专题10 近代物理（重庆专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题10 近代物理 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 原子结构 2022、2024 命题逐渐引入量子力学基础概念的工程化表达，如通过德布罗意波长公式分析纳米材料中电子的波动性，或结合不确定性关系讨论精密测量的理论极限。实验探究方面，常设计验证光电效应规律的数字化实验，利用电压传感器记录遏止电压随频率变化的数据，结合线性拟合方法求解物理量并评估系统误差，体现理论与实证的深度融合。 能力要求上，突出数据分析的精准性与跨学科建模能力。考生需熟练运用图像分析法处理光电效应的 Ek-ν 曲线，或通过核反应方程的质量亏损计算释放能量并关联动量守恒定律。部分试题引入信息解码能力，如通过量子比特的叠加态描述分析通信加密原理，或结合半导体能带理论解释光电二极管的工作机制。实验设计能力的考查力度显著增强，例如设计测量金属截止频率的实验方案时，需综合考虑光源波长选择、电路结构优化与数据处理方法，全面检验考生对物理规律的创新应用水平。 考点2 原子核 2021、2023 考点3 波粒二象性 2025 考点01 原子结构 1．（2024·重庆·高考）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n = 3和n = 4能级向n = 2能级跃迁产生的谱线（如图），则（   ） A．Hα的波长比Hβ的小 B．Hα的频率比Hβ的小 C．Hβ对应的光子能量为3.4eV D．Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态 【答案】BD 【详解】AB．氢原子n = 3与n = 2的能级差小于n = 4与n = 2的能级差，则Hα与Hβ相比，Hα的波长大、频率小，故A错误、B正确； C．Hβ对应的光子能量为E = (－0.85)eV－(－3.40)eV = 2.55eV故C错误； D．氢原子从基态跃迁到激发态至少需要能量E = (－3.40)eV－(－13.60)eV = 10.2eVHβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态，故D正确。 故选BD。 2．（2022·重庆·高考）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53 ~ 2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76 ~ 3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（   ） A．10.20eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV 【答案】C 【详解】由题知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光光子能量范围可知从氢原子从n = 4能级向低能级跃迁可辐射蓝光，不辐射紫光（即从n = 4，跃迁到n = 2辐射蓝光），则需激发氢原子到n = 4能级，则激发氢原子的光子能量为E = E4－E1= 12.75eV 故选C。 考点02 原子核 3．（2023·重庆·高考）原子核可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核，在该过程中，可能发生的β衰变是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】原子核衰变成为稳定的原子核质量数减小了28，则经过了7次α衰变，中间生成的新核的质量数可能为231，227，223，219，215，211，则发生β衰变的原子核的质量数为上述各数，则BCD都不可能，根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，选项A反应正确。 故选A。 4．（2021·重庆·高考）放射性元素会衰变为稳定的，半衰期约为，可以用于检测人体的甲状腺对碘的吸收。若某时刻与的原子数量之比为，则通过后与的质量之比（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据题述，与原子数量之比为，则通过（两个半衰期）后，4份衰变剩余1份，生成了3份原子，剩余与原子数量之比为，因为与原子质量相同，所以通过（两个半衰期）后，与原子的质量之比为，故B正确，ACD错误。 故选B。 考点03 波粒二象性 5．（2025·重庆·高考）在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝某方向运动，吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为P。普朗克常量为h，光速为c，则（　　） A．光子的波长为 B．该原子吸收光子后质量减少了 C．该原子吸收光子后德布罗意波长为 D．一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态 【答案】C 【详解】A．光子能量公式为 解得波长 ，故A错误； B．原子吸收光子后，能量增加 ，根据质能方程 ，质量应增加而非减少，故B错误； C．德布罗意波长公式为 ，题目明确吸收后原子动量为 ，因此波长为 ，故C正确； D．吸收光子跃迁需光子能量严格等于能级差。波长更长的光子能量更低（），无法满足跃迁条件，故D错误。 故选C。 1．（2025·重庆·高三第七次模拟调研）下列说法正确的是（　　） A．核反应时反应物的总质量一定大于生成物的总质量 B．光电效应现象说明光子是一种实物粒子 C．加热加压都不会改变放射性元素的半衰期 D．粒子散射实验说明原子核具有复杂结构 【答案】C 【详解】A．当核反应吸收能量时，生成物的总质量可能大于反应物的总质量，故A错误； B．光电效应揭示了能量量子化的特征，即光子的能量能被电子吸收，但这种能量传递不是实物粒子的碰撞，且光子的能量由频率决定，不具备实物粒子的基本属性，故B错误； C．放射性元素的半衰期与外界条件无关，故C正确； D．粒子散射实验证明了原子核的存在，但不能说明原子核的复杂结构，故D错误。 故选C。 2．（2025·重庆一中·三模）中国自主设计、研制的世界首个全超导非圆截面托卡马克装置通过在其真空室内加入氘（）和氚（）进行的核聚变反应释放出大量能量。已知原子核质量为m1、原子核质量为m2、原子核质量为m3、质子质量为mp、中子质量为mn，光速为c。以下说法正确的是（　　） A．反应方程为 B．核的质量 C．核的结合能为 D．一个原子核与一个原子核反应后释放的能量为 【答案】D 【详解】A．核反应遵循质量数守恒和核电荷数守恒，反应方程为，故A错误； BC．将核子结合为原子核时所释放的能量即为结合能，中有两个质子和两个中子，它们结合为时，质量亏损为 可知结合能为 且质量为，故BC错误； D．根据A选项方程，结合质能方程可知，一个原子核与一个原子核反应后释放的能量为，故D正确。 故选D。 3．（2025·重庆育才·全真模考）已知的半衰期约为5.26年，其衰变方程是，其中是反中微子，它的电荷量为零，质量可忽略。则（　　） A．发生的是α衰变 B．发生的是β衰变 C．X是来自原子核外的电子 D．2个原子核经过5.26年一定有1个发生了衰变 【答案】B 【详解】AB．由核反应质量数守恒，电荷数守恒可知此反应中的X为电子，故发生的是β衰变，故A错误，B正确； C．核反应中的电子来自原子核内的中子（），故C错误； D．半衰期是针对大量原子核得到的统计规律，对于2个原子核来说没有意义，无法判断其5.26年后的情况，故D错误。 故选B。 4．（2025·重庆西南大附中·全真模考）某同学认为，矿石中的和都能够自发地放出一个粒子变成新核，过程分别是①和②。已知各原子核的质量如下表所示，则（　　） 238.0508u 226.0254u 227.0277u 4.0026u 234.0436u 1.0078u A．有89个中子 B．有1个中子 C．②不可能发生 D．①不可能发生 【答案】C 【详解】A．的中子数为，故A错误； B．的中子数为，故B错误； C．结合表格有出现质量增加，则②不可能发生，故C正确； D．结合表格有出现质量亏损，则①可能发生，故D错误。 故选C。 5．（2025·重庆八中·三诊）中国参与全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）研制，它利用氘和氚聚变生成氦并释放能量，则（　　） A．核反应方程为： B．核反应方程为： C．的比结合能比的比结合能大 D．核聚变相比核裂变产能效率更低一些 【答案】B 【详解】AB．根据质量数守恒和电荷数守恒可知核反应方程为 故B正确，A错误； C．核反应方程式的生成物比反应物稳定，所以的比结合能比的比结合能小，故C错误； D．核聚变相比核裂变产能效率更高，故D错误。 故选B。 6．（2025·重庆缙云教育·一模）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。如图甲，XX代表激发态1，X代表激发态2，G代表基态，由于能级劈裂，如图乙，X态劈裂为两支，分别为、两个能级。原子劈裂前辐射出光谱线①和②，劈裂后辐射出光谱线③、④、⑤和⑥，下列说法正确的是（    ） A．①和⑤的能量相等 B．③的频率大于⑥的频率 C．若用④照射某种金属能发生光电效应，则用⑥照射也一定能发生 D．①和②的频率之和等于⑤和⑥的频率之和 【答案】D 【详解】A．因原子能级跃迁放出的光子的能量等于原子的能级差，由题图可知光子①、⑤对应的能量关系为，故A错误； B．由题图可知光子③、⑤对应的能量关系为由光子能量可知，③的频率小于⑤的频率，故B错误； C．由光子能量和可知，用④照射某金属表面时能发生光电效应，可知大于此金属的逸出功，因，则无法比较与的大小关系，故用⑥照射该金属不一定能发生光电效应，故C错误； D．态能级与基态能级差保持不变，即①和②的频率之和等于⑤和⑥的频率之和，故D正确。 故选D。 7．（2025·重庆巴蜀中学·三诊）如图甲为氢原子能级图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极，只有频率为和的光能使它发生光电效应。分别用频率为的两个光源照射光电管阴极，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出3种不同频率的光 B．图乙中，用频率的光照射时，将滑片向右滑动，电流表示数一定增大 C．图丙中，图线所表示的光的光子能量为 D．图乙中，光电管中的光电流方向为由极指向极 【答案】C 【详解】A．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生种光子，故A错误； B．图乙中不知道电源正负极，没办法判断在光电管AK之间加的正向还是反向电压，所以滑片P向右滑动时，电流变化情况没法判断，故B错误； C．只有频率为和的光能使它发生光电效应，那么这两种光子必定是能级向能级跃迁和能级向能级跃迁产生的，由图丙可知b光的频率较大，则b光为n=4能级向能级跃迁产生的，所以b光的光子能量为12.75eV，故C正确； D．产生的光电子运动方向为由K极指向A极，则电流方向为由A极指向K极，故D错误。 故选C。 8．（2025·重庆杨家坪·模拟）现假设真空中有一氢原子，带电量为-e的电子绕一固定的原子核做圆周运动。根据Bohr的量子化假设，电子绕核转动时满足，其中为第n个能级的轨道半径，为电子处于第n个能级时的速度大小，为约化的普朗克常量。已知一电荷量为Q的点电荷在某处产生的电势满足，其中，r为该处到点电荷的距离，k为静电力常数，无穷远处为零势能面。下列说法正确的是（　　） A．在Bohr模型中，电子在定态轨道运行时，由于具有加速度，会不断向外辐射电磁波 B．电子能级越高，运动的周期越小 C． D．电子在第n个能级时体系的总能量 【答案】CD 【详解】A．根据玻尔的原子模型可知，电子在定态轨道上运行时不向外辐射电磁波，A错误； B．电子绕着原子核做匀速圆周运动，具有“高轨、低速、大周期”的特点。即在外层轨道运动的周期比在内层轨道运动的周期大，B错误； C．对于氢原子，库仑力提供电子绕核运动的向心力，根据牛顿运动定律得根据玻尔的量子化条件，n=1，2，3……联立以上两式解得，，n=1，2，3…… C正确； D．电子运行在半径为的轨道上，电子的动能 电子在轨道为时氢原子系统的电势能 则电子轨道为时氢原子系统的总能量D正确。 故选CD。 9．（2025·重庆南开中学·质检八）陪南南同学购买奶茶付款时，开开同学观察了条形码扫描笔，突然对此很感兴趣。查询资料后，得知某款条形码扫描笔的工作原理如图所示为：发光二极管发出的光频率为，将扫描笔笔口打开，在条形码上匀速移动，遇到黑色线条光几乎全部被吸收；遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面（截止频率），产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号。则（    ） A．扫描笔在条形码上移动的速度不影响相邻脉冲电信号的时间间隔 B．频率为的光照到光电管的金属表面立即产生光电子 C．若发光二极管发出频率为的光，扫描笔缓慢移动，也能正常识别条形码 D．将光电管中的金属更换成截止频率更大的材料，更易使得信号处理系统导通 【答案】B 【详解】A．扫描笔在条形码上移动的速度越快，相邻脉冲电信号的时间间隔就越短，所以扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔，故A错误； B．频率为的光照到光电管发生光电效应是瞬间的，会立刻产生光电子，故B正确； C．发光二极管发出频率为的光，小于截止频率，无法产生光电流，无法正常识别条形码，故C错误； D．将光电管中的金属更换成截止频率更大的材料，此时发光二极管发出光的频率不一定超过截止频率，可能不会发生光电效应，因此不一定会使信号处理系统导通。故D错误。 故选B。 10．（2025·重庆八中·全真模拟强化训练（三））2024年12月，四川海同医疗已成功生产出高质量的镥-177核素，打破了国外对该领域的垄断地位。镥-177核素化疗具有精准靶向，疗效显著，副作用小等优势，被誉为治疗核素的天选之子。镥-177可通过如下反应获得：；。已知镥-177的半衰期为6.7天，下列说法正确的是（　　） A．X是中子 B．X是核外电子电离产生的 C．第二个反应伴随γ射线，这种射线可以用于育种 D．100个镥-177经过一个半衰期，一定剩余50个 【答案】C 【详解】AB．根据质量数守恒可知X的质量数为0，根据电荷数守恒可知X的电荷数为-1,所以X为电子。而β衰变中的电子来自于原子核，故AB错误； C．γ射线可以用于基因工程，育种，金属探伤等，故C正确； D．半衰期属于统计规律，适用于大量原子。100个铯-177经过一个半衰期不清楚具体会衰变多少个，故D错误。 故选C。 11．（2025·重庆育才中学·模拟）“华龙一号”是我国采用三代核电技术的自主品牌核电站项目，其反应堆中存在核衰变①：，核反应②：，则（　　） A．核衰变①是自发进行的，叫做β衰变 B．升高环境温度，可使的半衰期变短 C．核反应②是核裂变，其过程中释放能量 D．在核反应堆中，为避免核反应过于剧烈，通常使用重水等物质作为“慢化剂”，使中子的速度变慢 【答案】C 【详解】A．核衰变①是自发进行的，叫做α衰变，选项A错误； B．升高环境温度半衰期不变，选项B错误； C．核反应②是核裂变，核裂变过程释放能量，选项C正确； D．在核反应堆中，链式反应所产生的中子，速度太快，无法被周边的捕获，为减慢中子的速度，通常使用重水等物质作为“慢化剂”，使中子的速度变慢，成为“慢中子”，以使其能与发生核反应，选项D错误。 故选C。 12．（2025·重庆八中·全真模考）研究表明不同的核子平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数的关系如图所示。图中、、、、、为6种不同原子核，则（　　） A．重核A分裂成核B和C，分裂前质量和分裂后总质量相等 B．核和结合成核，核的结合能大于、的结合能之和 C．铁原子核中核子的比结合能最小，结合得最牢固，原子核最稳定 D．重核A分裂成核B和C，需要吸收能量 【答案】B 【详解】AD．重核分裂成核和，裂变前后质量数不变而不是质量不变，且裂变会释放能量，故AD错误； B．核和结合成核，该过程是轻核聚变，放出能量，因此F核的平均核子比D、E平均核子质量都小，核的结合能大于D、E的结合能之和，故B正确； C．比结合能越大越稳定，的比结合能最大，故C错误。 故选B。 13．（2025·重庆·高三二模）我国部分航天器装载了抗干扰性强的核电池。若某核电池所用放射性物质为，已知在地球上，衰变为的半衰期约为29年，则下列说法正确的是（　　） A．衰变为时产生粒子 B．衰变为时发生的是衰变 C．在太空中，的半衰期会发生变化 D．58年后，该核电池中的全部发生衰变 【答案】B 【详解】AB．由质量数和电荷数守恒可得，的衰变方程为，可知产生的是粒子，发生的是衰变，故A错误，B正确； C．半衰期是原子核的固有属性，与所处环境无关，故C错误； D．衰变为的半衰期约为29年，58年为两个半衰期，根据58年后，剩余原来的，并没有全部发生衰变，故D错误。 故选B。 14．（2025·重庆西南大附中·二诊）北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的，如图为氢原子能级图，a、b、c为氢原子能级跃迁过程中所发出的三种光，则下列说法正确的是（　　） A．氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子 B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线 C．在相同条件下，a、b、c三种光中，b光最容易发生明显的衍射现象 D．用b光照射处于能级的氢原子，氢原子会发生电离 【答案】C 【详解】A．氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，故A错误； B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有条亮线，故B错误； C．根据公式可知，在相同条件下，a、b、c三种光中，b光的波长最长，最容易发生明显的衍射现象，故C正确； D．用b光照射处于能级的氢原子，氢原子是否能发生电离取决于b光的能量是否足以使氢原子从能级跃迁到电离态。b光的能量因此不能使处于能级的氢原子发生电离，故D错误。 故选C。 15．（24-25高三下·重庆八中·月考）平行太阳光透过大气中整齐的六角形冰晶时，中间的光线是由太阳直射过来的，是“真正的太阳”；左右两条光线是折射而来，沿水平方向朝左右折射约是“假太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图，则（　　） A．冰晶对a的折射率比对b的折射率大 B．真空中a比b的速度大 C．a光光子能量比b光大 D．用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，a的条纹间距大 【答案】D 【详解】A．根据题意，由图乙可知，相同入射角时，光的折射角小于光折射角，由折射定律可知，冰晶对a的折射率比对b的折射率小，故A错误； B．真空中a光和b光的速度相等，故B错误； C．冰晶对a的折射率比对b的折射率小，光的频率小，由可知，a光光子能量比b光小，故C错误； D．冰晶对a的折射率比对b的折射率小，光的波长较大，由公式可知，用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，a的条纹间距大，故D正确。 故选D。 16．（2025·重庆名校联盟·3月考）北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的，如图为氢原子能级图，a、b、c为氢原子能级跃迁过程中所发出的三种光，则下列说法正确的是（　　） A．氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子 B．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线 C．在相同条件下，a、b、c三种光中，a光最容易发生明显的衍射现象 D．用b光照射处于n=4能级的氢原子，氢原子会发生电离 【答案】D 【详解】A．氢原子从低能级向高能级跃迁时，需要吸收能量，而不是辐射光子。因此选项A错误。 B．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以跃迁到n=3、n=2、n=1能级，形成的光谱线总共有6条（4→3、4→2、4→1、3→2、3→1、2→1）。因此选项B错误。 C．衍射现象的明显程度与光的波长有关，波长越长，衍射现象越明显。在相同条件下，a、b、c三种光中，a光的能量最大，波长最短，因此最不容易发生明显的衍射现象。选项C错误。 D．用b光照射处于n=4能级的氢原子，氢原子是否能发生电离取决于b光的能量是否足以使氢原子从n=4能级跃迁到电离态。b光的能量，因此能使处于n=4能级的氢原子发生电离。选项D正确。 故选D。 17．（2025·重庆·高三学业质量调研抽测（三））光伏农业中，光控继电器利用光电效应控制电路。如图为光控继电器原理图，包含光电管（阴极K）、电源、放大器和电磁铁。已知阴极材料的截止频率为，电源电压足够，为普朗克常量。下列说法正确的是（　　） A．阴极材料K的逸出功为 B．用频率大于的光照射，增大光强可使电磁继电器吸引力增强 C．调换电源正负极，即使入射光频率足够高，电磁继电器始终不工作 D．若保持照射光频率不变，仅增大光强，光电子的最大初动能将变大 【答案】AB 【详解】A．根据光电效应方程可知，逸出功，其中为普朗克常量，为阴极材料的截止频率，故A正确； B．当用频率大于的光照射时，会发生光电效应产生光电流，光电流经过放大器放大后能使电磁继电器工作，并且增大光强时，单位时间内逸出的光电子数增多，光电流增大，从而能使电磁继电器吸引力增强，故B正确； C．若调换电源的正负极，光电管两端变为反向电压。即使入射光的频率足够高，当反向电压达到遏止电压时，光电流为零，电磁继电器将不再工作，而不是始终不工作，故C错误； D．根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率和金属的逸出功有关。若保持照射光的频率不变，仅增大光强，光电子的最大初动能不变，故D错误。 故选AB。 18．（2025·重庆西大附中·模拟）巴耳末系是指氢原子从n=3，4，5，6能级跃迁到n=2能级时发出的光谱线系如图甲所示，因瑞士数学教师巴耳末于1885年总结出其波长通项公式(巴耳末公式)而得名。图乙中给出了巴耳末谱线对应的波长，其中、、谱线均在可见光区，可见光的光子能量在到之间，则下列说法正确的是（    ） A．谱线对应光子的能量大于谱线对应光子的能量 B．、谱线分别用于同一套双缝干涉仪器，屏上观察到的谱线的条纹间宽更大 C．巴耳末系可见光区的三条谱线中，谱线在水中传播速度最大 D．谱系的光照射逸出功为的钨，能发生光电效应现象 【答案】BC 【详解】A．谱线的波长大于谱线的波长，则谱线的频率小于谱线的频率，根据可知，谱线对应光子的能量小于谱线对应光子的能量，故A错误； B．、谱线分别用于同一套双缝干涉仪器，根据，由于谱线的波长大于谱线的波长，则屏上观察到的谱线的条纹间宽更大，故B正确； C．巴耳末系可见光区的三条谱线中，谱线的波长最大，频率最小，在水中的折射率最小，根据可知，谱线在水中传播速度最大，故C正确； D．由题意可知其中、、谱线均在可见光区，可见光的光子能量在到之间，则谱系的光子能量一定小于钨的逸出功，所以谱系的光照射逸出功为的钨，不能发生光电效应现象，故D错误。 故选BC。 19．（2025·重庆育才中学·三诊）在人类对微观世界进行探索的过程中，发现了大量非常重要的规律，如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，则（　　） A．a、b、c三种光中，a光光子能量最大 B．a、b、c三种光中，b光波长最大 C．a、b、c三种光在真空中a光速度最小 D．用c照射某一金属能发生光电效应，则用b照射同一金属也一定能产生光电效应 【答案】AB 【详解】A．由图可知，，， 所以 则， 故A正确； B．根据可知 故B正确； C．a、b、c三种光在真空中传播速度均相同，故C错误； D．由于c光光子能量大于b光光子能量，所以用c照射某一金属能发生光电效应，则用b照射同一金属不一定能产生光电效应，故D错误。 故选AB。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题10 近代物理 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 原子结构 2022、2024 命题逐渐引入量子力学基础概念的工程化表达，如通过德布罗意波长公式分析纳米材料中电子的波动性，或结合不确定性关系讨论精密测量的理论极限。实验探究方面，常设计验证光电效应规律的数字化实验，利用电压传感器记录遏止电压随频率变化的数据，结合线性拟合方法求解物理量并评估系统误差，体现理论与实证的深度融合。 能力要求上，突出数据分析的精准性与跨学科建模能力。考生需熟练运用图像分析法处理光电效应的 Ek-ν 曲线，或通过核反应方程的质量亏损计算释放能量并关联动量守恒定律。部分试题引入信息解码能力，如通过量子比特的叠加态描述分析通信加密原理，或结合半导体能带理论解释光电二极管的工作机制。实验设计能力的考查力度显著增强，例如设计测量金属截止频率的实验方案时，需综合考虑光源波长选择、电路结构优化与数据处理方法，全面检验考生对物理规律的创新应用水平。 考点2 原子核 2021、2023 考点3 波粒二象性 2025 考点01 原子结构 1．（2024·重庆·高考）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n = 3和n = 4能级向n = 2能级跃迁产生的谱线（如图），则（   ） A．Hα的波长比Hβ的小 B．Hα的频率比Hβ的小 C．Hβ对应的光子能量为3.4eV D．Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态 2．（2022·重庆·高考）如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53 ~ 2.76eV，紫光光子的能量范围为2.76 ~ 3.10eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（   ） A．10.20eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV 考点02 原子核 3．（2023·重庆·高考）原子核可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核，在该过程中，可能发生的β衰变是（　　） A． B． C． D． 4．（2021·重庆·高考）放射性元素会衰变为稳定的，半衰期约为，可以用于检测人体的甲状腺对碘的吸收。若某时刻与的原子数量之比为，则通过后与的质量之比（　　） A． B． C． D． 考点03 波粒二象性 5．（2025·重庆·高考）在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝某方向运动，吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为P。普朗克常量为h，光速为c，则（　　） A．光子的波长为 B．该原子吸收光子后质量减少了 C．该原子吸收光子后德布罗意波长为 D．一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态 1．（2025·重庆·高三第七次模拟调研）下列说法正确的是（　　） A．核反应时反应物的总质量一定大于生成物的总质量 B．光电效应现象说明光子是一种实物粒子 C．加热加压都不会改变放射性元素的半衰期 D．粒子散射实验说明原子核具有复杂结构 2．（2025·重庆一中·三模）中国自主设计、研制的世界首个全超导非圆截面托卡马克装置通过在其真空室内加入氘（）和氚（）进行的核聚变反应释放出大量能量。已知原子核质量为m1、原子核质量为m2、原子核质量为m3、质子质量为mp、中子质量为mn，光速为c。以下说法正确的是（　　） A．反应方程为 B．核的质量 C．核的结合能为 D．一个原子核与一个原子核反应后释放的能量为 3．（2025·重庆育才·全真模考）已知的半衰期约为5.26年，其衰变方程是，其中是反中微子，它的电荷量为零，质量可忽略。则（　　） A．发生的是α衰变 B．发生的是β衰变 C．X是来自原子核外的电子 D．2个原子核经过5.26年一定有1个发生了衰变 4．（2025·重庆西南大附中·全真模考）某同学认为，矿石中的和都能够自发地放出一个粒子变成新核，过程分别是①和②。已知各原子核的质量如下表所示，则（　　） 238.0508u 226.0254u 227.0277u 4.0026u 234.0436u 1.0078u A．有89个中子 B．有1个中子 C．②不可能发生 D．①不可能发生 5．（2025·重庆八中·三诊）中国参与全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）研制，它利用氘和氚聚变生成氦并释放能量，则（　　） A．核反应方程为： B．核反应方程为： C．的比结合能比的比结合能大 D．核聚变相比核裂变产能效率更低一些 6．（2025·重庆缙云教育·一模）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。如图甲，XX代表激发态1，X代表激发态2，G代表基态，由于能级劈裂，如图乙，X态劈裂为两支，分别为、两个能级。原子劈裂前辐射出光谱线①和②，劈裂后辐射出光谱线③、④、⑤和⑥，下列说法正确的是（    ） A．①和⑤的能量相等 B．③的频率大于⑥的频率 C．若用④照射某种金属能发生光电效应，则用⑥照射也一定能发生 D．①和②的频率之和等于⑤和⑥的频率之和 7．（2025·重庆巴蜀中学·三诊）如图甲为氢原子能级图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极，只有频率为和的光能使它发生光电效应。分别用频率为的两个光源照射光电管阴极，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出3种不同频率的光 B．图乙中，用频率的光照射时，将滑片向右滑动，电流表示数一定增大 C．图丙中，图线所表示的光的光子能量为 D．图乙中，光电管中的光电流方向为由极指向极 8．（2025·重庆杨家坪·模拟）现假设真空中有一氢原子，带电量为-e的电子绕一固定的原子核做圆周运动。根据Bohr的量子化假设，电子绕核转动时满足，其中为第n个能级的轨道半径，为电子处于第n个能级时的速度大小，为约化的普朗克常量。已知一电荷量为Q的点电荷在某处产生的电势满足，其中，r为该处到点电荷的距离，k为静电力常数，无穷远处为零势能面。下列说法正确的是（　　） A．在Bohr模型中，电子在定态轨道运行时，由于具有加速度，会不断向外辐射电磁波 B．电子能级越高，运动的周期越小 C． D．电子在第n个能级时体系的总能量 9．（2025·重庆南开中学·质检八）陪南南同学购买奶茶付款时，开开同学观察了条形码扫描笔，突然对此很感兴趣。查询资料后，得知某款条形码扫描笔的工作原理如图所示为：发光二极管发出的光频率为，将扫描笔笔口打开，在条形码上匀速移动，遇到黑色线条光几乎全部被吸收；遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面（截止频率），产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号。则（    ） A．扫描笔在条形码上移动的速度不影响相邻脉冲电信号的时间间隔 B．频率为的光照到光电管的金属表面立即产生光电子 C．若发光二极管发出频率为的光，扫描笔缓慢移动，也能正常识别条形码 D．将光电管中的金属更换成截止频率更大的材料，更易使得信号处理系统导通 10．（2025·重庆八中·全真模拟强化训练（三））2024年12月，四川海同医疗已成功生产出高质量的镥-177核素，打破了国外对该领域的垄断地位。镥-177核素化疗具有精准靶向，疗效显著，副作用小等优势，被誉为治疗核素的天选之子。镥-177可通过如下反应获得：；。已知镥-177的半衰期为6.7天，下列说法正确的是（　　） A．X是中子 B．X是核外电子电离产生的 C．第二个反应伴随γ射线，这种射线可以用于育种 D．100个镥-177经过一个半衰期，一定剩余50个 11．（2025·重庆育才中学·模拟）“华龙一号”是我国采用三代核电技术的自主品牌核电站项目，其反应堆中存在核衰变①：，核反应②：，则（　　） A．核衰变①是自发进行的，叫做β衰变 B．升高环境温度，可使的半衰期变短 C．核反应②是核裂变，其过程中释放能量 D．在核反应堆中，为避免核反应过于剧烈，通常使用重水等物质作为“慢化剂”，使中子的速度变慢 12．（2025·重庆八中·全真模考）研究表明不同的核子平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数的关系如图所示。图中、、、、、为6种不同原子核，则（　　） A．重核A分裂成核B和C，分裂前质量和分裂后总质量相等 B．核和结合成核，核的结合能大于、的结合能之和 C．铁原子核中核子的比结合能最小，结合得最牢固，原子核最稳定 D．重核A分裂成核B和C，需要吸收能量 13．（2025·重庆·高三二模）我国部分航天器装载了抗干扰性强的核电池。若某核电池所用放射性物质为，已知在地球上，衰变为的半衰期约为29年，则下列说法正确的是（　　） A．衰变为时产生粒子 B．衰变为时发生的是衰变 C．在太空中，的半衰期会发生变化 D．58年后，该核电池中的全部发生衰变 14．（2025·重庆西南大附中·二诊）北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的，如图为氢原子能级图，a、b、c为氢原子能级跃迁过程中所发出的三种光，则下列说法正确的是（　　） A．氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子 B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线 C．在相同条件下，a、b、c三种光中，b光最容易发生明显的衍射现象 D．用b光照射处于能级的氢原子，氢原子会发生电离 15．（24-25高三下·重庆八中·月考）平行太阳光透过大气中整齐的六角形冰晶时，中间的光线是由太阳直射过来的，是“真正的太阳”；左右两条光线是折射而来，沿水平方向朝左右折射约是“假太阳”。图甲为太阳光穿过转动的六角形冰晶形成“双太阳”的示意图，图乙为a、b两种单色光穿过六角形冰晶的过程图，则（　　） A．冰晶对a的折射率比对b的折射率大 B．真空中a比b的速度大 C．a光光子能量比b光大 D．用a、b光在相同实验条件下做双缝干涉实验，a的条纹间距大 16．（2025·重庆名校联盟·3月考）北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的，如图为氢原子能级图，a、b、c为氢原子能级跃迁过程中所发出的三种光，则下列说法正确的是（　　） A．氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子 B．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线 C．在相同条件下，a、b、c三种光中，a光最容易发生明显的衍射现象 D．用b光照射处于n=4能级的氢原子，氢原子会发生电离 17．（2025·重庆·高三学业质量调研抽测（三））光伏农业中，光控继电器利用光电效应控制电路。如图为光控继电器原理图，包含光电管（阴极K）、电源、放大器和电磁铁。已知阴极材料的截止频率为，电源电压足够，为普朗克常量。下列说法正确的是（　　） A．阴极材料K的逸出功为 B．用频率大于的光照射，增大光强可使电磁继电器吸引力增强 C．调换电源正负极，即使入射光频率足够高，电磁继电器始终不工作 D．若保持照射光频率不变，仅增大光强，光电子的最大初动能将变大 18．（2025·重庆西大附中·模拟）巴耳末系是指氢原子从n=3，4，5，6能级跃迁到n=2能级时发出的光谱线系如图甲所示，因瑞士数学教师巴耳末于1885年总结出其波长通项公式(巴耳末公式)而得名。图乙中给出了巴耳末谱线对应的波长，其中、、谱线均在可见光区，可见光的光子能量在到之间，则下列说法正确的是（    ） A．谱线对应光子的能量大于谱线对应光子的能量 B．、谱线分别用于同一套双缝干涉仪器，屏上观察到的谱线的条纹间宽更大 C．巴耳末系可见光区的三条谱线中，谱线在水中传播速度最大 D．谱系的光照射逸出功为的钨，能发生光电效应现象 19．（2025·重庆育才中学·三诊）在人类对微观世界进行探索的过程中，发现了大量非常重要的规律，如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，则（　　） A．a、b、c三种光中，a光光子能量最大 B．a、b、c三种光中，b光波长最大 C．a、b、c三种光在真空中a光速度最小 D．用c照射某一金属能发生光电效应，则用b照射同一金属也一定能产生光电效应 / 学科网（北京）股份有限公司 $$