专题13 原子结构、原子核和波粒二象性（浙江专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题13 原子结构、原子核和波粒二象性 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 原子结构 2022、2023、2024、2025 . 选择题主导，综合题向实际应用延伸，聚焦基础概念与模型分析。氢原子光谱考查光的波动性与粒子性的综合应用，需结合巴耳末公式与光电效应规律。计算题则常与能源技术、量子通信等实际问题结合。静电除尘装置为背景，要求推导氢原子在电场中的电离条件，需联立玻尔模型与能量守恒定律。实验题则侧重验证性实验。核心规律深度整合，模型复杂度提升 . 原子结构与能级跃迁：命题从单一能级跃迁扩展至多能级系统，通过氢原子光谱分析不同波长光的衍射与折射特性，需综合应用玻尔理论与光的波动性规律。氢原子在非匀强磁场中的能级劈裂问题，需结合量子力学微扰理论进行定性分析。 . 核反应与核能计算：高频考点从简单衰变扩展至复杂核反应，通过钍基熔盐堆的核反应方程考查中子俘获与 β 衰变的综合过程，需联立质量数与电荷数守恒。通过氘氚聚变模型，要求计算核能释放与质量亏损，涉及质能方程与动量守恒的联立应用。 . 考点2 原子核 2021、2022、2023、2024、2025 考点3 波粒二象性 2021、2022、2023、2024 考点01 原子结构 1．（2025·浙江·1月选考）如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 2．（2024·浙江·6月选考）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n =3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、 的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是（　　） A．频率为的光，其动量为 B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为 C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为。 D．若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，入射光的频率 3．（2024·浙江·1月选考）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，n=3、4、5、6用和光进行如下实验研究，则（　　） A．照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽 B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，光的侧移量小 C．以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上光的平均光子数多 D．相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的饱和光电流小 4．（2023·浙江·1月选考）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．图1中的对应的是Ⅰ B．图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量 D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大 5．（2022·浙江·6月选考）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（　　） A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV B．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大 C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态 考点02 原子核 6．（2025·浙江·1月选考）同位素相对含量的测量在考古学中有重要应用，其测量系统如图1所示。将少量古木样品碳化、电离后，产生的离子经过静电分析仪ESA-I、磁体-I和高电压清除器，让只含有三种碳同位素、、的离子束（初速度可忽略不计）进入磁体-Ⅱ．磁体-Ⅱ由电势差为U的加速电极P，磁感应强度为B、半径为R的四分之一圆弧细管道和离子接收器F构成。通过调节U，可分离、、三种同位素，其中、的离子被接收器F所接收并计数，它们的离子数百分比与U之间的关系曲线如图2所示，而离子可通过接收器F，进入静电分析仪ESA-Ⅱ，被接收器D接收并计算。 (1)写出中子与发生核反应生成，以及发生衰变生成的核反应方程式： (2)根据图2写出的离子所对应的U值，并求磁感应强度B的大小（计算结果保留两位有效数字。已知，原子质量单位，元电荷）； (3)如图1所示，ESA-Ⅱ可简化为间距两平行极板，在下极板开有间距的两小孔，仅允许入射角的离子通过。求两极板之间的电势差U： (4)对古木样品，测得与离子数之比值为；采用同样办法，测得活木头中与的比值为，由于它与外部环境不断进行碳交换，该比例长期保持稳定。试计算古木被砍伐距今的时间（已知的半衰期约为5700年，） 7．（2024·浙江·6月选考）发现中子的核反应方程为，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚 238的衰变方程为型，下列正确的是（　　） A．核反应方程中的X为 B．衰变方程中的Y为 C．中子的质量数为零 D．钚238的衰变吸收能量 8．（2024·浙江·1月选考）已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，中子质量为，阿伏加德罗常数取，氘核摩尔质量为，相当于。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程式为 B．氘核的比结合能比氦核的大 C．氘核与氚核的间距达到就能发生核聚变 D．氘完全参与聚变释放出能量的数量级为 9．24．（2024·浙江·6月选考）下列说法正确的是（　　） A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同 C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号 D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少 10．（2023·浙江·6月选考）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（　　） A．衰变方程中的X等于233 B．的穿透能力比γ射线强 C．比的比结合能小 D．月夜的寒冷导致的半衰期变大 11．（2023·浙江·1月选考）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（　　） A．发生衰变的产物是 B．衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子 C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化 D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年 12．（2023·浙江·6月选考）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为∆x。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则（    ） A．电子的动量 B．电子的动能 C．光子的能量 D．光子的动量 13．（2022·浙江·6月选考）秦山核电站生产的核反应方程为，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．X是 B．可以用作示踪原子 C．来自原子核外 D．经过一个半衰期，10个将剩下5个 14．（2022·浙江·1月选考）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（　　） A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量 B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kg C．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度 D．反应堆中存在的核反应 15．（2021·浙江·6月选考）对四个核反应方程（1）；（2）；（3）；（4）。下列说法正确的是（　　） A．（1）（2）式核反应没有释放能量 B．（1）（2）（3）式均是原子核衰变方程 C．（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程 D．利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一 16．（2021·浙江·1月选考）如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月，该装置实现了1×108℃等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变，下列说法正确的是（　　）    A．聚变又叫热核反应 B．太阳就是一个巨大的热核反应堆 C．高温能使原子核克服核力而聚变 D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多 考点03 波粒二象性 17.（2024·浙江·1月选考）下列说法正确的是（　　） A．相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱 B．具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同 C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量 D．自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化 18．（2024·浙江·1月选考）如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（　　） A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能 C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为 D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 19．（2023·浙江·1月选考）被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为v光子的功率为（　　） A． B． C． D． 20.（2022·浙江·1月选考）如图为研究光电效应的装置示意图，该装置可用于分析光子的信息。在xOy平面（纸面）内，垂直纸面的金属薄板M、N与y轴平行放置，板N中间有一小孔O。有一由x轴、y轴和以O为圆心、圆心角为90°的半径不同的两条圆弧所围的区域Ⅰ，整个区域Ⅰ内存在大小可调、方向垂直纸面向里的匀强电场和磁感应强度大小恒为B1、磁感线与圆弧平行且逆时针方向的磁场。区域Ⅰ右侧还有一左边界与y轴平行且相距为l、下边界与x轴重合的匀强磁场区域Ⅱ，其宽度为a，长度足够长，其中的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小可调。光电子从板M逸出后经极板间电压U加速（板间电场视为匀强电场），调节区域Ⅰ的电场强度和区域Ⅱ的磁感应强度，使电子恰好打在坐标为（a+2l，0）的点上，被置于该处的探测器接收。已知电子质量为m、电荷量为e，板M的逸出功为W0，普朗克常量为h。忽略电子的重力及电子间的作用力。当频率为ν的光照射板M时有光电子逸出， （1）求逸出光电子的最大初动能Ekm，并求光电子从O点射入区域Ⅰ时的速度v0的大小范围； （2）若区域Ⅰ的电场强度大小，区域Ⅱ的磁感应强度大小，求被探测到的电子刚从板M逸出时速度vM的大小及与x轴的夹角； （3）为了使从O点以各种大小和方向的速度射向区域Ⅰ的电子都能被探测到，需要调节区域Ⅰ的电场强度E和区域Ⅱ的磁感应强度B2，求E的最大值和B2的最大值。 21.（2022·浙江·1月选考）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10-23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列说法正确的是（　　） A．发射电子的动能约为8.0×10-15J B．发射电子的物质波波长约为5.5×10-11m C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉 D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样 22．（2021·浙江·6月选考）已知普朗克常量，电子的质量为，一个电子和一滴直径约为的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（　　）（） A． B． C． D． 23.（2021·浙江·1月选考）下列说法正确的是（　　） A．光的波动性是光子之间相互作用的结果 B．玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量 D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大 24．（2021·浙江·1月选考）2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（　　） A．是计算机运算的一种程序 B．表示运算速度的一个单位 C．表示微观世界的不连续性观念 D．类似于质子、中子的微观粒子 1．（2025·浙江北斗星盟·三模）1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（　　） A．图1中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角一直变大 B．根据图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关 C．图3，若电子的电荷量用e表示，、U1、普朗克常量h已知，则该金属的截止频率为 D．图4中，光电子初动能Ek随入射光频率的增大而增大 2．（24-25高三下·浙江诸暨·二模）我国物理学家曾谨言曾说：“20世纪量子物理学所碰到的问题是如此复杂和困难，以至没有可能期望一个物理学家能一手把它发展成一个完整的理论体系。”下列一系列理论都和量子力学的建立紧密相关，其内容正确的是（　　） A．普朗克黑体辐射理论认为：微观粒子的能量是分立的 B．玻尔的氢原子模型认为：电子绕核运动的轨道可以是任意半径 C．德布罗意的“物质波”假设认为：实物粒子也具有波动性，波长 D．爱因斯坦的光电效应理论认为：光电子的最大初动能与入射光的强弱有关 3．（2025·浙江金华义乌·三模）甲、乙、丙、丁四幅图分别是回旋加速器、磁流体发电机、泊松亮斑、重核裂变的结构示意图，下列说法中正确的是（　　） A．图甲中增大交变电压场的电压可增大粒子的最大动能 B．图乙中磁流体发电机产生的电动势大小与等离子体的浓度无关 C．图丙中的泊松亮斑支持了光的波动说，它是菲涅尔通过实验观察到的 D．图丁所示的核反应属于重核裂变，钡141的平均核子质量、比结合能都比铀235的小 4．（2025·浙江精诚联盟·二模）具有完全自主知识产权的国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程商运投产，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先。关于高温气冷堆核电站说法正确的是（　　） A．利用核聚变发电，所以需要高温 B．通过改变温度控制核反应速度 C．利用核裂变时发生“质量亏损”而提供能量 D．核反应堆中镉棒插入是提高核反应速度 5．（2025·浙江县域教研联盟·模拟）碳14的半衰期为5730年，因此在考古中经常用碳14测定年代，已知其自发衰变的核反应式：，（为新粒子）。若一个静止的衰变后释放的能量为，以下说法正确的是（　　） A．射线的电离作用非常强 B．经过5730年，100个碳原子一定只剩下50个 C．的结合能小于的结合能 D．假设该核反应是可逆的，则用一个能量为的撞击，可以得到一个 6．（2025·浙江温州·三模）中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）首次实现了1亿摄氏度条件下1000秒的等离子体运行。该装置内部发生的核反应方程为，此反应会释放核能，伴随光子放出。下列说法正确的是（   ） A．该核反应方程中的X是质子 B．的比结合能小于的比结合能 C．核聚变反应所释放的光子可能来源于氢原子能级跃迁 D．该反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能发生 7．（24-25高三下·浙江诸暨·二模）有关以下四幅图的描述，正确的是（　　） A．图甲中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大 B．图乙中，光屏上的中央亮斑是光照射到小圆孔后产生 C．图丙中，照相机镜头上的增透膜，在拍摄水下的景物时可消除水面的反射光 D．图丁中，入射的光子与电子碰撞时，一部分动量转移给电子，光子的波长变长 8．（2025·浙江精诚联盟·二模）量子论使人们认识了微观世界的运动规律，并发展了一系列对原子、分子等微观粒子进行有效操控和测量的技术。图为利用扫描隧道显微镜将48个铁原子排成的“原子围栏”，围栏内电子的量子行为，出现一系列圆形的“纹路”。则（　　） A．纹路是电子运动的轨迹 B．纹路是电子干涉的结果 C．电子在中心点出现的概率最大 D．围栏内的电子不可能穿越围栏出来 9．（2025·浙江北斗星盟·三模）下列说法正确的是（　　） A．由爱因斯坦的质能方程E =mc2可知质量和能量可以相互转化 B．热机可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功 C．如果一种元素具有放射性，它的放射性强度与温度有关，温度越高，放射性越强 D．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 10．（2025·浙江绍兴一中·模拟）“通过观测结果，间接构建微观世界的图景”是现代物理学研究的重要手段。弗兰克-赫兹的实验原理如图甲所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，G、A间加有电压为0.5V的反向电场，使电子减速，电流表的示数间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入稀薄汞蒸气后，发现K、G间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图乙所示。已知汞原子的基态与第一激发态之间的能量差为4.9eV，则下列说法中正确的是（    ） A．电子运动过程中可能与汞原子发生多次碰撞 B．电流增大是因为从汞蒸气中溢出的光电子增加 C．增大G、A间的电压，可以使电流表的示数减小 D．K、G间电压越大，单位时间内到达A极的电子数越多 11．（2025·浙江金华义乌·三模）如图所示，一光电管的阴极用极限频率为的某种金属制成。现用频率为的紫外线照射阴极，当光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1V时，光电流达到饱和状态，此时电流表的示数为0.56μA。 已知普朗克常量。下列同学的判断正确的是（　　） A．阴极K金属的逸出功是 B．光电管每秒从K极逸出的光电子数为 C．光电子的最大初动能为 D．电子到达A极的最大动能是 12．（2025·浙江Z20名校联盟·模拟预测）氢原子的能级图如图1所示，大量处于某激发态的氢原子跃迁时，会产生四种频率的可见光。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图2所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的波动性 B．两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极A的最大动能之差为1.13eV C．滑片P向a移动，电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大 D．用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量小 13．（2025·浙江精诚联盟·二模）虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。考虑M、N、P、Q点对应的光，则（　　） A．以相同入射角射入玻璃砖，N光的侧移量比P光大 B．照射同一光电效应装置，M光的饱和光电流比Q光大 C．入射同一单缝，P光中心衍射条纹宽度比Q光小 D．白光中由氢原子发出的光，则M光比N光从更高能级跃迁到相同的第一激发态 14．（2025·浙江温州·三模）研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数1、2、3……，真空中光速为c，则（    ） A．普朗克常量为 B．时，光电子的最大初动能为 C．与氢原子基态能量的关系满足 D．氢原子由能级向能级跃迁发出的光子能使该金属发生光电效应 15．（2025·浙江县域教研联盟·模拟）氢原子能级如图甲所示。用某一频率的光照射一群处于基态的氢原子后向低能级跃迁时能发出6种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，其中只有3种不同频率的光a、b、c能够发生光电效应，用如图乙所示的电路研究光电效应规律，可得电压U与光电流之间的关系如图丙所示，元电荷为。下列说法正确的是（　　） A．当滑片P向A端移动时，光电流I将增大 B．阴极K材料的逸出功大于 C．光照射得到的光电流最弱，但光光子能量最大 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 16．（2025·浙江温州中学·适应性考）利用如图所示的装置研究光电效应，闭合单刀双掷开关，用频率为的光照射光电管，调节滑动变阻器，使电流表的示数刚好为0，此时电压表的示数为，已知电子电荷量为，普朗克常量为，下列说法正确的是（　　） A．其他条件不变，增大光强，电流表示数增大 B．改用比更大频率的光照射，调整滑片使电流表的示数为零，此时电压表示数大于 C．其他条件不变，使开关接，电流表示数仍为零 D．光电管阴板材料的截止频率 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题13 原子结构、原子核和波粒二象性 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 原子结构 2022、2023、2024、2025 . 选择题主导，综合题向实际应用延伸，聚焦基础概念与模型分析。氢原子光谱考查光的波动性与粒子性的综合应用，需结合巴耳末公式与光电效应规律。计算题则常与能源技术、量子通信等实际问题结合。静电除尘装置为背景，要求推导氢原子在电场中的电离条件，需联立玻尔模型与能量守恒定律。实验题则侧重验证性实验。核心规律深度整合，模型复杂度提升 . 原子结构与能级跃迁：命题从单一能级跃迁扩展至多能级系统，通过氢原子光谱分析不同波长光的衍射与折射特性，需综合应用玻尔理论与光的波动性规律。氢原子在非匀强磁场中的能级劈裂问题，需结合量子力学微扰理论进行定性分析。 . 核反应与核能计算：高频考点从简单衰变扩展至复杂核反应，通过钍基熔盐堆的核反应方程考查中子俘获与 β 衰变的综合过程，需联立质量数与电荷数守恒。通过氘氚聚变模型，要求计算核能释放与质量亏损，涉及质能方程与动量守恒的联立应用。 . 考点2 原子核 2021、2022、2023、2024、2025 考点3 波粒二象性 2021、2022、2023、2024 考点01 原子结构 1．（2025·浙江·1月选考）如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 【答案】BC 【详解】A．根据 因Q的截止电压大于R，可知Q的频率大于R的频率，Q的波长小于R的波长，则分别射入同一单缝衍射装置时，R的衍射现象比Q更明显，则Q的中央亮纹比R窄，选项A错误； B．同理可知P、Q产生的光电子在K处Q的最大初动能比P较大，根据 可知最小德布罗意波长，P大于Q，选项B正确； C．因Q对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据 可知三束光中Q对应的能级最高，选项C正确； D．对应于图2中的M点，P和Q的光电流相等，可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等，选项D错误。 故选BC。 2．（2024·浙江·6月选考）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n =3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、 的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是（　　） A．频率为的光，其动量为 B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为 C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为。 D．若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，入射光的频率 【答案】B 【详解】A．根据玻尔理论可知 则频率为的光，其动量为 选项A错误； B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能分别为 最大初动能之差为 选项B正确； C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，根据条纹间距表达式 产生的干涉条纹间距之差为选项C错误； D．若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，则 可得入射光的频率选项D错误； 故选B。 3．（2024·浙江·1月选考）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，n=3、4、5、6用和光进行如下实验研究，则（　　） A．照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽 B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，光的侧移量小 C．以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上光的平均光子数多 D．相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的饱和光电流小 【答案】C 【详解】A．根据巴耳末公式可知，光的波长较长。波长越长，越容易发生明显的衍射现象，故照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽，故A错误； B．光的波长较长，根据 可知光的频率较小，则光的折射率较小，在平行玻璃砖的偏折较小，光的侧移量小，故B错误； C．光的频率较小，光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束，光的光子数较多，真空中单位长度上光的平均光子数多，故C正确； D．若、光均能发生光电效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的频率较小，光的光子能量较小，光的光子数较多，则光的饱和光电流大，光的饱和光电流小，故D错误。 故选C。 4．（2023·浙江·1月选考）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．图1中的对应的是Ⅰ B．图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量 D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大 【答案】CD 【详解】根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得 可知，可见光I的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大。 A．可知，图1中的对应的是可见光Ⅱ，故A错误； B．由公式有，干涉条纹间距为 由图可知，图2中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I，故B错误； C．根据题意，由公式可得，光子动量为 可知，Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C正确； D．根据光电效应方程及动能定理可得 可知，频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D正确。 故选CD。 5．（2022·浙江·6月选考）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（　　） A．逸出光电子的最大初动能为10.80eV B．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大 C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态 【答案】B 【详解】A．从n=3跃迁到n=1放出的光电子能量最大，根据 可得此时最大初动能为 故A错误； B．根据 又因为从n=3跃迁到n=1放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B正确； C．大量氢原子从n=3的激发态跃迁基态能放出种频率的光子，其中从n=3跃迁到n=2放出的光子能量为 不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误； D．由于从n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为 所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4激发态，故D错误。 故选B。 考点02 原子核 6．（2025·浙江·1月选考）同位素相对含量的测量在考古学中有重要应用，其测量系统如图1所示。将少量古木样品碳化、电离后，产生的离子经过静电分析仪ESA-I、磁体-I和高电压清除器，让只含有三种碳同位素、、的离子束（初速度可忽略不计）进入磁体-Ⅱ．磁体-Ⅱ由电势差为U的加速电极P，磁感应强度为B、半径为R的四分之一圆弧细管道和离子接收器F构成。通过调节U，可分离、、三种同位素，其中、的离子被接收器F所接收并计数，它们的离子数百分比与U之间的关系曲线如图2所示，而离子可通过接收器F，进入静电分析仪ESA-Ⅱ，被接收器D接收并计算。 (1)写出中子与发生核反应生成，以及发生衰变生成的核反应方程式： (2)根据图2写出的离子所对应的U值，并求磁感应强度B的大小（计算结果保留两位有效数字。已知，原子质量单位，元电荷）； (3)如图1所示，ESA-Ⅱ可简化为间距两平行极板，在下极板开有间距的两小孔，仅允许入射角的离子通过。求两极板之间的电势差U： (4)对古木样品，测得与离子数之比值为；采用同样办法，测得活木头中与的比值为，由于它与外部环境不断进行碳交换，该比例长期保持稳定。试计算古木被砍伐距今的时间（已知的半衰期约为5700年，） 【答案】(1)， (2)， (3) (4) 【详解】（1）中子与发生核反应生成的核反应方程式为 发生衰变生成的核反应方程式为 （2）在加速电场中，由动能定理得解得磁场中，洛伦兹力提供向心力 联立解得， 相比，的比荷更大，通过圆形管道所需要的电压更大，通过图2可知当电压为时，与的离子数百分比为，故的离子所对应的U值为。 根据整理得 （3）由题意知，粒子在板间做类斜抛运动，水平方向有，竖直方向有，， 联立解得 （4）古木中与比值是活木头中的，说明经过衰变后只剩下，已知经过一个半衰期剩下，设经过n个半衰期，则有 解得 则砍伐时间 7．（2024·浙江·6月选考）发现中子的核反应方程为，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚 238的衰变方程为型，下列正确的是（　　） A．核反应方程中的X为 B．衰变方程中的Y为 C．中子的质量数为零 D．钚238的衰变吸收能量 【答案】A 【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒可知X为，Y为，故A正确，B错误； C．中子的质量数为1，故C错误； D．衰变过程中质量亏损，释放能量，故D错误。 故选A。 8．（2024·浙江·1月选考）已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，中子质量为，阿伏加德罗常数取，氘核摩尔质量为，相当于。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（　　） A．核反应方程式为 B．氘核的比结合能比氦核的大 C．氘核与氚核的间距达到就能发生核聚变 D．氘完全参与聚变释放出能量的数量级为 【答案】D 【详解】A．核反应方程式为 故A错误； B．氘核的比结合能比氦核的小，故B错误； C．氘核与氚核发生核聚变，要使它们间的距离达到以内，故C错误； D．一个氘核与一个氚核聚变反应质量亏损 聚变反应释放的能量是 氘完全参与聚变释放出能量 数量级为，故D正确。 故选D。 9．24．（2024·浙江·6月选考）下列说法正确的是（　　） A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构 B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同 C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号 D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少 【答案】AB 【详解】A．中子由夸克组成，整体呈现电中性，但内部有复杂结构，故A正确； B．根据爱因斯坦的相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同，故B正确； C．根据 可知，增加接收电路的线圈匝数，可减小振荡电路的固有频率，则可接收较低频率的电台信号，故C错误； D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，即分子距离从小于到大于的过程，分子力先做正功后做负功，则分子势能先减小后增大，故D错误。 故选AB。 10．（2023·浙江·6月选考）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（　　） A．衰变方程中的X等于233 B．的穿透能力比γ射线强 C．比的比结合能小 D．月夜的寒冷导致的半衰期变大 【答案】C 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为 即衰变方程中的X=234，故A错误； B．是α粒子，穿透能力比γ射线弱，故B错误； C．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确； D．半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。 故选C。 11．（2023·浙江·1月选考）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（　　） A．发生衰变的产物是 B．衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子 C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化 D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年 【答案】D 【详解】A．根据即发生衰变的产物是，选项A错误； B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误； C．半衰期是核反应，与外界环境无关，选项C错误； D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年=11460年，选项D正确。 故选D。 12．（2023·浙江·6月选考）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为∆x。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则（    ） A．电子的动量 B．电子的动能 C．光子的能量 D．光子的动量 【答案】AD 【详解】根据条纹间距公式可得 A．根据 可得 故A正确； B．根据动能和动量的关系 结合A选项可得 故B错误； C．光子的能量故C错误； D．光子的动量 光子的能量 联立可得则光子的动量故D正确。 故选AD。 13．（2022·浙江·6月选考）秦山核电站生产的核反应方程为，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．X是 B．可以用作示踪原子 C．来自原子核外 D．经过一个半衰期，10个将剩下5个 【答案】AB 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质子数为1，中子数为1，即为，故A正确； B．常用的示踪原子有：，，，故B正确； C．由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，所以来自原子核内，故C错误； D．半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立，故D错误。 故选AB。 14．（2022·浙江·1月选考）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（　　） A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量 B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kg C．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度 D．反应堆中存在的核反应 【答案】CD 【详解】A．秦山核电站利用的是重核裂变变释放的能量，故A错误； B．原子核亏损的质量全部转化为电能时，约为 核电站实际发电还要考虑到核能的转化率和利用率，则原子核亏损的质量大于27.6kg，故B错误； C．核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过中子的数量控制链式反应的速度，故C正确； D．反应堆利用铀235的裂变，生成多个中核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在的核反应，故D正确； 故选CD。 15．（2021·浙江·6月选考）对四个核反应方程（1）；（2）；（3）；（4）。下列说法正确的是（　　） A．（1）（2）式核反应没有释放能量 B．（1）（2）（3）式均是原子核衰变方程 C．（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程 D．利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一 【答案】CD 【详解】A．（1）是 衰变，（2）是 衰变，均有能量放出，故A错误； B．（3）是人工核转变，故B错误； C．（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程，故C正确； D．利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一，故D正确。 故选CD。 16．（2021·浙江·1月选考）如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月，该装置实现了1×108℃等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变，下列说法正确的是（　　）    A．聚变又叫热核反应 B．太阳就是一个巨大的热核反应堆 C．高温能使原子核克服核力而聚变 D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多 【答案】ABD 【详解】A．聚变又叫热核反应，选项A正确； B．太阳就是一个巨大的热核反应堆，选项B正确；    C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10-15m以内，核力才能起作用，那么热核反应时要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能来克服核力而聚变在一起形成新的原子核，即高温能使轻核克服库仑斥力而聚变，但不是能使所有的原子核克服库仑斥力而聚变，选项C错误； D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多，选项D正确； 故选ABD。 考点03 波粒二象性 17.（2024·浙江·1月选考）下列说法正确的是（　　） A．相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱 B．具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同 C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量 D．自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化 【答案】CD 【详解】A．相同温度下，黑体吸收和辐射能力最强，故A错误； B．根据具有相同动能的中子和电子，电子质量较小，德布罗意波长较长，故B错误； C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量，故C正确； D．自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光可视为偏振光，透过偏振片观察，转动偏振片时能观察到明暗变化，故D正确。 故选CD。 18．（2024·浙江·1月选考）如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（　　） A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能 C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为 D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 【详解】AB．根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到到达N板时 则到达N板时的动能为 与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，选项AB错误； C．平行极板M射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为 解得 选项C正确； D．M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则 解得 选项D错误。 故选C。 19．（2023·浙江·1月选考）被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为v光子的功率为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设天体发射频率为v光子的功率为P，由题意可知 其中t=1s，解得 故选A。 20.（2022·浙江·1月选考）如图为研究光电效应的装置示意图，该装置可用于分析光子的信息。在xOy平面（纸面）内，垂直纸面的金属薄板M、N与y轴平行放置，板N中间有一小孔O。有一由x轴、y轴和以O为圆心、圆心角为90°的半径不同的两条圆弧所围的区域Ⅰ，整个区域Ⅰ内存在大小可调、方向垂直纸面向里的匀强电场和磁感应强度大小恒为B1、磁感线与圆弧平行且逆时针方向的磁场。区域Ⅰ右侧还有一左边界与y轴平行且相距为l、下边界与x轴重合的匀强磁场区域Ⅱ，其宽度为a，长度足够长，其中的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小可调。光电子从板M逸出后经极板间电压U加速（板间电场视为匀强电场），调节区域Ⅰ的电场强度和区域Ⅱ的磁感应强度，使电子恰好打在坐标为（a+2l，0）的点上，被置于该处的探测器接收。已知电子质量为m、电荷量为e，板M的逸出功为W0，普朗克常量为h。忽略电子的重力及电子间的作用力。当频率为ν的光照射板M时有光电子逸出， （1）求逸出光电子的最大初动能Ekm，并求光电子从O点射入区域Ⅰ时的速度v0的大小范围； （2）若区域Ⅰ的电场强度大小，区域Ⅱ的磁感应强度大小，求被探测到的电子刚从板M逸出时速度vM的大小及与x轴的夹角； （3）为了使从O点以各种大小和方向的速度射向区域Ⅰ的电子都能被探测到，需要调节区域Ⅰ的电场强度E和区域Ⅱ的磁感应强度B2，求E的最大值和B2的最大值。 【答案】（1）；；（2）；；（3）； 【详解】（1）光电效应方程，逸出光电子的最大初动能 （2）速度选择器 如图所示，几何关系 （3）由上述表达式可得，由而v0sinθ等于光电子在板逸出时沿y轴的分速度，则有即，联立可得B2的最大值 21.（2022·浙江·1月选考）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10-23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列说法正确的是（　　） A．发射电子的动能约为8.0×10-15J B．发射电子的物质波波长约为5.5×10-11m C．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉 D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样 【答案】BD 【详解】A．根据动量的大小与动能的关系可知发射电子的动能约为 故A错误； B．发射电子的物质波波长约为故B正确； CD．物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故C错误，D正确； 故选BD。 22．（2021·浙江·6月选考）已知普朗克常量，电子的质量为，一个电子和一滴直径约为的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（　　）（） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据德布罗意波长公式 解得 由题意可知，电子与油滴的动能相同，则其波长与质量的二次方根成反比，所以有 代入数据解得所以C正确；ABD错误； 故选C。 23.（2021·浙江·1月选考）下列说法正确的是（　　） A．光的波动性是光子之间相互作用的结果 B．玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念 C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量 D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大 【答案】B 【详解】A．在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹。这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，故A错误； B．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故B正确； C．光电效应揭示了光的粒子性，但是不能证明光子除了能量之外还具有动量，选项C错误； D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方时，会使金属球附近的空气电离，金属球吸引负离子而使验电器金属箔的张角会变小，选项D错误。 故选B。 24．（2021·浙江·1月选考）2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（　　） A．是计算机运算的一种程序 B．表示运算速度的一个单位 C．表示微观世界的不连续性观念 D．类似于质子、中子的微观粒子 【答案】C 【详解】量子是不可分割的最小的单元，体现了物质的不连续性，即通常所说的“量子化”。 故选C。 1．（2025·浙江北斗星盟·三模）1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。在给出与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（　　） A．图1中，如果先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，则验电器的张角一直变大 B．根据图2可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关 C．图3，若电子的电荷量用e表示，、U1、普朗克常量h已知，则该金属的截止频率为 D．图4中，光电子初动能Ek随入射光频率的增大而增大 【答案】C 【详解】A．先让锌板带负电，再用紫外线灯照射锌板，由于光电效应电子从金属板上飞出，锌板负电荷减少张角变小，如果紫外线灯继续照射锌板，就会使锌板带正电，验电器的张角又增大，故A错误； B．由光子的能量公式可知，光子的能量只与光的频率有关，与光的强度无关，故B错误； C．根据公式 可得 可知该金属的截止频率 故C正确； D．根据爱因斯坦光电效应方程有 光电子的最大初动能Ek随入射光频率的增大而增大，故D错误。 故选C。 2．（24-25高三下·浙江诸暨·二模）我国物理学家曾谨言曾说：“20世纪量子物理学所碰到的问题是如此复杂和困难，以至没有可能期望一个物理学家能一手把它发展成一个完整的理论体系。”下列一系列理论都和量子力学的建立紧密相关，其内容正确的是（　　） A．普朗克黑体辐射理论认为：微观粒子的能量是分立的 B．玻尔的氢原子模型认为：电子绕核运动的轨道可以是任意半径 C．德布罗意的“物质波”假设认为：实物粒子也具有波动性，波长 D．爱因斯坦的光电效应理论认为：光电子的最大初动能与入射光的强弱有关 【答案】A 【详解】A．普朗克黑体辐射理论提出微观粒子的能量是分立的，A正确； B．玻尔的氢原子模型认为电子绕核运动的轨道不是任意半径，B错误； C．德布罗意的“物质波”假设认为实物粒子也具有波动性，波长，C错误； D．爱因斯坦的光电效应理论认为光电子的最大初动能与入射光的频率有关，D错误。 故选A。 3．（2025·浙江金华义乌·三模）甲、乙、丙、丁四幅图分别是回旋加速器、磁流体发电机、泊松亮斑、重核裂变的结构示意图，下列说法中正确的是（　　） A．图甲中增大交变电压场的电压可增大粒子的最大动能 B．图乙中磁流体发电机产生的电动势大小与等离子体的浓度无关 C．图丙中的泊松亮斑支持了光的波动说，它是菲涅尔通过实验观察到的 D．图丁所示的核反应属于重核裂变，钡141的平均核子质量、比结合能都比铀235的小 【答案】B 【详解】A．图甲中粒子达到最大动能时， 可知增大交变电压场的电压，粒子的最大动能不变，选项A错误； B．图乙中磁流体发电机当稳定时满足 可得E=Bdv 可知产生的电动势大小与等离子体的浓度无关，选项B正确； C．图丙中的泊松亮斑支持了光的波动说，而菲涅尔通过实验观察到的是圆孔衍射得到的图样，选项C错误； D．图丁所示的核反应属于重核裂变，该核反应的过程中释放大量的能量，存在质量亏损而质量数不变，生成物的平均核子质量更小；因生成物更加稳定，比结合能更大，则钡141的平均核子质量比铀235小、比结合能都比铀235的大，选项D错误。 故选B。 4．（2025·浙江精诚联盟·二模）具有完全自主知识产权的国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程商运投产，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先。关于高温气冷堆核电站说法正确的是（　　） A．利用核聚变发电，所以需要高温 B．通过改变温度控制核反应速度 C．利用核裂变时发生“质量亏损”而提供能量 D．核反应堆中镉棒插入是提高核反应速度 【答案】C 【详解】A．高温气冷堆核电站是将气体作为冷却剂，能够大大提高核电站的安全性。但是目前高温气冷堆核电站采用的是核裂变进行发电，A错误； B．可控核裂变指的是通过隔棒吸收中子，调节参与反应的中子数目以控制反应速度，B错误； C．可控核裂变是利用重核裂变的原理，重核裂变在放出能量的过程中存在质量亏损，C正确； D．核反应堆中镉棒插入吸收中子，降低核反应速度，D错误。 故选C。 5．（2025·浙江县域教研联盟·模拟）碳14的半衰期为5730年，因此在考古中经常用碳14测定年代，已知其自发衰变的核反应式：，（为新粒子）。若一个静止的衰变后释放的能量为，以下说法正确的是（　　） A．射线的电离作用非常强 B．经过5730年，100个碳原子一定只剩下50个 C．的结合能小于的结合能 D．假设该核反应是可逆的，则用一个能量为的撞击，可以得到一个 【答案】C 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X为，则射线的电离作用一般，故A错误； B．半衰期具有统计意义，对少数原子核不适用，经过5730年，100个碳原子不一定只剩下50个，故B错误； C．碳14衰变过程中释放能量，可知的比结合能小于的比结合能，又二者核子数相同，则的结合能小于的结合能，故C正确； D．由于生成物的比结合能较大，则需用一个能量大于的撞击，才可以得到一个，故D错误。 故选C。 6．（2025·浙江温州·三模）中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）首次实现了1亿摄氏度条件下1000秒的等离子体运行。该装置内部发生的核反应方程为，此反应会释放核能，伴随光子放出。下列说法正确的是（   ） A．该核反应方程中的X是质子 B．的比结合能小于的比结合能 C．核聚变反应所释放的光子可能来源于氢原子能级跃迁 D．该反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能发生 【答案】D 【详解】A．根据质量数守恒和核电荷数守恒得该核反应方程为，故A错误； B．核反应中生成物比反应物更加稳定，所以的比结合能大于的比结合能，故B错误； C．原子能级跃迁仅涉及电子在原子轨道间的跃迁，释放低能光子（如可见光、紫外线），与核反应无直接关联。核聚变反应释放的光子主要来源于核反应本身，而非氢原子能级跃迁。故C错误； D．要使核聚变发生，原子核必须首先接近到约以内，强核力才能主导结合过程。原子核带正电，根据库仑定律，它们之间的斥力随距离减小而急剧增大，这要求原子核需要足够的动能才能克服库仑斥力作用。因此，核聚变反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能有效发生，故D正确； 故选D。 7．（24-25高三下·浙江诸暨·二模）有关以下四幅图的描述，正确的是（　　） A．图甲中，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越大 B．图乙中，光屏上的中央亮斑是光照射到小圆孔后产生 C．图丙中，照相机镜头上的增透膜，在拍摄水下的景物时可消除水面的反射光 D．图丁中，入射的光子与电子碰撞时，一部分动量转移给电子，光子的波长变长 【答案】AD 【详解】A．图甲中，两板间的薄片越薄，则空气薄膜的厚度减小，而膜的厚度是两列反射光波路程差的2倍，而两列反射光波的路程差等于发生稳定干涉的光波半波长的偶数倍或奇数倍，因此可知满足半波长偶数倍或奇数倍的数量减少，明暗条纹变稀疏，则条纹间距变大，故A正确； B．图乙中，光屏上的中央亮斑是泊松亮斑是圆板衍射形成的图样，故B错误； C．为使拍摄的水面下景物更清晰，可利用偏振现象，在照相机镜头前加一偏振片，减少水面反射光的影响，故C错误； D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长，故D正确。 故选AD。 8．（2025·浙江精诚联盟·二模）量子论使人们认识了微观世界的运动规律，并发展了一系列对原子、分子等微观粒子进行有效操控和测量的技术。图为利用扫描隧道显微镜将48个铁原子排成的“原子围栏”，围栏内电子的量子行为，出现一系列圆形的“纹路”。则（　　） A．纹路是电子运动的轨迹 B．纹路是电子干涉的结果 C．电子在中心点出现的概率最大 D．围栏内的电子不可能穿越围栏出来 【答案】BC 【详解】电子具有波动性，而物质波是概率波，相干加强处电子出现的概率大。微观粒子具有隧道效应。 故选BC。 9．（2025·浙江北斗星盟·三模）下列说法正确的是（　　） A．由爱因斯坦的质能方程E =mc2可知质量和能量可以相互转化 B．热机可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功 C．如果一种元素具有放射性，它的放射性强度与温度有关，温度越高，放射性越强 D．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固 【答案】BD 【详解】A．由爱因斯坦的质能方程E =mc2可知，一定的质量总是和一定的能量相对应，而不是质量和能量可以相互转化，二者概念根本不同，当发生质量亏损时，质量只是以光子形式发射出去，故A错误。 B．根据热力学第二定律可知，不可能从单一热库吸收热量，使之完全变成功而不引起其它的变化；热机可以从单一热库吸收热量，使之完全变成功，只是要引起其它的变化，选项B正确； C．物质的衰变与环境无关，若将放射源置于高温高压环境中，射线强度将不变化，故C错误。 D．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，选项D正确。 故选BD。 10．（2025·浙江绍兴一中·模拟）“通过观测结果，间接构建微观世界的图景”是现代物理学研究的重要手段。弗兰克-赫兹的实验原理如图甲所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，G、A间加有电压为0.5V的反向电场，使电子减速，电流表的示数间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入稀薄汞蒸气后，发现K、G间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图乙所示。已知汞原子的基态与第一激发态之间的能量差为4.9eV，则下列说法中正确的是（    ） A．电子运动过程中可能与汞原子发生多次碰撞 B．电流增大是因为从汞蒸气中溢出的光电子增加 C．增大G、A间的电压，可以使电流表的示数减小 D．K、G间电压越大，单位时间内到达A极的电子数越多 【答案】AC 【详解】A．电子在向右加速与减速过程中，若动能足够大，与汞碰撞后，一部分能量使得汞发生跃迁，随后，电子在电场作用下，仍然做加速或减速运动，在之后的运动过程中，仍然会与汞原子发生碰撞，即电子运动过程中可能与汞原子发生多次碰撞，故A正确； B．电流增大是因为电子通过K、G间电场加速，与汞原子碰撞后，剩余动能较多，以至于在A、G间减速电场中运动时，能够克服电场力做功到达A位置，加速越过G的电子的动能越大，数目越多，到达A的电子数越大，从而导致电流增大，故B错误； C．增大G、A间的电压，电子需要克服GA间的反向电压需要的能量较大，能量小的电子就不能到达A板，所以电流表的示数减小，故C正确； D．K、G间电压越大，由乙图可知，单位时间内到达A极的电子数不一定越多，故D错误。 故选AC。 11．（2025·浙江金华义乌·三模）如图所示，一光电管的阴极用极限频率为的某种金属制成。现用频率为的紫外线照射阴极，当光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1V时，光电流达到饱和状态，此时电流表的示数为0.56μA。 已知普朗克常量。下列同学的判断正确的是（　　） A．阴极K金属的逸出功是 B．光电管每秒从K极逸出的光电子数为 C．光电子的最大初动能为 D．电子到达A极的最大动能是 【答案】BD 【详解】A．由题可知，金属的截止频率故金属的逸出功A错误； B．光电管每秒逸出的电荷量故每秒逸出的光子数B正确； C．根据光电效应方程可知，光子的最大初动能 C错误； D．根据动能定理可得 代入数据解得电子到达A极的最大动能 D正确。 故选BD。 12．（2025·浙江Z20名校联盟·模拟预测）氢原子的能级图如图1所示，大量处于某激发态的氢原子跃迁时，会产生四种频率的可见光。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用两种光分别照射如图2所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．光Ⅰ比光Ⅱ有更显著的波动性 B．两种光分别照射阴极K产生的光电子到达阳极A的最大动能之差为1.13eV C．滑片P向a移动，电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大 D．用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量小 【答案】BC 【详解】A．氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I的光子能量为 从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ的光子能量 可知光Ⅰ光子能量较大，频率较大，比光Ⅱ有更显著的粒子性，故A错误； B．根据 可知两种光分别照射阴极K产生的光电子的最大初动能之差等于光子能量之差，即 根据 可知到达阳极A的最大动能之差为 故B正确； C．滑片P向a移动，光电管的反向电压变大，当光电流为零时满足 可知光I对应的截止电压较大，即电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大，故C正确； D．Ⅰ光频率较大，折射率较大，可知用Ⅰ光和Ⅱ光以相同入射角θ（0°<θ<90°）照射同一平行玻璃砖，Ⅰ光的侧移量大，故D错误。 故选BC。 13．（2025·浙江精诚联盟·二模）虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。考虑M、N、P、Q点对应的光，则（　　） A．以相同入射角射入玻璃砖，N光的侧移量比P光大 B．照射同一光电效应装置，M光的饱和光电流比Q光大 C．入射同一单缝，P光中心衍射条纹宽度比Q光小 D．白光中由氢原子发出的光，则M光比N光从更高能级跃迁到相同的第一激发态 【答案】BD 【详解】根据光的折射和色散规律知射到M点和Q点的光折射率都是最大的，即频率最大，射到N点和P点的光的折射率都是最小的，即频率最小，即频率关系为 A．因N和P两种光频率相同，折射率相同，则有N光的侧移量与P相同，选项A错误； C．P光波长大于Q光，可知P光衍射现象更加明显，即P光中心衍射条纹宽度比Q光大，选项C错误； D．M光比N光频率更大，则跃迁时对应的能级差更大，即M光从更高能级跃迁到相同的第一激发态，选项D正确； B．M光与Q光频率一样，但M光是经过一次反射射出，Q光是经过两次反射射出的，则M光的光强大，故饱和光电流大，选项B正确。 故选BD。 14．（2025·浙江温州·三模）研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数1、2、3……，真空中光速为c，则（    ） A．普朗克常量为 B．时，光电子的最大初动能为 C．与氢原子基态能量的关系满足 D．氢原子由能级向能级跃迁发出的光子能使该金属发生光电效应 【答案】BC 【详解】A．根据题意，由爱因斯坦光电效应方程有 又因为 可得 结合图像可知 当时，，则有 故A错误； B．当时，代入 解得故B正确； CD．氢原子基态能量为，则能级氢原子能量为，能级氢原子能量为。由题可知能级向基态跃迁产生的光子能够引发光电效应，能级向基态跃迁和能级向能级跃迁产生的光子不能引发光电效应，则 故C正确，D错误。 故选BC。 15．（2025·浙江县域教研联盟·模拟）氢原子能级如图甲所示。用某一频率的光照射一群处于基态的氢原子后向低能级跃迁时能发出6种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，其中只有3种不同频率的光a、b、c能够发生光电效应，用如图乙所示的电路研究光电效应规律，可得电压U与光电流之间的关系如图丙所示，元电荷为。下列说法正确的是（　　） A．当滑片P向A端移动时，光电流I将增大 B．阴极K材料的逸出功大于 C．光照射得到的光电流最弱，但光光子能量最大 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 【答案】CD 【详解】A．当滑片P向A端移动时，加在光电管上的反向电压变大，可知光电流I将减小，选项A错误； B．某一频率的光照射一群处于基态的氢原子后向低能级跃迁时能发出6种频率的光，可知氢原子跃迁到了n=4能级，其中只有3种不同频率的光a、b、c能够发生光电效应，可知分别对应的三个较大的能级跃迁分别是4→1，3→1和2→1，辐射光子的能量分别为12.75eV，12.09eV和10.2eV，则阴极K材料的逸出功小于，选项B错误； C．光照射得到的光电流最弱，但因a光的截止电压最大，根据 可知光光子能量最大，选项C正确； D．图丙中3条图线对应的遏止电压，因c遏止电压最小，则对应光子能量最小，即对应于光子能量为10.2eV，则b对应于光子能量为12.09eV，则根据 一定有 选项D正确。 故选CD。 16．（2025·浙江温州中学·适应性考）利用如图所示的装置研究光电效应，闭合单刀双掷开关，用频率为的光照射光电管，调节滑动变阻器，使电流表的示数刚好为0，此时电压表的示数为，已知电子电荷量为，普朗克常量为，下列说法正确的是（　　） A．其他条件不变，增大光强，电流表示数增大 B．改用比更大频率的光照射，调整滑片使电流表的示数为零，此时电压表示数大于 C．其他条件不变，使开关接，电流表示数仍为零 D．光电管阴板材料的截止频率 【答案】BD 【详解】A．当开关S接1时，调节滑动变阻器，使电流表的示数刚好为0，由爱因斯坦光电效应方程 可知此时刚好为遏止电压，其他条件不变时，增大光强，电流表示数依然为0，故A错误； B．若改用比更大频率的光照射时，调整电流表的示数为零，而金属的逸出功不变，故遏止电压变大，即此时电压表示数大于，故B正确； C．其他条件不变，使开关接，此时为正向电压，电流表示数不为零，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程 其中联立解得，光电管阴极材料的截止频率为故D正确。 故选BD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$