专题11 近代物理（湖南专用）-【好题汇编】5年（2021-2025）高考1年模拟物理真题分类汇编

专题11 近代物理 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 波粒二象性 2024、2022 五年考情确立“原子核”为高频核心，命题趋势聚焦微观规律与宏观技术的深度联动、量子化思想的建模应用及核能转化的定量分析。试题设计显著强化原子核规律与现代科技的结合，波粒二象性的考查更趋情境化，涉及光电效应中截止频率与金属逸出功的定量关联，要求利用Eₖ-eU图像推导普朗克常量；或通过物质波波长分析电子显微镜分辨率极限，甚至结合康普顿散射建立光子动量-波长偏移的方程。命题紧密追踪前沿技术原理，如量子通信中的单光子探测效率计算、核磁共振的能级跃迁条件，或利用α粒子散射实验数据反推原子核半径。数学工具的严谨性要求提升，需灵活运用指数函数描述衰变规律、对数坐标处理半衰期实验数据，甚至通过概率组合计算复杂衰变链的粒子数演化。实验创新侧重思想迁移与模拟设计，并定量讨论屏蔽效应对核反应截面的修正，全面检验对微观世界物理图景的建模能力与科学前沿素养。 考点2 原子核 2025、2023、2021 考点01 波粒二象性 1．（2024·湖南·高考）量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是（　　） A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B．光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出 C．康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 【答案】B 【详解】A．普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，故A错误； B．产生光电效应的条件是光的频率大于金属的极限频率，紫光的频率大于红光，若红光能使金属发生光电效应，可知紫光也能使该金属发生光电效应，故B正确； C．石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，光子动量变小，根据可知波长变长，故C错误； D．德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子，故D错误。 故选B。 2．（2022·湖南·高考）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（   ） A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征 B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律 C．光电效应揭示了光的粒子性 D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性 【答案】C 【详解】A．波尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征，A错误； B．玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不成完全揭示微观粒子的运动规律，B错误； C．光电效应揭示了光的粒子性，C正确； D．电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，质子、中子及原子、分子均具有波动性，D错误。 故选C。 考点02 原子核 3．（2025·湖南·高考）关于原子核衰变，下列说法正确的是（　　） A．原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量 B．大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期 C．放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长 D．采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期 【答案】B 【详解】A．原子核衰变时释放能量，根据质能方程，总质量会减少，新核总质量小于原核质量，故A错误； B．半衰期定义为大量放射性原子核半数发生衰变所需的时间，题干中强调“大量”，符合定义，故B正确； C．半衰期由原子核内部结构决定，与温度无关，故C错误； D．半衰期不受化学方法影响，因化学变化不改变原子核性质，故D错误。 故选B。 4．（2023·湖南·高考）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（    ） A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多 B．氘氚核聚变的核反应方程为 C．核聚变的核反应燃料主要是铀235 D．核聚变反应过程中没有质量亏损 【答案】A 【详解】A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确； B．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为，B错误； C．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误； D．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D错误。 故选A。 5．（2021·湖南·学业水平选择性）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（　　） A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽 B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒 C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期 D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害 【答案】D 【详解】A．放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰变的统计规律，对少量的个别的原子核无意义，则放射性元素完全衰变殆尽的说法错误，故A错误； B．原子核衰变时满足电荷数守恒，质量数守恒，故B错误； C．放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状态无关，故C错误； D．过量放射性辐射包含大量的射线，对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D正确； 故选D。 一、单选题 1．（2025·常德一中·高考模拟）下列图片及其相应描述正确的是（　　） A．图（a）中的图样证实了电子的粒子性 B．图（b）为α、β、γ射线射入垂直纸面向里的匀强磁场中的图示，其中射线1的电离本领最强 C．图（c）中为使快中子减速，需将镉棒插入深些 D．图（d）中应使用β射线，依据探测器探测到的β射线的强度变化，实现对钢板厚度的自动控制 【答案】B 【详解】A．图（a）中的电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子的波动性，故A错误； B．图（b）中根据左手定则可知，射线1为α射线，电离本领最强，故B正确； C．图（c）中用石墨或重水使快中子减速，将镉棒插入深些，是为了吸收更多的中子减缓核反应速度，故C错误； D．β射线能穿透塑料板却难以穿透钢板，图（d）中钢板经过时探测器探测到的β射线强度几乎为零，应使用γ射线以实现对钢板厚度的自动控制，故D错误。 故选B。 2．（25届·邵阳·三联·下）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谐线满足巴耳末公式其中分别对应谱线，下列关于和光说法正确的是（　　） A．在同一玻璃介质中传播时，光的传播速度大 B．分别照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度更宽 C．分别用相同光强的光照射同一光电效应装置，光的饱和光电流大 D．用照射某一金属发生光电效应，则用照射该金属也一定能发生光电效应 【答案】A 【详解】AB．根据题意，由巴耳末公式可知，光的波长较大，折射率较小，则由公式可知，光的传播速度大，分别照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度更宽，故A正确，B错误； C．若用两光照射同一光电效应装置，均能发生光电效应，相同光强的光，光频率较小，光子能量较小，光子数较多，饱和光电流大，故C错误； D．光的波长较大，频率较小，则用照射某一金属发生光电效应，用照射该金属不一定能发生光电效应，故D错误。 故选A。 3．（24-25高三·湖南郴州·三测）1967年6月17日上午8点20分，由徐克江机组驾驶的轰六甲型战机在新疆罗布泊上空投下一个降落伞。伴随着一声巨响，中国第一颗氢弹空投爆炸试验成功。氢弹爆炸的核反应方程为，下列说法中正确的是（　　） A．该核反应为裂变反应 B．X粒子是质子 C．该核反应产能效率高 D．该核反应的废料不易处理 【答案】C 【详解】AB．该核反应为聚变反应，设X粒子的质量数为A，电荷数为Z，由质量数守恒和电荷数守恒有2+3=4+A，1+1=2+Z，解得A=1，Z=0，所以X粒子为中子，选项AB错误； CD．核聚变相同质量的核燃料，反应中产生的能量较多，且更为安全、清洁，选项C正确，D错误。 故选C。 4．（24-25高三·湖南常德·二模）如图所示，当用某一单色光照射光电管时，灵敏电流表指针没有偏转，已知电路中所有元件及其连接完好。现要使灵敏电流表指针有偏转，下列措施可行的是（　　） A．增加入射光的频率 B．增加入射光的强度 C．提高电源的电压 D．延长光照时间 【答案】A 【详解】AB．灵敏电流计指针未发生偏转，是未发生光电效应现象，即入射光的频率小于金属的截止频率，与光照强度无关，故增加入射光的频率使入射光的频率大于金属的截止频率可使灵敏电流表指针有偏转，增加入射光的强度不能使灵敏电流表指针有偏转，故A正确，B错误； C．电源正负极的连接使得光电子在电场中做加速运动，故灵敏电流计指针没有偏转不是电压高低的原因，故提高电源的电压不能使灵敏电流表指针有偏转，故C错误； D．光电效应的发生是瞬间的，与入射光的照射时间无关，故延长光照时间不能使灵敏电流表指针有偏转，故D错误。 故选A。 5．（25届·怀化·二模）γ射线探伤机（如图）的基本原理是利用放射性同位素产生的γ射线对材料进行穿透，通过探测材料反射、透射和吸收射线的能力，来判断其内部的缺陷和异常情况，是一种无损探伤检测设备，被广泛应用于工业探伤领域。下列有关γ射线及放射现象的说法正确的是（　　） A．γ射线垂直磁场射入时，其运动轨迹不发生偏转，故γ射线的本质是高速中子流 B．γ射线具有高穿透力、短波长的特点，故其电离作用非常强，能穿透几十厘米厚的混凝土 C．原子核衰变过程中伴随着放射现象的发生，由于γ射线的产生衰变前的质量数不等于衰变后的质量数之和 D．与天然放射性物质相比，人工放射性同位素具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点 【答案】D 【详解】A．射线的本质是光子流，故A错误； B．γ射线具有高穿透力但是电离能力非常弱，故B错误； C．原子核发生衰变时，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和，故C错误； D．人工放射性同位素与天然放射性物质相比具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点，故D正确。 故选D。 6．（2025·湖南永州·三模）下列有关物理学知识说法正确的是（　　） A．卢瑟福用粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即，这是人类第一次实现的原子核的人工转变 B．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射和折射时，反射光是自然光，折射光是偏振光 C．水黾停在水面上是表面张力平衡了水黾的重力 D．土壤里有很多毛细管，如果要保存地下的水分，需要用碾子压紧土壤 【答案】A 【详解】A．卢瑟福用粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即，这是人类第一次实现的原子核的人工转变，故A正确； B．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射和折射时，反射光和折射光都是偏振光，故B错误； C．水黾停在水面上是水的表面张力对水黾的作用力与重力平衡，不能说重力与表面张力平衡，故C错误； D．土壤里有很多毛细管，如果要保存地下的水分，需要给农田松土，破坏毛细管，使地下水不会被引上来快速蒸发，故D错误。 故选A。 7．（24-25高三下·湖南沅澧共同体·一模）中国科学家在国际上刊文宣布，通过我国高海拔宇宙线观测站“拉索”，在人类历史上首次找到能量高于1亿电子伏特的宇宙线起源天体。已知普朗克常量，电子的电荷量，人眼能看见的最高能量的可见光为频率的紫光，该紫光光子能量约为（　　） A．1.2eV B．3.2eV C．4.1eV D．5.1eV 【答案】B 【详解】根据爱因斯坦的光子说，可得，则该紫光光子能量可表示为 故选B。 8．（2025·湖南·高考一模）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，经过45亿年，10个铀238必定有5个发生衰变 B．图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能 C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出6种不同频率的光 D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，则a光频率最高 【答案】B 【详解】A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，半衰期只适用大量原子核的衰变，所以经过45亿年，10个铀238不一定有5个发生衰变，故A错误； B．图乙中氦核比氘核更稳定，氘核的比结合能小于氦核的比结合能，故B正确； C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，跃迁路径可能为、、、，所以最多可以放出3种不同频率的光，故C错误； D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，根据，，由图像可知，c光对应的遏止电压最大，则c光对应的光电子最大初动能最大，c光频率最高，故D错误。 故选B。 9．（25届高三下·湖南长沙邵阳多校联考·三模）如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（　　） A．光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的 B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说 C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大 D．用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出 【答案】C 【详解】A．电效应中产生的电子称作光电子，是阴极上的电子吸收了光子的能量，从而脱离阴极板的束缚，运动到A极板，故A错误； B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了微粒说，故B错误； C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中，正向电压逐渐增大，电流表示数可能一直在增大，也可能先增大后不变，故C正确； D．将电源正负极反接，光电子仍然会从金属板中逸出，只不过做减速运动，有可能到达另一侧极板，也有可能到达不了另一个极板，D错误。 故选C。 10．（2025·湖南娄底·高三下二模）关于物质波、光电效应、原子模型、黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体辐射中，随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 B．波尔的原子结构假说认为原子中电子的轨道是连续的 C．德布罗意关于物质波的假说至今仍未被实验证实 D．光电效应中，遏止电压会随光强变大而变大 【答案】A 【详解】A．黑体辐射中，随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，A正确； B．波尔的原子结构假说认为原子中的电子的轨道是不连续的，B错误； C．德布罗意关于物质波的假说已经被实验证实，C错误； D．光电效应中，遏止电压与入射光的频率有关，与光强无关， D错误。 故选A。 11．（25高三下·湖南·一起考·大联考）量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子理论的说法正确的是（　　） A．爱因斯坦提出了能量子，成功解释了黑体辐射的规律 B．光电效应实验中，增大入射光的频率，光电流随之变大 C．康普顿效应表明，光子不仅具有能量，还具有动量 D．德布罗意通过实验验证，实物粒子也具有波动性 【答案】C 【详解】A．普朗克提出了能量子，成功解释了黑体辐射的规律，A错误； B．光电效应实验中，光电流与入射光强和光电管两端电压大小有关，增大入射光的频率，光电流不一定增大，B错误； C．康普顿效应表明，光子不仅具有能量，还具有动量，C正确； D．德布罗意提出实物粒子也具有波动性，但并未通过实验验证，D错误。 故选C。 12．（2025·湖南·学业水平选择性）下列说法正确的是（　　） A．氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时会放出一定频率的光子 B．放射性同位素的半衰期不会因环境温度和气压的改变而改变 C．核电站中发生核裂变的常见核反应方程为BaKr+n D．是α衰变 【答案】B 【详解】A．氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级是从低能级向高能级跃迁，要吸收光子，故A错误； B．放射性同位素的半衰期由原子核性质决定，与物理环境无关，故B正确； C．发生核裂变方程是nBaKr+n，故C错误； D．是核聚变反应，故D错误。 故选B。 13．（24-25高三·湖南天壹名校联盟·下期冲刺压轴大联考）如图甲为研究光电效应的实验电路，图乙横坐标为实验中AK间的电压电势高于K为正，纵坐标为入射光的频率，图乙中BC为平行于U轴的直线，CD是一条倾斜的直线，BCD沿轴向上的区域表示能产生光电流的区域。下列说法正确的是（　　） A．BC对应的为滑片P在Oa之间的数据 B．CD对应的为滑片P在Ob之间的数据 C．电压为一定值时，仅增大光照强度，光电流一定增大 D．BC段光照强度为一定值时，增大电压，光电流一定增大 【答案】C 【详解】AB．根据光电效应特点可知，BC段对应正向电压，即滑片P在Ob之间的数据，CD段对应滑片P在Oa之间的数据，故AB错误; C．电压为一定值时，增大光照强度，单位时间内产生的光电子增多，光电流一定增大，故C正确; D．BC段光照强度为一定值，增大电压，光电流可能增大，若已经达到饱和光电流，则增大电压，光电流不再增大，故D错误。 故选C。 14．（2025·湖南岳阳·高三下二模）我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14同位素，标志着我国彻底破解了国内碳14同位素供应依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。碳14具有放射性，其衰变方程为。下列相关说法正确的是（　　） A．原子核的比结合能比的大 B．此核反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变 C．骨骼中以碳酸钙形式存在的的半衰期比单质14的半衰期更长 D．X是电子，由于原子核中没有电子，这些电子是核外电子脱离原子核的作用产生的 【答案】B 【详解】A．衰变释放能量，反应后的原子核更稳定，故的比结合能比的小。故A错误； B．原子核衰变时质量数守恒，但会出现质量亏损，释放能量，故B正确； C．衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，与化学状态无关，故C错误； D．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知X为电子，属于衰变，衰变的实质是核内的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子，故D错误。 故选B。 15．（25届湘豫名校高三·下·三模）碘131是碘的一种放射性同位素，半衰期为8天。碘131发生β衰变时变成氙131，发出的β射线可用于治疗甲状腺疾病。下列说法正确的是（　　） A．β射线的实质是高速电子，说明碘131原子核内存在电子 B．β衰变的本质是原子核中一个中子转变为质子，同时放出一个电子 C．经过16天，患者体内的碘131全部发生衰变 D．碘131原子核的比结合能比氙131原子核的比结合能大 【答案】B 【详解】AB．碘131原子核内存在质子和中子，β衰变的本质是一个中子转化为一个质子，同时产生一个电子。衰变后原子序数增加1，碘131变成氙131，故A错误，B正确； C．碘131半衰期为8天，说明每经过一个半衰期有半数核子发生衰变，经过16天，两个半衰期，原来的碘131剩下,有发生衰变，故C错误； D．由于碘131衰变产物为氙131，相对而言氙131更稳定，氙131原子核的比结合能比碘131原子核的比结合能大，故D错误。 故选B。 16．（2025·湖南长沙雅礼中学·一模）一群处于n=4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K，只有频率为νa和νb的光能使它发生光电效应。分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，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．图乙中，用频率νb的光照射时，将滑片P向右滑动，电流表示数一定增大 B．图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出4种不同频率的光 C．图丙中，图线a所表示的光的光子能量为12.09eV D．a光光子动量大于b光光子动量 【答案】C 【详解】A．图乙中不知道电源正负极，没办法判断在光电管AK之间加的是正向还是反向电压，所以滑片P向右滑动时，电流变化情况没法判断，故A错误； B．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生种光子，故B错误； C．只有频率为νa和νb的光能使它发生光电效应，那么这两种光子必定是n=4能级向n=1能级跃迁和n=3能级向n=1能级跃迁产生的，由图丙可知b光的频率较大，则a光为n=3能级向n=1能级跃迁产生的，所以a光的光子能量，故C正确； D．根据可得，b光的频率较大，b光光子动量大，故D错误。 故选C。 17．（25·长沙雅礼高三·下模（二））我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14同位素，标志着我国彻底破解了国内碳14同位素供应依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。碳14具有放射性，其衰变方程为。下列相关说法正确的是（　　） A．原子核的比结合能比的大 B．此核反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变 C．骨骼中以碳酸钙（）形式存在的的半衰期比单质14的半衰期更长 D．X是氦核，此反应为α衰变 【答案】B 【详解】A．β衰变释放能量，反应后的原子核更稳定，故的比结合能比的小，故A错误； B．原子核衰变时质量数守恒，但会出现质量亏损，释放能量，故B正确； C．衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，与化学状态无关，故C错误； D．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知X为电子，属于β衰变，故D错误。 故选B。 18．（24-25高三·湖南怀化·三模）发生β衰变时可用于制测厚仪、放射性同位素电池，已知的半衰期为2.64年，则下列说法正确的是（　　） A．用作测厚仪是利用β射线的电离本领 B．发生β衰变后新核的电荷数为62 C．100个原子核经过2.64年剩下50个 D．当温度降低时，可增加同位素电池的使用时间 【答案】B 【详解】A．用作测厚仪是利用β射线的贯穿本领，故A错误； B．发生β衰变放出一个电子，由衰变前后电荷数守恒可知新核的电荷数为62，故B正确； C．半衰期是对大量原子核统计的结果，对部分原子核不成立，故C错误； D．半衰期是由原子核本身决定的，温度的高低不会影响半衰期，故D错误。 故选B。 19．（24-25高三·湖南·冲刺压轴（三））如图所示，光电管中阴极K由某种金属制成，入射光子能量为。O为滑动变阻器中间点，使滑片从向端滑动，当滑片到达点时（图中未画出），微安表示数从0开始增大，此时电压表的示数大小为，则下列说法正确的是（　　） A．点位于O与之间 B．光电子的初动能为 C．该种金属的逸出功为 D．滑片从点滑至端的过程中，微安表的示数与电压表示数成正比 【答案】C 【详解】A．根据电路分析可得，滑片P在O点左侧，光电管加反向电压，光电子做减速运动，当电压刚好减小为遏制电压时，电流等于0，可知点位于与O之间，故A错误； BC．根据光电效应方程和动能定理有，其中，，代入解得,，故B错误，C正确； D．滑片从M滑至b，光电流随电压增大而增大，但增大的越来越慢，直至达到饱和值，但不成正比，故D错误。 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 近代物理 考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势 考点1 波粒二象性 2024、2022 五年考情确立“原子核”为高频核心，命题趋势聚焦微观规律与宏观技术的深度联动、量子化思想的建模应用及核能转化的定量分析。试题设计显著强化原子核规律与现代科技的结合，波粒二象性的考查更趋情境化，涉及光电效应中截止频率与金属逸出功的定量关联，要求利用Eₖ-eU图像推导普朗克常量；或通过物质波波长分析电子显微镜分辨率极限，甚至结合康普顿散射建立光子动量-波长偏移的方程。命题紧密追踪前沿技术原理，如量子通信中的单光子探测效率计算、核磁共振的能级跃迁条件，或利用α粒子散射实验数据反推原子核半径。数学工具的严谨性要求提升，需灵活运用指数函数描述衰变规律、对数坐标处理半衰期实验数据，甚至通过概率组合计算复杂衰变链的粒子数演化。实验创新侧重思想迁移与模拟设计，并定量讨论屏蔽效应对核反应截面的修正，全面检验对微观世界物理图景的建模能力与科学前沿素养。 考点2 原子核 2025、2023、2021 考点01 波粒二象性 1．（2024·湖南·高考）量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是（　　） A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B．光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出 C．康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 2．（2022·湖南·高考）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（   ） A．卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征 B．玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律 C．光电效应揭示了光的粒子性 D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性 考点02 原子核 3．（2025·湖南·高考）关于原子核衰变，下列说法正确的是（　　） A．原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量 B．大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期 C．放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长 D．采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期 4．（2023·湖南·高考）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（    ） A．相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多 B．氘氚核聚变的核反应方程为 C．核聚变的核反应燃料主要是铀235 D．核聚变反应过程中没有质量亏损 5．（2021·湖南·学业水平选择性）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（　　） A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽 B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒 C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期 D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害 一、单选题 1．（2025·常德一中·高考模拟）下列图片及其相应描述正确的是（　　） A．图（a）中的图样证实了电子的粒子性 B．图（b）为α、β、γ射线射入垂直纸面向里的匀强磁场中的图示，其中射线1的电离本领最强 C．图（c）中为使快中子减速，需将镉棒插入深些 D．图（d）中应使用β射线，依据探测器探测到的β射线的强度变化，实现对钢板厚度的自动控制 2．（25届·邵阳·三联·下）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谐线满足巴耳末公式其中分别对应谱线，下列关于和光说法正确的是（　　） A．在同一玻璃介质中传播时，光的传播速度大 B．分别照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度更宽 C．分别用相同光强的光照射同一光电效应装置，光的饱和光电流大 D．用照射某一金属发生光电效应，则用照射该金属也一定能发生光电效应 3．（24-25高三·湖南郴州·三测）1967年6月17日上午8点20分，由徐克江机组驾驶的轰六甲型战机在新疆罗布泊上空投下一个降落伞。伴随着一声巨响，中国第一颗氢弹空投爆炸试验成功。氢弹爆炸的核反应方程为，下列说法中正确的是（　　） A．该核反应为裂变反应 B．X粒子是质子 C．该核反应产能效率高 D．该核反应的废料不易处理 4．（24-25高三·湖南常德·二模）如图所示，当用某一单色光照射光电管时，灵敏电流表指针没有偏转，已知电路中所有元件及其连接完好。现要使灵敏电流表指针有偏转，下列措施可行的是（　　） A．增加入射光的频率 B．增加入射光的强度 C．提高电源的电压 D．延长光照时间 5．（25届·怀化·二模）γ射线探伤机（如图）的基本原理是利用放射性同位素产生的γ射线对材料进行穿透，通过探测材料反射、透射和吸收射线的能力，来判断其内部的缺陷和异常情况，是一种无损探伤检测设备，被广泛应用于工业探伤领域。下列有关γ射线及放射现象的说法正确的是（　　） A．γ射线垂直磁场射入时，其运动轨迹不发生偏转，故γ射线的本质是高速中子流 B．γ射线具有高穿透力、短波长的特点，故其电离作用非常强，能穿透几十厘米厚的混凝土 C．原子核衰变过程中伴随着放射现象的发生，由于γ射线的产生衰变前的质量数不等于衰变后的质量数之和 D．与天然放射性物质相比，人工放射性同位素具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点 6．（2025·湖南永州·三模）下列有关物理学知识说法正确的是（　　） A．卢瑟福用粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17和一个质子，即，这是人类第一次实现的原子核的人工转变 B．自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射和折射时，反射光是自然光，折射光是偏振光 C．水黾停在水面上是表面张力平衡了水黾的重力 D．土壤里有很多毛细管，如果要保存地下的水分，需要用碾子压紧土壤 7．（24-25高三下·湖南沅澧共同体·一模）中国科学家在国际上刊文宣布，通过我国高海拔宇宙线观测站“拉索”，在人类历史上首次找到能量高于1亿电子伏特的宇宙线起源天体。已知普朗克常量，电子的电荷量，人眼能看见的最高能量的可见光为频率的紫光，该紫光光子能量约为（　　） A．1.2eV B．3.2eV C．4.1eV D．5.1eV 8．（2025·湖南·高考一模）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．图甲中铀238的半衰期是45亿年，经过45亿年，10个铀238必定有5个发生衰变 B．图乙中氘核的比结合能小于氦核的比结合能 C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出6种不同频率的光 D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的关系图，则a光频率最高 9．（25届高三下·湖南长沙邵阳多校联考·三模）如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（　　） A．光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的 B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说 C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大 D．用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出 10．（2025·湖南娄底·高三下二模）关于物质波、光电效应、原子模型、黑体辐射，下列说法正确的是（　　） A．黑体辐射中，随着温度升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 B．波尔的原子结构假说认为原子中电子的轨道是连续的 C．德布罗意关于物质波的假说至今仍未被实验证实 D．光电效应中，遏止电压会随光强变大而变大 11．（25高三下·湖南·一起考·大联考）量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子理论的说法正确的是（　　） A．爱因斯坦提出了能量子，成功解释了黑体辐射的规律 B．光电效应实验中，增大入射光的频率，光电流随之变大 C．康普顿效应表明，光子不仅具有能量，还具有动量 D．德布罗意通过实验验证，实物粒子也具有波动性 12．（2025·湖南·学业水平选择性）下列说法正确的是（　　） A．氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时会放出一定频率的光子 B．放射性同位素的半衰期不会因环境温度和气压的改变而改变 C．核电站中发生核裂变的常见核反应方程为BaKr+n D．是α衰变 13．（24-25高三·湖南天壹名校联盟·下期冲刺压轴大联考）如图甲为研究光电效应的实验电路，图乙横坐标为实验中AK间的电压电势高于K为正，纵坐标为入射光的频率，图乙中BC为平行于U轴的直线，CD是一条倾斜的直线，BCD沿轴向上的区域表示能产生光电流的区域。下列说法正确的是（　　） A．BC对应的为滑片P在Oa之间的数据 B．CD对应的为滑片P在Ob之间的数据 C．电压为一定值时，仅增大光照强度，光电流一定增大 D．BC段光照强度为一定值时，增大电压，光电流一定增大 14．（2025·湖南岳阳·高三下二模）我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14同位素，标志着我国彻底破解了国内碳14同位素供应依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。碳14具有放射性，其衰变方程为。下列相关说法正确的是（　　） A．原子核的比结合能比的大 B．此核反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变 C．骨骼中以碳酸钙形式存在的的半衰期比单质14的半衰期更长 D．X是电子，由于原子核中没有电子，这些电子是核外电子脱离原子核的作用产生的 15．（25届湘豫名校高三·下·三模）碘131是碘的一种放射性同位素，半衰期为8天。碘131发生β衰变时变成氙131，发出的β射线可用于治疗甲状腺疾病。下列说法正确的是（　　） A．β射线的实质是高速电子，说明碘131原子核内存在电子 B．β衰变的本质是原子核中一个中子转变为质子，同时放出一个电子 C．经过16天，患者体内的碘131全部发生衰变 D．碘131原子核的比结合能比氙131原子核的比结合能大 16．（2025·湖南长沙雅礼中学·一模）一群处于n=4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K，只有频率为νa和νb的光能使它发生光电效应。分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，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．图乙中，用频率νb的光照射时，将滑片P向右滑动，电流表示数一定增大 B．图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出4种不同频率的光 C．图丙中，图线a所表示的光的光子能量为12.09eV D．a光光子动量大于b光光子动量 17．（25·长沙雅礼高三·下模（二））我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14同位素，标志着我国彻底破解了国内碳14同位素供应依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。碳14具有放射性，其衰变方程为。下列相关说法正确的是（　　） A．原子核的比结合能比的大 B．此核反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变 C．骨骼中以碳酸钙（）形式存在的的半衰期比单质14的半衰期更长 D．X是氦核，此反应为α衰变 18．（24-25高三·湖南怀化·三模）发生β衰变时可用于制测厚仪、放射性同位素电池，已知的半衰期为2.64年，则下列说法正确的是（　　） A．用作测厚仪是利用β射线的电离本领 B．发生β衰变后新核的电荷数为62 C．100个原子核经过2.64年剩下50个 D．当温度降低时，可增加同位素电池的使用时间 19．（24-25高三·湖南·冲刺压轴（三））如图所示，光电管中阴极K由某种金属制成，入射光子能量为。O为滑动变阻器中间点，使滑片从向端滑动，当滑片到达点时（图中未画出），微安表示数从0开始增大，此时电压表的示数大小为，则下列说法正确的是（　　） A．点位于O与之间 B．光电子的初动能为 C．该种金属的逸出功为 D．滑片从点滑至端的过程中，微安表的示数与电压表示数成正比 / 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