2026年新课改地区高三一模物理精品试题汇编：专题13 原子结构 原子和波粒二象性

专题10 原子结构 原子 波粒二象性 1. （2026届湖南省株洲市高三一模）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 2. （2026届黑龙江省大庆市高三一模）丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难，在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子概念的启发下，提出了自己的原子结构假说。一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出多种不同频率的光，将这些光分别照射到图乙中阴极K的金属上，只能测得2条电流随电压变化的图像如图丙所示，已知氢原子的能级图如图甲所示，根据玻尔理论对氢原子光谱的解释，下列说法正确的是（ ） A. 这群处于第4能级的氢原子最多可以辐射出6种不同频率的光子 B. 图丙中光电流图像b对应的光，是氢原子由第4能级向第1能级跃迁发出的 C. 图丙中光电流图像a对应的光，不能使逸出功为12.09eV的金属发生光电效应 D. 动能为2eV的电子可以使处于第3能级的氢原子电离 3. （2026届甘肃省酒泉市高三一模）下列核反应方程中，符号“x”表示电子的是（） A. B. C. D. 4. （2026届贵州省毕节市高三一模）利用碳14的衰变可以测定文物年代。碳14的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A. 粒子X的符号为 B. 粒子X的符号为 C. 碳14参与化学反应时半衰期会变化 D. 环境温度升高碳14的半衰期会变化 5. （2026届河南省高三一模）2025年科学家发现铅（）可以向金（）转变，核反应方程为，该过程吸收能量。已知、和的质量分别为、和，光在真空中传播速度为，下列判断正确的是（　　） A. X为2个中子 B. 比的中子数少5 C. 此核反应为α衰变 D. 此核反应吸收的核能为 6. （2026届河南省南阳市方城县一模）幽门螺杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用碳14标记的尿素胶囊后，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和碳14标记的CO2，通过分析呼出的气体中标记的CO2含量即可判断患者胃中是否含有幽门螺杆菌。的半衰期是5730年，其衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A. X和的中子数相同 B. 该衰变说明原子核中有电子 C. 的质量等于X与的质量之和 D. 化合物中的和单质衰变的快慢相同 7. （2026届黑龙江省研远联合考试高三一模）我国核能发展实施“热堆—快堆—聚变堆”三步走战略，将聚变作为解决能源问题的最终一步。新一代“人造太阳”装置—中国环流器二号装置在成都建成并已经实现放电。某核反应方程为，下列说法正确的是（　　） A. 该核反应为聚变反应 B. 该核反应为裂变反应 C. D. 8. （2026届辽宁省鞍山市高三一模）频率为的光照射到某金属表面发生光电效应。若入射光子的动量为p，该金属的逸出功为W，从金属表面逸出的光电子的动能为、动量大小为，真空中光速为c，普朗克常量为h。则下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 9. （2026届内蒙古兴安盟高三一模） 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 10. （2026届陕西省延安市高三一模） 钍（）是铀衰变链中的重要中间产物，在自然界中广泛存在于含铀矿石中。它具有放射性，会自发发生衰变，其衰变方程为：；该方程中X是（　　） A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 粒子 11. （2026届陕西省延安市高三一模）光子能量为5eV的光束照射逸出功为2.5eV的金属材料时，材料表面有大量的光电子产生，这些光电子被大量处于不同能级的氢原子吸收，氢原子的能级图如图所示。下列关于此过程的说法正确的是（　　） A. 光电子的动能都为2.5eV B. 部分处于能级的氢原子吸收一个光电子可以直接跃迁到能级 C. 部分处于能级的氢原子可能直接被电离 D. 部分处于能级的氢原子可以直接跃迁到能级 12. （2026届四川省巴中市高三一模）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的影响，包括物理学、化学、计算机科学、通信技术和生物学，量子力学已成为现代科学的重要基石之一。下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是（） A. 黑体辐射电磁波的强度的极大值随着温度的升高向波长长的方向移动 B. 发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C. 根据玻尔原子理论，氢原子由低能级向高能级跃迁时，只能发出特定频率光 D. 康普顿效应证实了光子具有动量，频率越大动量越大 13. （2026届四川省攀枝花市高三一模）量子隧穿效应在扫描隧道显微镜（STM）中有着关键应用，STM的核心是让极细的探针与被测样品表面接近，当二者距离很小时，电子会通过隧穿效应从样品表面跃迁到探针，形成隧穿电流。已知电子的电荷量，隧穿电流的平均值约为A，则单位时间内通过隧穿效应跃迁到探针的电子数约为（　　） A. 个 B. 个 C. 个 D. 个 14．（2026届四川省遂宁市高三一模）2025年诺贝尔物理学奖授予了在宏观量子力学隧穿效应和能量量子化方面取得突破性研究的三位科学家，这些研究为量子技术奠定了坚实基础。下列说法正确的是 A．在光电效应中，只要光照强度足够大，电子就可以从金属表面逸出 B．玻尔的原子模型认为电子在特定轨道上运动时会辐射能量 C．原子从较高能级向较低能级跃迁时，辐射光子的能量是连续的 D．经电场加速的电子束射到晶体上，能观察到衍射图样，证实了电子具有波动性 15. （2026届四川省宜宾市高三一模）当前在“人造太阳”（如：中国的EAST）装置中，主要研究的可控核聚变反应是：，则（　　） A. 该核反应可以释放能量 B. 该核反应条件是极低温 C. 该核反应中的X为质子 D. 该核反应中的X为电子 16. （2026届四川省宜宾市高三一模）某同学研究光电效应的电路如图甲。用蓝光照射真空管的铯极板（阴极K），控制开关，调节滑动变阻器，测得电路中光电流I与A、K之间的电压。根据数据描绘图线如图乙，则（　　） A. 横轴截距数据可由开关S断开时测得 B. 纵轴截距的数据可由开关S断开时测得 C. Ⅱ象限的数据由如图甲电源正负极接法测得 D. Ⅰ象限的数据由如图甲交换电源正负极测得 17. （2026届四川省字节精准教育联盟高三一模）中国首台“华龙一号”核电机组于2020年11月并网发电，有效缓解了新旧能源转换时期电力不足的问题。首台“华龙一号”核电机组使用铀为核燃料，其核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A. 该核反应是原子核的聚变 B. 该核反应过程中铀的半衰期减小 C. 该核反应过程中放出能量 D. 的比结合能比的比结合能大 18. （2026届四川省遂宁市高三一模）某极地考察站选用同位素衰变电池作为极夜应急电源，其核心优点包括长效稳定、环境适应性强、能量密度高等，其衰变方程为：。下列说法正确的是（　　） A. X是一种带电粒子，其电荷数为 B. X是由两个质子和两个中子结合成的粒子 C. 衰变后生成的原子核，其质子数比多两个 D. 该衰变过程中质量守恒，的质量等于、X与射线的质量之和 19. （2026届浙江省丽水、湖州、衢州三地市高三一模）玻尔的氢原子能级模型验证了玻尔理论的正确性，氢原子能级图如图所示。已知可见光的能量范围是，普朗克常量，则（　　） A. 氢原子在基态的电势能为-13.6eV B. 用光子能量为13eV的光照射基态氢原子，能跃迁到能级 C. 用动能为13eV的电子轰击一群基态氢原子，最多发出2种频率的可见光 D. 要使基态氢原子电离，最大用波长约的光照射 20. （2026届浙江省嘉兴市高三一模）大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，用这些光分别照射在如图甲所示的光电管的阴极K上，测得3条图线，如图乙所示。已知氢原子的部分能级图如图丙所示，则下列说法正确的是（） A. 将图甲中滑动变阻器的滑片P 向右移，则到达A极的光电子的动能将增大 B. 随着图甲中滑动变阻器的滑片P 向右缓慢移动，电流表中的电流示数一定逐渐增大 C. 用图乙中的c光工作的光学显微镜分辨率最高 D. 由图乙可知a、b、c三种光的波长关系 1【答案】D 【解析】 【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。 2【答案】AD 【解析】 【详解】A．这群处于第4能级的氢原子最多可以辐射出种不同频率的光子，故A正确； B．图丙中a光遏止电压比b光大，根据 可知，a光频率最大，对应的氢原子跃迁的能级差最大，则a光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的，故B错误； C．图丙中的a光光子能量为 所以，可以发生光电效应，故C错误； D．使处于第3能级的氢原子电离需要的最小能量为1.51eV，则动能为2eV的电子能使处于第3能级的氢原子电离，故D正确。 故选AD。 3【答案】B 【解析】 【详解】A． 根据质量数守恒238= 234+Ax 可得Ax=4 根据电荷数守恒92=90+Zx 可得 Zx=2 故x为 α 粒子，故A错误； B． 根据质量数守恒82=82+2Ax 可得Ax=0 根据电荷数守恒34=36+2Zx，得 Zx=-1 故x为电子，故B正确； C． 根据质量数守恒2+3=4+Ax 可得Ax=1 电荷数守恒1+1=2+Zx 可得 Zx= 0 x为中子，故 C 错误； D． 根据质量数守恒14+4=17+Ax 可得Ax= 1 根据电荷数守恒7+2=8+Zx 可得Zx=1 故x 为质子，故 D 错误。 故选B。 4【答案】A 【解析】 【详解】AB．根据质量数守恒可知，中的质量数为 根据质子数守恒可知，中的质子数为 则为电子，A正确，B错误； CD．半衰期是放射性核素的固有属性，与化学状态无关，不受温度等外界条件影响，CD均错误。 故选A。 5【答案】A 【解析】 【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒，可知核反应方程为，故 A 正确。 B．根据中子数=质量数−质子数。可得的中子数为208−82=126 的中子数为203−79=124，故比的中子数少2，故B错误； C．α 衰变放出 α 粒子，本反应不符合 α 衰变特征，故 C 错误。 D．核反应吸收能量，质量亏损为负。反应前质量，反应后质量包括、和 2 个中子质量。选项表达式缺少中子质量，故 D 错误。 故选 A。 6【答案】D 【解析】 【详解】A．X的中子数为7，的中子数为8，两者中子数不相同，故A错误； B．是原子核中的中子转化为质子时放出的电子，故B错误； CD．因为有质量亏损，的质量不等于X与的质量之和，原子核所处的状态不影响半衰期，则含的化合物与单质衰变的快慢相同，故C错误，D正确。 故选D。 7【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】AB．该核反应为聚变反应， B错误A正确； CD．根据反应前后电荷数守恒和质量数守恒可知 D错误C正确。 故选AC。 8【答案】BC 【解析】 【详解】AB．光子的动量为 可得，A错误，B正确； CD．根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子最大初动能为 可知光电子动能为，C正确，D错误。 故选BC。 9【答案】C 【解析】 【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。 10【答案】C 【解析】 【详解】根据核衰变过程中的质量数守恒，有 解得 电荷数守恒，有 解得 X的质量数为、电荷数为，对应电子（粒子）。 故选C。 11【答案】CD 【解析】 【详解】A．由爱因斯坦光电效应方程可得：光电子最大初动能满足 代入数据解得，光电子最大初动能为，但并非所有光电子的动能均为2.5eV，故A错误； B．光电子的最大动能为，处于能级的氢原子跃迁到能级，吸收光电子的能量，所以处于能级的氢原子吸收一个光电子不可以直接跃迁到能级，故B错误； C．光电子最大动能为，所以能量大于1.51eV的光电子可使部分处于能级的氢原子直接被电离，故C正确； D．处于能级的氢原子跃迁到能级，吸收光电子的能量为，所以部分处于能级的氢原子可以直接跃迁到能级，故D正确。 故选CD。 12【答案】D 【解析】 【详解】A．黑体辐射电磁波的强度的极大值随着温度的升高向波长短的方向移动，A错误； B．根据光电效应方程 可知发生光电效应时，溢出光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系，B错误； C．根据玻尔原子理论，氢原子由低能级向高能级跃迁时，只能吸收特定频率的光，C错误； D．康普顿效应证实了光子具有动量，根据 可知频率越大，动量越大，D正确。 故选D。 13【答案】B 【解析】 【详解】根据电流定义，有 可得时间内的电子数 可得单位时间内通过隧穿效应跃迁到探针的电子数约为 可得 故选B。 14【答案】D 15【答案】A 【解析】 【详解】A．核聚变反应中，轻核结合成较重核时存在质量亏损，根据质能方程，质量亏损转化为能量释放，因此该反应可释放能量，故A正确； B．核聚变需克服原子核间的库仑斥力，需在极高温度（如千万摄氏度以上）下进行，而非极低温，故B错误； CD．根据质量数守恒和电荷数守恒X为中子（电荷数 0，质量数 1），故CD错误； 故选A。 16【答案】B 【解析】 【详解】A．横截距表示遏止电压，当S断开时，电路没有外加电压，无法测得遏止电压，故A错误； B．纵截距表示没有外加电压时的光电流，当S断开时，电路中没有外加电压，此时灵敏电流计测量的恰好是对应的光电流，故B正确； CD．Ⅱ象限，说明A极的电势低于K极的电势，而图甲中电压的接法使得A极的电势高于K极的电势，同理可知，Ⅰ象限的数据由如图甲电源正负极接法测得，故CD错误。 故选B。 17【答案】C 【解析】 【详解】A．该反应是铀核吸收中子后分裂为两个中等质量的原子核，属于裂变反应，而非聚变，故A错误； B．半衰期由原子核内部结构决定，与外界条件无关，反应过程中铀的半衰期不变，故B错误； C．裂变反应中，生成物的总结合能大于反应物的总结合能，因此反应过程会释放能量，故C正确； D．比结合能（平均结合能）越大，原子核越稳定。作为重核，其比结合能小于中等核的比结合能，故D错误。 故选C。 18【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，所以X是氦核（），是由两个质子和两个中子结合成的粒子，故A错误，B正确； C．衰变后生成原子核，其质子数比少两个，故C错误； D．衰变过程存在质量亏损，所以的质量大于、X与射线的质量之和，故D错误。 故选B。 19【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图可知，氢原子在基态的能量为-13.6eV，该能量为电子的动能与电势能的总和，故A错误； B．氢原子能级跃迁时，吸收的光子能量必须等于两个能级的能量差，从n=1到n=4的能量差为 而光子能量为13eV，不等于该能量差，所以用光子能量为13eV的光照射基态氢原子，基态氢原子不能跃迁到能级，故B错误； C．用动能为13eV的电子轰击一群基态氢原子，电子的能量可部分被氢原子吸收，氢原子可能跃迁到n=2，n=3，n=4等能级； 从n=4到n=3，能量差为 可知该能量差不在可见光的能量范围内； 从n=4到n=2，能量差为 可知该能量差在可见光的能量范围内； 从n=4到n=1，能量差为 可知该能量差不在可见光的能量范围内； 从n=3到n=2，能量差为 可知该能量差在可见光的能量范围内； 从n=3到n=1，能量差为 可知该能量差不在可见光的能量范围内； 从n=2到n=1，能量差为 可知该能量差不在可见光的能量范围内； 综上分析，可知最多发出2种频率的可见光，即从n=4到n=2和从n=3到n=2，故C正确； D．由题知，要使基态氢原子电离，至少需要吸收的能量，根据光子能量公式 其中光速为，代入数据解得，故D正确。 故选CD。 20【答案】AD 【解析】 【详解】A．将图甲中滑动变阻器的滑片P 向右移，AK间加的是正向电压，故到达A极的光电子的动能将增大，故A正确； B．随着图甲中滑动变阻器的滑片P 向右缓慢移动，AK间正向电压增大，光电流增大，当光电流增大到饱和电流时将不再增大，故电流表中的电流示数不一定逐渐增大，故B错误； C．图乙可知c光遏止电压最小，故c光频率f最小，根据 可知c波长最大，因此其分辨率最低，故C错误； D．图乙可知频率，则波长，故D正确。 故选AD。 12 学科网（北京）股份有限公司 $