热点01 近代物理初步 专项训练 -2026届高考物理三轮冲刺热点题型（全国通用）

热点01 近代物理初步 考情分析 近代物理初步知识是高考考频非常高的知识点，几乎每年每个省份都会考察，往往出现在试题的第一题， 难度不大，考生应确保拿下该题的分值。 易错提醒 1．光电效应 (1)光的频率决定光子的能量，ε＝hν。 (2)光的强度是指单位时间光照射到单位面积上的能量，即I＝nhν，所以单位时间照射到单位面积上的光子数由光强和光的频率共同决定。 (3)光电子逸出后的最大初动能由光子的频率和逸出功共同决定。 (4)由Ek＝hν－W0求出的是光电子的最大初动能，金属内部逸出的光电子的动能小于这个值，而且光电子的射出方向是随机的，不一定都能到达阳极。 (5)每秒逸出的光电子数决定着饱和光电流的大小，而不是光电流的大小。 2．跃迁中两个易混问题 (1)一群原子和一个原子 氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了。 (2)直接跃迁与间接跃迁 原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁。两种情况下辐射(或吸收)光子的能量是不同的。直接跃迁时辐射(或吸收)光子的能量等于间接跃迁时辐射(或吸收)的所有光子的能量和。 3．原子核衰变、半衰期的易错点 (1)半衰期是一个统计规律，只有对大量的原子核才成立，对少数的原子核无意义。 (2)经过一个半衰期，有半数原子核发生衰变变为其他物质，而不是消失。 (3)衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的外部条件及所处化学状态无关。 解题指导 一、光电效应 1．三个关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。 (2)光电子最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。 (3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。 2．两条对应关系 (1)光强大(频率一定时)→光子数目多→发射光电子多→饱和光电流大。 (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。 二、氢原子自发跃迁谱线条数的计算 ①一个处于n能级的氢原子跃迁时可能发出的光谱线条数最多为(n－1)。 ②一群处于n能级的氢原子跃迁时可能发出的光谱线条数 a．用数学中的组合知识求解：N＝C＝。 b．利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。 三、计算核能的其他方法 (1)根据平均结合能来计算核能 原子核的结合能＝平均结合能×核子数。反应前后原子核的结合能之差即释放(增加)的核能。 (2)有时可结合动量守恒定律和能量守恒定律进行分析计算。 总之，应根据题目的具体情况合理选择核能的求解方法，且计算时要注意各量的单位。 新题速递 1．（2026·云南大理·二模）放射性同位素锗衰变会产生和X，关于此反应下列说法正确的是（　　） A．锗Ge的核子靠库仑力结合在一起 B．X是电子 C．X来自原子核外 D．的比结合能小于的比结合能 【答案】D 【详解】A．锗Ge的核子靠强核力结合在一起，故A错误； B．根据衰变方程 ，质量数不变，原子序数由32减至31，表明此为衰变，X为正电子。故B错误； C．β衰变中发射的电子或正电子源于核内中子或质子的转变，并非来自核外电子，故C错误； D．衰变后产物更稳定，比结合能更大，故的比结合能小于的，故D正确。 故选D。 2．（2026·陕西渭南·一模）已知中子的质量为，质子的质量为，氘核的质量为，1的质量对应的能量为，则氘核的比结合能为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】一个质子与一个中子结合为氘核的反应过程中，反应前后的质量差为 所以氘核的结合能为 氘核的比结合能约为 故选A。 3．（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。 4．（2026·江苏·一模）中国科学院使用铀-铅（U-Pb）定年法，分析证实了嫦娥五号带回的月海玄武岩距今约20亿年。已知的衰变方程为，则粒子X是（    ） A．电子 B．中子 C．质子 D．正电子 【答案】A 【详解】衰变方程：，衰变过程中的质量数守恒 解得，故 电荷数守恒定律 解得，故。 粒子X的质量数为0，电荷数为-1，符合电子的性质。 故选A。 5．（2026·江苏南通·一模）李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，吴健雄用的衰变完成实验验证，衰变方程是，是反中微子。则（　　） A．反中微子不带电 B．衰变放出的电子来自原子外层 C．衰变过程吸收能量 D．比更稳定 【答案】A 【详解】A．根据衰变过程中电荷数与质量数守恒可知，的电荷数与质量数均为零，故不带电，故A正确； B．β衰变中，释放的电子由原子核内的中子衰变产生，并非来自原子外层电子，故B错误； C．自发衰变过程释放能量，故C错误； D．由于自发衰变为，表明更稳定，故D错误。 故选A。 6．（2026·河北沧州·一模）氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．处于能级的氢原子核外电子的动能为 B．处于不同能级的氢原子有可能会吸收相同能量的光子 C．氢原子可以自发地从能级跃迁到能级 D．在氢原子的特征谱线中，从能级跃迁到能级放出的光子波长最短 【答案】B 【详解】A．核外电子的动能为正值，处于能级的氢原子，能量指核外电子的动能与氢原子系统的电势能之和，可知，处于能级的氢原子核外电子的动能不可能为，故A错误； B．若光子的能量足够大，处于不同能级的氢原子可以吸收相同能量的光子而出现电离的现象，故B正确； C．氢原子从能级跃迁到能级需要吸收光子的能量，即氢原子不可以自发地从能级跃迁到能级，故C错误； D．跃迁过程的能量差越大，放出的光子能量越大，波长越短，从能级跃迁到能级放出的光子能量比从能级跃迁到能级放出的光子能量大，即从能级跃迁到能级放出的光子波长比从能级跃迁到能级放出的光子波长短，可知，从能级跃迁到能级放出的光子波长不是最短，故D错误。 故选B。 7．（2026·四川·一模）下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福通过粒子散射实验，发现了质子 B．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射3种不同频率的光子 C．康普顿效应说明光具有波动性 D．铀235裂变产生的中子能使核裂变反应连续进行，其反应称为链式反应，其反应方程为 【答案】B 【详解】A．卢瑟福通过α粒子散射实验发现了原子核式结构模型，而质子是通过α粒子轰击氮核实验发现的，故A错误； B．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射种不同频率的光子，故B正确； C．康普顿效应中光子与电子碰撞后波长变长，需用光子动量解释，说明光具有粒子性，而非波动性，故C错误； D．铀235裂变需吸收一个中子才能触发链式反应，可知原方程左侧缺少中子，正确的方程为，故D错误。 故选B。 8．（2026·河北·一模）2025年9月3日，在北京举办了纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会。展示的一款舰载激光武器LY-1引起广泛关注，它是利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的舰用定向能武器。关于其使用的激光，下列说法正确的是（　　） A．在密度不均匀的大气中激光始终沿直线运动 B．激光的频率越高，在真空中传播的速度越大 C．激光武器、微波武器使用的激光和微波都属于电磁波 D．激光频率越高，单个光子能量越大，对目标的毁伤效果越好 【答案】C 【详解】A．在密度不均匀的大气中激光会发生折射现象，传播方向发生变化，不会始终沿直线运动，故A错误； B．激光的频率越高，在真空中传播的速度不变，仍为光速，故B错误； C．激光武器、微波武器使用的激光和微波都属于电磁波，故C正确； D．激光频率越高，根据可知，单个光子能量越大，但对目标的毁伤效果不一定越好，因为毁伤效果不仅取决于单个光子能量，还与光子的数量有关，故D错误。 故选C。 9．（2025·广东中山·模拟预测）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于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，光速为。下列说法正确的是（　　） A．频率为的光，其动量为 B．若原子从跃迁至能级，入射光的频率为 C．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 D．频率为和的两种光分别射入双缝间距为，双缝到屏的距离为的干涉装置、产生的干涉条纹相邻亮条纹间距之差为 【答案】C 【详解】A．根据玻尔理论，从n=3能级跃迁到n=1能级，辐射出的光子能量可得 ，光子的动量 联立可得 ，A错误； B．原子从低能级向高能级跃迁时，需要吸收特定频率的光子， ，因此，入射光的频率应为 ，B错误； C．根据光电方程 ，最大初动能的差值就等于入射光子能量的差值，，结合 ，可得 ，C正确； D．双缝干涉的相邻亮条纹间距公式为 ，两种不同频率的入射光： ， 。 条纹间距之差为 。 因为 ，所以 ，因此 ，故D错误。 故选C。 10．（2026·河南·一模）钚的一种同位素Pu衰变时释放巨大能量，如图所示，其衰变方程为Pu→U＋He＋γ，则（　　） A．核反应中γ的能量就是Pu的结合能 B．核燃料总是利用平均结合能大的核 C．U核比Pu核更稳定，说明U的结合能大 D．该衰变过程是α衰变 【答案】D 【详解】A．核反应中γ的能量是结合能中的一小部分，故A错误； B．核燃料在衰变过程中要释放巨大能量，所以总是要利用平均结合能小的核，才更容易实现，故B错误； C．U核比Pu核更稳定，说明U的比结合能大，而不是结合能大，故C错误； D．该反应产生He，故该衰变过程是α衰变，故D正确。 故选D。 11．（2025·湖北·模拟预测）原子核可以发生α衰变或β衰变，如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，静止的原子核发生了α衰变或β衰变，衰变结束时，α粒子或β粒子与反冲核（新核）的速度与磁场垂直，将在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，轨迹的半径一大一小，轨迹的形式分为内切和外切，下列说法正确的是（   ） A．新核的轨迹半径大，α粒子或β粒子的轨迹半径小 B．α衰变对应的轨迹是内切圆，β衰变对应的轨迹是外切圆 C．若静止的在匀强磁场中发生α衰变，α粒子与反冲核的轨迹半径之比为45：2 D．若静止的在匀强磁场中发生α衰变，当α粒子转520圈，则反冲核转400圈 【答案】D 【详解】A．静止的原子核发生这两种衰变，满足动量守恒，有，总动量为0，衰变刚结束时，动量等大反向，洛伦兹力充当向心力可得 结合 综合可得 反冲核（新核）的电荷量大，半径小，α粒子或β粒子的电量小，半径大，A错误； B．对于α衰变，衰变后的两种粒子都带正电，若为内切圆，两粒子的运动方向必须相同，与动量反向相矛盾，则必须为外切圆，同理β衰变后的两种粒子新原子核带正电，β粒子带负电，动量方向相反，根据左手定则可知轨迹是内切圆，B错误； C．发生α衰变的方程式为 由 可得，C错误； D．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式为 则有 当α粒子转520圈，设反冲核转了n圈，根据时间相等，则有 计算可得，D正确。 故选D。 12．（2026·甘肃·模拟预测）某实验室利用水平向右的匀强电场，研究放射性元素的衰变产物。、、三束射线均垂直射入电场，如图为射线在电场中运动的径迹示意图，下列说法正确的是（　　） A．径迹①对应射线，其动量最大且电离能力最强 B．径迹②对应射线，其速度为光速的0.99倍 C．径迹③对应射线，其穿透能力最强 D．若将电场换为同方向匀强磁场，三束射线的运动径迹都在图示平面示意图中径迹②所在竖直平面内 【答案】D 【详解】ABC．根据题图中轨迹可知，径迹①对应射线带负电，所以径迹①对应射线；径迹②对应射线不带电，所以径迹②对应射线，其速度为光速；径迹③对应射线带正电，所以径迹③对应射线；其中射线电离能力最强，射线穿透能力最强，故ABC错误； D．若将电场换为同方向匀强磁场，根据左手定则可知带正电的射线垂直纸面向里偏转，带负电的射线垂直纸面向外偏转，不带电的射线不偏转，所以三束射线的运动径迹都在图示平面示意图中径迹②所在竖直平面内，故D正确。 故选D。 13．（2026·江苏·一模）光电倍增管是利用光电效应将微弱光信号转换为电信号的器件。如图所示，光照射光阴极时发射光电子，光电子经过打拿极间的电压U加速后在下一级打拿极激发出更多电子。经多级倍增后形成可检测的电流。已知光阴极材料的逸出功为W0，入射光频率为，元电荷为e，普朗克常量为h，若忽略电子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．仅增大入射光频率，则检测到的电流将增大 B．入射光频率低于截止频率，仍能产生光电流 C．电子到达第一个打拿极时的动能一定等于 D．光电子从光阴极表面逸出时的最大初动能为 【答案】D 【详解】A．光电效应检测到的电流大小取决于光子数，与频率无直接关系，故A错误； B．入射光频率低于截止频率将不会发生光电效应，所以不能产生光电流，故B错误； CD．根据光电效应方程可知，光电子从光阴极表面逸出时的最大初动能为 所以电子到达第一个打拿极时的动能应小于或等于，故C错误，D正确。 故选D。 14．（2026·江苏·一模）用同一频率的光分别照射钨板和银板，都能发生光电效应.比较两次实验，下列物理量可能相等的是（    ） A．光电子的初动能 B．光电子的最大初动能 C．两种金属的逸出功 D．两种金属的截止频率 【答案】A 【详解】A B．根据光电效应方程，则有，可知光电子的最大初动能不同，则有可能会有初动能相等的光电子，故A正确，B错误； CD．不同的金属逸出功不同，其截止频率也不同，故C错误，D错误。 故选A。 15．（多选）（25-26高三上·广东揭阳·期中）图为利用光电管控制的太阳能路灯发光的装置系统，主要由光电管、微电流放大器、电磁继电器、路灯线路等组成，光电管受可见光照射时都能发生光电效应。下列判断正确的是（　　） A．光一照射极立刻产生光电子 B．晚间天黑光电管没有受光时，路灯就亮起来 C．光电管是电源，光照后电流方向为 D．该系统如果在紫外线较强的地区，流入电磁铁中的光电流更大 【答案】AB 【详解】A．光电管受可见光照射时都能发生光电效应，说明可见光的频率满足极限频率要求，光电效应具有瞬时性，所以光一照射K极立刻产生光电子，A 正确； B．白天光照时，光电管产生光电流，经放大后使电磁铁吸合，断开路灯电路；天黑时光电管无光照，无电流，电磁铁释放，触点开关闭合，路灯亮起，B 正确； C．光电管是将光信号转为电信号的元件，并非电源；光照时，光电子从 K（阴极）向 A（阳极）运动，电流方向为（电流方向与电子运动方向相反），C 错误。 D．紫外线频率高于可见光，光电流的大小还与入射光强度有关，在入射光强度不确定的情况下，流入电磁铁的电流不一定大，D 错误。 故选AB。 16．（多选）（2025·浙江·一模）密立根通过实验研究了钠的遏止电压与入射光频率之间的关系，其结果验证了光子说的正确性，实验结果如图1。玻尔最早推导出氢原子能级公式，图2为氢原子的能级图。已知电子的电量e=1.6×10-19C，根据图中信息，可知（　　） A．钠的极限频率为10.00×1014Hz B．图1计算出的普朗克常量为 C．位于能级4的单个氢原子最多能发射出3种频率的光 D．氢原子从能级4跃迁到能级2时放出的光子能使钠发生光电效应 【答案】CD 【详解】A．根据光电效应方程 当时，为极限频率，由图可知，，而不是10.00×1014Hz，故A错误； B．根据光电效应方程 变式得 由上式可知斜率，将横纵轴截距坐标代入可得 因此，故B错误； C．单个氢原子从第n能级最多能发射出n-1种频率的光，因此位于能级4的单个氢原子最多能发射出3种频率的光，故C正确； D．由图2知氢原子从能级4跃迁到能级2时放出的光子能量为 由光电效应方程可知，钠的逸出功为 ，故放出的光子能使钠发生光电效应，故D正确。 故选CD。 链接高考 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。 2．（2025·河南·高考真题）由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素和。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比，可以研究大气环境的变化。已知和的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现和的总原子个数经过106天后变为原来的，则采集时该高度的大气中和的原子个数比约为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设采集时大气中有x个原子和y个原子，由于的半衰期为139万年，故经过106天后原子的衰变个数可以忽略不计，的半衰期为53天，故经过106天后剩余数量为，故可得 解得 故选B。 3．（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。 4．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜TH—F120实现了超高分辨率成像，其分辨率提高利用了高速电子束波长远小于可见光波长的物理性质。一个静止的电子经电压加速后，其德布罗意波长为，若加速电压为，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设电子经过电压加速后速度大小为，由动能定理得 电子的动量大小为 电子的德布罗意波长为 联立解得 因为 可解得 C正确，ABD错误。 故选C。 5．（2025·天津·高考真题）许多放射性元素要经过多次衰变才能达到稳定，衰变过程中既有衰变也有衰变。下列说法正确的是（　　） A．元素发生衰变后质量数增加 B．衰变过程中存在质量亏损 C．低温会增大放射性元素的半衰期 D．衰变说明原子核内存在电子 【答案】B 【详解】A．α衰变会释放出氦核（质量数4），母核质量数减少4，故A错误； B．衰变释放能量，根据质能方程，总质量减少（质量亏损），故B正确； C．半衰期由核内部结构决定，与温度无关，故C错误； D．β衰变的电子是中子转化为质子时产生的，并非核内原有电子，故D错误。 故选B。 6．（2024·浙江·高考真题）如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（　　） A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能 C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为 D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 【答案】C 【详解】AB．根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到到达N板时 则到达N板时的动能为 与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，选项AB错误； C．平行极板M射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为 解得 选项C正确； D．M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则 解得 选项D错误。 故选C。 7．（2024·北京·高考真题）产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿秒（as）是时间单位，1as = 1 × 10−18s，阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使探测原子内电子的动态过程成为可能。设有一个持续时间为100as的阿秒光脉冲，持续时间内至少包含一个完整的光波周期。取真空中光速c = 3.0 × 108m/s，普朗克常量h = 6.6 × 10−34J⋅s，下列说法正确的是（   ） A．对于0.1mm宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为550nm的可见光的衍射现象更明显 B．此阿秒光脉冲和波长为550nm的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多 C．此阿秒光脉冲可以使能量为−13.6eV（−2.2 × 10−18J）的基态氢原子电离 D．为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期 【答案】C 【详解】A．此阿秒光脉冲的波长为 λ = cT = 30nm < 550nm 由障碍物尺寸与波长相差不多或比波长小时，衍射现象越明显知，波长为550nm的可见光比此阿秒光脉冲的衍射现象更明显，故A错误； B．由知，阿秒光脉冲的光子能量大，故总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更少，故B错误； C．阿秒光脉冲的光子能量最小值 故此阿秒光脉冲可以使能量为−13.6eV（−2.2 × 10−18J）的基态氢原子电离，故C正确； D．为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应小于电子的运动周期，故D错误。 故选C。 8．（2025·北京·高考真题）自然界中物质是常见的，反物质并不常见。反物质由反粒子构成，它是科学研究的前沿领域之一。目前发现的反粒子有正电子、反质子等；反氢原子由正电子和反质子组成。粒子与其对应的反粒子质量相等，电荷等量异种。粒子和其反粒子碰撞会湮灭。反粒子参与的物理过程也遵守电荷守恒、能量守恒和动量守恒。下列说法正确的是（　　） A．已知氢原子的基态能量为，则反氢原子的基态能量也为 B．一个中子可以转化为一个质子和一个正电子 C．一对正负电子等速率对撞，湮灭为一个光子 D．反氘核和反氚核的核聚变反应吸收能量 【答案】A 【详解】A．氢原子基态能量由电子与质子决定。反氢原子由正电子和反质子构成，电荷结构相同，能级结构不变，基态能量仍为，故A正确； B．若中子衰变（β+衰变）生成质子、正电子，不符合电荷数守恒，故B错误； C．正负电子对撞湮灭时，总动量为零，需产生至少两个光子以保证动量守恒。单个光子无法满足动量守恒，故C错误； D．核聚变通常释放能量（如普通氘核、氚聚变）。反氘和反氚核聚变遵循相同规律，应释放能量而非吸收，故D错误。 故选A。 9．（2025·重庆·高考真题）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。 10．（2025·浙江·高考真题）一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 【答案】D 【详解】A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做负功，后做正功，A错误； B．沿轨迹2运动的粒子因为做曲线运动，则到达P时动能不为零，因距离原子核最近，则电势能最大，B错误； C．位于图中虚线圆周上各点的电势都相等，可知虚线圆周上的3个粒子的电势能相等，C错误； D．若粒子与金原子核距离为，则根据库仑定律可知库仑力 即数量级为，D正确。 故选D。 11．（多选）（2025·浙江·高考真题）如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 【答案】BC 【详解】A．根据 因Q的截止电压大于R，可知Q的频率大于R的频率，Q的波长小于R的波长，则分别射入同一单缝衍射装置时，R的衍射现象比Q更明显，则Q的中央亮纹比R窄，选项A错误； B．同理可知P、Q产生的光电子在K处Q的最大初动能比P较大，根据 可知最小德布罗意波长，P大于Q，选项B正确； C．因Q对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据 可知三束光中Q对应的能级最高，选项C正确； D．对应于图2中的M点，P和Q的光电流相等，可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等，选项D错误。 故选BC。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 热点01 近代物理初步 考情分析 近代物理初步知识是高考考频非常高的知识点，几乎每年每个省份都会考察，往往出现在试题的第一题， 难度不大，考生应确保拿下该题的分值。 易错提醒 1．光电效应 (1)光的频率决定光子的能量，ε＝hν。 (2)光的强度是指单位时间光照射到单位面积上的能量，即I＝nhν，所以单位时间照射到单位面积上的光子数由光强和光的频率共同决定。 (3)光电子逸出后的最大初动能由光子的频率和逸出功共同决定。 (4)由Ek＝hν－W0求出的是光电子的最大初动能，金属内部逸出的光电子的动能小于这个值，而且光电子的射出方向是随机的，不一定都能到达阳极。 (5)每秒逸出的光电子数决定着饱和光电流的大小，而不是光电流的大小。 2．跃迁中两个易混问题 (1)一群原子和一个原子 氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了。 (2)直接跃迁与间接跃迁 原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时，有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁。两种情况下辐射(或吸收)光子的能量是不同的。直接跃迁时辐射(或吸收)光子的能量等于间接跃迁时辐射(或吸收)的所有光子的能量和。 3．原子核衰变、半衰期的易错点 (1)半衰期是一个统计规律，只有对大量的原子核才成立，对少数的原子核无意义。 (2)经过一个半衰期，有半数原子核发生衰变变为其他物质，而不是消失。 (3)衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的外部条件及所处化学状态无关。 解题指导 一、光电效应 1．三个关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。 (2)光电子最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。 (3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。 2．两条对应关系 (1)光强大(频率一定时)→光子数目多→发射光电子多→饱和光电流大。 (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。 二、氢原子自发跃迁谱线条数的计算 ①一个处于n能级的氢原子跃迁时可能发出的光谱线条数最多为(n－1)。 ②一群处于n能级的氢原子跃迁时可能发出的光谱线条数 a．用数学中的组合知识求解：N＝C＝。 b．利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。 三、计算核能的其他方法 (1)根据平均结合能来计算核能 原子核的结合能＝平均结合能×核子数。反应前后原子核的结合能之差即释放(增加)的核能。 (2)有时可结合动量守恒定律和能量守恒定律进行分析计算。 总之，应根据题目的具体情况合理选择核能的求解方法，且计算时要注意各量的单位。 新题速递 1．（2026·云南大理·二模）放射性同位素锗衰变会产生和X，关于此反应下列说法正确的是（　　） A．锗Ge的核子靠库仑力结合在一起 B．X是电子 C．X来自原子核外 D．的比结合能小于的比结合能 2．（2026·陕西渭南·一模）已知中子的质量为，质子的质量为，氘核的质量为，1的质量对应的能量为，则氘核的比结合能为（　　） A． B． C． D． 3．（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 4．（2026·江苏·一模）中国科学院使用铀-铅（U-Pb）定年法，分析证实了嫦娥五号带回的月海玄武岩距今约20亿年。已知的衰变方程为，则粒子X是（    ） A．电子 B．中子 C．质子 D．正电子 5．（2026·江苏南通·一模）李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，吴健雄用的衰变完成实验验证，衰变方程是，是反中微子。则（　　） A．反中微子不带电 B．衰变放出的电子来自原子外层 C．衰变过程吸收能量 D．比更稳定 6．（2026·河北沧州·一模）氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是（　　） A．处于能级的氢原子核外电子的动能为 B．处于不同能级的氢原子有可能会吸收相同能量的光子 C．氢原子可以自发地从能级跃迁到能级 D．在氢原子的特征谱线中，从能级跃迁到能级放出的光子波长最短 7．（2026·四川·一模）下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福通过粒子散射实验，发现了质子 B．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射3种不同频率的光子 C．康普顿效应说明光具有波动性 D．铀235裂变产生的中子能使核裂变反应连续进行，其反应称为链式反应，其反应方程为 8．（2026·河北·一模）2025年9月3日，在北京举办了纪念中国人民抗日战争暨世界反法西斯战争胜利80周年大会。展示的一款舰载激光武器LY-1引起广泛关注，它是利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的舰用定向能武器。关于其使用的激光，下列说法正确的是（　　） A．在密度不均匀的大气中激光始终沿直线运动 B．激光的频率越高，在真空中传播的速度越大 C．激光武器、微波武器使用的激光和微波都属于电磁波 D．激光频率越高，单个光子能量越大，对目标的毁伤效果越好 9．（2025·广东中山·模拟预测）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于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，光速为。下列说法正确的是（　　） A．频率为的光，其动量为 B．若原子从跃迁至能级，入射光的频率为 C．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 D．频率为和的两种光分别射入双缝间距为，双缝到屏的距离为的干涉装置、产生的干涉条纹相邻亮条纹间距之差为 10．（2026·河南·一模）钚的一种同位素Pu衰变时释放巨大能量，如图所示，其衰变方程为Pu→U＋He＋γ，则（　　） A．核反应中γ的能量就是Pu的结合能 B．核燃料总是利用平均结合能大的核 C．U核比Pu核更稳定，说明U的结合能大 D．该衰变过程是α衰变 11．（2025·湖北·模拟预测）原子核可以发生α衰变或β衰变，如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，静止的原子核发生了α衰变或β衰变，衰变结束时，α粒子或β粒子与反冲核（新核）的速度与磁场垂直，将在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，轨迹的半径一大一小，轨迹的形式分为内切和外切，下列说法正确的是（   ） A．新核的轨迹半径大，α粒子或β粒子的轨迹半径小 B．α衰变对应的轨迹是内切圆，β衰变对应的轨迹是外切圆 C．若静止的在匀强磁场中发生α衰变，α粒子与反冲核的轨迹半径之比为45：2 D．若静止的在匀强磁场中发生α衰变，当α粒子转520圈，则反冲核转400圈 12．（2026·甘肃·模拟预测）某实验室利用水平向右的匀强电场，研究放射性元素的衰变产物。、、三束射线均垂直射入电场，如图为射线在电场中运动的径迹示意图，下列说法正确的是（　　） A．径迹①对应射线，其动量最大且电离能力最强 B．径迹②对应射线，其速度为光速的0.99倍 C．径迹③对应射线，其穿透能力最强 D．若将电场换为同方向匀强磁场，三束射线的运动径迹都在图示平面示意图中径迹②所在竖直平面内 13．（2026·江苏·一模）光电倍增管是利用光电效应将微弱光信号转换为电信号的器件。如图所示，光照射光阴极时发射光电子，光电子经过打拿极间的电压U加速后在下一级打拿极激发出更多电子。经多级倍增后形成可检测的电流。已知光阴极材料的逸出功为W0，入射光频率为，元电荷为e，普朗克常量为h，若忽略电子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．仅增大入射光频率，则检测到的电流将增大 B．入射光频率低于截止频率，仍能产生光电流 C．电子到达第一个打拿极时的动能一定等于 D．光电子从光阴极表面逸出时的最大初动能为 14．（2026·江苏·一模）用同一频率的光分别照射钨板和银板，都能发生光电效应.比较两次实验，下列物理量可能相等的是（    ） A．光电子的初动能 B．光电子的最大初动能 C．两种金属的逸出功 D．两种金属的截止频率 15．（多选）（25-26高三上·广东揭阳·期中）图为利用光电管控制的太阳能路灯发光的装置系统，主要由光电管、微电流放大器、电磁继电器、路灯线路等组成，光电管受可见光照射时都能发生光电效应。下列判断正确的是（　　） A．光一照射极立刻产生光电子 B．晚间天黑光电管没有受光时，路灯就亮起来 C．光电管是电源，光照后电流方向为 D．该系统如果在紫外线较强的地区，流入电磁铁中的光电流更大 16．（多选）（2025·浙江·一模）密立根通过实验研究了钠的遏止电压与入射光频率之间的关系，其结果验证了光子说的正确性，实验结果如图1。玻尔最早推导出氢原子能级公式，图2为氢原子的能级图。已知电子的电量e=1.6×10-19C，根据图中信息，可知（　　） A．钠的极限频率为10.00×1014Hz B．图1计算出的普朗克常量为 C．位于能级4的单个氢原子最多能发射出3种频率的光 D．氢原子从能级4跃迁到能级2时放出的光子能使钠发生光电效应 链接高考 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 2．（2025·河南·高考真题）由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素和。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比，可以研究大气环境的变化。已知和的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现和的总原子个数经过106天后变为原来的，则采集时该高度的大气中和的原子个数比约为（　　） A． B． C． D． 3．（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． 4．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜TH—F120实现了超高分辨率成像，其分辨率提高利用了高速电子束波长远小于可见光波长的物理性质。一个静止的电子经电压加速后，其德布罗意波长为，若加速电压为，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为（　　） A． B． C． D． 5．（2025·天津·高考真题）许多放射性元素要经过多次衰变才能达到稳定，衰变过程中既有衰变也有衰变。下列说法正确的是（　　） A．元素发生衰变后质量数增加 B．衰变过程中存在质量亏损 C．低温会增大放射性元素的半衰期 D．衰变说明原子核内存在电子 6．（2024·浙江·高考真题）如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（　　） A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大 B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能 C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为 D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零 7．（2024·北京·高考真题）产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿秒（as）是时间单位，1as = 1 × 10−18s，阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使探测原子内电子的动态过程成为可能。设有一个持续时间为100as的阿秒光脉冲，持续时间内至少包含一个完整的光波周期。取真空中光速c = 3.0 × 108m/s，普朗克常量h = 6.6 × 10−34J⋅s，下列说法正确的是（   ） A．对于0.1mm宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为550nm的可见光的衍射现象更明显 B．此阿秒光脉冲和波长为550nm的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多 C．此阿秒光脉冲可以使能量为−13.6eV（−2.2 × 10−18J）的基态氢原子电离 D．为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期 8．（2025·北京·高考真题）自然界中物质是常见的，反物质并不常见。反物质由反粒子构成，它是科学研究的前沿领域之一。目前发现的反粒子有正电子、反质子等；反氢原子由正电子和反质子组成。粒子与其对应的反粒子质量相等，电荷等量异种。粒子和其反粒子碰撞会湮灭。反粒子参与的物理过程也遵守电荷守恒、能量守恒和动量守恒。下列说法正确的是（　　） A．已知氢原子的基态能量为，则反氢原子的基态能量也为 B．一个中子可以转化为一个质子和一个正电子 C．一对正负电子等速率对撞，湮灭为一个光子 D．反氘核和反氚核的核聚变反应吸收能量 9．（2025·重庆·高考真题）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 10．（2025·浙江·高考真题）一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（　　） A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功 B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大 C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等 D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为 11．（多选）（2025·浙江·高考真题）如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽 B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P大于Q C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高 D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $