點(diǎn)評2013年全國高考“近代物理初步”試題及這部分內(nèi)容的教學(xué)建議

許國梁，劉祖萍，許友文，王志軍

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 遂寧 629000）

點(diǎn)評2013年全國高考“近代物理初步”試題及這部分內(nèi)容的教學(xué)建議

許國梁，劉祖萍，許友文，王志軍

（四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 遂寧 629000）

對2013年全國高考有關(guān)“近代物理初步”的試題進(jìn)行了解析和點(diǎn)評，對這部分內(nèi)容的教學(xué)提出了建議．

近代物理初步；2013年高考試題；解析；點(diǎn)評；教學(xué)建議

2013年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試的15套試題中，考查“近代物理初步”這部分內(nèi)容的試題共有10個.與2010年—2012年相比，題量有所減少，難度略有降低．為了使學(xué)生進(jìn)一步學(xué)好“近代物理初步”這部分內(nèi)容，對近代物理初步有一個較全面的、正確的認(rèn)識，本文對2013年高考“近代物理初步”這部分內(nèi)容的試題進(jìn)行了解析和點(diǎn)評，對“近代物理初步”的教學(xué)提出了建議．

1 試題

1.1 試題1（全國新課標(biāo)卷）35題（1）

解析：由核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得

1+27-1=27

1+13-0=14

由此可知，新核X有14個質(zhì)子，27-14=13個中子，共有27個核子，所以生成核是Si．

點(diǎn)評：本題考查在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，要求考生熟記質(zhì)子和中子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)．

1.2 試題2（全國新課標(biāo)卷）35題（1）

關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說法正確的是（填正確答案的標(biāo)號）

選對一個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯一個扣3分，最低得分為0分．

A．原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量．

B.一重原子核衰變成α粒子和另一個原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的結(jié)合能.

D．比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定．

E．自由核子組成原子核時，其質(zhì)量虧損所對應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能．

解析：結(jié)合能是指核子結(jié)合成原子核時放出的能量或原子核分解成核子時吸收的能量，選項(xiàng)A正確；重核烈變反應(yīng)中能量守恒，且釋放能量，因此，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原重核的結(jié)合能，選項(xiàng)B正確；原子核的核子數(shù)越多，結(jié)合能越大，銫原子核的核子數(shù)小于鉛原子核的核子數(shù)，所以選項(xiàng)C正確；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，所以選項(xiàng)D錯誤；自由核子結(jié)合成原子核時釋放能量，因此，質(zhì)量虧損對應(yīng)的能量小于原子核的結(jié)合能，所以選項(xiàng)E錯誤．

點(diǎn)評：本題考查原子核的結(jié)合能，比結(jié)合能及其釋放的能量、質(zhì)量虧損等相關(guān)知識．另外該題共有5個選項(xiàng)，給分為5分．指出選對一個得2分，選對2個得4分，選對3個得5分，學(xué)生很容易想到該題5個選項(xiàng)中有3個是對的． 建議今后命題不要出現(xiàn)這種暗示．

1.3 試題3（全國大綱卷）16題

點(diǎn)評：本題綜合考查了原子核衰變，半衰期等知識，本題選項(xiàng)A正確，可用四個放射系[1]鈾系U，釷系T h、錒系U，镎系N p在放射性衰變過程中都有氡（R n）的產(chǎn)物來說明．

1.4 試題4（北京卷）20題

以往我們認(rèn)識的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)，即一個電子在極短時間內(nèi)只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出，強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對光電效應(yīng)的認(rèn)識，用強(qiáng)激光照射金屬，由于其光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)．

光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖，用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發(fā)生光電效應(yīng).換用同頻率為ν的強(qiáng)激光照射陰極K，則發(fā)生光電效應(yīng)，此時，若加上反向電壓，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負(fù)極，在K A間就形成了使光電子減速的電場，逐漸增大U，光電流會逐漸減小，當(dāng)光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的（其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量）（ ）

點(diǎn)評：本題不但考查了我們已經(jīng)認(rèn)識的單光子光電效應(yīng)的知識，對各種金屬都存在著極限頻率和極限波長，如果入射光頻率比極限頻率低，那么無論光多么強(qiáng)，照射時間多么長，都不會發(fā)生光電效應(yīng)；如果入射光的頻率高于極限頻率，即使光不強(qiáng)，當(dāng)射到金屬表面時也會觀察到光電子發(fā)射，本題給出了有關(guān)光電效應(yīng)的新信息：“用強(qiáng)激光照射金屬，由于光子密度極大，一個電子在極短時間內(nèi)吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應(yīng)，這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí).”這一條新信息是解此題的關(guān)鍵，若按我們已往認(rèn)識的單光子光電效應(yīng)知識，容易錯選A，由此可知，本題不單考查了考生對光電效應(yīng)知識的掌握，更重要的是考查了考生對新信息類題目（多光子光電效應(yīng)）的處理能力，本題有一定的難度.

1.5 試題5（山東卷）38題（1）

恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到108K時，可以發(fā)生“氫燃燒”．

解析：根據(jù)原子核發(fā)生核衰變時質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒可得參與反應(yīng)的原子核質(zhì)量數(shù)是4，電荷數(shù)是2，因此該原子核是H e，核反應(yīng)方程為

根據(jù)核衰變半衰期的定義，放射性元素原子核在核衰變過程中，有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間稱為這種元素的半衰期，由此可知，用7.8×10-16S÷2.6 ×10-16S＝3，表示7.8×10-16S是經(jīng)過了三個半衰期，故所剩原子核的質(zhì)量是原來質(zhì)量的．

點(diǎn)評：該題考查了核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，以及核衰變的半衰期概念．

1.6 試題6（福建卷）30題（1）

在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個α粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是

（填寫圖下方的字母）

點(diǎn)評：α粒子散射實(shí)驗(yàn)是確定原子有核模型的重要依據(jù)．在此之前，盧瑟福的老師湯姆遜建立的原子模型是“面包加葡萄干模型”．盧瑟福是湯姆遜的學(xué)生，他的“原子核式結(jié)構(gòu)模型”被公眾認(rèn)可[1].教學(xué)中可突出這一點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)“青出于藍(lán)而盛于藍(lán)”，鼓勵學(xué)生超過老師．

1.7 試題7（廣東卷）17題

A．上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出

B．鈾塊體積對鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無影響

C．鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制

D．鈾核的半衰期會受到環(huán)境溫度的影響．

解析：從題目中鈾核裂變的反應(yīng)式可知選項(xiàng)A正確.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件是鈾塊的體積必須達(dá)到臨界體積，即恰好使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能持續(xù)下去的體積，對于U的球體而言，臨界體積直徑大約是4.8cm，對應(yīng)的質(zhì)量叫臨界質(zhì)量，大約是1kg．由此可知，選項(xiàng)B錯誤．可以用碳棒吸收中子或用減速劑將裂變反應(yīng)放出的快中子減速為熱中子來控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，選項(xiàng)C正確． 鈾核的半衰期不會受外界物理環(huán)境的影響，選項(xiàng)D錯誤．

點(diǎn)評：本題考查了鈾核裂變產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的相關(guān)知識，有一定的難度．本題給出了核能利用的一個方面，激勵人類合理安全利用核能為人類造福.

3.1.2 環(huán)境、物質(zhì)和設(shè)備 反映醫(yī)院設(shè)施、醫(yī)療護(hù)理活動空間、環(huán)境衛(wèi)生檢查、護(hù)理裝備水平及物資設(shè)備等合格程度。如各護(hù)理單元是否安全、整潔、舒適、便捷，床單位設(shè)備齊全，護(hù)士站離重病人單元的距離、加床數(shù)等，常規(guī)物品器械消毒滅菌合格率、每年引進(jìn)護(hù)理新儀器設(shè)備總值/或占全院構(gòu)成比、護(hù)理物資設(shè)備完好率、急救物品完好率等。

1.8 習(xí)題8（江蘇卷）12題C

（1）如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等，則它們的__也相等．

A．速度

B．動能

C．動量

D．總能量

解析：（1）由德布羅意波長公式λ＝可知，如果一個電子和一個中子的波長相等，則它們的動量p也相等，選項(xiàng)C正確．

（2）電子處的能級越低，電子的軌道半徑越小，電子離氦核的距離越近，填“近”.當(dāng)大量氦離子處于n=4的激發(fā)態(tài)時，從高能級向低能級躍遷所發(fā)射的譜線有 =6條，或C=6，如圖甲所示[1].

點(diǎn)評：本題（1）考查學(xué)生對德布羅意波長公式的掌握情況；（2）考查考生對玻爾理論的掌握與應(yīng)用.

1.9 習(xí)題9（上海卷）2題

當(dāng)用一束紫外線照射鋅板時，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，這時____

A．鋅板帶負(fù)電

B．有正離子從鋅板逸出

C．有電子從鋅板逸出

D．鋅板會吸附空氣中的正離子

解析：產(chǎn)生光電效應(yīng)時，有光電子從鋅板中逸出，鋅板逸出光電子后，鋅板帶正電，對空氣中的正離子有排斥作用，故選項(xiàng)C正確．

點(diǎn)評：本題考查光電效應(yīng)的有關(guān)知識，要求考生明確光子的本質(zhì)是電磁波，光電子的本質(zhì)是電子.

1.10 習(xí)題10（上海卷）7題

A．6次 B．10次

C．22次 D．32次

解析：一個U原子核衰變?yōu)橐粋€P b原子核的過程中，由核衰變質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)的變化規(guī)律可知，該過程既有α衰變也有β衰變．根據(jù)核衰變過程的質(zhì)量數(shù)守恒得發(fā)生α衰變的次數(shù)為=8次；由核衰變過程的電荷數(shù)守恒得發(fā)生β衰變的次數(shù)(92-2×8)-82=-6，電荷數(shù)減少了6，說明發(fā)生了6次β衰變，選項(xiàng)A正確．

點(diǎn)評：本題考查α衰變和β衰變的規(guī)律，若沒有考慮到α衰變，單從電荷數(shù)守恒去分析，本題容易錯選B．

2 教學(xué)建議

針對教材中“近代物理初步”的知識體系，結(jié)合2013年高考這部分內(nèi)容的考題分布及試題的難易程度，為了進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，對“近代物理初步”的教學(xué)作如下建議．

2.1 全面掌握

“近代物理初步”共有3章[2,3]，教學(xué)中不能顧此失彼，應(yīng)要求學(xué)生全面掌握“近代物理初步”的知識.

2.2 突出重點(diǎn)

從1中對2013年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試的10個物理試題的解析及點(diǎn)評可以看出，原子核衰變，半衰期，重核裂變、輕核裂變、核反應(yīng)方程及核反應(yīng)中的守恒定律、玻爾氫原子理論、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程、光子的能量與頻率和波長的關(guān)系、德布羅意物質(zhì)波、質(zhì)能方程、α射線與質(zhì)子和中子的區(qū)別，這些知識必須牢固掌握．

2.3 知識交叉

從1中的10個考題可知，很多考題考查的知識點(diǎn)都不是單一的，在教學(xué)中要把近代物理的各知識點(diǎn)可能涉及到的相關(guān)知識盡力融會貫通，努力提高學(xué)生分析問題解決問題的能力，真正學(xué)好“近代物理初步”的全部知識．

2.4 關(guān)注近代物理學(xué)方面的新信息

如試題1.4，強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對光電效應(yīng)的認(rèn)識.由傳統(tǒng)的單光子光電效應(yīng)發(fā)展為多光子光電效應(yīng)已成為可能，且已被實(shí)驗(yàn)證實(shí).

[1]梁紹榮，劉昌年，盛正華.近代物理學(xué)（第五分冊）[M]第2版.北京：高等教育出版社，1994:67—98，245—349．

[2]人民教育出版社物理室.全日制普通高級中學(xué)教科書（必修加選修）物理（第三冊）[M].第2版.北京：人民教育出版社，2006：38—85.

[3]王后雄，汪建軍.教材完全解讀高中物理選修3—5[M].第4版.南寧：接力出版社，2011：57—155．

Comment on the2013National College Entrance Examination"Modern Physics Preliminary"Test and Teaching Suggestions to This Part

XV Guoliang, LIU Zuping, XV Youwen
（Sichuan Vocational and Technical College, Suining Sichuan 629000）

This paper made some analysis and comments on the 2013 National College Entrance Examination "modern physics preliminary" test, and put forward some teaching suggestions to this part.

Modern Physics Preliminary;2013 National College Entrance Examination; Analysis;Comments; Teaching Suggestions

G622

A

1672-2094(2014)01-0141-04

責(zé)任編輯：張隆輝

2013－09－28

許國梁（1977-），男，四川遂寧人，四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院藝體系講師.

劉祖萍（1967-），女，四川瀘州人，四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院網(wǎng)電教學(xué)部副教授.