专题07 近代物理（2大考点）（江苏专用）2026年高考物理二模分类汇编

专题07.近代物理（解析版） 2大考点概览 考点01 原子结构与波粒二象性 考点02 原子核及其反应 原子结构与波粒二象性 考点01 一．选择题 1．（2026·江苏苏北七市·二调）我国建造的世界上亮度最高的第四代同步辐射光源“未来之光”，和第三代同步辐射光源相比，电子被加速后的能量更高，辐射的X射线穿透能力更强，则（　　） A．电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更长 B．电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更短 C．电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更长 D．电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更短 【答案】D 【详解】电子的物质波波长为 电子被加速后能量更高，即更大，因此电子的物质波波长更短。光子能量 题意知X射线穿透能力更强，说明光子能量E更高，对应的波长更短。 故选D。 2．（2026·江苏前黄高级中学·二模）如图甲所示，某款条形码扫描探头上装有发光二极管和光电管，工作原理如图乙。打开扫描探头，发光二极管发出红光。将探头对准条形码移动，红光遇到条形码的黑色线条时，光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统，条形码就被转换成了脉冲电信号，则（　　） A．若仅将发光二极管换为蓝光，将不能发生光电效应 B．若仅将扫描探头的发光强度增大，光电子的最大初动能不变 C．扫描探头在条形码上移动的速度不能太快，否则光电管来不及发生光电效应 D．若将发光二极管发出的光的频率减小，只要照射时间够长，也一定能正常识别条形码 【答案】B 【详解】A．蓝光的频率高于红光。若红光能使光电管发生光电效应，频率更高的蓝光也一定能。因此换为蓝光仍能发生光电效应，A错误； B．根据爱因斯坦光电效应方程​，光电子的最大初动能仅与入射光的频率有关，与光强无关。增大发光强度，最大初动能不变，B正确； C．光电效应的发生是瞬时的，与扫描探头移动速度无关，C错误； D．若入射光频率减小到低于光电管的极限频率，无论照射时间多长，都不会发生光电效应，不能正常识别条形码，D错误。 故选B。 3．（2026·江苏镇江第一中学·适应性训练）以下哪一项实验研究结果或科学事实，揭示了电子是构成各种物质的共有成分（　　） A．汤姆孙对阴极射线进行的研究 B．卢瑟福对粒子散射实验的研究 C．爱因斯坦对光电效应的研究 D．玻尔对氢原子谱线系的研究 【答案】A 【详解】A．汤姆孙对阴极射线的研究中，发现用不同材料做阴极，都能得到带负电的电子，由此证明了电子是构成各种物质的共有成分，A正确； B．卢瑟福粒子散射实验的结论是提出了原子的核式结构模型，不符合题意，B错误； C．爱因斯坦研究光电效应，提出光子说解释了光电效应规律，揭示了光的粒子性，不符合题意，C错误； D．玻尔对氢原子谱线的研究，提出了玻尔原子能级模型，解释了氢原子光谱的规律，不符合题意，D错误； 故选A。 4．（2026·江苏南京天印高级中学·二模）光电效应实验电路如图甲所示，用a、b两种单色光分别照射光电管的阴极K，实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示，则（　　） A．研究图乙中U>0的规律时甲图开关需打在2上 B．a光的频率比b光的大 C．a光照射产生光电子的最大初动能比b的大 D．电压为图乙中U0时，a光照射产生光电子的最大动能比b的大 【答案】A 【详解】A．研究图乙中U>0的规律时，光电管加正向电压，此时甲图开关需打在2上，选项A正确； BC．由图像可知，a光的截止电压较小，则根据 可知，a光照射产生光电子的最大初动能比b的小，a光的频率比b光的小，选项BC错误； D．光电子的最大初动能与光电管所加的电压无关，电压为图乙中U0时，只是a光照射产生光电流比b的大，选项D错误。 故选A。 5．（2026·江苏南通·二模）氢原子从高能级向能级跃迁时释放的光子形成的光谱线，称为巴尔末系谱线。图甲为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱图，是巴尔末系中波长最长的谱线。下列说法正确的是（　　） A．是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 B．巴尔末系中光子能量最大的是 C．巴尔末系中光子动量最大的是 D．氢原子外层电子在不同能级上绕核运动时，不辐射电磁波 【答案】D 【详解】AB．从图乙可知，四条谱线的波长关系为，根据光子能量公式得 可知 因此四条谱线中光子能量最大的是，根据氢原子能级跃迁规律，当氢原子从高能级n=m向n=2跃迁时，光子能量为 从四条谱线中光子能量排序得，可能为n=6向n=2跃迁时的谱线，故AB错误； C．根据光子动量公式有 因为，可知四条谱线中光子动量最大的是，故C错误； D．根据玻尔原子理论的定态假设，氢原子外层电子在特定的轨道（能级）上绕核运动时，处于定态，不辐射电磁波，只有发生跃迁时才辐射或吸收光子，故D正确。 故选D。 6．（2026·江苏多校·学情调研）关于下列四幅图涉及的近代物理知识，下列说法正确的是（　　） A．图甲为氢原子的能级示意图，一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子 B．图乙为原子核比结合能的变化曲线，卢瑟福通过α粒子轰击氮核的实验发现了中子，证实了原子核由质子和中子组成 C．图丙为黑体辐射的辐射强度与波长的关系图像，随着温度升高，黑体辐射的辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．图丁为研究光电效应的实验电路图，保持入射光的频率不变，增大入射光的强度，遏止电压保持不变 【答案】D 【详解】A．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出3种不同频率的光子，故A错误； B．卢瑟福通过粒子轰击氮核的实验发现了质子，查德威克通过粒子轰击铍核的实验发现了中子。故B错误； C．由图丙可以直接看出，温度越高，峰值对应的波长越短（向左移动），故C错误； D．根据光电效应方程和动能定理 可知遏止电压 遏止电压只与入射光的频率和金属的逸出功有关，与入射光的强度无关。因此保持入射光的频率不变，增大入射光的强度，遏止电压保持不变，故D正确。 故选D。 二．计算题 7．（2026·江苏前黄高级中学·二模）如图甲所示是研究光电效应饱和电流和遏止电压的实验电路，A、K为光电管的两极，调节滑动变阻器触头P可使光电管两极获得正向或反向电压。现用光子能量的光持续照射光电管的极板K。移动滑动变阻器触头P，获得多组电压表、电流表读数，作出电流与电压关系的图线如图乙所示。求： (1)光电管K极材料的逸出功； (2)当滑片滑至靠近a端，此时电压表示数为2V，则到达A极板的光电子的动能为多少？ 【答案】(1)5.4eV (2) 【详解】（1）根据光电效应方程 根据动能定理得 解得， （2）当滑片滑至靠近a端，光电管内电场强度向右，光电子所受电场力向左，光电子做减速运动。 到达A极板的光电子的最大动能为 解得 到达A极板的光电子的动能为 8．（2026·江苏南京天印高级中学·二模）氢原子的能级图如图1所示，大量处于能级的氢原子向基态跃迁辐射出光子，用这些光子照射如图2电路中光电管的阴极金属K，得到光电流与电压的关系如图3所示，已知阴极金属的逸出功为W0，元电荷数值为e，普朗克常量为h，各能级能量分别为E1、E2、E3、E4……，求： （1）辐射光子的最大频率； （2）电压为U1时，光电子到达阳极A处的最大动能Ekm。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）辐射光子从第4能级向第一能级跃迁时辐射光子的频率最大，设该光子的频率为，有 解得 （2）氢原子从第4能级向第1能级跃迁时辐射的光子照射金属K时，逸出光电子的动能最大，设该最大初动能为，有 KA之间加正向电压，有 解得 原子核及其反应 考点02 一．选择题 1．（2026·江苏前黄高级中学·二模）中国科学院在2025年11月1日发布消息，位于甘肃省武威市民勤县的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆，已成功实现了钍铀核燃料转换。钍基熔盐堆内的链式反应示意图如图所示，下列相关判断中正确的是（　　） A．核反应属于核聚变反应 B．一个核27天后必将发生衰变生成 C．压强增大，的半衰期变小 D．钍基熔盐堆是利用中子轰击引起的链式反应来获取核能的 【答案】D 【详解】A．核聚变反应是两质量很小的轻核结合成质量较大的核，核反应不属于核聚变反应，A项错误； B．核衰变遵循“统计规律”，对于一个核而言，何时发生衰变完全是随机的，B项错误； C．半衰期与外界状态无关，所以与压强无关，C错误； D．钍基熔盐堆本质上依然属于核裂变反应堆，其依然是利用核裂变来获取核能的，即利用中子轰击引起的链式反应来获取核能，D项正确。 故选 D。 2．（2026·江苏徐州·调研）氘核与氚核聚变反应方程。下列说法正确的是（　　） A．X为质子 B．射线是电子流 C．氦核比结合能更小 D．可用于制造氢弹 【答案】D 【详解】A．根据核反应电荷数守恒、质量数守恒，反应前总质量数为，总电荷数为；反应后质量数为4、电荷数为2，因此X质量数为，电荷数为，X是中子而非质子，故A错误。 B．射线是高频光子流，电子流是射线，故B错误。 C．该核聚变反应释放能量，生成的氦核更稳定；原子核的比结合能越大，原子核越稳定，因此氦核的比结合能更大，故C错误。 D．氘核与氚核的聚变反应是氢弹的工作原理，可用于制造氢弹，故D正确。 故选D。 3．（2026·江苏苏北七市·二调）2026年1月，中国“人造太阳”环流器装置（EAST）实现1亿摄氏度、1066秒稳态高约束运行，该装置反应堆中发生的一种核反应方程为：，则X是（　　） A．电子 B．正电子 C．中子 D．质子 【答案】C 【详解】这是核聚变反应，根据核反应过程质量数守恒、电荷数守恒，可知X的质量数、电荷数分别为，，可知X为中子。 故选C。 4．（2026·江苏南通·二模）氘被称为“未来的天然燃料”，应用聚变反应可获取氘，其中是该反应过程中释放的能量。下列说法正确的是（　　） A．X是电子 B．氘核的结合能为 C．质子和X由于电场力而结合生成氘 D．若将氘核分解为质子和X，则该过程释放的能量也是 【答案】B 【详解】A．根据核反应电荷数、质量数守恒，可知X的电荷数为零，质量数为，故X为中子，故A错误； B．结合能的定义为自由核子结合成原子核时释放的能量，或原子核拆分为自由核子时需要吸收的能量，本题中质子和中子结合成氘核释放能量为，即氘核的结合能为，故B正确； C．核子之间靠强相互作用（核力）结合，中子不带电，质子和中子间不存在电场引力作用，故C错误； D．氘核分解为质子和中子是核结合的逆过程，需要吸收能量，不会释放能量，故D错误。 故选B。 5．（2026·江苏苏北七市·二模）2024年10月中国科学院近代物理研究所的研究团队合成新核素钚227，并测量了它的半衰期。已知钚227的衰变方程为，则其中X是（　　） A．α粒子 B．β粒子 C．质子 D．中子 【答案】A 【详解】根据电荷数和质量数守恒，可知X的质量数为4，电荷数为2，故X是α粒子，A正确。 故选A。 6．（2026·江苏南京大厂高级中学·二模）2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置-中国环流器二号装置（）在成都建成并实现首次放电。已知一个氘核和一个氚核聚变成一个新核并放出一个中子。下列说法正确的是（　　） A．新核为 B．此反应为链式反应 C．反应后粒子的比结合能变大 D．因为是微观粒子，粒子在反应前后不满足动量守恒定律 【答案】C 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒得 故A错误； B．此反应为核聚变反应，故B错误； C．和的比结合能小于的比结合能，故C正确； D．所有核反应都满足动量守恒，故D错误。 故选C。 7．（2026·江苏南京天印高级中学·二模）月球车上利用衰变提供能量，衰变方程为，同时产生大量γ射线，已知的比结合能为E1，的比结合能为E2，X的比结合能为E3，则（　　） A．X是质子 B．该反应释放的能量为 C．月球上温度的变化会改变的衰变快慢 D．γ光子是原子核外电子由高能级向低能级跃迁时产生的 【答案】B 【详解】A．根据质量数守恒，X质量数为 238-234=4 根据电荷数守恒，X电荷数为 94-92=2 则X为粒子，故A错误； B．该反应释放的能量为，故B正确； C．半衰期是放射性元素固有的属性，与温度无关，所以月球上温度的变化不会改变的衰变快慢，故C错误； D．γ光子是原子核受激发时产生的，故D错误。 故选B。 二．计算题 8．（2026·江苏多校·学情调研）我国科学家利用重离子加速器，通过熔合蒸发反应首次合成新核素镤-210（ ）。实验中，用加速的钙-40核（ ）轰击静止的镥-175核（ ），生成镤-210核与若干中子。已知反应前总质量为M1，反应后总质量为M2，真空中光速为c。 (1)写出该核反应的方程式； (2)该核反应释放的核能，并判断反应前后结合能的大小关系。 【答案】(1) (2) ，反应后的结合能大于反应前的总比结合能。 【详解】（1）核反应前后电荷数守恒、质量数守恒，因此该核反应的方程式： （2）根据爱因斯坦质能方程，可知核反应释放的核能 该核反应为放能反应，反应后生成的新原子核比反应前的核更稳定，因此反应后的结合能大于反应前的结合能。 2 / 2 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题07.近代物理（原卷版） 2大考点概览 考点01 原子结构与波粒二象性 考点02 原子核及其反应 原子结构与波粒二象性 考点01 一．选择题 1．（2026·江苏苏北七市·二调）我国建造的世界上亮度最高的第四代同步辐射光源“未来之光”，和第三代同步辐射光源相比，电子被加速后的能量更高，辐射的X射线穿透能力更强，则（　　） A．电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更长 B．电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更短 C．电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更长 D．电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更短 2．（2026·江苏前黄高级中学·二模）如图甲所示，某款条形码扫描探头上装有发光二极管和光电管，工作原理如图乙。打开扫描探头，发光二极管发出红光。将探头对准条形码移动，红光遇到条形码的黑色线条时，光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统，条形码就被转换成了脉冲电信号，则（　　） A．若仅将发光二极管换为蓝光，将不能发生光电效应 B．若仅将扫描探头的发光强度增大，光电子的最大初动能不变 C．扫描探头在条形码上移动的速度不能太快，否则光电管来不及发生光电效应 D．若将发光二极管发出的光的频率减小，只要照射时间够长，也一定能正常识别条形码 3．（2026·江苏镇江第一中学·适应性训练）以下哪一项实验研究结果或科学事实，揭示了电子是构成各种物质的共有成分（　　） A．汤姆孙对阴极射线进行的研究 B．卢瑟福对粒子散射实验的研究 C．爱因斯坦对光电效应的研究 D．玻尔对氢原子谱线系的研究 4．（2026·江苏南京天印高级中学·二模）光电效应实验电路如图甲所示，用a、b两种单色光分别照射光电管的阴极K，实验中得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示，则（　　） A．研究图乙中U>0的规律时甲图开关需打在2上 B．a光的频率比b光的大 C．a光照射产生光电子的最大初动能比b的大 D．电压为图乙中U0时，a光照射产生光电子的最大动能比b的大 5．（2026·江苏南通·二模）氢原子从高能级向能级跃迁时释放的光子形成的光谱线，称为巴尔末系谱线。图甲为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱图，是巴尔末系中波长最长的谱线。下列说法正确的是（　　） A．是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 B．巴尔末系中光子能量最大的是 C．巴尔末系中光子动量最大的是 D．氢原子外层电子在不同能级上绕核运动时，不辐射电磁波 6．（2026·江苏多校·学情调研）关于下列四幅图涉及的近代物理知识，下列说法正确的是（　　） A．图甲为氢原子的能级示意图，一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出6种不同频率的光子 B．图乙为原子核比结合能的变化曲线，卢瑟福通过α粒子轰击氮核的实验发现了中子，证实了原子核由质子和中子组成 C．图丙为黑体辐射的辐射强度与波长的关系图像，随着温度升高，黑体辐射的辐射强度极大值向波长较长的方向移动 D．图丁为研究光电效应的实验电路图，保持入射光的频率不变，增大入射光的强度，遏止电压保持不变 二．计算题 7．（2026·江苏前黄高级中学·二模）如图甲所示是研究光电效应饱和电流和遏止电压的实验电路，A、K为光电管的两极，调节滑动变阻器触头P可使光电管两极获得正向或反向电压。现用光子能量的光持续照射光电管的极板K。移动滑动变阻器触头P，获得多组电压表、电流表读数，作出电流与电压关系的图线如图乙所示。求： (1)光电管K极材料的逸出功； (2)当滑片滑至靠近a端，此时电压表示数为2V，则到达A极板的光电子的动能为多少？ 8．（2026·江苏南京天印高级中学·二模）氢原子的能级图如图1所示，大量处于能级的氢原子向基态跃迁辐射出光子，用这些光子照射如图2电路中光电管的阴极金属K，得到光电流与电压的关系如图3所示，已知阴极金属的逸出功为W0，元电荷数值为e，普朗克常量为h，各能级能量分别为E1、E2、E3、E4……，求： （1）辐射光子的最大频率； （2）电压为U1时，光电子到达阳极A处的最大动能Ekm。 原子核及其反应 考点02 一．选择题 1．（2026·江苏前黄高级中学·二模）中国科学院在2025年11月1日发布消息，位于甘肃省武威市民勤县的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆，已成功实现了钍铀核燃料转换。钍基熔盐堆内的链式反应示意图如图所示，下列相关判断中正确的是（　　） A．核反应属于核聚变反应 B．一个核27天后必将发生衰变生成 C．压强增大，的半衰期变小 D．钍基熔盐堆是利用中子轰击引起的链式反应来获取核能的 2．（2026·江苏徐州·调研）氘核与氚核聚变反应方程。下列说法正确的是（　　） A．X为质子 B．射线是电子流 C．氦核比结合能更小 D．可用于制造氢弹 3．（2026·江苏苏北七市·二调）2026年1月，中国“人造太阳”环流器装置（EAST）实现1亿摄氏度、1066秒稳态高约束运行，该装置反应堆中发生的一种核反应方程为：，则X是（　　） A．电子 B．正电子 C．中子 D．质子 4．（2026·江苏南通·二模）氘被称为“未来的天然燃料”，应用聚变反应可获取氘，其中是该反应过程中释放的能量。下列说法正确的是（　　） A．X是电子 B．氘核的结合能为 C．质子和X由于电场力而结合生成氘 D．若将氘核分解为质子和X，则该过程释放的能量也是 5．（2026·江苏苏北七市·二模）2024年10月中国科学院近代物理研究所的研究团队合成新核素钚227，并测量了它的半衰期。已知钚227的衰变方程为，则其中X是（　　） A．α粒子 B．β粒子 C．质子 D．中子 6．（2026·江苏南京大厂高级中学·二模）2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置-中国环流器二号装置（）在成都建成并实现首次放电。已知一个氘核和一个氚核聚变成一个新核并放出一个中子。下列说法正确的是（　　） A．新核为 B．此反应为链式反应 C．反应后粒子的比结合能变大 D．因为是微观粒子，粒子在反应前后不满足动量守恒定律 7．（2026·江苏南京天印高级中学·二模）月球车上利用衰变提供能量，衰变方程为，同时产生大量γ射线，已知的比结合能为E1，的比结合能为E2，X的比结合能为E3，则（　　） A．X是质子 B．该反应释放的能量为 C．月球上温度的变化会改变的衰变快慢 D．γ光子是原子核外电子由高能级向低能级跃迁时产生的 二．计算题 8．（2026·江苏多校·学情调研）我国科学家利用重离子加速器，通过熔合蒸发反应首次合成新核素镤-210（ ）。实验中，用加速的钙-40核（ ）轰击静止的镥-175核（ ），生成镤-210核与若干中子。已知反应前总质量为M1，反应后总质量为M2，真空中光速为c。 (1)写出该核反应的方程式； (2)该核反应释放的核能，并判断反应前后结合能的大小关系。 2 / 2 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $