10³⁰ kg，光速c＝3×10⁸ m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。

(3)又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w＝1.35×10³ W/m²。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。(估算结果只要求一位有效数字。)

解析：(1)要估算太阳的质量M，研究绕太阳运动的任一颗行星的公转均可，现取地球为研究对象。设T为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知

　　　　　　　　 ①

地球表面处的重力加速度　 ②

得　　　　　 　　　③

以题给数值代入，得M＝2×10³⁰ kg　　 ④

(2)根据质量亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为

△E＝(4m_p+2m_e－m_α)c²　　　　　　　　　　　　 ⑤

代入数值，得△E＝4.2×10^-12 J　　 　　　　　　　　　⑥

(3)根据题给假设，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发生题中所述的核聚变反应的次数为　　　　　　　　　　　　　　 ⑦

因此，太阳总共辐射出的能量为E＝N·△E

设太阳辐射是各向同性的，则每秒内太阳向外放出的辐射能为ε＝4πr²w　 ⑧

所以太阳继续保持在主星序的时间为　　　　　　　 ⑨

由以上各式解得

以题给数据代入，并以年为单位，可得t＝1×10¹⁰年＝1百亿年　　　 ⑩

点评：该题是信息题，关键是在大量的信息中选取有用的信息，而不被其他信息所干扰。如第(1)小题，实际上是万有引力定律在天文学上的应用，与原子核的知识无关。第(3)题，需要构建出太阳各向同性地向周围空间辐射核能(辐向能量流)的物理模型，是考查空间想象能力和建模能力的好题，这种题还会是以后命题的方向。

6．氢原子处于基态时，原子能量E₁= -13.6eV，已知电子电量e =1.6×10^-19C，电子质量m=0.91×10^-30kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r₁=0.53×10^-10m。

(1)若要使处于n=2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子？

(2)氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，则氢原子处于n=2的定态时，核外电子运动的等效电流多大？

(3)若已知钠的极限频率为6.00×10¹⁴Hz，今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，是通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应？

解析：(1)要使处于n=2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：

得：Hz

(2)氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力作向心力，有

　　　　　　　　　　　　　 ①

其中

根据电流强度的定义　　　　　　　　　　 ②

由①②得　　　　　　　　　　　　　 ③

将数据代入③得：A

(3)由于钠的极限频率为6.00×10¹⁴Hz，则使钠发生光电效应的光子的能量至少为

eV=2.486 eV

一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光子，要使钠发生光电效应，应使跃迁时两能级的差，所以在六条光谱线中有、、、四条谱线可使钠发生光电效应。

5．如图所示，两块同样的玻璃直角三棱镜ABC，两者的AC面是平行放置的，在它们之间是均匀的未知透明介质。一单色细光束O垂直于AB面入射，在图示的出射光线中，下列说法正确的是[　　　 ]

A．1、2、3(彼此平行)中的任一条都有可能

B．4、5、6(彼此平行)中的任一条都有可能

C．7、8、9(彼此平行)中的任一条都有可能

D．只能是4、6中的某一条

解析：光线由左边三棱镜AB面射入棱镜，不改变方向；接着将穿过两三棱镜间的未知透明介质进入右边的三棱镜，由于透明介质的两表面是平行的，因此它的光学特性相当于一块两面平行的玻璃砖，能使光线发生平行侧移，只是因为它两边的介质不是真空，而是折射率未知的玻璃，因此是否侧移以及侧移的方向无法确定(若未知介质的折射率n与玻璃折射率n_玻相等，不侧移；若n>n_玻时，向上侧移；若n<n_玻时，向下侧移)，但至少可以确定方向没变，仍然与棱镜的AB面垂直。这样光线由右边三棱镜AB面射出棱镜时，不改变方向，应为4、5、6中的任意一条。选项B正确。

点评：平时碰到的两面平行的玻璃砖往往是清清楚楚画出来的，是“有形”的，其折射率大于周围介质的折射率，这时光线的侧移方向也是我们熟悉的。而该题中，未知介质形成的两面平行的“玻璃砖”并未勾勒出来，倒是其两侧的介质(三棱镜)被清楚地勾勒出来了，而且前者的折射率未必大于后者。这就在一定程度上掩盖了两面平行“玻璃砖”的特征。因此我们不仅要熟悉光学元件的光学特征，而且要会灵活地运用，将新的情景转化为我们熟知的模型。

4．如右图为查德威克发现中子的实验示意图，其中①为_________________，②为________________，核反应方程为___________________________________。

解析：有关原子物理的题目每年高考都有题，但以选择题和填空题为主，要求我们复习时注意有关的理论提出都是依据实验结果的，因此要注意每个理论的实验依据。

答案：中子流；质子流；。

3．如下图所示，折射率为n＝的液面上有一点光源S，发出一条光线，垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为h的平面镜M的O点上，当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω逆时针方向匀速转动时，液面上的观察者跟踪观察，发现液面上有一光斑掠过，且光斑到P点后立即消失，求：

(1)光斑在这一过程的平均速度。

(2)光斑在P点即将消失时的瞬时速度。

解析：光线垂直于液面入射，平面镜水平放置时反射光线沿原路返回，平面镜绕O逆时针方向转动时经平面镜的反射，光开始逆时针转动，液面上的观察者能得到由液面折射出去的光线，则看到液面上的光斑，从P处向左再也看不到光斑，说明从平面镜反射P点的光线在液面产生全反射，根据在P处产生全反射条件得：

sinθ＝，θ＝45°

(1)因为θ＝45°，PA＝OA＝h，t＝

(2)光斑转到P位置的速度是由光线的伸长速度和光线的绕O转动的线速度合成的，光斑在P位置的线速度为2ωh，所以光斑沿液面向左的速度

v＝v线/cos45°＝2ωh/cos45°＝4ωh。

2．在“测定玻璃的折射率”实验中，已画好玻璃砖界面两直线aa′与bb′后，不小心误将玻璃砖向上稍平移了一点，如下图左所示，若其他操作正确，则测得的折射率将[　　　 ]

A．变大

B．变小

C．不变

D．变大、变小均有可能

解析：要解决本题，一是需要对测折射率的原理有透彻的理解，二是要善于画光路图。设P₁、P₂、P₃、P₄是正确操作所得到的四枚大头针的位置，画出光路图后可知，即使玻璃砖向上平移一些，如上图右所示，实际的入射角没有改变。实际的折射光线是O₁O₁′，而现在误把O₂O₂′作为折射光线，由于O₁O₁′平行于O₂O₂′，所以折射角没有改变，因此折射率不变。C正确。

1．下列成像中，能满足物像位置互换(即在成像处换上物体，则在原物体处一定成像)的是[　　　 ]

A．平面镜成像

B．置于空气中的玻璃凹透镜成像

C．置于空气中的玻璃凸透镜成实像

D．置于空气中的玻璃凸透镜成虚像

解析：由光路可逆原理，本题的正确选项是C。

光学分几何光学和光的本性两部分。前者讨论光传播的规律及其应用，主要运用几何作图的方法。后者重在探究“光是什么？”。主要知识如下表：

原子物理的知识难度不太大，但“点多面宽”，复习中应从原子结构三模型的发展过程、原子核反应的两类反应形式去把握知识体系，具体见下表：

8．(1)A、F、H　 (2)BDKL　　　　 9．4.0×105N