专题09 近代物理（湖北专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题09 近代物理 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 原子结构 2023 命题逐渐引入动态过程的多维度分析，如通过 B-t 图像斜率判断核反应中的中子通量变化，结合 v-t 图像分析相对论效应下的粒子运动轨迹，要求考生从图像中提取关键信息并建立微分方程。此外，近代物理常与化学学科交叉，如通过 “电偶极子” 模型分析分子极化现象，体现跨学科思维的综合考查。 能力要求上，突出数学工具的工程化应用与逻辑推理的严谨性。考生需熟练运用微积分思想处理量子隧穿概率的积分计算，或利用洛伦兹因子求解相对论效应下的时间膨胀问题。实验探究能力的考查力度显著增强，例如设计实验验证光电效应时，需结合传感器数据处理与误差分析，将控制变量法拓展至多变量耦合关系的研究。部分试题还引入复杂系统建模能力，如通过 “能 - 质 - 场” 转化链分析核聚变装置的效率优化问题，或利用有限差分法简化非均匀磁场中的磁感线分布计算，全面检验考生对物理规律的迁移能力与创新应用水平。 考点2 原子核 2021、2022、2024、2025 考点01 原子结构 1．（2023·湖北·高考）2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为的氢原子谱线（对应的光子能量为）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子（    ）    A．和能级之间的跃迁 B．和能级之间的跃迁 C．和能级之间的跃迁 D．和能级之间的跃迁 【答案】A 【详解】由图中可知n=2和n=1的能级差之间的能量差值为与探测器探测到的谱线能量相等，故可知此谱线来源于太阳中氢原子n=2和n=1能级之间的跃迁。 故选A。 考点02 原子核 2．（2025·湖北·高考真题）PET（正电子发射断层成像）是核医学科重要的影像学诊断工具，其检查原理是将含放射性同位素（如：）的物质注入人体参与人体代谢，从而达到诊断的目的。的衰变方程为，其中是中微子。已知的半衰期是110分钟。下列说法正确的是（   ） A． X为 B．该反应为核聚变反应 C．1克经110分钟剩下0.5克 D．该反应产生的在磁场中会发生偏转 【答案】C 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知，该物质为，故A错误； B．核聚变是轻核结合成重核的过程（如氢弹原理）。本题中的衰变是单个原子核自发转变为另一种原子核，属于放射性衰变（具体为衰变），而非核聚变，故B错误； C．1g该物质经过110min即一个衰变周期，则有一半发生衰变，该物质质量变为0.5g，故C正确； D．不带电，在磁场中不偏转，故D错误。 故选C。 3．（2024·湖北·高考）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一,是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则（　　） A．a=7，b=1 B．a=7，b=2 C．a=6，b=1 D．a=6，b=2 【答案】B 【详解】由质量数和电荷数守恒可得，解得 故选B。 4．（2022·湖北·高考）上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即 。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（　　） A．原子核X是 B．核反应前后的总质子数不变 C．核反应前后总质量数不同 D．中微子的电荷量与电子的相同 【答案】A 【详解】AC．根据质量数守恒和电荷数守恒有，X的质量数为7，电荷数为3，可知原子核X是，A正确、C错误； B．由选项A可知，原子核X是，则核反应方程为 + → + ，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误； D．中微子不带电，则中微子的电荷量与电子的不相同，D错误。 故选A。 5．（2021·湖北·高考））20世纪60年代，我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。1964年，我国第一颗原子弹试爆成功；1967年，我国第一颗氢弹试爆成功。关于原子弹和氢弹，下列说法正确的是（　　） A．原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的 B．原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的 C．原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是根据核聚变原理研制的 D．原子弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是根据核裂变原理研制的 【答案】C 【详解】原子弹是根据重核裂变研制的，而氢弹是根据轻核聚变研制的，故ABD错误，C正确。 故选C。 1．(24-25高二下·湖北腾云联盟)一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（　　） A．图乙中的b光光子能量为 B．图乙中的c光是氢原子由第4能级向第2能级跃迁发出的 C．动能为1eV的电子不能使处于第4能级的氢原子电离 D．阴极金属的逸出功可能为 【答案】D 【详解】B．一群处于第4能级的氢原子，只能测得3条电流随电压变化，即只有三种光子发生了光电效应现象，即、和跃迁的光子；由图乙可知a光的遏止电压最高，c光的遏止电压最低，可知a光的能量最高，c光能量最低，故c光是氢原子由第2能级向基态跃迁发出的，故B错误； A．由B中分析可知，b光是跃迁产生的，其能量为，故A错误； C．动能为的电子大于第4能级的氢原子电离所需的最小能量，故能使处于第4能级的氢原子电离，故C错误； D．由玻尔理论知，由第4能级跃迁的光子能量分别为，，，，，，由于只有三种光子发生光电效应，则金属的逸出功必然大于小于，故逸出功可能为，故D正确。 故选D。 2．（2025·湖北原创压轴·二模）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一，其治疗原理是先向患者体内注射含硼药物，药物很快聚集在肿瘤细胞内，再用中子束照射肿瘤部位，当中子被肿瘤细胞中的俘获时发生核反应，产生的粒子可以精确地杀死肿瘤细胞而不会对相邻的正常细胞产生过多影响。已知、、粒子的比结合能分别为、、。以下说法正确的是（　　） A．该反应属于衰变 B．该核反应无射线产生 C．反应前后质量数守恒，质量也守恒 D．该核反应释放的能量为 【答案】D 【详解】A．该核反应属于原子核的人工转变，A错误； B．反应产生的核不稳定，能向外放出射线，B错误； C．反应前后质量数守恒，但存在质量亏损，C错误； D．生成物与粒子的结合能之和为，反应物的结合能为，故该反应释放的能量为，D正确。 故选D。 3．（24-25高三·湖北九师联盟·期末）为研究氢原子发光特点，现用某种激光照射大量基态氢原子使其跃迁，处于激发态的氢原子不稳定，跃迁时只能产生三种单色光，用这三种光分别照射同一个光电管，移动滑动变阻器调节光电管两端电压，分别得到三种光照射时光电流Ⅰ与光电管两端电压U的关系，如图所示，已知氢原子基态能量为，，下列说法正确的是（　　） A．激光能量为12.09eV，光电管逸出功为1.80eV B．a光遏止电压为0.49V，c光遏止电压为10.69V C．a、b、c光子动量大小关系为 D．a、b、c三种光用同一个单缝装置进行衍射实验，中央亮条纹宽度c光最宽 【答案】B 【详解】A．激发态氢原子受激跃迁产生3种光线，根据，得根据 激光能量根据光电流Ⅰ与光电管两端电压U的关系，c光能量同理a光能量b光能量根据光电效应方程及动能定理，有得A错误； B．a光遏止电压 得c光遏止电压得B正确； C．由，得由，得由，得C错误； D．单缝衍射时，波长越长中央亮条纹越宽，因a波长最大，则中央亮条纹宽度a光最宽，D错误。 故选B。 4．（2025·湖北荆州沙市中学·高三下模）我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术，目前处于世界领先水平。与4G相比，5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比，5G使用的电磁波（　　） A．波长更长 B．传播速度更快 C．能量子的能量更大 D．4G信号是横波，5G信号是纵波 【答案】C 【来源】2025届湖北省荆州市沙市中学高三下学期模拟预测物理试题 【详解】ABC．5G 使用的电磁波频率更大，传播速度不变，均为光速c，根据，则波长更短，根据，可知能量子的能量更大，故AB错误，C正确； D．电磁波均是横波，故D错误。 故选C。 5．（24-25高三·湖北华大新高考联盟·期末）碳14是碳元素的一种具有放射性的同位素，被广泛应用于化学、医学、生物学及考古学等领域，某古生物化石中碳14在碳原子中所占的比例是现代生物中的。下列说法正确的是（　　） A．碳14比它的同位素碳12多两个质子 B．碳14的比结合能大于它的同位素碳12 C．碳14发生衰变的核反应方程为 D．该古生物化石经历了16个半衰期 【答案】C 【详解】A．同位素的质子数相同，中子数不同，可知，碳14和碳12质子数相同，故A错误； B．根据题意可知，碳14有放射性，没有碳12稳定，原子核越稳定，比结合能越大，可知，碳14的比结合能小于它的同位素碳12，故B错误； C．根据质量数与电荷数守恒可知，碳14发生衰变的核反应方程为故C正确； D．根据半衰期的定义可知其中为半衰期，根据题意有则有可知经过4个半衰期，故D错误。 故选C。 6．（2025·湖北武昌实中·高考适应性）处于激发态的汞原子可辐射出波长为的靛光和波长为的黄光，靛光可以使金属发生光电效应，但不能使金属发生光电效应。下列说法正确的是（    ） A．黄光比靛光的光子能量大 B．黄光可能使两种金属都发生光电效应 C．在同一介质中靛光比黄光的传播速度大 D．金属的截止频率小于金属的截止频率 【答案】D 【详解】A．由题意可知黄光的波长大于靛光的波长，根据可知，黄光的频率小于靛光的频率，根据可知，黄光比靛光的光子能量小，故A错误； BD．靛光可以使金属发生光电效应，但不能使金属发生光电效应，可知金属的截止频率小于金属的截止频率；由于黄光比靛光的光子能量小，则黄光一定不能使金属发生光电效应，故B错误，故D正确； C．由于黄光的频率小于靛光的频率，则同一介质中黄光的折射率小于靛光的折射率，根据可知，在同一介质中靛光比黄光的传播速度小，故C错误。 故选D。 7．（24-25高三·湖北黄冈中学·四模）2025年是量子力学诞生一百周年，量子力学已经对多个领域产生了深远影响，包括物理学、化学、计算机科学、通信技术和生物学，已成为现代科学的重要基石之一，下列与量子力学的奠基性事件有关的说法中正确的是（　　） A．康普顿效应表明光具有波动性 B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C．实物粒子不仅具有粒子性而且具有波动性 D．玻尔的原子理论成功解释了所有原子的光谱现象 【答案】C 【详解】A．康普顿效应表明光具有粒子性，故A错误； B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果建立的核式结构模型，并非发现质子和中子，故B错误； C．实物粒子既具有粒子性而且具有波动性（物质波），故C正确； D．玻尔的原子理论仅能解释氢原子的光谱现象，故D错误。 故选C。 8．（2025·湖北武汉武昌区·5月质检）钋核（）和钍核（）的衰变方程分别为：，已知Po的半衰期约为102年，下列说法正确的是（　　） A．Y是来自于原子核外的电子 B．核的比结合能小于核 C．10个核经过102年后不一定还剩5个核 D．的衰变过程吸收能量，的衰变过程释放能量 【答案】C 【详解】A．Y是电子，衰变中产生的电子来源于原子核的内部，故A错误； B．根据比结合能越大越稳定可知，核的比结合能大于核，故B错误； C．半衰期是统计规律，10个核经过102年后不一定还剩5个核，故C正确； D．的衰变过程释放能量，的衰变过程也释放能量，故D错误。 故选C。 9．（25届·孝感八校·高三下·三模）新华社合肥2024年1月14日电，每平方米每秒钟可极速喷射出亿亿亿个粒子！记者从中国科学院合肥物质科学研究院获悉，该院大科学团队成功研制强流直线等离子体装置“赤霄”，如同一把性能超强的“激光剑”，为研制“人造太阳”核心材料提供科技利器，14日经专家组鉴定，“赤霄”参数达到设计指标，整体性能国际先进。中国的“人造太阳”成功实现稳态高约束模式等离子体运行时间403 s，创造了世界纪录。“人造太阳”在工作时进行两种热核聚变反应：H＋H→He＋X＋17.6 MeV和He＋He→He＋2Y＋12.86 Mev，其内部结构如图，下列说法正确的是（　　） A．目前主流核电站都在利用热核聚变进行发电 B．反应中释放出的X粒子会受到线圈磁场的磁约束力 C．反应中释放出的Y粒子为中子 D．He核子平均质量大于He核子平均质量 【答案】D 【详解】A．目前主流核电站都在利用核裂变进行发电，故A错误； B．由电荷数守恒和质量数守恒可知，反应中释放出的X粒子为n，中子不带电，不会受到线圈磁场的磁约束力，故B错误； C．由电荷数守恒和质量数守恒可知，反应中释放出的Y粒子为H，故C错误； D．该反应放出核能，则He的结合能一定大于He的结合能；由于该反应有质量亏损，则He核子的平均质量一定小于He核子的平均质量，故D正确。 故选D。 10．（24-25高三·湖北宜荆荆恩四校·4月联考）采用如图甲所示电路来研究光电效应规律，现分别用a、b两束单色光照射同一光电管，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．若直流电源右端为正极，将滑动变阻器滑片向右滑动，则电流表示数不断增大 B．若直流电源左端为正极，将滑动变阻器滑片向右滑动，则电流表示数不断增大 C．若b光能使某金属产生光电效应，则a光一定也可以 D．若a光能使某金属产生光电效应，则b光一定也可以 【答案】D 【来源】2025届湖北省宜荆荆恩四校（宜昌一中、荆州中学、龙泉中学、恩施高中）高三下学期4月联考物理试卷 【详解】A．若直流电源右端为正极，光电管两端是反向电压，将滑动变阻器滑片P向右滑动，反向电压增大，电流逐渐减小到0，故A错误； B．若直流电源左端为正极，光电管两端是正向电压，将滑动变阻器滑片P向右滑动，正向电压增大，电流达到饱和电流后不再增大，故B错误； C．根据可知，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，其对应的遏止电压越大，所以a光的频率比b光的小。若b光能使金属发生光电效应，只能说明b光的频率大于截止频率，而a光的频率不一定大于截止频率，a光不一定可以；若a光能使金属发生光电效应，能说明a光的频率大于截止频率，而b光的频率一定大于截止频率，b光一定可以，故C错误，D正确。 故选D。 11．（25届·湖北部分学校联考·三模）用作为放射源可以产生β射线，β射线可以用来测量板材的厚度，其工作原理是β射线透过被测物体产生的衰减与被测物体的厚度成正比，的衰变方程为，已知的半衰期为30年，下列说法正确的是（　　） A．X为电子，由于原子核内没有电子，X由Cs的核外电子电离而来 B．β射线的穿透能力比α射线穿透能力强 C．若以化合物Cs₂O的形式存在，Cs的半衰期会变长 D．的比结合能比的比结合能大 【答案】B 【详解】A．衰变方程为由电荷数守恒和质量数守恒可知为，故 为电子，它由原子核内一个中子变成一个质子而来，方程式为故A错误； B．射线的穿透能力比射线穿透能力强，故B正确； C．半衰期是由放射性原子核自身内部结构决定，与其他因素无关，故C错误； D．，自发衰变产生，因此比更稳定，比结合能更大，故D错误。 故选B。 12．（2025·湖北省新八校协作体·三模）2025年3月，我国第一款碳核电池，也是全球首款基于碳化硅半导体材料的核电池“烛龙一号”工程样机研制成功，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得重大突破。核电池的能量来源于衰变，已知经历一次衰变的产物中有，衰变半衰期为5730年。下列说法正确的是（　　） A．衰变是α衰变 B．衰变产生β射线，β射线穿透能力比α射线强 C．一个新的核电池，经过5730年，其总质量变为原来的一半 D．高温高压下的半衰期会变短 【答案】B 【详解】A．衰变：，是β衰变，故A错误； B．β射线穿透能力比α射线强，故B正确； C．衰变成了，并没有直接消失，经过一个半衰期，衰变了一半，但总质量没减半，故C错误； D．高温高压会破坏核电池的保护层，导致核燃料泄露，且半衰期与外界条件无关，故D错误。 故选B。 13．（24-25高三·湖北·5月模拟）截至2024年，我国核电在运在建规模升至世界第一。已知两个氘核发生的核反应方程为→，铀核裂变的核反应方程为。根据如图所示的比结合能曲线，下列说法正确的是（　　） A．2个的结合能为2MeV，2个结合成一个时能够放出的能量 B．一个重核（如）可以分裂为两个中等质量的核，质量数不守恒，重核的比结合能小于两个中等质量核的比结合能，所以反应放出能量 C．重核裂变和轻核聚变都会放出能量，且质量守恒，电荷守恒 D．比结合能越大的原子核结构越稳固 【答案】D 【详解】A．由比结合能曲线可知2个的结合能为，而一个的结合能为，即2个结合成一个时能够放出的能量，故A错误； B．一个重核（如）可以分裂为两个中等质量的核，质量数守恒，重核的比结合能小于两个中等质量核的比结合能，所以反应放出能量，故B错误； CD．重核裂变和轻核聚变都会放出能量，且质量数守恒，电荷数守恒，比结合能越大的原子核结构越稳固，故C错误，D正确。 故选D。 14．（24-25高三·湖北十堰·5月适应性）如图所示为氢原子能级的示意图。现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁并辐射出光子。已知紫外线的光子的能量大于，金属钠的逸出功为。下列说法正确的是（　　） A．氢原子从能级跃迁到基态辐射出的光波长最长 B．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光属于紫外线 C．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射金属钠时能发生光电效应 D．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射处于能级的氢原子，可使其发生电离 【答案】D 【详解】A．氢原子从能级跃迁到基态，能级差最大，辐射出的光频率最高，波长最短，故A错误； B．氢原子从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量为 所以不属于紫外线，故B错误； C．氢原子从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量为 因此不能使金属钠发生光电效应，故C错误； D．氢原子从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量为 大于处于能级的氢原子的电离能，因此可以使处于能级的氢原子发生电离，故D正确。 故选D。 15．（2025·湖北黄冈中学·二模）2025年距离我国第一颗原子弹爆炸成功已经六十一周年，“两弹一星”精神激励和鼓舞了几代人，是中华民族的宝贵精神财富。下列关于原子弹和氢弹的说法正确的是（　　） A．原子弹的能量来源和太阳的能量来源原理相同 B．原子弹的单个轴块可以制成任意大小的体积 C．氢弹利用大量氢气快速燃烧产生爆炸 D．氢弹爆炸必须在高温下才能进行 【答案】D 【详解】A．原子弹的能量来源原理是铀核裂变，与太阳的能量来源原理（来自核聚变）不同，故A错误； B．铀裂变存在临界体积，不能任意缩小体积，故B错误； CD．氢弹的能量来源于核聚变反应，而非氢气燃烧（化学能），必须在高温下进行，故C错误，D正确。 故选D。 21．（2025·湖北鄂东南联盟·模拟联考）下列说法正确的是（　　） A．单色光是偏振光，复色光不是偏振光 B．阴极射线照射金属，不能使金属内部电子逸出 C．具有相同动量的质子和电子，其德布罗意波长相同 D．相同光照下，黑体吸收电磁波能力最强，但辐射电磁波能力最弱 【答案】C 【详解】A．单色光和复色光都可能是偏振光，偏振光是指光的振动方向在垂直于传播方向的平面上有特定的分布，这与单色光还是复色光无关，故A错误； B．阴极射线是高速电子流，当阴极射线照射金属时，若其能量足够，能使金属内部电子逸出，发生光电效应现象，故B错误； C．可知：具有相同动量的质子和电子，其德布罗意波长相同，故C正确； D．黑体是指在任何温度下都能完全吸收照射到它上面的各种波长的电磁波的物体，同时黑体辐射电磁波的能力也最强，故D错误。 故选C。 16．（2025·湖北·新高考信息卷（三））2024年3月27日，中国全球首座第四代核电站石岛湾高温气冷堆示范工程在完成了运行考验后又实现了核能供暖。高温气冷堆技术颠覆了之前的传统核电技术，它是国际公认的第四代核电技术先进堆型，更是未来核电发展的重要方向。除此之外，我国第四代核电技术在最极端的情况下，即使在反应堆突发故障或遭遇自然灾害，一切操作系统都失灵的情况下，不依靠任何外界干预，反应堆仍然可以依靠自身物理特性保持安全状态。目前核电站获取核能的基本核反应方程为：，其中不稳定，衰变的半衰期为T，则下列说法正确的是（　　） A．链式反应的速度由慢化剂的多少来控制 B．的原子核，经过2T后已经衰变的质量是 C．反应产物X的比结合能比的比结合能大 D．已知铀核质量为m1，钡核质量为m2，X核质量为m3，中子质量为m4，则该核反应释放的核能是 【答案】C 【详解】A．链式反应的速度由控制棒插入深度的多少来控制，A错误； B．根据半衰期公式经过2T后剩余的质量是开始时质量的，则已经衰变的质量是开始时质量的，应为，B错误； C．核反应中生成物比反应物稳定，反应产物X的比结合能比的比结合能大，C正确； D．核反应中质量亏损为由质能方程，该核反应释放的核能是D错误。 故选C。 17．（2025·湖北七市州·二模）某种金属板M受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的速度方向，速度大小也不相同。平行M放置一个金属网N，在M、N间连一电流表，如图（a）所示，将在电流表中检测到电流；如果在M、N之间加电压，如图（b）所示，调节电压的大小，观察电流表中的电流大小。下列说法正确的是（　　） A．图（a）中流过电流表的电流方向为从到 B．图（b）中当增大时，电流表的读数也增大 C．图（b）中当增大到某一值时电流表的读数可能为零 D．所有电子从M板到金属网N均做匀减速直线运动 【答案】C 【详解】A．由题意可知，电子从运动到，则图甲中流过电流表的电流方向为从到，选项A错误； D．由于电子受静电力方向水平向左，加速度恒定，其方向与电子速度方向间的夹角为钝角（当电子的速度方向沿金属板M板面方向时，静电力方向与电子速度方向间的夹角为直角，该方向射出的电子是不会在两板间做直线运动），故电子在两板间均做匀变速曲线运动，不是匀减速直线运动，只有垂直板面射出的电子在板间才做匀减速运动，故D错误； B．根据动能定理U增大，到达极板电子数减少，电流表的读数减小，故错误； C．当增大到某一值时，电子到达N板的速度恰好为0，此时电流为0，故C正确。 故选C。 18．（2025·湖北部分市州·一模）爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（ A．在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出 B．由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大 C．由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 【答案】D 【详解】A．由于红光的频率较小，所以在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板不一定有光电子飞出，故A错误； B．当达到饱和电流时，增大正向电压，则光电流不变，故B错误； C．金属的逸出功与入射光的频率无关，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程所以该图线的斜率为普朗克常量，故D正确。 故选D。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 近代物理 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 原子结构 2023 命题逐渐引入动态过程的多维度分析，如通过 B-t 图像斜率判断核反应中的中子通量变化，结合 v-t 图像分析相对论效应下的粒子运动轨迹，要求考生从图像中提取关键信息并建立微分方程。此外，近代物理常与化学学科交叉，如通过 “电偶极子” 模型分析分子极化现象，体现跨学科思维的综合考查。 能力要求上，突出数学工具的工程化应用与逻辑推理的严谨性。考生需熟练运用微积分思想处理量子隧穿概率的积分计算，或利用洛伦兹因子求解相对论效应下的时间膨胀问题。实验探究能力的考查力度显著增强，例如设计实验验证光电效应时，需结合传感器数据处理与误差分析，将控制变量法拓展至多变量耦合关系的研究。部分试题还引入复杂系统建模能力，如通过 “能 - 质 - 场” 转化链分析核聚变装置的效率优化问题，或利用有限差分法简化非均匀磁场中的磁感线分布计算，全面检验考生对物理规律的迁移能力与创新应用水平。 考点2 原子核 2021、2022、2024、2025 考点01 原子结构 1．（2023·湖北·高考）2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为的氢原子谱线（对应的光子能量为）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子（    ）    A．和能级之间的跃迁 B．和能级之间的跃迁 C．和能级之间的跃迁 D．和能级之间的跃迁 考点02 原子核 2．（2025·湖北·高考真题）PET（正电子发射断层成像）是核医学科重要的影像学诊断工具，其检查原理是将含放射性同位素（如：）的物质注入人体参与人体代谢，从而达到诊断的目的。的衰变方程为，其中是中微子。已知的半衰期是110分钟。下列说法正确的是（   ） A． X为 B．该反应为核聚变反应 C．1克经110分钟剩下0.5克 D．该反应产生的在磁场中会发生偏转 3．（2024·湖北·高考）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一,是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则（　　） A．a=7，b=1 B．a=7，b=2 C．a=6，b=1 D．a=6，b=2 4．（2022·湖北·高考）上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即 。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（　　） A．原子核X是 B．核反应前后的总质子数不变 C．核反应前后总质量数不同 D．中微子的电荷量与电子的相同 5．（2021·湖北·高考））20世纪60年代，我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。1964年，我国第一颗原子弹试爆成功；1967年，我国第一颗氢弹试爆成功。关于原子弹和氢弹，下列说法正确的是（　　） A．原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的 B．原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的 C．原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是根据核聚变原理研制的 D．原子弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是根据核裂变原理研制的 1．(24-25高二下·湖北腾云联盟)一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，只能测得3条电流随电压变化的图像如图乙所示，已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（　　） A．图乙中的b光光子能量为 B．图乙中的c光是氢原子由第4能级向第2能级跃迁发出的 C．动能为1eV的电子不能使处于第4能级的氢原子电离 D．阴极金属的逸出功可能为 2．（2025·湖北原创压轴·二模）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一，其治疗原理是先向患者体内注射含硼药物，药物很快聚集在肿瘤细胞内，再用中子束照射肿瘤部位，当中子被肿瘤细胞中的俘获时发生核反应，产生的粒子可以精确地杀死肿瘤细胞而不会对相邻的正常细胞产生过多影响。已知、、粒子的比结合能分别为、、。以下说法正确的是（　　） A．该反应属于衰变 B．该核反应无射线产生 C．反应前后质量数守恒，质量也守恒 D．该核反应释放的能量为 3．（24-25高三·湖北九师联盟·期末）为研究氢原子发光特点，现用某种激光照射大量基态氢原子使其跃迁，处于激发态的氢原子不稳定，跃迁时只能产生三种单色光，用这三种光分别照射同一个光电管，移动滑动变阻器调节光电管两端电压，分别得到三种光照射时光电流Ⅰ与光电管两端电压U的关系，如图所示，已知氢原子基态能量为，，下列说法正确的是（　　） A．激光能量为12.09eV，光电管逸出功为1.80eV B．a光遏止电压为0.49V，c光遏止电压为10.69V C．a、b、c光子动量大小关系为 D．a、b、c三种光用同一个单缝装置进行衍射实验，中央亮条纹宽度c光最宽 4．（2025·湖北荆州沙市中学·高三下模）我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术，目前处于世界领先水平。与4G相比，5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比，5G使用的电磁波（　　） A．波长更长 B．传播速度更快 C．能量子的能量更大 D．4G信号是横波，5G信号是纵波 5．（24-25高三·湖北华大新高考联盟·期末）碳14是碳元素的一种具有放射性的同位素，被广泛应用于化学、医学、生物学及考古学等领域，某古生物化石中碳14在碳原子中所占的比例是现代生物中的。下列说法正确的是（　　） A．碳14比它的同位素碳12多两个质子 B．碳14的比结合能大于它的同位素碳12 C．碳14发生衰变的核反应方程为 D．该古生物化石经历了16个半衰期 6．（2025·湖北武昌实中·高考适应性）处于激发态的汞原子可辐射出波长为的靛光和波长为的黄光，靛光可以使金属发生光电效应，但不能使金属发生光电效应。下列说法正确的是（    ） A．黄光比靛光的光子能量大 B．黄光可能使两种金属都发生光电效应 C．在同一介质中靛光比黄光的传播速度大 D．金属的截止频率小于金属的截止频率 7．（24-25高三·湖北黄冈中学·四模）2025年是量子力学诞生一百周年，量子力学已经对多个领域产生了深远影响，包括物理学、化学、计算机科学、通信技术和生物学，已成为现代科学的重要基石之一，下列与量子力学的奠基性事件有关的说法中正确的是（　　） A．康普顿效应表明光具有波动性 B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C．实物粒子不仅具有粒子性而且具有波动性 D．玻尔的原子理论成功解释了所有原子的光谱现象 8．（2025·湖北武汉武昌区·5月质检）钋核（）和钍核（）的衰变方程分别为：，已知Po的半衰期约为102年，下列说法正确的是（　　） A．Y是来自于原子核外的电子 B．核的比结合能小于核 C．10个核经过102年后不一定还剩5个核 D．的衰变过程吸收能量，的衰变过程释放能量 9．（25届·孝感八校·高三下·三模）新华社合肥2024年1月14日电，每平方米每秒钟可极速喷射出亿亿亿个粒子！记者从中国科学院合肥物质科学研究院获悉，该院大科学团队成功研制强流直线等离子体装置“赤霄”，如同一把性能超强的“激光剑”，为研制“人造太阳”核心材料提供科技利器，14日经专家组鉴定，“赤霄”参数达到设计指标，整体性能国际先进。中国的“人造太阳”成功实现稳态高约束模式等离子体运行时间403 s，创造了世界纪录。“人造太阳”在工作时进行两种热核聚变反应：H＋H→He＋X＋17.6 MeV和He＋He→He＋2Y＋12.86 Mev，其内部结构如图，下列说法正确的是（　　） A．目前主流核电站都在利用热核聚变进行发电 B．反应中释放出的X粒子会受到线圈磁场的磁约束力 C．反应中释放出的Y粒子为中子 D．He核子平均质量大于He核子平均质量 10．（24-25高三·湖北宜荆荆恩四校·4月联考）采用如图甲所示电路来研究光电效应规律，现分别用a、b两束单色光照射同一光电管，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．若直流电源右端为正极，将滑动变阻器滑片向右滑动，则电流表示数不断增大 B．若直流电源左端为正极，将滑动变阻器滑片向右滑动，则电流表示数不断增大 C．若b光能使某金属产生光电效应，则a光一定也可以 D．若a光能使某金属产生光电效应，则b光一定也可以 11．（25届·湖北部分学校联考·三模）用作为放射源可以产生β射线，β射线可以用来测量板材的厚度，其工作原理是β射线透过被测物体产生的衰减与被测物体的厚度成正比，的衰变方程为，已知的半衰期为30年，下列说法正确的是（　　） A．X为电子，由于原子核内没有电子，X由Cs的核外电子电离而来 B．β射线的穿透能力比α射线穿透能力强 C．若以化合物Cs₂O的形式存在，Cs的半衰期会变长 D．的比结合能比的比结合能大 12．（2025·湖北省新八校协作体·三模）2025年3月，我国第一款碳核电池，也是全球首款基于碳化硅半导体材料的核电池“烛龙一号”工程样机研制成功，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得重大突破。核电池的能量来源于衰变，已知经历一次衰变的产物中有，衰变半衰期为5730年。下列说法正确的是（　　） A．衰变是α衰变 B．衰变产生β射线，β射线穿透能力比α射线强 C．一个新的核电池，经过5730年，其总质量变为原来的一半 D．高温高压下的半衰期会变短 13．（24-25高三·湖北·5月模拟）截至2024年，我国核电在运在建规模升至世界第一。已知两个氘核发生的核反应方程为→，铀核裂变的核反应方程为。根据如图所示的比结合能曲线，下列说法正确的是（　　） A．2个的结合能为2MeV，2个结合成一个时能够放出的能量 B．一个重核（如）可以分裂为两个中等质量的核，质量数不守恒，重核的比结合能小于两个中等质量核的比结合能，所以反应放出能量 C．重核裂变和轻核聚变都会放出能量，且质量守恒，电荷守恒 D．比结合能越大的原子核结构越稳固 14．（24-25高三·湖北十堰·5月适应性）如图所示为氢原子能级的示意图。现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁并辐射出光子。已知紫外线的光子的能量大于，金属钠的逸出功为。下列说法正确的是（　　） A．氢原子从能级跃迁到基态辐射出的光波长最长 B．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光属于紫外线 C．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射金属钠时能发生光电效应 D．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射处于能级的氢原子，可使其发生电离 15．（2025·湖北黄冈中学·二模）2025年距离我国第一颗原子弹爆炸成功已经六十一周年，“两弹一星”精神激励和鼓舞了几代人，是中华民族的宝贵精神财富。下列关于原子弹和氢弹的说法正确的是（　　） A．原子弹的能量来源和太阳的能量来源原理相同 B．原子弹的单个轴块可以制成任意大小的体积 C．氢弹利用大量氢气快速燃烧产生爆炸 D．氢弹爆炸必须在高温下才能进行 21．（2025·湖北鄂东南联盟·模拟联考）下列说法正确的是（　　） A．单色光是偏振光，复色光不是偏振光 B．阴极射线照射金属，不能使金属内部电子逸出 C．具有相同动量的质子和电子，其德布罗意波长相同 D．相同光照下，黑体吸收电磁波能力最强，但辐射电磁波能力最弱 16．（2025·湖北·新高考信息卷（三））2024年3月27日，中国全球首座第四代核电站石岛湾高温气冷堆示范工程在完成了运行考验后又实现了核能供暖。高温气冷堆技术颠覆了之前的传统核电技术，它是国际公认的第四代核电技术先进堆型，更是未来核电发展的重要方向。除此之外，我国第四代核电技术在最极端的情况下，即使在反应堆突发故障或遭遇自然灾害，一切操作系统都失灵的情况下，不依靠任何外界干预，反应堆仍然可以依靠自身物理特性保持安全状态。目前核电站获取核能的基本核反应方程为：，其中不稳定，衰变的半衰期为T，则下列说法正确的是（　　） A．链式反应的速度由慢化剂的多少来控制 B．的原子核，经过2T后已经衰变的质量是 C．反应产物X的比结合能比的比结合能大 D．已知铀核质量为m1，钡核质量为m2，X核质量为m3，中子质量为m4，则该核反应释放的核能是 17．（2025·湖北七市州·二模）某种金属板M受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的速度方向，速度大小也不相同。平行M放置一个金属网N，在M、N间连一电流表，如图（a）所示，将在电流表中检测到电流；如果在M、N之间加电压，如图（b）所示，调节电压的大小，观察电流表中的电流大小。下列说法正确的是（　　） A．图（a）中流过电流表的电流方向为从到 B．图（b）中当增大时，电流表的读数也增大 C．图（b）中当增大到某一值时电流表的读数可能为零 D．所有电子从M板到金属网N均做匀减速直线运动 18．（2025·湖北部分市州·一模）爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（ A．在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出 B．由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大 C．由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 / 学科网（北京）股份有限公司 $$