题型12 光学 热学与近代物理（题型专练）（山东专用）2026年高考物理二轮复习讲练测

题型12 光学 热学与近代物理 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 光的折射和全反射 考向02 光的干涉【重难】 考向03 分子动理论 固体和液体 考向04 热力学定律与气体状态变化的综合应用【重难】 考向05 光电效应 考向06 原子结构、能级跃迁【重难】 考向07 核反应、核能 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 热学、光学与近代物理是高考物理的重要组成部分，属于中高频考点，尤其在选择题中占比较高。这部分内容衔接经典与近代物理，具有较强的独立性和综合性，是考查学生物理观念和科学思维的重要载体。 从高考命题看，常以选择题为主，偶有计算题（如几何光学、气体实验定律综合题）。试题注重对基本概念、规律的理解和应用，强调模型识别与公式选用，常结合图像、实验情境进行考查。其中几何光路的作图与分析、干涉条纹的推理、气体状态方程与热力学定律的综合、光电效应方程与能级跃迁的计算等，是常见的命题切入点。 学生的主要误区在于对近代物理概念的直观理解不足，如对光子能量、能级跃迁条件的把握不准；光学部分对光路动态变化分析能力弱；热学中气体状态参量关系混淆，对图像解读不熟练；此外，在核反应中质量亏损与能量计算容易出错。因此，复习中应强化对物理图像的理解，注重模型建构与公式的灵活运用。 考向01 光的折射和全反射 【例1-1】（2026·江苏·一模）直角三棱镜能通过折射改变激光束宽度，原理如图所示，三角形ABC为直角三棱镜的横截面，宽度为d1的光束从AC上以入射角α进入三棱镜，之后垂直AB边射出，激光束宽度变为d2。已知棱镜对光的折射率为n。则下列说法错误的是（　　） A． B． C．上方光束可能比下方光束先传播到AB边 D．上下两束光同时传播到AB边 【例1-2】（2025·河南·一模）某同学设计了一个光学实验来研究光的折射现象，如图所示，为等边三棱镜，为边的中点，面镀有一层银，构成一个反射面，用激光笔发出的红光垂直于边从点射入三棱镜，经折射、反射，刚好照射在边的中点，并在三棱镜上方平行于边的光屏上形成一个亮点。下列说法正确的是（　　） A．当将光屏上下平行移动时，亮点的位置会相对于光屏移动 B．三棱镜对红光的折射率为 C．若仅将红光变成蓝光，则光点相对于光屏左移 D．若仅将红光变成蓝光，则蓝光可能在面上发生全反射 1.折射定律 （1）内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 （2）表达式：＝n。 注意：　①在光的折射现象中，光路是可逆的。 ②当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角。 2.折射率 (1)折射率是反映介质的光学性质的物理量。 (2)定义式：n＝。 (3)计算式：n＝，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 3.全反射临界角 （1）定义：折射角等于90°时的入射角。 （2）公式：sin C＝。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C。 （3）大小：介质的折射率n越大，发生全反射的临界角C越小。 【变式1-1】（2025·河南·一模）如图所示为某透明介质棱镜的截面图，该截面为半径为R的扇形，其中，弧面AB涂有反光材料（光线不能从弧面射出），一细光束由AO边的S点斜射入棱镜，该细光束与AO边的夹角为45°，光束第一次射入棱镜后折射光束与BO平行。已知，光在真空中的速度为c。下列说法正确的是（　　） A．该棱镜的折射率为 B．光束在弧面的偏转角为120° C．光束第一次从BO边射出时，出射光束与BO的夹角为60° D．光束从射入棱镜到第一次射出，光束在棱镜中的传播时间为 【变式1-2】（2025·浙江·一模）如图1，玻璃半球半径为R，O为球心，AB为直径。现有均匀分布的单色光垂直入射到半球的底面，其对玻璃的折射率为。已知如图2所示的球冠（不含底圆面）的表面积为，若只考虑首次射到球面的光，则下列说法正确的是（    ） A．所有射入到半球底面的光中有的光会发生全反射 B．从上往下看，整个半球面被照亮的面积为 C．单色光在玻璃中的传播速度为 D．改用频率更高的另一单色光垂直入射到半球的底面，整个半球面被照亮的面积增大 考向02 光的干涉 【例2-1】（2025·山东·高考真题）用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片置于双缝右侧，透振方向平行。保持不动，将绕轴转动的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是（    ） A．条纹间距不变，亮度减小 B．条纹间距增大，亮度不变 C．条纹间距减小，亮度减小 D．条纹间距不变，亮度增大 【例2-2】（2024·山东·高考真题）检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（　　） A．滚珠b、c均合格 B．滚珠b、c均不合格 C．滚珠b合格，滚珠c不合格 D．滚珠b不合格，滚珠c合格 1.产生干涉的条件 两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。 2.杨氏双缝干涉 (1)暗条纹的条件： ①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。 光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出现亮条纹。 光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0，1，2，…)，光屏上出现暗条纹。 ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。 ③条纹间距公式：Δx＝λ。 3.薄膜干涉的理解和应用 (1)形成：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 (2)亮、暗条纹的判断 ①在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现亮条纹。 ②在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。 (3)应用：干涉法检查平面如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。 【变式2-1】（2025·浙江温州·一模）某同学采用如图所示的方案来观察光学现象。初始时，可换光学器件处未放任何器件，能在光屏上看到彩色条纹，则（    ） A．若透过红色滤光片观察光屏，会看到红黑相间的条纹 B．若仅把双缝转动90°，光屏的彩色条纹也将旋转90° C．若在可换光学器件处放入偏振片，光屏上的彩色条纹将变成单色明暗相间的条纹 D．若在可换光学器件处分别放入红色、绿色滤光片，则放入绿色滤光片时，光屏上相邻亮条纹中心间距更大 【变式2-2】（2025·宁夏吴忠·三模）在制作高精度的仪器时往往需要对材料表面的平整度进行检查。如图所示，采用劈尖干涉的原理进行检测，将波长为的单色光垂直打在材料表面，用显微镜俯视观察镜片上产生的干涉图样，发现一个圆形的异常区域，其中一条亮条纹刚好穿过圆心（已用亮色标识）。已知显微镜只起放大图像的作用，则下列说法正确的是（　　） A．该圆形区域为突起区 B．如果将材料在平面内旋转，圆形区域的条纹弯曲方向变为向右 C．圆形区域相对平整区域的最大高度差约 D．若要使条纹更密集，可换用波长更短的光源，并减小镜片与材料表面间夹角 考向03 分子动理论 固体和液体 【例3-1】（2025·山东·高考真题）分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（    ） A．只有r大于时，为正 B．只有r小于时，为正 C．当r不等于时，为正 D．当r不等于时，为负 （2025·江苏南通·三模）如图所示，将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开一个保护罩，再拿出来，绒毛还能保持干燥，原因是（　　） A．泡的时间短 B．水浸润绒毛 C．水虽浸润绒毛，但有水的表面张力作用 D．水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 一、分子动理论 1.两种分子模型 物质有固态、液态和气态三种情况,不同物态下应将分子看成不同的模型。 (1)固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球形或立方体形,如图所示,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以d=(球体模型)或d=(立方体模型)。 (2)气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间,如图所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,所以d=。 提醒:对于气体,利用d=得到的不是分子直径,而是气体分子间的平均距离。 2.微观量与宏观量间的关系 微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。 宏观量:物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。 (1)分子的质量:m0=。 (2)分子的体积:V0=(适用于固体和液体)。 (3)物体所含的分子数:N=·NA=·NA或N=·NA=·NA。 3.扩散现象、布朗运动与热运动的比较 现象 扩散现象 布朗运动 热运动 活动 主体 分子 固体微小颗粒 分子 区别 是分子的运动,发生在任何两种物质之间 是比分子大得多的颗粒的运动,只能在液体、气体中发生 是分子的运动,不能通过光学显微镜直接观察到 共同 点 (1)都是无规则运动;(2)都随温度的升高而更加激烈 联系 扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动 4.气体分子的速率分布 气体分子的速率呈“中间多、两头少”分布。 4.分子力和分子势能 分子力变化 分子势能变化 ①分子斥力、引力同时存在； ②当r>r0时，r增大，斥力引力都减小，斥力减小更快，分子力变现为引力； ③当r<r0当，r减小，斥力引力都增加，斥力增加更快，分子力变现为斥力； ④当r=r0时，斥力等于引力，分子力为零。 ①当r=r0时，分子势能最小； ②当r>r0时，r逐渐减小，分子势能逐渐减小； ③当r<r0当，r逐渐减小，分子势能逐渐增加。 二、固体和液体 1.晶体与非晶体的对比 分类 比较　　 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 规则 不规则 不规则 熔点 确定 确定 不确定 物理性质 各向异性 各向同性 各向同性 原子排列 规则 多晶体的每个晶体间排列不规则 不规则 典型物质 石英、云母、食盐、硫酸铜 玻璃、蜂蜡、松香 2.液体表面张力的理解 形成原因 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,分子间的相互作用力表现为引力 表面特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 表面张力的方向 和液面相切,垂直于液面上的各条分界线 表面张力的效果 表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形的表面积最小 典型现象 球形液滴、肥皂泡、涟波、毛细现象、浸润和不浸润 【变式3-1】（2025·江苏·高考真题）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（   ）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 【变式3-2】（2025·黑龙江哈尔滨·二模）利用所学知识判断下列图片及相应描述正确的是（　　） A．太空授课失重环境下的“液桥”现象（图a）说明表面张力方向与液体表面垂直 B．铌包头矿是富含的硅酸盐矿物（图b），由微观结构可知该物质有固定的熔点 C．悬浮在液体中的微粒越大（图c），单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 D．“饮水小鸭”（图d）“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，小鸭不需要外界提供能量，也能够持续工作下去 考向04 热力学定律与气体状态变化的综合应用 【例4-1】（2025·天津·高考真题）如图所示，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态A变化到状态C，则（　　） A．和过程，外界对气体做功相同 B．和过程，气体放出的热量相同 C．在状态A时和在状态C时，气体的内能相同 D．在状态B时和在状态D时，气体分子热运动的平均动能相同 【例4-2】（2025·安徽·高考真题）在恒温容器内的水中，让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气，球内气体（可视为理想气体）温度不变，则气球上升过程中，球内气体（　　） A．对外做功，内能不变 B．向外放热，内能减少 C．分子的平均动能变小 D．吸收的热量等于内能的增加量 1．一定质量的气体不同图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 p­V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p­ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p­T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V­T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 [注意]　上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV＝nRT确定各个常量“C”的意义。 2．气体状态变化图像的分析方法 (1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。 (2)明确图像斜率的物理意义：在V­T图像(p­T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 (3)明确图像面积物理意义：在p­V图像中，p­V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。 3．对热力学第一定律的理解 (1)做功和热传递在改变系统内能上是等效的。 (2)做功过程是系统与外界之间的其他形式能量与内能的相互转化。 (3)热传递过程是系统与外界之间内能的转移。 4．热力学第一定律的三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。 (2)若过程中不做功，则W＝0，Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。 (3)若过程的始、末状态物体的内能不变，则W＋Q＝0，即物体吸收的热量全部用来对外做功，或外界对物体做的功等于物体放出的热量。 5．公式ΔU＝W＋Q中符号法则的理解 物理量 W Q ΔU ＋ 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 － 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少 3.热力学第二定律的含义 (1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。 (2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等。在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程。 【变式4-1】（2026·黑龙江辽宁·一模）如图所示，纵坐标表示压强、横坐标表示热力学温度。一定质量的理想气体经历状态变化，下列说法正确的是（　　） A．过程中，气体的体积增大 B．过程中，气体对外界做功 C．过程中，气体内能增加 D．过程，气体从外界吸热 【变式4-2】（2025·河北保定·一模）如图所示，一导热汽缸竖直放置于恒温的环境中，汽缸内有一水平活塞，将一定质量的理想气体密闭在汽缸内。活塞与汽缸壁间无摩擦，活塞上放置一个开口向上的玻璃瓶，整个装置处于平衡状态。若向瓶中缓慢加水，则该过程中（　　） A．外界对缸内气体做功，所以气体内能增加 B．缸内气体对外界做功，同时吸热，所以气体内能不变 C．气体分子数密度增大，而气体分子的平均动能不变，所以汽缸内壁单位面积上受到气体分子的撞击力变大 D．由于气体分子的总数目不变，气体分子的平均动能也不变，故汽缸内壁单位面积上受到气体分子的撞击力大小不变 考向05 光电效应 【例5-1】（2025·广东·高考真题）有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为，下列说法正确的是（    ） A．使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子 B．使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于 C．频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子 D．频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于 【例5-2】（2025·山东·高考真题）在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的金属，所得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 一、光电效应的研究思路与光电管 1．光电效应的研究思路 (1)两条线索： (2)两条对应关系： 入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。　 2.三个定量关系式 （1）爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0. （2）最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc. （3）逸出功与截止频率的关系：W0＝hνc. 3.光电管上加正向与反向电压情况分析 (1)光电管加正向电压时的情况 ①P右移时,参与导电的光电子数增加; ②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都参与了导电,光电流恰好达到最大值; ③P再右移时,光电流不再增大。 (2)光电管加反向电压时的情况 ①P右移时,参与导电的光电子数减少; ②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都不参与导电,光电流恰好为0,此时光电管两端加的电压为遏止电压; ③P再右移时,光电流始终为0。 二、与光电效应有关的图像 图像名称 图线形状 读取信息 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线 ①截止频率(极限频率)：横轴截距 ②逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 ①截止频率νc：横轴截距 ②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc：横轴截距 ②饱和光电流Im：电流的最大值 ③最大初动能：Ekm＝eUc 颜色不同时，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和光电流 ③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 【变式5-1】（2026·重庆·一模）某科技馆展示了一种光控音箱，其简化结构如图所示，电源a端为正极，与喇叭连接的放大电路可以将微小电流放大。用绿光束照射光电管，喇叭会发出声音，照射光亮暗的变化会影响声音的大小。下列说法正确的有（　　） A．将电源正极负极对调，喇叭声音会变小或无法发声 B．若仅将绿光换成紫光，喇叭不能发声 C．该实验的原理是电磁感应 D．若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，喇叭声音一定变大 【变式5-2】（2026·湖南·一模）爱因斯坦这样评价普朗克的贡献：“普朗克常量的发现成为20世纪所有物理学研究的基础，并从那时起几乎完全决定了物理学的发展”，美国物理学家密立根于1916年利用光电效应实验第一次测定了普朗克常量。如图为光电效应实验中金属的遏止电压与入射光频率的关系图像，已知该图线与横轴交点的横坐标为，与纵轴交点的纵坐标绝对值为，电子电荷量的绝对值为，则普朗克常量可表示为（　　） A． B． C． D． 考向06 原子结构、能级跃迁 【例6-1】（2025·甘肃·高考真题）利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。离子相对基态的能级图（设基态能量为0）如图所示。用电子碰撞离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子的能量为，则离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为（　　） A．能级 B．能级 C．能级 D．能级 【例6-2】（2024·浙江·高考真题）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 一、三个基本假设 1.能级假设：氢原子能级En＝(n＝1,2,3，…)，n为量子数． 2.跃迁假设：hν＝Em－En(m>n)． 3.轨道量子化假设：氢原子的电子轨道半径rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，n为量子数． 二、两类跃迁问题和电离 1.氢原子能级跃迁 ①从低能级(n)高能级(m)：动能减少，势能增加，原子能量增加，吸收能量，hν＝Em－En. ②从高能级(m)低能级(n)：动能增加，势能减少，原子能量减少，放出能量，hν＝Em－En. 2.受激跃迁有两种方式： ①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差，hν＝Em－En。 [注意]　对于大于电离能的光子可被吸收，可将原子电离。 ②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥Em－En。 3．电离：指原子从基态(n＝1)或某一激发态(n≥2)跃迁到n＝∞状态的现象。 (1)电离态：n＝∞，E＝0。 (2)电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量。 对于氢原子：①基态→电离态：E吸＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV，即为基态的电离能。 ②n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4 eV，即为n＝2激发态的电离能。 [注意]　如果原子吸收能量足够大，克服电离能后，电离出的自由电子还具有一部分动能。 三、跃迁产生的谱线条数 1.一群原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类：。 2.一个原子的核外电子向基态跃迁时发射最多光子的种类：。 【变式6-1】（2025·浙江·一模）氢原子能级图如图甲所示，、、分别表示第一、第二、第三能级的能量，由氢原子能级跃迁产生的光照射图乙电路中的光电管阴极K时，电流表有示数，已知可见光的波长在之间，普朗克常量，光速，则下列说法正确的是（　　） A．大量处于能级的氢原子跃迁时可放出3种可见光 B．处于能级的原子向能级跃迁产生的光，其动量为 C．将图乙实验电路的滑片P向端滑动，则电流表的示数会不断增大 D．处于基态的氢原子，吸收一个光子后跃迁到更高轨道，电子的动能变大 【变式6-2】（2025·河北·模拟预测）已知氢原子从能级直接跃迁到能级释放光子的能量为（其中为常量），若氢原子从能级向能级跃迁时产生的光子能使某金属发生光电效应，产生光电子的最大初动能为，则氢原子从能级直接向能级跃迁时所产生的光子一定能使该金属发生光电效应，产生光电子的最大初动能为（　　） A． B． C． D． 考向07 核反应、核能 【例7-1】（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 【例7-2】（2024·浙江·高考真题）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 一、衰变与半衰期 1.α衰变、β衰变的比较 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 He e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 1个中子转化为1个质子和1个电子 H+He e 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 2.衰变次数的计算方法 若Y+He+e，则A=A'+4n,Z=Z'+2n-m，解以上两式即可求出m和n。 3.半衰期的理解 (1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少量原子核,无半衰期可言。 (2)根据半衰期的概念,可总结出公式N余=N原,m余=m原。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量,N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量,t表示衰变时间,τ表示半衰期。 二、核反应与核能 1.核反应的四种类型 类型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 ThHe β衰变 自发 ThPae 人工转变 人工控制 HeH(卢瑟福发现质子) HeBen(查德威克发现中子) AlHen (约里奥-居里夫妇发现放射性同位素) Sie 重核 裂变 比较容易进 行人工控制 BaKr+n XeSr+1n 轻核聚变 很难控制 Hen 2.核反应方程的书写 (1)熟记常见粒子的符号是正确书写核反应方程的基础。如质子H)、中子n)、α粒子He)、β粒子e)、正电子e)、氘核H)、氚核H)等。 (2)掌握核反应方程遵循的规律是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据。由于核反应不可逆,因此书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。 (3)核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒。 3.核能的计算方法 (1)根据ΔE=Δmc2计算,计算时Δm的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,ΔE的单位是“J”。 (2)根据ΔE=Δm×931.5 MeV/u计算。因1原子质量单位(1 u)相当于931.5 MeV,所以计算时Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”。 (3)根据核子比结合能来计算核能 原子核的结合能=核子比结合能×核子数。 4.对质能方程的理解 (1)一定的能量和一定的质量相联系,物体的总能量和它的质量成正比,即E=mc2。 方程的含义:物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系,物体的能量增大,质量也增大;物体的能量减少,质量也减少。 (2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其能量也要相应减少,即ΔE=Δmc2。 (3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加Δm,吸收的能量为ΔE=Δmc2。 【变式7-1】（2026·河北·一模） （钍）具有放射性，发生某种衰变后变为 （镤），衰变方程为下列说法正确的是（　　） A．该衰变为α衰变 B．该衰变过程的实质是核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子 C．钍核发生衰变的过程，不仅释放出电子，而且还放出一个质子 D．16个钍核经过三个半衰期后一定剩下2个钍核 【变式7-2】（2025·浙江·一模）的衰变方程为，已知的质量为m1，新核的质量为m2，X粒子的质量为m3，则（　　） A．X粒子是氦原子核，它的电离能力很弱 B．的平均核子质量比的大 C．的比结合能为 D．若静止，其衰变后的和X粒子的动能之比是4:234 1．（2025·内蒙古乌兰察布·模拟预测）如图所示为光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为l=9m，AB、CD分别代表光纤的两个端面，一束光以45°的入射角从端面AB射入长直光纤，玻璃丝对该光束的折射率为。已知光在真空中的传播速度的大小为，则光从玻璃丝的端面AB传播到端面CD经历的时间为（　　） A． B． C． D． 2．（2025·云南昭通·模拟预测）反光衣（如图甲）是利用玻璃微珠的“回归反射”原理，使光线沿原方向返回，从而达到提醒的目的。如图乙，现有一束与光轴（经过O、B两点）平行的光照在半径为R的玻璃微珠上，MA是其中一条入射角i=60°的入射光线，玻璃微珠右侧是反光膜，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．此玻璃材料的折射率为 B．光在空气中比在玻璃材料中更容易发生衍射 C．光在玻璃材料中的传播时间为 D．若仅使平行光照射角度发生变化，将没有光线能被反向射回 3．（2025·山东济南·二模）将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光自上而下照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环，这是牛顿在1675年首先观察到的一种光学现象，因此被称为“牛顿环”。如图所示，使用两曲率半径不同的平凸透镜甲、乙分别进行牛顿环实验，对实验现象的描述正确的是（　　） A．实验观察到的条纹是等间距的同心圆环 B．实验观察到的条纹从内到外越来越稀疏 C．若将平凸透镜向上平移，条纹将向中心移动 D．使用平凸透镜乙进行实验，观察到的条纹更密集 4．（2025·湖北·模拟预测）双缝干涉实验装置的截面图如图所示，线光源到双缝、的距离相等，点为、连线中垂线与光屏的交点，光源发出波长为的光，经出射后垂直穿过玻璃片传播到点，经出射后直接传播到点，玻璃片厚度为，玻璃对该波长的光的折射率为1.5，空气中光速为，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是（　　） A．点出现亮条纹 B．若撤去玻璃片，光屏条纹间距不变 C．若光屏向左移动少许，则光屏上条纹间距变大 D．由到点与由到点，光传播的时间差 5．（2023·江苏南通·模拟预测）研究表明，分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。则（　　）    A．液体表面层分子间距离略大于 B．理想气体分子间距离为 C．分子间距离时，分子力表现为斥力 D．分子间距离时，分子势能最小 6．（2025·宁夏银川·三模）对于下列四幅图描述说明正确的是（　　） 图（a）水中碳粒每隔30s运动位置连线 图（b）石墨的微观结构 图（c）毛细现象 图（d）氧气分子的速率分布情况 A．由图（a）可知，水分子在短时间内的运动是规则的 B．由图（b）可知，石墨中碳原子排列具有空间上的周期性 C．由图（c）可知，管的内径越大，毛细现象越明显 D．由图（d）可知，温度越低，分子的热运动越剧烈 7．（25-26高三上·安徽·模拟预测）很多国产汽车都可以通过传感器监测汽车轮胎内气体的温度和压强，通过某天监控数据发现，中午12点的气温比早上8点的气温升高了10℃，轮胎内气压升高了0.1个标准大气压，轮胎不漏气，气体可看成理想气体，忽略气体体积变化。与早上相比（　　） A．轮胎内气体吸收的热量等于其内能的增加量 B．轮胎内气体内能不变 C．单位时间内轮胎内气体分子碰撞内壁的次数不变 D．轮胎内气体分子数密度变小 8．（25-26高三上·湖北·模拟预测）一定质量的理想气体从状态开始，经历一次循环回到状态，其压强随体积倒数变化的图像如图所示，其中的反向延长线过原点为双曲线，与横轴平行。下列说法正确的是（    ） A．过程气体内能不变，气体从外界吸收热量 B．过程气体分子平均动能不变 C．过程气体分子单位时间内对容器壁单位面积的碰撞次数减少 D．全过程气体从外界吸收热量 9．（2025·山东济南·模拟预测）一定质量的理想气体，状态从的变化过程可用如图所示的图线描述，则下列说法正确的是（　　） A．过程气体分子对容器壁单位面积的平均作用力变大 B．过程体积不变，气体从外界吸收热量 C．过程体积减小，压强不变 D．过程气体对外做功大于过程外界对气体做功 10．（2025·浙江台州·一模）图甲为氢原子能级图，一群处于同一激发态的氢原子能发出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种光能够发生光电效应，有一种恰能发生光电效应，电压U与光电流之间的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．当滑片P向b端移动时，光电流I一直增大 B．阴极K材料的逸出功为 C．用三束光做杨氏双缝干涉实验，a光条纹间距最大 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 11．（2025·辽宁盘锦·三模）如图所示，在光电效应实验中，用光分别照射金属a、b得到了两条遏止电压与入射光频率的关系图线。已知金属a的逸出功大于金属b的逸出功，普朗克常量为h，电子的电荷量为-e。下列说法正确的是（　　） A．图线Ⅰ对应的金属为a B．图线Ⅰ、Ⅱ的斜率均为h C．用频率为ν3的光照射金属b，则光电子的最大初动能为 D．用频率为ν3的光照射金属a，则相应的遏止电压为 12．（2025·河南·三模）在研究光电效应现象时，某同学设计了如图所示的电路，第一次用波长为λ的光照射，调节P的位置，当电压表的示数为U时，电流表的示数刚好为零；第二次改用波长为2λ的光照射，调节P的位置，当电压表的示数为时，电流表的示数刚好为零。已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　） A．第一次与第二次入射光的光子动量之比为1:2 B．第一次与第二次从阴极K射出光电子的最大速率之比为2:1 C．阴极材料的逸出功为 D．若用波长为4λ的光照射阴极K时，一定有光电子逸出 13．（2025·安徽六安·模拟预测）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波段光谱扫描成像。和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线（如图所示），则（　　） A． 的频率比的大 B．分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显 C．若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应 D．分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大 14．（2025·江苏扬州·模拟预测）如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射能量，下列说法正确的是（　　） A．这群氢原子能发出四种频率不同的光 B．从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光最容易发生衍射现象 C．从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光发出的光子动量最大 D．从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光照射到逸出功为2.49eV的金属钠，产生的光子的初动能一定为9.60eV 15．（25-26高三上·河北邢台·期中）2025年7月，比亚迪光伏车身技术正式发布。当太阳光照射光伏车顶时，光子被光伏板上的硅材料吸收，硅原子获得能量并跃迁，已知基态硅原子的第一电离能约为8.15eV。如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，下列说法正确的是（　　） A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光 B．根据玻尔理论，氢原子向低能级跃迁时，电子动能减小 C．从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光波长最短 D．这群氢原子向低能级跃迁时发出的光中，有3种能使基态硅原子电离 16．（2025·河南·一模）我国科研人员成功研制出一款微型核电池—。的体积仅，比一枚硬币还小，其基本原理是用放射源镍发生衰变时释放电子给铜片，以镍和铜片为电池的两个电极，外接负载就可以提供电能。下列说法正确的是（　　） A．镍发生衰变吸收能量 B．增加镍的浓度可以增大半衰期，从而提高使用寿命 C．铜片为电池的负极，镍为电池的正极 D．衰变中的电子是镍原子外层电子电离产生的 17．（2025·湖南·一模）2025年6月，我国秦山核电基地宣布医用同位素镥-177正式供应市场，标志着该领域的重大突破。镥-177衰变方程为，已知的半衰期为6.7天，单个、、粒子X的质量分别为，真空中光速为c，则下列说法正确的是（　　） A．强相互作用是引起该衰变的原因 B．粒子X具有较强的电离本领 C．单个原子核衰变释放的能量为 D．1g的经过20.1天后剩余0.25g未衰变 18．（2025·山西·模拟预测）在一次核裂变反应中，铀核变成了氙核和锶核，同时放出了若干中子，这个过程也叫链式反应。已知铀核的平均结合能为，氙核的平均结合能为，锶核的平均结合能为。下列说法正确的是（　　） A．该核反应释放的能量约为 B．该核反应过程中质量守恒 C．铀核分解为其它核子，会释放出能量 D．该核反应方程式为 19．（2025·河南·模拟预测）用图1电路研究光电效应，同一频率的光照射阴极K时，光电子打到阳极A的最大动能随电压表示数的变化关系图像如图2所示，则（　　） A．电源的左端为正极 B．阴极金属的逸出功等于 C．普朗克常量 D．遏止电压等于 20．（2025·宁夏吴忠·一模）近日，我国科研人员成功合成了一种新的钚元素同位素钚-227（），并依托兰州重离子加速器观测到了该同位素的α衰变过程，衰变方程为，测量得出其半衰期约为0.78s。其中钚核（Pu）质量为mPu，铀核（U）的质量为mU，α粒子的质量为mα，真空中的光速为c，则以下说法不正确的是（　　） A．X=223，Y=92 B．200g的原子经过2.34s剩余质量为25g C．该核反应释放的核能为 D．衰变过程释放能量，所以的比结合能小于 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 题型12 光学 热学与近代物理 目录 第一部分 题型解码 高屋建瓴，掌握全局 第二部分 考向破译 微观解剖，精细教学 典例引领 方法透视 变式演练 考向01 光的折射和全反射 考向02 光的干涉【重难】 考向03 分子动理论 固体和液体 考向04 热力学定律与气体状态变化的综合应用【重难】 考向05 光电效应 考向06 原子结构、能级跃迁【重难】 考向07 核反应、核能 第三部分 综合巩固 整合应用，模拟实战 热学、光学与近代物理是高考物理的重要组成部分，属于中高频考点，尤其在选择题中占比较高。这部分内容衔接经典与近代物理，具有较强的独立性和综合性，是考查学生物理观念和科学思维的重要载体。 从高考命题看，常以选择题为主，偶有计算题（如几何光学、气体实验定律综合题）。试题注重对基本概念、规律的理解和应用，强调模型识别与公式选用，常结合图像、实验情境进行考查。其中几何光路的作图与分析、干涉条纹的推理、气体状态方程与热力学定律的综合、光电效应方程与能级跃迁的计算等，是常见的命题切入点。 学生的主要误区在于对近代物理概念的直观理解不足，如对光子能量、能级跃迁条件的把握不准；光学部分对光路动态变化分析能力弱；热学中气体状态参量关系混淆，对图像解读不熟练；此外，在核反应中质量亏损与能量计算容易出错。因此，复习中应强化对物理图像的理解，注重模型建构与公式的灵活运用。 考向01 光的折射和全反射 【例1-1】（2026·江苏·一模）直角三棱镜能通过折射改变激光束宽度，原理如图所示，三角形ABC为直角三棱镜的横截面，宽度为d1的光束从AC上以入射角α进入三棱镜，之后垂直AB边射出，激光束宽度变为d2。已知棱镜对光的折射率为n。则下列说法错误的是（　　） A． B． C．上方光束可能比下方光束先传播到AB边 D．上下两束光同时传播到AB边 【答案】C 【详解】A．光束在AC上发生折射，根据几何关系可知折射角为，根据折射定律有 可得，故A正确； B．根据几何关系有可得，故B正确； CD．设光束在空气中传播速度为c，则光束在三棱镜中的传播速度在空气中，传播到AC边，上方光束比下方光束所用时间多在三棱镜中，由AC边传播到AB边，下方光束比上方光束所用时间多所以上下两束光同时传播到AB边，故C错误，D正确。本题选说法错误项，故选C。 【例1-2】（2025·河南·一模）某同学设计了一个光学实验来研究光的折射现象，如图所示，为等边三棱镜，为边的中点，面镀有一层银，构成一个反射面，用激光笔发出的红光垂直于边从点射入三棱镜，经折射、反射，刚好照射在边的中点，并在三棱镜上方平行于边的光屏上形成一个亮点。下列说法正确的是（　　） A．当将光屏上下平行移动时，亮点的位置会相对于光屏移动 B．三棱镜对红光的折射率为 C．若仅将红光变成蓝光，则光点相对于光屏左移 D．若仅将红光变成蓝光，则蓝光可能在面上发生全反射 【答案】C 【详解】A．画出光路图 根据对称性及光路可逆结合几何关系可知光由面射出以后垂直于边向上，所以当将光屏上下平行移动时，亮点的位置不会相对于屏移动，A错误； B．光在面的入射角，折射角 根据折射定律有，B错误； C．若仅将红光变成蓝光，折射率变大，则折射角变小，作出光路图分析可知光点相对于光屏左移，C正确； D．若仅将红光变成蓝光，在边上的入射角恒小于临界角，所以不可能发生全反射，D错误。故选C。 1.折射定律 （1）内容：折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比。 （2）表达式：＝n。 注意：　①在光的折射现象中，光路是可逆的。 ②当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角。 2.折射率 (1)折射率是反映介质的光学性质的物理量。 (2)定义式：n＝。 (3)计算式：n＝，因为v<c，所以任何介质的折射率都大于1。 3.全反射临界角 （1）定义：折射角等于90°时的入射角。 （2）公式：sin C＝。若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角为C。 （3）大小：介质的折射率n越大，发生全反射的临界角C越小。 【变式1-1】（2025·河南·一模）如图所示为某透明介质棱镜的截面图，该截面为半径为R的扇形，其中，弧面AB涂有反光材料（光线不能从弧面射出），一细光束由AO边的S点斜射入棱镜，该细光束与AO边的夹角为45°，光束第一次射入棱镜后折射光束与BO平行。已知，光在真空中的速度为c。下列说法正确的是（　　） A．该棱镜的折射率为 B．光束在弧面的偏转角为120° C．光束第一次从BO边射出时，出射光束与BO的夹角为60° D．光束从射入棱镜到第一次射出，光束在棱镜中的传播时间为 【答案】B 【详解】A．由题意作出光路图，如图所示 由几何关系可知，由折射定律得，故A错误； B．已知，，则有 解得，由反射定律可知，所以光束在弧面C点的偏转角为，故B正确； C．又由几何关系可知由折射定律得解得则光束第一次从BO边射出时，光束与BO的夹角为，故C错误； D．由几何关系得又解得光在棱镜中传播的距离为光在介质中的传播速度为光束从射入棱镜到第一次射出，光束在棱镜中的传播时间为解得，故D错误。故选B。 【变式1-2】（2025·浙江·一模）如图1，玻璃半球半径为R，O为球心，AB为直径。现有均匀分布的单色光垂直入射到半球的底面，其对玻璃的折射率为。已知如图2所示的球冠（不含底圆面）的表面积为，若只考虑首次射到球面的光，则下列说法正确的是（    ） A．所有射入到半球底面的光中有的光会发生全反射 B．从上往下看，整个半球面被照亮的面积为 C．单色光在玻璃中的传播速度为 D．改用频率更高的另一单色光垂直入射到半球的底面，整个半球面被照亮的面积增大 【答案】B 【详解】AB．如图所示 ，得 ，即有的光会发生全反射；，被照亮的面积为，故A错误，B正确； CD．单色光在玻璃中的传播速度不可能达到光速；频率越大，折射率越大，临界角越小，被照亮的面积减少，故CD错误。故选B。 考向02 光的干涉 【例2-1】（2025·山东·高考真题）用如图所示的装置观察光的干涉和偏振现象。狭缝关于轴对称，光屏垂直于轴放置。将偏振片垂直于轴置于双缝左侧，单色平行光沿轴方向入射，在屏上观察到干涉条纹，再将偏振片置于双缝右侧，透振方向平行。保持不动，将绕轴转动的过程中，关于光屏上的干涉条纹，下列说法正确的是（    ） A．条纹间距不变，亮度减小 B．条纹间距增大，亮度不变 C．条纹间距减小，亮度减小 D．条纹间距不变，亮度增大 【答案】A 【详解】根据干涉条纹间距公式可知当P2旋转时，，，均不变，故条纹间距不变；随着P2的旋转，透过P2的光强在减小，干涉条纹的亮度在减小。故选A。 【例2-2】（2024·山东·高考真题）检测球形滚珠直径是否合格的装置如图甲所示，将标准滚珠a与待测滚珠b、c放置在两块平板玻璃之间，用单色平行光垂直照射平板玻璃，形成如图乙所示的干涉条纹。若待测滚珠与标准滚珠的直径相等为合格，下列说法正确的是（　　） A．滚珠b、c均合格 B．滚珠b、c均不合格 C．滚珠b合格，滚珠c不合格 D．滚珠b不合格，滚珠c合格 【答案】C 【详解】b与a位于同一条干涉条纹上，说明两处空气膜的厚度相同，则滚珠b与标准滚珠a直径相等，所以合格；c与a位于不同干涉条纹上，说明两处空气膜的厚度不同，则滚珠c与标准滚珠a直径不相等，所以不合格。故选C。 1.产生干涉的条件 两列光的频率相同，振动方向相同，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉图样。 2.杨氏双缝干涉 (1)暗条纹的条件： ①单色光：形成明暗相间的条纹，中央为亮条纹。 光的路程差r2－r1＝kλ(k＝0，1，2，…)，光屏上出现亮条纹。 光的路程差r2－r1＝(2k＋1)(k＝0，1，2，…)，光屏上出现暗条纹。 ②白光：光屏上出现彩色条纹，且中央亮条纹是白色(填写颜色)。 ③条纹间距公式：Δx＝λ。 3.薄膜干涉的理解和应用 (1)形成：如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形。光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA′和后表面BB′分别反射回来，形成两列频率相同的光波，并且叠加。 (2)亮、暗条纹的判断 ①在P1、P2处，两个表面反射回来的两列光波的路程差Δr等于波长的整数倍，即Δr＝nλ(n＝1,2,3，…)，薄膜上出现亮条纹。 ②在Q处，两列反射回来的光波的路程差Δr等于半波长的奇数倍，即Δr＝(2n＋1)(n＝0,1,2,3，…)，薄膜上出现暗条纹。 (3)应用：干涉法检查平面如图所示，两板之间形成一楔形空气膜，用单色光从上向下照射，如果被检查平面是平整光滑的，我们会观察到平行且等间距的明暗相间的条纹；若被检查平面不平整，则干涉条纹发生弯曲。 【变式2-1】（2025·浙江温州·一模）某同学采用如图所示的方案来观察光学现象。初始时，可换光学器件处未放任何器件，能在光屏上看到彩色条纹，则（    ） A．若透过红色滤光片观察光屏，会看到红黑相间的条纹 B．若仅把双缝转动90°，光屏的彩色条纹也将旋转90° C．若在可换光学器件处放入偏振片，光屏上的彩色条纹将变成单色明暗相间的条纹 D．若在可换光学器件处分别放入红色、绿色滤光片，则放入绿色滤光片时，光屏上相邻亮条纹中心间距更大 【答案】A 【详解】A．由题意可知，光屏上有彩色的条纹，红色滤光片只允许红光透过，则若透过红色滤光片观察光屏，会看到红黑相间的条纹，故A正确； B．若仅把双缝转动90°，则光屏的条纹消失，故B错误； C．若在可换光学器件处放入偏振片，光屏上的彩色条纹将变暗，故C错误； D．根据可知，放入绿色滤光片时，波长减小，则光屏上相邻亮条纹中心间距减小，故D错误。故选A。 【变式2-2】（2025·宁夏吴忠·三模）在制作高精度的仪器时往往需要对材料表面的平整度进行检查。如图所示，采用劈尖干涉的原理进行检测，将波长为的单色光垂直打在材料表面，用显微镜俯视观察镜片上产生的干涉图样，发现一个圆形的异常区域，其中一条亮条纹刚好穿过圆心（已用亮色标识）。已知显微镜只起放大图像的作用，则下列说法正确的是（　　） A．该圆形区域为突起区 B．如果将材料在平面内旋转，圆形区域的条纹弯曲方向变为向右 C．圆形区域相对平整区域的最大高度差约 D．若要使条纹更密集，可换用波长更短的光源，并减小镜片与材料表面间夹角 【答案】C 【详解】A．薄膜干涉是等厚干涉，即同一条纹处空气膜厚度相同。图中圆形区域条纹向劈尖变窄的方向弯曲，表明圆形区域为凹陷区，故A错误； B．如果将材料在平面内旋转，圆形区域仍为凹陷区，条纹弯曲方向仍向左，故B错误； C．可在圆心附近选一点，找到其实际所在条纹，另外找到该点对应的平整区条纹，数出两条纹相差的条纹数，根据 计算该点相对平整区的高度差。现选取圆心所在条纹（已用亮色标识），其与圆心对应平整区条纹相隔4个亮条纹间距，因此圆心相对平整区的高度差为，故C正确； D．若需要条纹更加密集，可换用波长更短的光源，同时增加镜片与材料表面间的夹角，故D错误。 故选C。 考向03 分子动理论 固体和液体 【例3-1】（2025·山东·高考真题）分子间作用力F与分子间距离r的关系如图所示，若规定两个分子间距离r等于时分子势能为零，则（    ） A．只有r大于时，为正 B．只有r小于时，为正 C．当r不等于时，为正 D．当r不等于时，为负 【答案】C 【详解】两个分子间距离r等于时分子势能为零，从处随着距离的增大，此时分子间作用力表现为引力，分子间作用力做负功，故分子势能增大；从处随着距离的减小，此时分子间作用力表现为斥力，分子间作用力也做负功，分子势能也增大；故可知当不等于时，为正。故选C。 （2025·江苏南通·三模）如图所示，将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开一个保护罩，再拿出来，绒毛还能保持干燥，原因是（　　） A．泡的时间短 B．水浸润绒毛 C．水虽浸润绒毛，但有水的表面张力作用 D．水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用 【答案】D 【详解】将蒲公英的球状冠毛泡到水里，表面的绒毛将水撑开一个保护罩，再拿出来，绒毛还能保持干燥，原因是水不浸润绒毛，同时有水的表面张力作用。故选D。 一、分子动理论 1.两种分子模型 物质有固态、液态和气态三种情况,不同物态下应将分子看成不同的模型。 (1)固体、液体分子一个一个紧密排列,可将分子看成球形或立方体形,如图所示,分子间距等于小球的直径或立方体的棱长,所以d=(球体模型)或d=(立方体模型)。 (2)气体分子不是一个一个紧密排列的,它们之间的距离很大,所以气体分子的大小不等于分子所占有的平均空间,如图所示,此时每个分子占有的空间视为棱长为d的立方体,所以d=。 提醒:对于气体,利用d=得到的不是分子直径,而是气体分子间的平均距离。 2.微观量与宏观量间的关系 微观量:分子体积V0、分子直径d、分子质量m0。 宏观量:物体的体积V、摩尔体积Vm、物体的质量m、摩尔质量M、物体的密度ρ。 (1)分子的质量:m0=。 (2)分子的体积:V0=(适用于固体和液体)。 (3)物体所含的分子数:N=·NA=·NA或N=·NA=·NA。 3.扩散现象、布朗运动与热运动的比较 现象 扩散现象 布朗运动 热运动 活动 主体 分子 固体微小颗粒 分子 区别 是分子的运动,发生在任何两种物质之间 是比分子大得多的颗粒的运动,只能在液体、气体中发生 是分子的运动,不能通过光学显微镜直接观察到 共同 点 (1)都是无规则运动;(2)都随温度的升高而更加激烈 联系 扩散现象、布朗运动都反映了分子做无规则的热运动 4.气体分子的速率分布 气体分子的速率呈“中间多、两头少”分布。 4.分子力和分子势能 分子力变化 分子势能变化 ①分子斥力、引力同时存在； ②当r>r0时，r增大，斥力引力都减小，斥力减小更快，分子力变现为引力； ③当r<r0当，r减小，斥力引力都增加，斥力增加更快，分子力变现为斥力； ④当r=r0时，斥力等于引力，分子力为零。 ①当r=r0时，分子势能最小； ②当r>r0时，r逐渐减小，分子势能逐渐减小； ③当r<r0当，r逐渐减小，分子势能逐渐增加。 二、固体和液体 1.晶体与非晶体的对比 分类 比较　　 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 外形 规则 不规则 不规则 熔点 确定 确定 不确定 物理性质 各向异性 各向同性 各向同性 原子排列 规则 多晶体的每个晶体间排列不规则 不规则 典型物质 石英、云母、食盐、硫酸铜 玻璃、蜂蜡、松香 2.液体表面张力的理解 形成原因 表面层中分子间的距离比液体内部分子间的距离大,分子间的相互作用力表现为引力 表面特性 表面层分子间的引力使液面产生了表面张力,使液体表面好像一层绷紧的弹性薄膜 表面张力的方向 和液面相切,垂直于液面上的各条分界线 表面张力的效果 表面张力使液体表面具有收缩趋势,使液体表面积趋于最小,而在体积相同的条件下,球形的表面积最小 典型现象 球形液滴、肥皂泡、涟波、毛细现象、浸润和不浸润 【变式3-1】（2025·江苏·高考真题）一定质量的理想气体，体积保持不变。在甲、乙两个状态下，该气体分子速率分布图像如图所示。与状态甲相比，该气体在状态乙时（   ）    A．分子的数密度较大 B．分子间平均距离较小 C．分子的平均动能较大 D．单位时间内分子碰撞单位面积器壁的次数较少 【答案】C 【详解】AB．根据题意，一定质量的理想气体，甲乙两个状态下气体的体积相同，所以分子密度相同、分子的平均距离相同，故AB错误； C．根据题图可知，乙状态下气体速率大的分子占比较多，则乙状态下气体温度较高，则平均动能大，故C正确； D．乙状态下气体平均速度大，密度相等，则单位时间内撞击容器壁次数较多，故D错误。 故选C。 【变式3-2】（2025·黑龙江哈尔滨·二模）利用所学知识判断下列图片及相应描述正确的是（　　） A．太空授课失重环境下的“液桥”现象（图a）说明表面张力方向与液体表面垂直 B．铌包头矿是富含的硅酸盐矿物（图b），由微观结构可知该物质有固定的熔点 C．悬浮在液体中的微粒越大（图c），单位时间内受到液体分子撞击次数越多，布朗运动越明显 D．“饮水小鸭”（图d）“喝”完一口水后，直立起来，直立一会儿，又会慢慢俯下身去，再“喝”一口，如此循环往复，小鸭不需要外界提供能量，也能够持续工作下去 【答案】B 【详解】A．表面张力的方向实际上是沿着液体表面的切线方向，而不是垂直于液体表面，A错误； B．硅酸盐矿物通常具有固定的熔点，因为它们是晶体结构，晶体物质有固定熔点，B正确； C．布朗运动的明显程度与微粒的大小和温度有关，微粒越小，温度越高，布朗运动越明显，C错误； D．“饮水小鸭”实际上是通过蒸发和冷凝的物理过程来工作的，虽然看似不需要外界能量，但实际上它依赖于环境中的温度变化和水的蒸发，D错误。故选B。 考向04 热力学定律与气体状态变化的综合应用 【例4-1】（2025·天津·高考真题）如图所示，一定质量的理想气体可经三个不同的过程从状态A变化到状态C，则（　　） A．和过程，外界对气体做功相同 B．和过程，气体放出的热量相同 C．在状态A时和在状态C时，气体的内能相同 D．在状态B时和在状态D时，气体分子热运动的平均动能相同 【答案】C 【详解】A．根据，过程的压强总比过程的压强大，则过程外界对气体做功多，故A错误； B．同理可知过程外界对气体做功比过程大，根据热力学第一定律 可知过程气体放出的热量多，故B错误； C．根据理想气体状态方程结合题图可知状态A时和在状态C温度相等，则气体内能相同，故C正确； D．根据理想气体状态方程可知状态B的温度高于状态D的温度，则状态B气体分子热运动的平均动能大，故D错误。故选C。 【例4-2】（2025·安徽·高考真题）在恒温容器内的水中，让一个导热良好的气球缓慢上升。若气球无漏气，球内气体（可视为理想气体）温度不变，则气球上升过程中，球内气体（　　） A．对外做功，内能不变 B．向外放热，内能减少 C．分子的平均动能变小 D．吸收的热量等于内能的增加量 【答案】A 【详解】根据题意可知，气球缓慢上升的过程中，气体温度不变，则气体的内能不变，分子的平均动能不变，气体的体积变大，气体对外做功，由热力学第一定律可知，由于气体的内能不变，则吸收的热量与气体对外做的功相等。故选A。 1．一定质量的气体不同图像的比较 类别 特点(其中C为常量) 举例 p­V pV＝CT，即pV之积越大的等温线温度越高，线离原点越远 p­ p＝CT，斜率k＝CT，即斜率越大，温度越高 p­T p＝T，斜率k＝，即斜率越大，体积越小 V­T V＝T，斜率k＝，即斜率越大，压强越小 [注意]　上表中各个常量“C”意义有所不同。可以根据pV＝nRT确定各个常量“C”的意义。 2．气体状态变化图像的分析方法 (1)明确点、线的物理意义：求解气体状态变化的图像问题，应当明确图像上的点表示一定质量的理想气体的一个平衡状态，它对应着三个状态参量；图像上的某一条直线段或曲线段表示一定质量的理想气体状态变化的一个过程。 (2)明确图像斜率的物理意义：在V­T图像(p­T图像)中，比较两个状态的压强(或体积)大小，可以比较这两个状态到原点连线的斜率的大小，其规律是：斜率越大，压强(或体积)越小；斜率越小，压强(或体积)越大。 (3)明确图像面积物理意义：在p­V图像中，p­V图线与V轴所围面积表示气体对外界或外界对气体所做的功。 3．对热力学第一定律的理解 (1)做功和热传递在改变系统内能上是等效的。 (2)做功过程是系统与外界之间的其他形式能量与内能的相互转化。 (3)热传递过程是系统与外界之间内能的转移。 4．热力学第一定律的三种特殊情况 (1)若过程是绝热的，则Q＝0，W＝ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。 (2)若过程中不做功，则W＝0，Q＝ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。 (3)若过程的始、末状态物体的内能不变，则W＋Q＝0，即物体吸收的热量全部用来对外做功，或外界对物体做的功等于物体放出的热量。 5．公式ΔU＝W＋Q中符号法则的理解 物理量 W Q ΔU ＋ 外界对物体做功 物体吸收热量 内能增加 － 物体对外界做功 物体放出热量 内能减少 3.热力学第二定律的含义 (1)“自发地”指明了热传递等热力学宏观现象的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助。 (2)“不产生其他影响”的含义是发生的热力学宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不产生热力学方面的影响，如吸热、放热、做功等。在产生其他影响的条件下内能可以全部转化为机械能，如气体的等温膨胀过程。 【变式4-1】（2026·黑龙江辽宁·一模）如图所示，纵坐标表示压强、横坐标表示热力学温度。一定质量的理想气体经历状态变化，下列说法正确的是（　　） A．过程中，气体的体积增大 B．过程中，气体对外界做功 C．过程中，气体内能增加 D．过程，气体从外界吸热 【答案】B 【详解】A．由，可得，故状态是等容变化，体积不变，故A错误 B．状态是等压变化，温度升高，由可知，体积增大，气体对外界做功，故B正确 C．状态是等温变化，内能不变，故C错误 D．将本题的图像转化为图像如图所示 过程，气体前后的温度相同，内能相同， 与横轴围成的面积表示功，故体积不变，外界对气体不做功， 体积变大，外界对气体做负功，， 体积变小，外界对气体做正功，， 由面积可知，故过程外界对气体做总功为 由热力学第一定律，故气体向外界放热，故D错误。故选B。 【变式4-2】（2025·河北保定·一模）如图所示，一导热汽缸竖直放置于恒温的环境中，汽缸内有一水平活塞，将一定质量的理想气体密闭在汽缸内。活塞与汽缸壁间无摩擦，活塞上放置一个开口向上的玻璃瓶，整个装置处于平衡状态。若向瓶中缓慢加水，则该过程中（　　） A．外界对缸内气体做功，所以气体内能增加 B．缸内气体对外界做功，同时吸热，所以气体内能不变 C．气体分子数密度增大，而气体分子的平均动能不变，所以汽缸内壁单位面积上受到气体分子的撞击力变大 D．由于气体分子的总数目不变，气体分子的平均动能也不变，故汽缸内壁单位面积上受到气体分子的撞击力大小不变 【答案】C 【详解】AB．导热汽缸竖直放置于恒温的环境中，温度不变，则内能不变，若向瓶中缓慢加水，气体体积减小，外界对缸内气体做功，故AB错误； CD．气体体积减小，总分子数不变，则气体分子数密度增大，气体温度不变，分子的平均动能不变；根据可知，气体压强增大，根据气体压强的微观解释可知，汽缸内壁单位面积上受到气体分子的撞击力变大，故C正确，D错误；故选C。 考向05 光电效应 【例5-1】（2025·广东·高考真题）有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为，下列说法正确的是（    ） A．使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子 B．使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于 C．频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子 D．频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于 【答案】B 【详解】A．某频率的光不能使乙金属发生光电效应，说明此光的频率小于乙金属的截止频率，则换用频率更小的光不能发生光电效应，A错误； B．由光电效应方程可知频率越大最大初动能越大，换用频率更小的光最大初动能小于，B正确； C．频率不变则小于乙金属的截止频率，不会发生光电效应，C错误； D．由可知频率不变最大初动能不变，D错误。故选B。 【例5-2】（2025·山东·高考真题）在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的金属，所得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能的大小关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据光电子最大初动能与遏制电压的关系根据图像有故；故选B。 一、光电效应的研究思路与光电管 1．光电效应的研究思路 (1)两条线索： (2)两条对应关系： 入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。　 2.三个定量关系式 （1）爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0. （2）最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc. （3）逸出功与截止频率的关系：W0＝hνc. 3.光电管上加正向与反向电压情况分析 (1)光电管加正向电压时的情况 ①P右移时,参与导电的光电子数增加; ②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都参与了导电,光电流恰好达到最大值; ③P再右移时,光电流不再增大。 (2)光电管加反向电压时的情况 ①P右移时,参与导电的光电子数减少; ②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都不参与导电,光电流恰好为0,此时光电管两端加的电压为遏止电压; ③P再右移时,光电流始终为0。 二、与光电效应有关的图像 图像名称 图线形状 读取信息 最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线 ①截止频率(极限频率)：横轴截距 ②逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 ①截止频率νc：横轴截距 ②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc：横轴截距 ②饱和光电流Im：电流的最大值 ③最大初动能：Ekm＝eUc 颜色不同时，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和光电流 ③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 【变式5-1】（2026·重庆·一模）某科技馆展示了一种光控音箱，其简化结构如图所示，电源a端为正极，与喇叭连接的放大电路可以将微小电流放大。用绿光束照射光电管，喇叭会发出声音，照射光亮暗的变化会影响声音的大小。下列说法正确的有（　　） A．将电源正极负极对调，喇叭声音会变小或无法发声 B．若仅将绿光换成紫光，喇叭不能发声 C．该实验的原理是电磁感应 D．若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，喇叭声音一定变大 【答案】A 【详解】A．电源a端为正极，则光电管上加正向电压，若将电源正极负极对调，则光电管中加反向电压，则光电流减小或者消失，则喇叭声音会变小或无法发声，故A正确； B．紫光频率大于绿光，则若仅将绿光换成紫光，仍能发生光电效应，则喇叭依然能够发声，故B错误； C．该实验的原理是光电效应，故C错误； D．若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，则光电管加的正向电压变大，光电流会变大，若达到饱和光电流，则光电流不变，则喇叭声音可能变大，也可能不变，故D错误。故选A。 【变式5-2】（2026·湖南·一模）爱因斯坦这样评价普朗克的贡献：“普朗克常量的发现成为20世纪所有物理学研究的基础，并从那时起几乎完全决定了物理学的发展”，美国物理学家密立根于1916年利用光电效应实验第一次测定了普朗克常量。如图为光电效应实验中金属的遏止电压与入射光频率的关系图像，已知该图线与横轴交点的横坐标为，与纵轴交点的纵坐标绝对值为，电子电荷量的绝对值为，则普朗克常量可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据光电效应方程可得根据动能定理可得联立可得可知图像的斜率为则普朗克常量为故选A。 考向06 原子结构、能级跃迁 【例6-1】（2025·甘肃·高考真题）利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。离子相对基态的能级图（设基态能量为0）如图所示。用电子碰撞离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子的能量为，则离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为（　　） A．能级 B．能级 C．能级 D．能级 【答案】C 【详解】根据题意可知，用能量为的电子碰撞离子，可使离子跃迁到能级和能级，由可知，波长最长的谱线对应的跃迁为能级。故选C。 【例6-2】（2024·浙江·高考真题）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量，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。 一、三个基本假设 1.能级假设：氢原子能级En＝(n＝1,2,3，…)，n为量子数． 2.跃迁假设：hν＝Em－En(m>n)． 3.轨道量子化假设：氢原子的电子轨道半径rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，n为量子数． 二、两类跃迁问题和电离 1.氢原子能级跃迁 ①从低能级(n)高能级(m)：动能减少，势能增加，原子能量增加，吸收能量，hν＝Em－En. ②从高能级(m)低能级(n)：动能增加，势能减少，原子能量减少，放出能量，hν＝Em－En. 2.受激跃迁有两种方式： ①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差，hν＝Em－En。 [注意]　对于大于电离能的光子可被吸收，可将原子电离。 ②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥Em－En。 3．电离：指原子从基态(n＝1)或某一激发态(n≥2)跃迁到n＝∞状态的现象。 (1)电离态：n＝∞，E＝0。 (2)电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量。 对于氢原子：①基态→电离态：E吸＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV，即为基态的电离能。 ②n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4 eV，即为n＝2激发态的电离能。 [注意]　如果原子吸收能量足够大，克服电离能后，电离出的自由电子还具有一部分动能。 三、跃迁产生的谱线条数 1.一群原子的核外电子向基态跃迁时发射光子的种类：。 2.一个原子的核外电子向基态跃迁时发射最多光子的种类：。 【变式6-1】（2025·浙江·一模）氢原子能级图如图甲所示，、、分别表示第一、第二、第三能级的能量，由氢原子能级跃迁产生的光照射图乙电路中的光电管阴极K时，电流表有示数，已知可见光的波长在之间，普朗克常量，光速，则下列说法正确的是（　　） A．大量处于能级的氢原子跃迁时可放出3种可见光 B．处于能级的原子向能级跃迁产生的光，其动量为 C．将图乙实验电路的滑片P向端滑动，则电流表的示数会不断增大 D．处于基态的氢原子，吸收一个光子后跃迁到更高轨道，电子的动能变大 【答案】B 【详解】A．大量处于能级的氢原子跃迁时可放出光子的种类数目为其光子的能量分别为，，根据，，解得，，由于可见光的波长在之间，可知，大量处于能级的氢原子跃迁时可放出1种可见光，故A错误； B．能级的原子向能级跃迁产生的光，光子能量又由于， 解得，故B正确； C．将图乙实验电路的滑片P向端滑动后，P的电势高于O的电势，则光电管中的电压为加速电压，开始光电流增大，若能够达到饱和电流，之后电流不变，可知，电流表的示数可能会先增大后不变，故C错误； D．根据解得处于基态的氢原子，吸收一个光子后跃迁到更高轨道，轨道半径增大，则电子的动能变小，故D错误。故选B。 【变式6-2】（2025·河北·模拟预测）已知氢原子从能级直接跃迁到能级释放光子的能量为（其中为常量），若氢原子从能级向能级跃迁时产生的光子能使某金属发生光电效应，产生光电子的最大初动能为，则氢原子从能级直接向能级跃迁时所产生的光子一定能使该金属发生光电效应，产生光电子的最大初动能为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据题目公式，氢原子跃迁释放的光子能量为 当氢原子从跃迁到时，释放光子的能量为 由于该光子能使金属发生光电效应，根据光电效应方程解得 当氢原子从跃迁到时，释放光子的能量为 根据光电效应方程，产生光电子的最大初动能为，故选B。 考向07 核反应、核能 【例7-1】（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。 【例7-2】（2024·浙江·高考真题）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。 一、衰变与半衰期 1.α衰变、β衰变的比较 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 He e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 1个中子转化为1个质子和1个电子 H+He e 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 2.衰变次数的计算方法 若Y+He+e，则A=A'+4n,Z=Z'+2n-m，解以上两式即可求出m和n。 3.半衰期的理解 (1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少量原子核,无半衰期可言。 (2)根据半衰期的概念,可总结出公式N余=N原,m余=m原。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量,N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量,t表示衰变时间,τ表示半衰期。 二、核反应与核能 1.核反应的四种类型 类型 可控性 核反应方程典例 衰变 α衰变 自发 ThHe β衰变 自发 ThPae 人工转变 人工控制 HeH(卢瑟福发现质子) HeBen(查德威克发现中子) AlHen (约里奥-居里夫妇发现放射性同位素) Sie 重核 裂变 比较容易进 行人工控制 BaKr+n XeSr+1n 轻核聚变 很难控制 Hen 2.核反应方程的书写 (1)熟记常见粒子的符号是正确书写核反应方程的基础。如质子H)、中子n)、α粒子He)、β粒子e)、正电子e)、氘核H)、氚核H)等。 (2)掌握核反应方程遵循的规律是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据。由于核反应不可逆,因此书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。 (3)核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒。 3.核能的计算方法 (1)根据ΔE=Δmc2计算,计算时Δm的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,ΔE的单位是“J”。 (2)根据ΔE=Δm×931.5 MeV/u计算。因1原子质量单位(1 u)相当于931.5 MeV,所以计算时Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”。 (3)根据核子比结合能来计算核能 原子核的结合能=核子比结合能×核子数。 4.对质能方程的理解 (1)一定的能量和一定的质量相联系,物体的总能量和它的质量成正比,即E=mc2。 方程的含义:物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系,物体的能量增大,质量也增大;物体的能量减少,质量也减少。 (2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其能量也要相应减少,即ΔE=Δmc2。 (3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加Δm,吸收的能量为ΔE=Δmc2。 【变式7-1】（2026·河北·一模） （钍）具有放射性，发生某种衰变后变为 （镤），衰变方程为下列说法正确的是（　　） A．该衰变为α衰变 B．该衰变过程的实质是核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子 C．钍核发生衰变的过程，不仅释放出电子，而且还放出一个质子 D．16个钍核经过三个半衰期后一定剩下2个钍核 【答案】B 【详解】A．根据衰变方程 ，钍核（）的质量数234不变，原子序数从90增至91（镤核 ），符合β衰变特征（质量数不变，原子序数增加1），衰变产物X为电子，故A错误； B．β衰变的实质是核内一个中子转化为一个质子和一个电子（并释放反电子中微子），原子序数增加1，故B正确； C．β衰变仅释放电子（及反中微子），质子由中子转化而来并留在核内，无质子释放，故C错误； D．半衰期是统计规律，适用于大量原子核，故D错误。故选B。 【变式7-2】（2025·浙江·一模）的衰变方程为，已知的质量为m1，新核的质量为m2，X粒子的质量为m3，则（　　） A．X粒子是氦原子核，它的电离能力很弱 B．的平均核子质量比的大 C．的比结合能为 D．若静止，其衰变后的和X粒子的动能之比是4:234 【答案】D 【详解】A．根据核反应前后质量数、电荷数守恒可知，X粒子的电荷数为2，质量数为4，所以X是氦原子核（α粒子），但α粒子电离能力强，故A错误； B．平均核子质量等于原子核质量除以核子数，衰变过程释放能量，质量亏损，即 新核比反应核更稳定，其平均核子质量更小，即，故B错误； C．比结合能是原子核总结合能除以核子数，表达式为衰变能（衰变释放的能量），非结合能（核子结合成核释放的能量），故C错误； D．铀核静止衰变，动量守恒，与X粒子动量大小相等、方向相反，根据可得动能之比，故D正确。故选D。 1．（2025·内蒙古乌兰察布·模拟预测）如图所示为光导纤维（可简化为长直玻璃丝）的示意图，玻璃丝长为l=9m，AB、CD分别代表光纤的两个端面，一束光以45°的入射角从端面AB射入长直光纤，玻璃丝对该光束的折射率为。已知光在真空中的传播速度的大小为，则光从玻璃丝的端面AB传播到端面CD经历的时间为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】设光从AB端面进入玻璃丝的折射角为θ，根据光的折射定律有解得设光在玻璃丝中发生全反射的临界角为C，则解得易知折射到玻璃丝中的光射到玻璃丝侧面的入射角为60°>C，即射到玻璃丝侧面的光发生全反射，光经过不断在玻璃丝侧面发生全反射，最后从端面CD射出；设光在玻璃丝中传播的路程为s，根据对称性可得根据折射定律公式有光从玻璃丝的端面AB传播到端面CD经历的时间为解得故选A。 2．（2025·云南昭通·模拟预测）反光衣（如图甲）是利用玻璃微珠的“回归反射”原理，使光线沿原方向返回，从而达到提醒的目的。如图乙，现有一束与光轴（经过O、B两点）平行的光照在半径为R的玻璃微珠上，MA是其中一条入射角i=60°的入射光线，玻璃微珠右侧是反光膜，真空中的光速为c。下列说法正确的是（　　） A．此玻璃材料的折射率为 B．光在空气中比在玻璃材料中更容易发生衍射 C．光在玻璃材料中的传播时间为 D．若仅使平行光照射角度发生变化，将没有光线能被反向射回 【答案】B 【详解】A．由几何关系可得折射角 根据光的折射定律可得，此玻璃材料的折射率为，故A错误； B．由于光从空气进入到玻璃材料中，光的频率不变，根据可知，传播速度减小，结合波长、频率、波速的关系可知，光的波长变小，更不易发生衍射现象，故B正确； C．由几何关系可知 所以光在玻璃材料中传播的距离 光在玻璃材料中传播的速度 故光在玻璃材料中传播的时间，故C错误； D．仅使平行光照射角度发生变化时，只要入射角度合适，依然可以发生“回归反射”，即光线依然可能被反向射回，故D错误。 故选B。 3．（2025·山东济南·二模）将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光自上而下照射透镜与玻璃板，就可以观察到一些明暗相间的同心圆环，这是牛顿在1675年首先观察到的一种光学现象，因此被称为“牛顿环”。如图所示，使用两曲率半径不同的平凸透镜甲、乙分别进行牛顿环实验，对实验现象的描述正确的是（　　） A．实验观察到的条纹是等间距的同心圆环 B．实验观察到的条纹从内到外越来越稀疏 C．若将平凸透镜向上平移，条纹将向中心移动 D．使用平凸透镜乙进行实验，观察到的条纹更密集 【答案】C 【详解】AB．实验观察到的条纹是同心圆环，由透镜和玻璃板之间的空气膜上下两表面的反射光发生干涉后形成的，同一亮圆环（或暗圆环）处空气膜的厚度相等，相邻的两个明圆环处，空气膜的厚度差等于半个波长，离圆心越远的位置，空气膜的厚度减小的越快，圆环越密，因此同心圆环从内到外越来越密集，不是等间距。故AB错误； C．若将平凸透镜向上平移，相同的水平距离空气层的厚度变大，故观察到的圆环状条纹间距变小，条纹向中心移动。故C正确； D．使用平凸透镜乙进行实验，曲率半径变大，相同的水平距离空气层的厚度变小，故观察到的圆环状条纹间距变大，即同种单色光照射时形成的同心圆环将变稀疏，故D错误。 故选C。 4．（2025·湖北·模拟预测）双缝干涉实验装置的截面图如图所示，线光源到双缝、的距离相等，点为、连线中垂线与光屏的交点，光源发出波长为的光，经出射后垂直穿过玻璃片传播到点，经出射后直接传播到点，玻璃片厚度为，玻璃对该波长的光的折射率为1.5，空气中光速为，不计光在玻璃片内的反射。以下判断正确的是（　　） A．点出现亮条纹 B．若撤去玻璃片，光屏条纹间距不变 C．若光屏向左移动少许，则光屏上条纹间距变大 D．由到点与由到点，光传播的时间差 【答案】B 【详解】AD．由于玻璃对该波长的光折射率为，则光在该玻璃中传播速度为 光从到和到的路程相等，设光从到点的时间为，从到点的时间为，点到的距离为，则有， 光传播的时间差为 代入得 则、到点的光程差 所以两列波传到点互相减弱，出现暗条纹，故AD错误。 BC．根据双缝干涉条纹间距公式，可知若撤去玻璃片，光屏条纹间距不变；若光屏向左移动少许，则光屏上条纹间距变小，故B正确，C错误。 故选B。 5．（2023·江苏南通·模拟预测）研究表明，分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。则（　　）    A．液体表面层分子间距离略大于 B．理想气体分子间距离为 C．分子间距离时，分子力表现为斥力 D．分子间距离时，分子势能最小 【答案】A 【详解】A．由于时，分子力为0，则可知而液体由于张力的作用，表面分子间距离大于，故液体表面层分子间距离略大于，故A正确； B．理想气体分子间距离为，即，故B错误； C．分子间距离时，即分子力表现为引力，故C错误； D．当，即时，分子势能最小，故D错误。故选A。 6．（2025·宁夏银川·三模）对于下列四幅图描述说明正确的是（　　） 图（a）水中碳粒每隔30s运动位置连线 图（b）石墨的微观结构 图（c）毛细现象 图（d）氧气分子的速率分布情况 A．由图（a）可知，水分子在短时间内的运动是规则的 B．由图（b）可知，石墨中碳原子排列具有空间上的周期性 C．由图（c）可知，管的内径越大，毛细现象越明显 D．由图（d）可知，温度越低，分子的热运动越剧烈 【答案】B 【详解】A．由图（a）可知，水分子在永不停息地做无规则运动，故A错误； B．由图（b）可知，石墨中碳原子排列具有空间上的周期性，故B正确； C．由图（c）可知，管的内径越小，毛细现象越明显，故C错误； D．由图（d）可知，温度越高，速率大的分子比例越多，分子的热运动越剧烈，故D错误。 故选B。 7．（25-26高三上·安徽·模拟预测）很多国产汽车都可以通过传感器监测汽车轮胎内气体的温度和压强，通过某天监控数据发现，中午12点的气温比早上8点的气温升高了10℃，轮胎内气压升高了0.1个标准大气压，轮胎不漏气，气体可看成理想气体，忽略气体体积变化。与早上相比（　　） A．轮胎内气体吸收的热量等于其内能的增加量 B．轮胎内气体内能不变 C．单位时间内轮胎内气体分子碰撞内壁的次数不变 D．轮胎内气体分子数密度变小 【答案】A 【详解】A．由题知忽略气体体积变化，则，根据热力学第一定律 可得 即气体吸收的热量等于气体内能的增加量，故A正确； B．理想气体内能仅由温度决定，温度升高则内能增加，故B错误； C．气体发生等容变化，温度升高，压强增大，故单位时间内单位面积的气体分子碰撞次数增加，故C错误； D．轮胎体积不变，气体分子总数不变，因此分子数密度不变，故D错误。 故选A。 8．（25-26高三上·湖北·模拟预测）一定质量的理想气体从状态开始，经历一次循环回到状态，其压强随体积倒数变化的图像如图所示，其中的反向延长线过原点为双曲线，与横轴平行。下列说法正确的是（    ） A．过程气体内能不变，气体从外界吸收热量 B．过程气体分子平均动能不变 C．过程气体分子单位时间内对容器壁单位面积的碰撞次数减少 D．全过程气体从外界吸收热量 【答案】C 【详解】A．根据 的斜率表示温度，过程图像斜率不变，所以温度不变，理想气体内能只与温度有关，即内能不变，因为气体体积减小，外界对气体做正功，即，根据热力学第一定律 可知，气体向外界放出热量，故A错误； B．图像在过程中的各点与坐标原点连线构成的斜率逐渐减小，表示理想气体的温度逐渐降低，可知平均动能减小，故B错误； C．图像在过程中的各点与坐标原点连线构成的斜率逐渐增大，表示理想气体的温度逐渐降升高，分子平均动能增大，而压强不变，则气体分子单位时间内对容器壁的碰撞次数减少，故C正确； D．过程和过程气体体积变化量大小相同，根据图像可知前一过程压强大于后一过程，且前一过程气体体积减小，外界对气体做功 后一过程气体体积增大，气体对外界做功， 而 根据热力学第一定律 可得，所以全过程放热，故D错误。 故选C。 9．（2025·山东济南·模拟预测）一定质量的理想气体，状态从的变化过程可用如图所示的图线描述，则下列说法正确的是（　　） A．过程气体分子对容器壁单位面积的平均作用力变大 B．过程体积不变，气体从外界吸收热量 C．过程体积减小，压强不变 D．过程气体对外做功大于过程外界对气体做功 【答案】D 【详解】A．根据理想气体状态方程可知过程为等压过程压强不变，气体分子对容器壁单位面积的平均作用力不变，A错误； B．过程体积不变，气体温度降低内能减小，向外发出热量，B错误； C．过程体积不变，压强减小有 所以过程体积减小，压强增大，C错误； D．过程气体体积变化等于过程气体体积变化，但过程气体平均压强大于过程气体平均压强，所以过程气体对外做功大于外界对气体做功，D正确； 故选D。 10．（2025·浙江台州·一模）图甲为氢原子能级图，一群处于同一激发态的氢原子能发出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种光能够发生光电效应，有一种恰能发生光电效应，电压U与光电流之间的关系如图丙所示。下列说法正确的是（　　） A．当滑片P向b端移动时，光电流I一直增大 B．阴极K材料的逸出功为 C．用三束光做杨氏双缝干涉实验，a光条纹间距最大 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 【答案】B 【详解】A．当滑片P向b端移动时，光电管两端的正向电压增大，光电流I会先增大，当达到饱和电流后，I不会再变化，故A错误； B．一群处于同一激发态的氢原子能发出6种频率的光，说明这群氢原子处于能级，只有3种光能发生光电效应，3种光子能量分别为12.75eV、12.09eV、10.2eV，有一种恰好能发生光电效应，说明阴极K的逸出功为10.2eV，故B正确； C．由图丙可知，a光的遏止电压最大，由 可知a光的光子能量最大，频率最大，波长最小，根据双缝干涉条纹间距公式 可知a光条纹间距最小，故C错误； D．根据光电效应方程 A光光子能量最大，为12.75eV，则，故D错误。 故选B。 11．（2025·辽宁盘锦·三模）如图所示，在光电效应实验中，用光分别照射金属a、b得到了两条遏止电压与入射光频率的关系图线。已知金属a的逸出功大于金属b的逸出功，普朗克常量为h，电子的电荷量为-e。下列说法正确的是（　　） A．图线Ⅰ对应的金属为a B．图线Ⅰ、Ⅱ的斜率均为h C．用频率为ν3的光照射金属b，则光电子的最大初动能为 D．用频率为ν3的光照射金属a，则相应的遏止电压为 【答案】D 【详解】A．逸出功，， 可知W2为金属a的逸出功，图线Ⅱ对应金属a，故A错误； B．根据可得所以图线的斜率，故B错误； C．图线I对应金属b，用频率为ν3的光照射金属b，则光电子的最大初动能为，故C错误； D．用频率为ν3的光照射金属a，则光电子的最大初动能为，相应的遏止电压为，故D正确。故选D。 12．（2025·河南·三模）在研究光电效应现象时，某同学设计了如图所示的电路，第一次用波长为λ的光照射，调节P的位置，当电压表的示数为U时，电流表的示数刚好为零；第二次改用波长为2λ的光照射，调节P的位置，当电压表的示数为时，电流表的示数刚好为零。已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，下列说法正确的是（　　） A．第一次与第二次入射光的光子动量之比为1:2 B．第一次与第二次从阴极K射出光电子的最大速率之比为2:1 C．阴极材料的逸出功为 D．若用波长为4λ的光照射阴极K时，一定有光电子逸出 【答案】B 【详解】A．根据康普顿效应可知光子的动量大小 由题知，第一次与第二次入射光的波长之比为1:2，故第一次与第二次入射光的光子动量之比为，故A错误； B．对光电子，根据动能定理有，解得根据可得，故正确； C． 由题知，第一次和第二次入射光的能量分别为，根据爱因斯坦光电效应方程，可知第一次和第二次光电子的最大初动能分别为，又联立解得，故错误； D．入射光的波长为时，入射光的能量 所以不能发生光电效应，故D错误。 故选B。 13．（2025·安徽六安·模拟预测）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波段光谱扫描成像。和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线（如图所示），则（　　） A． 的频率比的大 B．分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显 C．若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应 D．分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大 【答案】B 【详解】A．由题知，是由能级向能级跃迁产生的谱线，则其能量为 是由能级向能级跃迁产生的谱线，则其能量为 根据可知的频率小于的频率，故A错误； C．由A分析可知，的频率小于的频率，所以若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时不一定发生光电效应，故C错误； B．根据可知的波长大于的波长，根据发生明显衍射的条件可知，分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显，故B正确； D．因为的波长大于的波长，根据干涉条纹间距公式可知，分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更小，故D错误。 故选B。 14．（2025·江苏扬州·模拟预测）如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射能量，下列说法正确的是（　　） A．这群氢原子能发出四种频率不同的光 B．从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光最容易发生衍射现象 C．从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光发出的光子动量最大 D．从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光照射到逸出功为2.49eV的金属钠，产生的光子的初动能一定为9.60eV 【答案】C 【详解】A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，故A错误； B．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光子能量最大、频率最高、波长最短，最不容易发生衍射现象，故B错误； C．从n=3跃迁到n=1所发出的光子频率最高、波长最短，根据 可知其动量最大，故C正确； D．从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量 根据光电效应方程知，产生的光电子最大初动能为 但光子的初动能不一定都是9.60eV，故D错误。 故选C。 15．（25-26高三上·河北邢台·期中）2025年7月，比亚迪光伏车身技术正式发布。当太阳光照射光伏车顶时，光子被光伏板上的硅材料吸收，硅原子获得能量并跃迁，已知基态硅原子的第一电离能约为8.15eV。如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，下列说法正确的是（　　） A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光 B．根据玻尔理论，氢原子向低能级跃迁时，电子动能减小 C．从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光波长最短 D．这群氢原子向低能级跃迁时发出的光中，有3种能使基态硅原子电离 【答案】A 【详解】A．这群氢原子跃迁时有三种跃迁方式，分别是、、，故能辐射出三种不同频率的光，故A正确； B．根据玻尔理论，氢原子向低能级跃迁时，电势能减小，动能增大，故B错误； C．n=3能级与n=2能级的能量差最小，从n=3能级跃迁到n=2能级发出的光的光子能量最小，对应发出的光频率最小，波长最长，故C错误； D．这群氢原子向低能级跃迁时发出的光中，只有和这两种跃迁方式放出的光子的能量大于8.15eV，故有2种能使基态硅原子电离，故D错误。 故选A。 16．（2025·河南·一模）我国科研人员成功研制出一款微型核电池—。的体积仅，比一枚硬币还小，其基本原理是用放射源镍发生衰变时释放电子给铜片，以镍和铜片为电池的两个电极，外接负载就可以提供电能。下列说法正确的是（　　） A．镍发生衰变吸收能量 B．增加镍的浓度可以增大半衰期，从而提高使用寿命 C．铜片为电池的负极，镍为电池的正极 D．衰变中的电子是镍原子外层电子电离产生的 【答案】C 【详解】A．镍发生β衰变时，一个中子转化为质子并释放电子和反中微子，此过程因质量亏损而释放能量（依据质能方程），并非吸收能量，故A错误。 B．半衰期是放射性元素的固有属性，由元素本身决定，与浓度无关，增加浓度不能增大半衰期，故B错误。 C．在核电池中，镍发生衰变释放电子，铜片收集电子而带负电，为电池的负极；镍源因失去电子而带正电，为电池的正极，故C正确。 D．β衰变释放的电子来源于原子核内中子衰变，并非镍原子外层电子电离产生，故D错误。 故选C。 17．（2025·湖南·一模）2025年6月，我国秦山核电基地宣布医用同位素镥-177正式供应市场，标志着该领域的重大突破。镥-177衰变方程为，已知的半衰期为6.7天，单个、、粒子X的质量分别为，真空中光速为c，则下列说法正确的是（　　） A．强相互作用是引起该衰变的原因 B．粒子X具有较强的电离本领 C．单个原子核衰变释放的能量为 D．1g的经过20.1天后剩余0.25g未衰变 【答案】C 【详解】A．根据衰变方程 原子序数增加1，质量数不变，可判断该衰变为β衰变，粒子X为电子（e），β衰变由弱相互作用引起，故A错误； B．粒子X为电子（β粒子），其电离本领比α粒子弱，故B错误； C．根据质量亏损原理，衰变释放的能量单个原子核衰变释放的能量为，故C正确 D．由题意可知，1g的经过20.1天后剩余未衰变质量为，故D错误。 故选C。 18．（2025·山西·模拟预测）在一次核裂变反应中，铀核变成了氙核和锶核，同时放出了若干中子，这个过程也叫链式反应。已知铀核的平均结合能为，氙核的平均结合能为，锶核的平均结合能为。下列说法正确的是（　　） A．该核反应释放的能量约为 B．该核反应过程中质量守恒 C．铀核分解为其它核子，会释放出能量 D．该核反应方程式为 【答案】A 【详解】A．该核反应释放的能量为，故A正确； B．根据爱因斯坦质能方程可知，因为核反应过程中释放了能量，故核反应会伴随质量亏损，故B错误； C．铀核分解为其它核子，需要吸收能量，故C错误； D．该反应为链式反应，故反应物中也有中子，反应方程式为，故D错误。 故选A。 19．（2025·河南·模拟预测）用图1电路研究光电效应，同一频率的光照射阴极K时，光电子打到阳极A的最大动能随电压表示数的变化关系图像如图2所示，则（　　） A．电源的左端为正极 B．阴极金属的逸出功等于 C．普朗克常量 D．遏止电压等于 【答案】D 【详解】A．随着电压的增大，打到阳极A的最大动能在减小，说明所加的是反向电压，电源左端应为负极，故A错误； B．根据动能定理 当时，，故B错误； C．图线的斜率为，故C错误； D．当粒子到达阳极A的速度为0时，所加电压为遏止电压，故D正确。 故选D。 20．（2025·宁夏吴忠·一模）近日，我国科研人员成功合成了一种新的钚元素同位素钚-227（），并依托兰州重离子加速器观测到了该同位素的α衰变过程，衰变方程为，测量得出其半衰期约为0.78s。其中钚核（Pu）质量为mPu，铀核（U）的质量为mU，α粒子的质量为mα，真空中的光速为c，则以下说法不正确的是（　　） A．X=223，Y=92 B．200g的原子经过2.34s剩余质量为25g C．该核反应释放的核能为 D．衰变过程释放能量，所以的比结合能小于 【答案】D 【详解】A．α衰变中，质量数减少4，电荷数减少2，钚-227（）衰变后，铀核的电荷数 质量数，故A正确，不符合题意； B．半衰期为0.78s，经过时间2.34s，衰变次数 剩余质量，故B正确，不符合题意； C．核反应释放的核能由质量亏损决定，该核反应释放的核能为，故C正确，不符合题意； D．衰变释放能量，说明生成物铀核的比结合能比钚核更高，而非更低，故D错误，符合题意。故选D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $