第15讲 近代物理 讲义 -2026届高三物理二轮专题整合突破

第15讲 近代物理 第15讲近代物理 1 2 一．常见命题角度： 2 二．常用类型与方法： 2 三．思维导图 3 3 6 一．光谱及光电效应（玻尔理论应用） 6 【题型1：光谱与氢原子光谱】 6 【题型2：能级与光电效应结合】 6 【题型3：光电效应及图像】 7 二．原子核式结构模型与波尔理论 7 【题型1：α粒子散射实验】 8 【题型2：波尔理论】 8 三．原子核的组成与衰变 9 【题型1：衰变方程与守恒定律】 9 【题型2：半衰期的计算与应用】 9 四．核反应与核能计算 10 【题型1：核反应类型判断】 10 【题型2：核能（质量亏损）计算】 10 【题型3：核反应与动量/能量综合】 10 11 一：基础练 11 二：提能练 13 三：拔高练 16 一．常见命题角度： 1. 原子结构（氢原子）：命题集中于能级跃迁分析，计算光子能量/波长，判断可能的光谱线（组合数），涉及电离能、电离后动能等。 2. 原子核：重点考查衰变规律（α、β衰变方程书写，电荷/质量数推断）、半衰期计算与统计应用、核反应类型判断（裂变、聚变、人工转变等）及核能计算（，单位换算1u≈931.5MeV）。 3. 光电效应：主要结合爱因斯坦方程，判断截止频率、最大初动能、遏止电压等，区分频率与光强的影响。 二．常用类型与方法： 1. 守恒法：核反应（质量数、电荷数守恒）、衰变（动量守恒分析反冲核）。 2. 公式直接应用法：跳用氢原子能级公式、半衰期公式、光电效应方程。 3. 图像分析法：解读光电效应的曲线、曲线。 4. 模型综合法：将衰变与磁场（洛伦兹力）结合，分析粒子径迹；或与动量守恒结合，计算反冲核动能。 三．思维导图 1.(2025·四川省·高考真题)某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为的狭缝。下列粒子束穿过该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是() A.德布罗意波长约为的中子 B.德布罗意波长约为的质子 C.德布罗意波长约为的氮分子 D.德布罗意波长约为的电子 2.(2025·广东省·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 3.(2025·湖北省·高考真题)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。已知的半衰期是分钟。下列说法正确的是() A.为 B.该反应为核聚变反应 C.克经分钟剩下克 D.该反应产生的在磁场中会发生偏转 4.(2025·安徽省·高考真题)年月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核俘获个中子，共发生次衰变，转化为易裂变的铀核，则() A. B. C. D. 5.(2025·湖南省·高考真题)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 6.(2025·甘肃省·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 7.(2025·云南省·高考真题)年月，我国科学家研制的碳核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳的衰变方程为，则() A.为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的 B.为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的 C.为质子，是由核内中子转化而来的 D.为中子，是由核内质子转化而来的 8.(2025·湖南省·高考真题)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 9.(2025·广西省·高考真题)已知金属铷、钾、钠、钙的逸出功分别为、、、。用光子能量为的单色光照射这些金属的表面，能逸出光电子的金属是() A.铷 B.钾 C.钠 D.钙 10.(2025·河南省·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天和万年。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. 11.(2025·青海省·高考真题)我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜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. 12.(2025·重庆省·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的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为。普朗克常量为，光速为，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 13.(2025·福建省·高考真题)（多选）核反应方程为，现真空中有两个动量大小相等，方向相反的氘核与氚核相撞，发生核反应，设反应释放的能量几乎转化为与的动能，则() A.该反应有质量亏损 B.该反应为核裂变 C.获得的动能约为 D.获得的动能约为 一．光谱及光电效应（玻尔理论应用） 氢原子能级与光谱是高频重点，常与光谱分析、光电效应结合考查。题型以选择题、计算题为主，涉及跃迁光子能量/波长计算、激发态谱线条数判断、类氢离子（如He⁺）能级应用等，常需区分“激发”与“电离”，并关联光电效应方程分析光电子动能或遏止电压，难度覆盖基础到综合。常用方法： 1. 用能级公式Eₙ=E₁/n²计算光子能量ΔE=|Eₘ-Eₙ|=hν。 2. 激发态n跃迁低能级时，谱线条数N=Cₙ²=n(n-1)/2。 3. 结合光电效应方程Eₖ=hν-W₀判断光电效应及计算Eₖ、Uₖ。 【题型1：光谱与氢原子光谱】 1.(2025·湖南省长沙市·模拟题)如图所示为氢原子的发射光谱和氢原子能级图，、、、是其中的四条光谱线及其波长，分别对应能级图中从量子数为、、、的能级向量子数为的能级跃迁时发出的光谱线。已知可见光波长在之间，下列说法正确的是() A.该谱线由氢原子的原子核能级跃迁产生 B.四条光谱线中，能量最大的光子对应的谱线对应的可见光是红光 C.谱线对应的光，照射逸出功为的金属，可使该金属发生光电效应 D.氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线 【题型2：能级与光电效应结合】 2.(2025·浙江省杭州市·模拟题)（多选）用相同装置做两种单色光的双缝干涉实验，干涉图样如图甲用不同色光做光电效应实验，光电流与电压的关系如图乙氢原子的局部能级图及三种能级跃迁如图丙。则() A.甲图中的的光子动量比的光子动量小 B.乙图中的的光子频率比的光子频率大 C.若甲图中的光对应乙图的光，则甲图中的光可能与乙图中的光对应 D.若乙图中的光对应丙图的光，则乙图中的光可能与丙图的光对应 3.(2025·四川省南充市·模拟题)（多选）我国“羲和号”实验卫星实现了国际上首次太阳波段光谱成像的空间探测。如图所示，按照玻尔理论，和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是() A.在真空中的传播速度比的传播速度小 B.在真空中的波长比的波长大 C.对应的光子能量为 D.用照射处于能级的氢原子，该氢原子能被电离 【题型3：光电效应及图像】 4.(2025·四川省南充市·模拟题)如图甲为用金属铷为阴极的光电管观测光电效应的实验装置，实验测得铷的截止电压与入射光频率的关系图像如图乙所示，图线与横轴的交点坐标为。已知普朗克常量。下列说法正确的是() A.欲测截止电压，应选择电源左端为正极 B.入射光的频率不同时，图像的斜率不同 C.入射光的强度增大，则光电子的最大初动能增大 D.金属铷的逸出功约为 二．原子核式结构模型与波尔理论 原子核式结构模型考点聚焦物理学史与模型理解，常以选择题形式考查α粒子散射实验现象（如少数粒子大角度偏转）与结论（原子核小且带正电）的对应关系，需关联汤姆孙“枣糕模型”与卢瑟福“核式结构模型”的差异，强调实验推导模型的逻辑过程，难度基础但需精准记忆历史实验细节。常用方法： 1. 熟记α粒子散射实验现象及结论。 2. 对比“枣糕模型”与“核式结构模型”核心差异。 3. 理解实验现象如何推翻旧模型、支持新模型。 【题型1：α粒子散射实验】 5.(2025·辽宁省·联考题)在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。以下实验解读错误的是() A.卢瑟福利用图甲装置实验提出了原子核式结构模型 B.汤姆孙利用图乙装置发现质子，测得了质子的比荷 C.戴维孙和汤姆孙用晶体做了电子束衍射的实验，得到类似图丙的衍射图样，从而证实了电子的波动性 D.图丁康普顿在研究石墨对射线的散射时，发现在散射的射线中，除了与入射波长相同的成分，还有波长大于的成分 【题型2：波尔理论】 6.(2026·广东省·单元测试)如图所示为氢原子能级图，已知可见光的光子能量范围为，紫外线的光子能量范围为。则对于大量处于激发态的氢原子辐射的光子，下列说法正确的是() A.包含种不同频率的光子 B.有种是可见光 C.有种是紫外线 D.其中一种光子是光子能量超过 7.(2025·广西壮族自治区·联考题)氢原子的能级公式，量子数，，，是基态氢原子的能量值，处于能级的氢原子向基态跃迁时发出的光子波长为，动量为，处于能级的氢原子向基态跃迁时发出的光子波长为动量为，则下列说法正确的是() A. B. C. D. 三．原子核的组成与衰变 原子核的组成与衰变考点以选择题为主，聚焦基础概念与规律应用。典型考法涉及衰变方程书写（α/β衰变特征）、守恒定律验证（质量数、电荷数守恒），及半衰期计算（N/m随时间衰减规律）。需关联新核属性推断、射线反冲分析，强调统计规律对大量原子核的适用性，难度基础但需精准掌握衰变类型与公式逻辑。 常用方法： 1. 明确α衰变（质量数-4，电荷数-2）与β衰变（质量数不变，电荷数+1）的方程特征。 2. 应用守恒定律验证衰变方程正确性。 3. 用半衰期公式N=N₀(1/2)(t/T)或m=m₀(1/2)(t/T)计算剩余量或时间。 4. 结合动量守恒分析衰变中核与粒子的反冲运动。 【题型1：衰变方程与守恒定律】 8.(2025·江苏省南通市·联考题)钚的衰变方程为，则 A.是粒子 B.用一张纸就可以挡住粒子 C.的结合能比小 D.的质量比小 9.(2026·江苏省徐州市·模拟题)钇是医学领域常用的一种放射性同位素。已知钇发生的一种核反应方程为：，其中为某种粒子。下列说法正确的是() A.粒子为 B.该核反应属于裂变反应 C.粒子的穿透能力比粒子强 D.原子核的中子数为 【题型2：半衰期的计算与应用】 10.(2025·江苏省南京市·联考题)年月，在临淄赵家徐姚遗址中，发现了火塘三处、动物骨骼等，这是人类用火管理景观的最早的、直接的考古证据。通过对遗址中的红烧土进行碳年代测定，发现其年份为距今万至万年。已知的半衰期为年，它很容易发生衰变，变成一个新核。下列说法正确的是() A.骨骼中以碳酸钙形式存在的的半衰期比单质的半衰期更长 B.发生衰变，其衰变方程为： C.衰变的实质是核内一个中子转化为一个质子和一个电子 D.经过年后，红烧土中剩余的为原来的一半 11.(2026·广东省·联考题)年月，国内首款碳核电池原型机“烛龙一号”研制成功，衰变方程为，由于碳半衰期为年，该电池具有超长的使用寿命，下列说法正确的是() A.为中子 B.由的核外电子转化而来 C.若将该电池用到登月车上，月球上极低的温度会缩短碳的半衰期 D.若核电池中的碳含量变为原来的就不能正常供电，则该电池的使用寿命为年 四．核反应与核能计算 核反应与核能计算是高考重点，综合性强，常以选择题、计算题呈现。涉及核反应类型判断（衰变/人工转变/裂变/聚变）、质量亏损核能计算（ΔE=Δm·c²）、比结合能分析稳定性，及动量能量综合问题（如α衰变中动能分配）。需关联典型反应实例（查德威克发现中子）与公式应用，难度中等偏上，注重逻辑推导与计算能力。常用方法： 1. 识别核反应类型，熟记典型反应（如裂变/聚变方程）。 2. 用ΔE=Δm·c²计算核能，注意1u=931.5MeV换算。 3. 通过比结合能判断核稳定性及放能原因。 4. 应用动量守恒分配衰变/反应中的动能（如E_kα/E_k核=m_核/m_α）。 【题型1：核反应类型判断】 12.(2026·广东省·单元测试)钍是一种放射性的金属元素，在地球上储量丰富，具有非常可观的应用前景，下列有关核反应方程及表述正确的是 A.，是核聚变反应 B.，是核裂变反应 C.，是衰变 D.，是衰变 【题型2：核能（质量亏损）计算】 13.(2026·广东省东莞市·其他类型)镁是科学家通过人工核反应合成的镁的最轻同位素，由于质子与中子比例严重失衡，极不稳定，会先放出两个质子，转变为氖，之后继续放出两个质子，最终转变为氧。下列说法正确的是() A.内有个中子 B.发生的是衰变 C.的比结合能比大 D.的比结合能比小 14.(2026·专项测试)（多选）质子的静止质量为，中子的静止质量为，由一个质子和一个中子结合成氘核，并放出射线，射线的能量为。已知普朗克常量为，真空中的光速为，不计反应前后质子、中子及氘核的动能。则() A.氘核的质量为 B.氘核的质量为 C.射线的频率为 D.射线的频率为 【题型3：核反应与动量/能量综合】 15.(2026·专项测试)（多选）静止在匀强磁场中的原子核发生衰变后变成新原子核。已知核的质量数为，电荷数为，核、核和粒子的质量分别为、和，质子和中子的质量分别和，衰变后粒子在磁场中运动的半径为。原子核衰变时释放的核能全部转化为生成核的动能，则() A.衰变方程可表示为 B.核的结合能为 C.核在磁场中运动的半径为 D.核的动能为 一：基础练 1.(2025·湖北省荆州市·模拟题)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，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.光电效应现象表明光具有波动性 B.康普顿效应说明光子除了能量以外还具有动量 C.玻尔的原子理论成功解释了大多数原子的光谱现象 D.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是可以连续变化的 2.(2025·四川省绵阳市·模拟题)如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为的金属钠。下列说法正确的是() A.逸出光电子的最大初动能为 B.跃迁到放出的光电子动量最大 C.有种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D.用的光子照射，氢原子跃迁到激发态 3.(2026·江苏省连云港市·其他类型)如图所示为玻尔的氢原子电子轨道示意图一群处于能级的原子向低能级跃迁，下列说法中正确的是() A.一共能产生种不同的光子 B.一共能产生种不同的光子 C.其中从能级跃迁到产生的光子动量最小 D.其中从能级跃迁到产生的光子能量最大 4.(2025·广西壮族自治区·模拟题)卢瑟福粒子散射实验的装置示意图如图所示，荧光屏和显微镜一起分别放在图中、、、四个位置观察，下列说法正确的是() A.只有在位置才能观察到屏上的闪光 B.卢瑟福粒子散射实验证明了原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内 C.升高放射源的温度，会使放射源的半衰期变短 D.若放射源中的铀元素的衰变方程是，则 5.(2026·江苏省·月考试卷)“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则() A.衰变方程中的等于 B.的穿透能力比射线强 C.比的比结合能小 D.月夜的寒冷导致的半衰期变大 6.(2025·江苏省常州市·模拟题)在测定年代较近的湖泊沉积物形成的年份时，常利用沉积物中半衰期较短的，其衰变方程为。以下说法正确的是() A.衰变方程中的是电子 B.升高温度可以加快的衰变 C.与的质量差等于衰变的质量亏损 D.方程中的来自于内质子向中子的转化 7.(2025·浙江省·模拟题)（多选）大量处于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上，测得条图线，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向右移，则到达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.用图乙中的光工作的光学显微镜分辨率最高 D.由图乙可知、、三种光的波长关系： 8.(2026·浙江省·同步练习)（多选）如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别由金属和金属其极限波长分别为和制成，板的面积均为，板间距离为。现用波长为的激光持续照射两板内表面，稳定后，则() A.板带正电，板带负电 B.仅增大，电容器带电荷量将减小 C.撤去激光，增大，板间电场强度将变小 D.若改用波长为的激光照射，则产生的光电子运动的最远距离离板为 二：提能练 9.(2025·宁夏回族自治区银川市·模拟题)年月日，太阳爆发了一个级耀斑同时伴随着日冕物质抛射，这一刻被我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功记录，再次刷新了第太阳活动周最大耀斑的纪录。太阳内部发生热核反应，其中一种典型的模式为，已知、、、的质量分别为、、、，相当于。下列说法正确的是() A.该核反应前后的质子数不变 B.该核反应释放的正电子来自原子核外部 C.该核反应生成的核比核更稳定 D.该核反应释放的核能约为 10.(2025·湖北省武汉市·模拟题)年月，具有完全知识产权，全球最大“华龙一号”核电基地漳州核电机组正式投入商业运行，这标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先。关于核反应和核能，下列说法正确的是() A.反应方程式，属于核聚变反应 B.反应方程式，此过程中释放的能量为，其中是反应前后的质量亏损 C.核电站利用核反应堆中发生的核裂变反应来发电，其核废料具有放射性，但不会对环境造成危害 D.氢的同位素氚具有放射性，半衰期为年，现有个氚原子核，经过年后将剩下个 11.(2026·辽宁省沈阳市·期末考试)如图甲为氢原子能级示意图，图乙为研究光电流与电压关系的电路。一群处于能级的氢原子自发跃迁，辐射出的光照射光电管的阴极，通过实验只能得到图丙所示的条光电流随电压变化的图线，则下列说法正确的是() A.图丙中的值为 B.变阻器的滑片移动到最左端时，电流表的示数为 C.这群氢原子向低能级跃迁时可以发出种不同频率的光 D.光照射产生的光电子最大初动能大于光 12.(2026·江苏省徐州市·模拟题)图甲是光电效应的实验装置图，图乙是通过改变电源极性得到的光电流与加在阴极和阳极上的电压的关系图像，下列说法正确的有() A.由图甲可知，闭合开关，电子飞到阳极的动能比其逸出阴极表面时的动能小 B.由图甲可知，闭合开关，向右移动滑动变阻器，当电压表示数增大到某一值后，电流表的读数将不再增大 C.由图乙可知，光线光子的频率小于光线光子的频率 D.由图乙可知，是同种颜色的光，的光强比的小 13.(2026·专项测试)年，瑞士科学家巴尔末对当时已知的氢原子在可见光区的条谱线记作、、和作了分析，发现这些谱线的波长满足一个简单的公式，称为巴尔末公式。这条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这条特征谱线分别对应氢原子从能级向能级的跃迁，下面幅光谱图中，合理的是选项图中标尺的刻度均匀分布，刻度们从左至右增大() A. B. C. D. 三：拔高练 14.(2026·湖北省·联考题)（多选）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 15.(2025·陕西省咸阳市·模拟题)（多选）用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的频率等物理量间的关系。电流计测得的光电流随光电管两端电压的变化如图乙所示，则() A.通过电流计的电流方向由到 B.电压增大，光电流一定增大 C.用同频率的光照射极，光电子的最大初动能与光的强弱无关 D.光的频率不变增大光的强度则光电流增大 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第15讲 近代物理 第15讲近代物理 1 1 一．常见命题角度： 1 二．常用类型与方法： 2 三．思维导图 2 2 7 一．光谱及光电效应（玻尔理论应用） 7 【题型1：光谱与氢原子光谱】 7 【题型2：能级与光电效应结合】 8 【题型3：光电效应及图像】 9 二．原子核式结构模型与波尔理论 10 【题型1：α粒子散射实验】 10 【题型2：波尔理论】 11 三．原子核的组成与衰变 12 【题型1：衰变方程与守恒定律】 12 【题型2：半衰期的计算与应用】 12 四．核反应与核能计算 13 【题型1：核反应类型判断】 14 【题型2：核能（质量亏损）计算】 14 【题型3：核反应与动量/能量综合】 15 16 一：基础练 16 二：提能练 20 三：拔高练 24 一．常见命题角度： 1. 原子结构（氢原子）：命题集中于能级跃迁分析，计算光子能量/波长，判断可能的光谱线（组合数），涉及电离能、电离后动能等。 2. 原子核：重点考查衰变规律（α、β衰变方程书写，电荷/质量数推断）、半衰期计算与统计应用、核反应类型判断（裂变、聚变、人工转变等）及核能计算（，单位换算1u≈931.5MeV）。 3. 光电效应：主要结合爱因斯坦方程，判断截止频率、最大初动能、遏止电压等，区分频率与光强的影响。 二．常用类型与方法： 1. 守恒法：核反应（质量数、电荷数守恒）、衰变（动量守恒分析反冲核）。 2. 公式直接应用法：跳用氢原子能级公式、半衰期公式、光电效应方程。 3. 图像分析法：解读光电效应的曲线、曲线。 4. 模型综合法：将衰变与磁场（洛伦兹力）结合，分析粒子径迹；或与动量守恒结合，计算反冲核动能。 三．思维导图 1.(2025·四川省·高考真题)某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为的狭缝。下列粒子束穿过该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是() A.德布罗意波长约为的中子 B.德布罗意波长约为的质子 C.德布罗意波长约为的氮分子 D.德布罗意波长约为的电子 【答案】D 【解析】当波通过尺寸与其波长相近的障碍物或狭缝时，会发生明显的衍射现象。对于粒子而言，德布罗意波长决定了其波动性，衍射的明显程度通常与波长和狭缝宽度的比值相关，当接近或大于时，衍射现象非常明显，则可知电子的衍射现象最明显。 故选D。 2.(2025·广东省·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 【解析】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则更不能发生光电效应，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。 3.(2025·湖北省·高考真题)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。已知的半衰期是分钟。下列说法正确的是() A.为 B.该反应为核聚变反应 C.克经分钟剩下克 D.该反应产生的在磁场中会发生偏转 【答案】C 【解析】A.设的质量数为，电荷数为，根据核反应过程中质量数守恒及电荷数守恒，可得，，为，A错误． B.该反应为正衰变，不是核聚变，B错误 C.经过一个半衰期，质量变为原来的，还剩下，C正确 D.的电荷数为，在磁场中不受洛伦兹力，不会发生偏转，D错误。 故选：。 4.(2025·安徽省·高考真题)年月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核俘获个中子，共发生次衰变，转化为易裂变的铀核，则() A. B. C. D. 【答案】B 【解析】根据题意可知，钍核每俘获个中子质量数加，电荷数不变，每发生一次衰败，质量数不变，电荷数加，钍核变成铀核，质量数加，电荷数加，则俘获个中子，发生次衰败，即，。 故选B。 5.(2025·湖南省·高考真题)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 【解析】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。 6.(2025·甘肃省·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 【解析】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。 7.(2025·云南省·高考真题)年月，我国科学家研制的碳核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳的衰变方程为，则() A.为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的 B.为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的 C.为质子，是由核内中子转化而来的 D.为中子，是由核内质子转化而来的 【答案】A 【解析】设的质量数为，电荷数为，由质量数和电荷数守恒，有，，解得，，故是电子，属于衰变，实质为原子核内的个中子转化为个质子和个电子，故A正确。 8.(2025·湖南省·高考真题)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 【解析】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。 9.(2025·广西省·高考真题)已知金属铷、钾、钠、钙的逸出功分别为、、、。用光子能量为的单色光照射这些金属的表面，能逸出光电子的金属是() A.铷 B.钾 C.钠 D.钙 【答案】A 【解析】解：当单色光光子的能量大于金属的逸出功时就能发生光电效应，可知能量是的单色光光子分别照射到四种金属板上，会发生光电效应的金属板是铷。 故A正确，BCD错误。 故选：。 10.(2025·河南省·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天和万年。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 【解析】设采集时大气中有个原子和个原子，由于的半衰期为万年，故经过天后原子的衰变个数可以忽略不计，的半衰期为天，故经过天后剩余数量为，由题干条件列示如下，解得。B正确。 11.(2025·青海省·高考真题)我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜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 【解析】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。 12.(2025·重庆省·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的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为。普朗克常量为，光速为，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 【解析】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.吸收光子跃迁需要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。 13.(2025·福建省·高考真题)（多选）核反应方程为，现真空中有两个动量大小相等，方向相反的氘核与氚核相撞，发生核反应，设反应释放的能量几乎转化为与的动能，则() A.该反应有质量亏损 B.该反应为核裂变 C.获得的动能约为 D.获得的动能约为 【答案】AC 【解析】A.核反应过程中质量数守恒，但质量是有亏损的，A正确； B.该反应是核聚变反应，B错误； 在真空中，该反应满足动量守恒定律，由于相撞前氘核与氚核动量大小相等，方向相反，系统总动量为零。故反应后氦核与中子的动量也大小相等，方向相反。由动能和动量的关系式，得反应粒子获得的动能之比为，反应后两个粒子获得的总动能为，则可得获得的动能，获得的动能，C正确，D错误。 一．光谱及光电效应（玻尔理论应用） 氢原子能级与光谱是高频重点，常与光谱分析、光电效应结合考查。题型以选择题、计算题为主，涉及跃迁光子能量/波长计算、激发态谱线条数判断、类氢离子（如He⁺）能级应用等，常需区分“激发”与“电离”，并关联光电效应方程分析光电子动能或遏止电压，难度覆盖基础到综合。常用方法： 1. 用能级公式Eₙ=E₁/n²计算光子能量ΔE=|Eₘ-Eₙ|=hν。 2. 激发态n跃迁低能级时，谱线条数N=Cₙ²=n(n-1)/2。 3. 结合光电效应方程Eₖ=hν-W₀判断光电效应及计算Eₖ、Uₖ。 【题型1：光谱与氢原子光谱】 1.(2025·湖南省长沙市·模拟题)如图所示为氢原子的发射光谱和氢原子能级图，、、、是其中的四条光谱线及其波长，分别对应能级图中从量子数为、、、的能级向量子数为的能级跃迁时发出的光谱线。已知可见光波长在之间，下列说法正确的是() A.该谱线由氢原子的原子核能级跃迁产生 B.四条光谱线中，能量最大的光子对应的谱线对应的可见光是红光 C.谱线对应的光，照射逸出功为的金属，可使该金属发生光电效应 D.氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线 【答案】C 【解析】A.该谱线由氢原子的原子能级跃迁产生，并非原子核能级跃迁产生，故A错误； B.四条光谱线中，谱线对应的光子波长最大，频率最小，能量最小，故B错误； C.谱线对应的光，是从到能级跃迁产生的，能量为 照射逸出功为的金属，可使该金属发生光电效应，故C正确； D.氢原子从的能级向的能级辐射光子的能为 红外线的能量小于可见光光子的能量，因此不会辐射红外线，故D错误。 故选C。 【题型2：能级与光电效应结合】 2.(2025·浙江省杭州市·模拟题)（多选）用相同装置做两种单色光的双缝干涉实验，干涉图样如图甲用不同色光做光电效应实验，光电流与电压的关系如图乙氢原子的局部能级图及三种能级跃迁如图丙。则() A.甲图中的的光子动量比的光子动量小 B.乙图中的的光子频率比的光子频率大 C.若甲图中的光对应乙图的光，则甲图中的光可能与乙图中的光对应 D.若乙图中的光对应丙图的光，则乙图中的光可能与丙图的光对应 【答案】AD 【解析】A.甲图属于干涉实验，根据可知，的光子波长大，根据可知，的光子动量比的光子动量小，故A正确 B.根据可知，发生光电效应时，频率越大的光对应的遏止电压越大，所以由图乙可知光的频率比光的大，故B错误 C.甲图中的光波长大，频率小，光频率大，若甲图中的光对应乙图的光，则甲图中的光不可能与乙图中的光对应，故C错误 D.图乙可知光的频率比光的大，若乙图中的光对应丙图的光，则乙图中的光可能与丙图中的光对应，故D正确。 故选AD。 3.(2025·四川省南充市·模拟题)（多选）我国“羲和号”实验卫星实现了国际上首次太阳波段光谱成像的空间探测。如图所示，按照玻尔理论，和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是() A.在真空中的传播速度比的传播速度小 B.在真空中的波长比的波长大 C.对应的光子能量为 D.用照射处于能级的氢原子，该氢原子能被电离 【答案】BC 【解析】A.任何频率的光在真空中传播的速度均相等，故A错误； 结合图像，根据玻尔理论跃迁规律可知，光子的能量 光子的能量 根据 可知光子能量越大，波长越小，所以光的波长大于光的波长，故BC正确； D.用照射处于能级的氢原子，该氢原子跃迁到能级，不能被电离，故D错误。 故选BC。 【题型3：光电效应及图像】 4.(2025·四川省南充市·模拟题)如图甲为用金属铷为阴极的光电管观测光电效应的实验装置，实验测得铷的截止电压与入射光频率的关系图像如图乙所示，图线与横轴的交点坐标为。已知普朗克常量。下列说法正确的是() A.欲测截止电压，应选择电源左端为正极 B.入射光的频率不同时，图像的斜率不同 C.入射光的强度增大，则光电子的最大初动能增大 D.金属铷的逸出功约为 【答案】D 【解析】A.测量截止电压时，需要在光电管两端施加反向电压，即阳极的电势要低于阴极的电势，以阻碍光电子到达阳极。从电路图甲中可以看出，电源的左端应为负极，右端应为正极，故A错误； B.根据光电效应方程及动能定理有 可知 入射光的频率不同时，图像的斜率相同，都为，故B错误； C.根据光电效应方程 可知光电子的最大初动能与入射光的强度无直接关系，故C错误； D.根据 可知图线与横轴的交点表示金属铷的极限频率，则金属铷的逸出功为 故D正确。 故选D。 二．原子核式结构模型与波尔理论 原子核式结构模型考点聚焦物理学史与模型理解，常以选择题形式考查α粒子散射实验现象（如少数粒子大角度偏转）与结论（原子核小且带正电）的对应关系，需关联汤姆孙“枣糕模型”与卢瑟福“核式结构模型”的差异，强调实验推导模型的逻辑过程，难度基础但需精准记忆历史实验细节。常用方法： 1. 熟记α粒子散射实验现象及结论。 2. 对比“枣糕模型”与“核式结构模型”核心差异。 3. 理解实验现象如何推翻旧模型、支持新模型。 【题型1：α粒子散射实验】 5.(2025·辽宁省·联考题)在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。以下实验解读错误的是() A.卢瑟福利用图甲装置实验提出了原子核式结构模型 B.汤姆孙利用图乙装置发现质子，测得了质子的比荷 C.戴维孙和汤姆孙用晶体做了电子束衍射的实验，得到类似图丙的衍射图样，从而证实了电子的波动性 D.图丁康普顿在研究石墨对射线的散射时，发现在散射的射线中，除了与入射波长相同的成分，还有波长大于的成分 【答案】B 【解析】图甲为粒子散射实验、根据散射结果卢瑟福提出了原子的核式结构，故A正确； B.汤姆孙利用图乙装置发现了电子、测得了电子的比荷，故B错误； C.图丙为电子束穿过铝箔后的衍射图样，年戴维孙和汤姆孙分别用单晶和多晶体做了电子束衍射的实验，得到了类似图丙的衍射图样，从而证实了电子的波动性，故C正确； D.图丁康普顿在研究石墨中的电子对射线的散射时提出了康普顿效应，证实了光的粒子性，故D正确。 【题型2：波尔理论】 6.(2026·广东省·单元测试)如图所示为氢原子能级图，已知可见光的光子能量范围为，紫外线的光子能量范围为。则对于大量处于激发态的氢原子辐射的光子，下列说法正确的是() A.包含种不同频率的光子 B.有种是可见光 C.有种是紫外线 D.其中一种光子是光子能量超过 【答案】C 【解析】A.根据可知大量处于激发态的氢原子能辐射种不同频率的光子，故A错误； 由于 可知从、直接跃迁到辐射出的光子是可见光光子，即有种光子是可见光光子，从、、直接跃迁到辐射出的光子是紫外线光子，故B错误，C正确； D.光子的能量远大于，故D错误。 故选C。 7.(2025·广西壮族自治区·联考题)氢原子的能级公式，量子数，，，是基态氢原子的能量值，处于能级的氢原子向基态跃迁时发出的光子波长为，动量为，处于能级的氢原子向基态跃迁时发出的光子波长为动量为，则下列说法正确的是() A. B. C. D. 【答案】D 【解析】由可知：，，，故，，故选D。 三．原子核的组成与衰变 原子核的组成与衰变考点以选择题为主，聚焦基础概念与规律应用。典型考法涉及衰变方程书写（α/β衰变特征）、守恒定律验证（质量数、电荷数守恒），及半衰期计算（N/m随时间衰减规律）。需关联新核属性推断、射线反冲分析，强调统计规律对大量原子核的适用性，难度基础但需精准掌握衰变类型与公式逻辑。 常用方法： 1. 明确α衰变（质量数-4，电荷数-2）与β衰变（质量数不变，电荷数+1）的方程特征。 2. 应用守恒定律验证衰变方程正确性。 3. 用半衰期公式N=N₀(1/2)(t/T)或m=m₀(1/2)(t/T)计算剩余量或时间。 4. 结合动量守恒分析衰变中核与粒子的反冲运动。 【题型1：衰变方程与守恒定律】 8.(2025·江苏省南通市·联考题)钚的衰变方程为，则 A.是粒子 B.用一张纸就可以挡住粒子 C.的结合能比小 D.的质量比小 【答案】B 【解析】A.根据核反应方程质量数守恒、电荷数守恒，质量数为，电荷数为，所以是粒子，故A错误； B.粒子电离能力较强，穿透能力较弱，用一张纸就可以挡住，故B正确； C.根据核反应方程可知，的比结合能较小，但质量数比较多，所以原子核的结合能大于原子核的结合能，故C错误； D.钚的衰变有质量亏损，所以的质量比大，故D错误； 故选B。 9.(2026·江苏省徐州市·模拟题)钇是医学领域常用的一种放射性同位素。已知钇发生的一种核反应方程为：，其中为某种粒子。下列说法正确的是() A.粒子为 B.该核反应属于裂变反应 C.粒子的穿透能力比粒子强 D.原子核的中子数为 【答案】D 【解析】根据质量数和电荷数守恒，的质量数为，电荷数为，则是电子，故A错误； 为电子，则该核反应属于衰变，故B错误； 射线的穿透能力比射线的穿透能力弱，故C错误； 原子核的中子数为，故D正确。 【题型2：半衰期的计算与应用】 10.(2025·江苏省南京市·联考题)年月，在临淄赵家徐姚遗址中，发现了火塘三处、动物骨骼等，这是人类用火管理景观的最早的、直接的考古证据。通过对遗址中的红烧土进行碳年代测定，发现其年份为距今万至万年。已知的半衰期为年，它很容易发生衰变，变成一个新核。下列说法正确的是() A.骨骼中以碳酸钙形式存在的的半衰期比单质的半衰期更长 B.发生衰变，其衰变方程为： C.衰变的实质是核内一个中子转化为一个质子和一个电子 D.经过年后，红烧土中剩余的为原来的一半 【答案】C 【解析】放射线元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界存在的物理和化学状态无关，所以骨骼中以碳酸钙形式存在的的半衰期和单质的半衰相同，故A错误； B.发生衰变，释放的是负电子，故题中衰变方程错误，故B错误； C.衰变的实质是核内一个中子转化为一个质子和一个电子，故C正确； D.经过年即两个半衰期，所以红烧土中剩余的为原来的四分之一，故D错误。 故选C。 11.(2026·广东省·联考题)年月，国内首款碳核电池原型机“烛龙一号”研制成功，衰变方程为，由于碳半衰期为年，该电池具有超长的使用寿命，下列说法正确的是() A.为中子 B.由的核外电子转化而来 C.若将该电池用到登月车上，月球上极低的温度会缩短碳的半衰期 D.若核电池中的碳含量变为原来的就不能正常供电，则该电池的使用寿命为年 【答案】D 【解析】解：、的质量数为，电荷数为，为电子，项错误 B、电子是由碳核内的中子转化为质子时释放的，而非核外电子转化而来，项错误 C、半衰期与外界环境如温度无关，项错误 D、碳含量变为原来的，即经历个半衰期，时间为年年，项正确。 四．核反应与核能计算 核反应与核能计算是高考重点，综合性强，常以选择题、计算题呈现。涉及核反应类型判断（衰变/人工转变/裂变/聚变）、质量亏损核能计算（ΔE=Δm·c²）、比结合能分析稳定性，及动量能量综合问题（如α衰变中动能分配）。需关联典型反应实例（查德威克发现中子）与公式应用，难度中等偏上，注重逻辑推导与计算能力。常用方法： 1. 识别核反应类型，熟记典型反应（如裂变/聚变方程）。 2. 用ΔE=Δm·c²计算核能，注意1u=931.5MeV换算。 3. 通过比结合能判断核稳定性及放能原因。 4. 应用动量守恒分配衰变/反应中的动能（如E_kα/E_k核=m_核/m_α）。 【题型1：核反应类型判断】 12.(2026·广东省·单元测试)钍是一种放射性的金属元素，在地球上储量丰富，具有非常可观的应用前景，下列有关核反应方程及表述正确的是 A.，是核聚变反应 B.，是核裂变反应 C.，是衰变 D.，是衰变 【答案】C 【解析】A.核聚变反应是两个轻核聚变成一个较大质量核的过程，故A错误； 反应释放了一个电子，是衰变，故C正确，B错误； D.衰变是原子核能级跃迁释放光子，不改变核种类，吸收中子后裂变属于核裂变反应，而且该核反应方程质量数不守恒，方程是错误的，故D错误。 【题型2：核能（质量亏损）计算】 13.(2026·广东省东莞市·其他类型)镁是科学家通过人工核反应合成的镁的最轻同位素，由于质子与中子比例严重失衡，极不稳定，会先放出两个质子，转变为氖，之后继续放出两个质子，最终转变为氧。下列说法正确的是() A.内有个中子 B.发生的是衰变 C.的比结合能比大 D.的比结合能比小 【答案】D 【解析】A.核的中子数为，故A错误 B.不稳定迅速放出两个质子，并非粒子，故不是发生了衰变，故B错误 ．自发转变成，生成物结构更稳定，则的比结合能更大，的比结合能比小，故C错误，D正确。 故选D。 14.(2026·专项测试)（多选）质子的静止质量为，中子的静止质量为，由一个质子和一个中子结合成氘核，并放出射线，射线的能量为。已知普朗克常量为，真空中的光速为，不计反应前后质子、中子及氘核的动能。则() A.氘核的质量为 B.氘核的质量为 C.射线的频率为 D.射线的频率为 【答案】BD 【解析】A.一个质子和一个中子结合成氘核，该过程存在质量亏损，即氘核的质量小于，故A错误； B.根据题意可知，一个质子和一个中子结合成氘核释放的能量为，根据质能方程有，氘核的质量为，解得，故B正确； 射线的能量，解得，故C错误，D正确。 故选BD。 【题型3：核反应与动量/能量综合】 15.(2026·专项测试)（多选）静止在匀强磁场中的原子核发生衰变后变成新原子核。已知核的质量数为，电荷数为，核、核和粒子的质量分别为、和，质子和中子的质量分别和，衰变后粒子在磁场中运动的半径为。原子核衰变时释放的核能全部转化为生成核的动能，则() A.衰变方程可表示为 B.核的结合能为 C.核在磁场中运动的半径为 D.核的动能为 【答案】AB 【解析】A.衰变中，原子核释放一个粒子电荷数，质量数，因此新核的质量数应为，电荷数为，衰变方程应写为，故A正确； B.结合能是核子结合成原子核时释放的能量，等于组成核子的总质量与实际核质量的差乘以，核由个质子和个中子组成，结合能表达式为，故B正确； C.衰变过程中动量守恒，核和粒子动量大小相等方向相反。由，可得带电粒子在磁场中运动的半径公式为 因动量大小相等，所以半径之比为 已知粒子的半径，则核的半径应为，故C错误； D.衰变释放的核能 全部转化为动能，根据可知，核和粒子的动能之比为 总动能 联立得核的动能为，故D错误。 故选AB。 一：基础练 1.(2025·湖北省荆州市·模拟题)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，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.光电效应现象表明光具有波动性 B.康普顿效应说明光子除了能量以外还具有动量 C.玻尔的原子理论成功解释了大多数原子的光谱现象 D.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是可以连续变化的 【答案】B 【解析】A.光电效应现象表明光具有粒子性，故A错误 B.康普顿效应表现为光子与电子碰撞后的波长发生了变化，说明光子除了能量以外还具有动量，B正确 C.玻尔的原子理论只能解释了氢原子的光谱现象，故C错误 D.爱因斯坦的光子假说认为光的能量是一份一份的，不是连续变化的，故D错误 2.(2025·四川省绵阳市·模拟题)如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为的金属钠。下列说法正确的是() A.逸出光电子的最大初动能为 B.跃迁到放出的光电子动量最大 C.有种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D.用的光子照射，氢原子跃迁到激发态 【答案】B 【解析】A.从跃迁到放出的光电子能量最大，根据 可得此时最大初动能为，，故A错误； B.根据， 又因为从跃迁到放出的光电子能量最大，故可知动量最大，故B正确； C.大量氢原子从的激发态跃迁基态能放出种频率的光子，其中从跃迁到放出的光子能量为，不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误； D.由于从跃迁到能级需要吸收的光子能量为 所以用的光子照射，不能使氢原子跃迁到激发态，故D错误。 故选B。 3.(2026·江苏省连云港市·其他类型)如图所示为玻尔的氢原子电子轨道示意图一群处于能级的原子向低能级跃迁，下列说法中正确的是() A.一共能产生种不同的光子 B.一共能产生种不同的光子 C.其中从能级跃迁到产生的光子动量最小 D.其中从能级跃迁到产生的光子能量最大 【答案】D 【解析】一群处于能级的原子向低能级跃迁，一共能产生种不同的光子，故AB错误； 根据可知，从能级跃迁到产生的光子能量最大，光子频率最大，波长最小，根据可知动量最大，故C错误，D正确。 4.(2025·广西壮族自治区·模拟题)卢瑟福粒子散射实验的装置示意图如图所示，荧光屏和显微镜一起分别放在图中、、、四个位置观察，下列说法正确的是() A.只有在位置才能观察到屏上的闪光 B.卢瑟福粒子散射实验证明了原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内 C.升高放射源的温度，会使放射源的半衰期变短 D.若放射源中的铀元素的衰变方程是，则 【答案】D 【解析】在、、、四个位置都能观察到屏上的闪光，选项A错误 卢瑟福粒子散射实验证明了原子具有核式结构，选项B错误 改变环境的温度，不能改变放射源的半衰期，选项C错误 根据衰变前后电荷数守恒，可知，选项D正确。 5.(2026·江苏省·月考试卷)“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则() A.衰变方程中的等于 B.的穿透能力比射线强 C.比的比结合能小 D.月夜的寒冷导致的半衰期变大 【答案】C 【解析】根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为；即衰变方程中的，故A错误； B.是粒子，穿透能力比射线弱，故B错误； C.比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确； D.半衰期由原子本身的特点决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。 故选：。 6.(2025·江苏省常州市·模拟题)在测定年代较近的湖泊沉积物形成的年份时，常利用沉积物中半衰期较短的，其衰变方程为。以下说法正确的是() A.衰变方程中的是电子 B.升高温度可以加快的衰变 C.与的质量差等于衰变的质量亏损 D.方程中的来自于内质子向中子的转化 【答案】A 【解析】A、根据质量数守恒可知的质量数为：，电荷数为，可知是电子，故A正确； B、半衰期与外界因素无关，只与自身有关，故B错误； C、与的质量差等于电子的质量与质量亏损的和，故C错误； D、方程式中的电子来自于的一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，故D错误。 7.(2025·浙江省·模拟题)（多选）大量处于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上，测得条图线，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向右移，则到达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.用图乙中的光工作的光学显微镜分辨率最高 D.由图乙可知、、三种光的波长关系： 【答案】AD 【解析】A、滑动变阻器滑片向右移，光电管两端的正向电压增大，光电子的最大初动能由入射光频率决定与电压无关，因此到达极的光电子动能会增大，故A正确； B、滑片向右移，正向电压增大，若电流已达饱和电流所有光电子都到达极，则电流不会继续增大，故B错误； 、由光电效应方程：，且为遏止电压，因此遏止电压越大，光子频率越高、波长越短。由图乙可知、、三种光的波长关系：， 光学显微镜的分辨率与光的波长有关：波长越短，分辨率越高。由图乙知，光的遏止电压最大，频率最高、波长最短，因此用光工作的显微镜分辨率最高。C错误，正确。 8.(2026·浙江省·同步练习)（多选）如图所示，真空中有一平行板电容器，两极板分别由金属和金属其极限波长分别为和制成，板的面积均为，板间距离为。现用波长为的激光持续照射两板内表面，稳定后，则() A.板带正电，板带负电 B.仅增大，电容器带电荷量将减小 C.撤去激光，增大，板间电场强度将变小 D.若改用波长为的激光照射，则产生的光电子运动的最远距离离板为 【答案】BD 【解析】A.波长为的激光持续照射两板内表面时，板发生光电效应，释放出光电子，带正电荷，板得到光电子，带负电荷，故A错误； B.仅增大时，根据可知电容器电容减小，稳定时两板间电势差，其中为光电子逸出时的最大初动能，由于入射光的频率不变，故E不变，板间电势差不变，根据可知减小，即仅增大，电容器带电荷量将减小，B正确； C.稳定时，两板上电荷量稳定，撤去激光，增大，根据，及可得，由于板上电荷量不变，故板间电场强度将不变，C错误； D.原来用波长为的激光持续照射两板内表面，稳定时，产生的光电子的最大初动能，此时板间电势差，板间场强度，若改用波长为的激光照射，则产生的光电子的最大初动能，当电子在板间减速到达到离板最远距离时，有：，解得，故D正确。 故选BD。 二：提能练 9.(2025·宁夏回族自治区银川市·模拟题)年月日，太阳爆发了一个级耀斑同时伴随着日冕物质抛射，这一刻被我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功记录，再次刷新了第太阳活动周最大耀斑的纪录。太阳内部发生热核反应，其中一种典型的模式为，已知、、、的质量分别为、、、，相当于。下列说法正确的是() A.该核反应前后的质子数不变 B.该核反应释放的正电子来自原子核外部 C.该核反应生成的核比核更稳定 D.该核反应释放的核能约为 【答案】D 【解析】、该核反应释放正电子的实质是，即正电子来源于核内部，该核反应的质子数减少了，故AB项错误。C、比较原子核的稳定程度，可以从比结合能及平均核子质量这两个角度来判断，比结合能越大，原子核越稳定，平均核子质量越小，原子核越稳定，显然的平均核子质量为，小于的平均核子质量，核更稳定，故C项错误。 D、质量亏损，，故D项正确。 10.(2025·湖北省武汉市·模拟题)年月，具有完全知识产权，全球最大“华龙一号”核电基地漳州核电机组正式投入商业运行，这标志着我国在高温气冷堆核电技术领域实现了全球领先。关于核反应和核能，下列说法正确的是() A.反应方程式，属于核聚变反应 B.反应方程式，此过程中释放的能量为，其中是反应前后的质量亏损 C.核电站利用核反应堆中发生的核裂变反应来发电，其核废料具有放射性，但不会对环境造成危害 D.氢的同位素氚具有放射性，半衰期为年，现有个氚原子核，经过年后将剩下个 【答案】B 【解析】A.反应方程式，属于核裂变反应，故A错误； 反应方程式满足质量数和电荷数守恒，此过程中释放的能量为，其中是反应前后的质量亏损，故B正确； 核电站利用核反应堆中发生的核裂变反应来发电，其核废料具有放射性，会对环境造成危害，故C错误； 半衰期是统计规律，仅适用于大量原子核的衰变，少量原子核的剩余数量无法精确预测，故D错误。 故选B。 11.(2026·辽宁省沈阳市·期末考试)如图甲为氢原子能级示意图，图乙为研究光电流与电压关系的电路。一群处于能级的氢原子自发跃迁，辐射出的光照射光电管的阴极，通过实验只能得到图丙所示的条光电流随电压变化的图线，则下列说法正确的是() A.图丙中的值为 B.变阻器的滑片移动到最左端时，电流表的示数为 C.这群氢原子向低能级跃迁时可以发出种不同频率的光 D.光照射产生的光电子最大初动能大于光 【答案】A 【解析】B.变阻器的滑片移动到最左端时，所加的反向电压为零，电流表的示数不为，故B错误； C.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时可以发出种不同频率的光，故C错误； 根据辐射条件 可知能使金属发生光电效应的光为能级到能级的和能级到能级的两种光，根据光电效应方程可得 根据动能定理可得 由丙图可知，光对应遏止电压大于光对应遏止电压，则光照射出的光电子最大初动能大于光照射出的光电子最大初动能，光的光子能量大于光的光子能量，光的光子为能级到能级跃迁辐射出的，联立上述两式有 代入，可得，故A正确，D错误。 故选A。 12.(2026·江苏省徐州市·模拟题)图甲是光电效应的实验装置图，图乙是通过改变电源极性得到的光电流与加在阴极和阳极上的电压的关系图像，下列说法正确的有() A.由图甲可知，闭合开关，电子飞到阳极的动能比其逸出阴极表面时的动能小 B.由图甲可知，闭合开关，向右移动滑动变阻器，当电压表示数增大到某一值后，电流表的读数将不再增大 C.由图乙可知，光线光子的频率小于光线光子的频率 D.由图乙可知，是同种颜色的光，的光强比的小 【答案】B 【解析】解：分析甲图，光电管两端加正向电压，电场对电子做正功，电子飞到阳极的动能比其逸出阴极表面时的动能大，故A错误； B.向右移动滑动变阻器，光电管两端电压增大，电流增大，当达到饱和光电流时，电流表的读数不变，故B正确； C.根据爱因斯坦光电效应方程结合动能定理可知，，遏止电压大的，光子的频率大，故光线光子的频率大于光线光子的频率，故C错误； D.同理，光线的遏止电压相等，则频率相等，属于同种颜色的光，由于的饱和光电流大，则光强比大，故D错误。 故选：。 13.(2026·专项测试)年，瑞士科学家巴尔末对当时已知的氢原子在可见光区的条谱线记作、、和作了分析，发现这些谱线的波长满足一个简单的公式，称为巴尔末公式。这条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这条特征谱线分别对应氢原子从能级向能级的跃迁，下面幅光谱图中，合理的是选项图中标尺的刻度均匀分布，刻度们从左至右增大() A. B. C. D. 【答案】D 【解析】光谱图中谱线位置表示相应光子的波长。氢原子从、、、能级分别向能级跃迁时，发射的光子能量增大，所以光子频率增大，光子波长减小，在标尺上、、和谱线应从右向左排列。由于氢原子从、、、能级分别向能级跃迁释放光子能量的差值越来越小，所以，从右向左条谱线排列越来越紧密。 故选D。 三：拔高练 14.(2026·湖北省·联考题)（多选）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】AC 【解析】解析：该核反应释放的能量：，故A正确； 根据质能方程可知，因为释放了能量，该核反应过程中质量减少，故B错误； 铀核分解为其它核子核裂变，会释放出能量，故C正确； 根据核反应方程遵循的规律可得，该核反应方程式为：，故D错误； 所以选AC。 15.(2025·陕西省咸阳市·模拟题)（多选）用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的频率等物理量间的关系。电流计测得的光电流随光电管两端电压的变化如图乙所示，则() A.通过电流计的电流方向由到 B.电压增大，光电流一定增大 C.用同频率的光照射极，光电子的最大初动能与光的强弱无关 D.光的频率不变增大光的强度则光电流增大 【答案】CD 【解析】A.电流方向与逃逸出来的电子运动方向相反，所以通过电流计的电流方向由到，故A错误； B.当光电流达到饱和光电流后，增加电压，光电流不变，饱和光电流只和光照强度有关，故B错误； C.根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大初动能与光的频率有关，与光的强弱无关，故C正确； D.光的频率不变增大光的强度，光电子数增多，则光电流增大，故D正确。 故选：。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $