专题06 近代物理（期末真题汇编-云南专用）高二物理下学期

**基本信息** 聚焦近代物理5大高频考点，精选云南多地高二期末真题，覆盖光电效应、核式结构模型等核心知识，通过实验图像分析与物理学史考查，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|15题|光电效应3题、核式结构模型3题、波尔原子模型3题、放射性衰变3题、结合能与核能3题|结合光电效应I-U图像分析（题2），融入α粒子散射实验史（题5），关联新核素合成科技情境（题15）|

专题06 近代物理 5大高频考点概览 考点01 光电效应 考点02 核式结构模型 考点03 波尔的原子模型 考点04 放射性元素的衰变 考点05 结合能与核能 地 城 考点01 光电效应 1．（24-25高二下·云南昭通·期末）爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（　　） A．在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出 B．由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大 C．由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 【答案】D 【详解】A．由于红光的频率较小，所以在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板不一定有光电子飞出，故A错误； B．当达到饱和电流时，增大正向电压，则光电流不变，故B错误； C．金属的逸出功与入射光的频率无关，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程，所以该图线的斜率为普朗克常量，故D正确。 故选D。 2．（24-25高二下·云南昭通·期末）在光电效应实验中，小明用如图甲所示电路，研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用、两束单色光照射K，得到了两条光电流和电压之间的关系曲线，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．研究遏止电压时，电源左端应为负极 B．真空中光的波长小于光的波长 C．用光照射时光电管K极的逸出功小于用光照射时的逸出功 D．图中光电管的光电流方向为由A极指向K极 【答案】D 【详解】A．光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为遏止电压，光电子做减速运动，电源左端应为正极，右端应为负极，故 A错误； B．光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为遏止电压，对a光 对b光有 由于 可知 即单色光b的频率大于单色光a的频率，根据则三种光的波长关系，故 B错误； C．逸出功由发生光电效应的金属板决定，故两种光照射同一极板所对应的逸出功一样，故 C错误； D．产生的光电子运动方向为由K极指向A极，则电流方向为由A极指向K极，故 D正确。 故选D。 3．（24-25高二下·云南·期末）研究光电效应的电路图如图甲所示，颜色不同的、两束单色光分别照射阴极K，光电流随电压变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（    ） A．照射该光电管时，光使极板逸出的光电子最大初动能更小 B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，光的临界角更大 C．光的波长更小 D．通过同一玻璃三棱镜时，光的偏折程度更小 【答案】B 【详解】A．由图像可知，光的截止电压更小，根据 故逸出的光电子最大初动能更小，选项A错误； C．因a光频率较小，即，则，选项C错误； B．a光频率较小，则a光的折射率更小，根据 可知a光的临界角更大，选项B正确； D．a光频率较小，通过同一玻璃三棱镜时，a光的偏折程度更小，选项D错误。 故选B。 地 城 考点02 核式结构模型 4．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（　　） A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的 B．光电效应实验说明了光具有粒子性 C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性 D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间 【答案】A 【详解】A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是量子化的，只能是某些特定值，A错误； B．光电效应实验说明了光具有粒子性，B正确； C．衍射是波的特性，电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性，C正确； D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量和正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，D正确。 本题选错误的，故选A。 5．（多选）根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景，图中实线表示α粒子运动轨迹。下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子 B．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子接近原子核时受到的库仑斥力较大 C．α粒子出现较大角度偏转的过程中电势能先变小后变大 D．α粒子出现较大角度偏转的过程中加速度先变大后变小 【答案】BD 【详解】A．汤姆孙对阴极射线的探究发现了电子，A错误； B．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子接近原子核时受到较大的库仑斥力，B正确； C．α粒子在运动过程中，一直受到斥力，靠近原子核过程库仑力做负功，电势能增大，远离原子核过程库仑力做正功，电势能减小，C错误； D．靠近原子核过程中库仑力增大，加速度增大，远离过程库仑力减小，加速度减小，D正确； 故选BD。 6．在19世纪，科学家就对原子的结构、组成及能量进行了实验和分析。请你根据所学习的物理学史，判断下列说法中正确的是（　　） A．汤姆孙在研究阴极射线时，认识到原子具有核式结构 B．在粒子散射实验中，有极少数粒子发生了大角度偏转，是它与原子中的电子发生了碰撞所导致的 C．玻尔原子模型否定了核式结构，完美地揭示了微观粒子的运动规律 D．玻尔原子理论告诉我们，原子发光时产生线状谱 【答案】D 【详解】A．汤姆孙在研究阴极射线时，发现了电子，提出了“枣糕”式原子模型，故A错误； B．在粒子散射实验中，有极少数粒子发生了大角度偏转，是它与原子中的原子核发生了碰撞所导致的，故B错误； C．玻尔首先把普朗克的量子假说推广到原子内部的能量，来解决卢瑟福原子模型在稳定性方面的困难，故C错误； D．玻尔原子理论成功地解释了氢原子光谱实验，他告诉我们，原子发光时产生线状谱，故D正确。 故选D。 地 城 考点03 波尔的原子模型 7．（24-25高二下·云南昆明·阶段练习）图甲中Hα、Hβ、Hγ、Hδ为氢原子在可见光区的四条谱线，它们分别是氢原子从能级3、4、5、6向能级2跃迁时放出的。图乙为氢原子的能级示意图，下列说法正确的是（　　） A．谱线Hα的光子能量为3.02eV B．四种谱线中，Hδ的光的波长最短 C．一个处于能级4的氢原子向低能级跃迁可以辐射出6种光子 D．只有能量值为13.6eV的光子才可以使处于基态的氢原子电离 【答案】B 【详解】A．光是能级3向能级2跃迁辐射出的，光子能量，A错误； B．四种谱线中，光的光子能量最大，波长最短，B正确； C．大量处于能级4的氢原子向低能级跃迁才可以辐射出6种光子，一个处于能级4的氢原子向低能级跃迁最多可以辐射出3种光子，C错误； D．能量值大于等于13.6eV的光子都可以使处于基态的氢原子电离，D错误。 故选B。 8．图为氢原子的能级示意图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，其辐射的光照射到逸出功为2.29eV的金属上，则发生光电效应逸出光电子的最大初动能为（    ） A．7.91eV B．9.8eV C．10.46eV D．10.5eV 【答案】C 【详解】大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，其中，直接跃迁至能级辐射的光子能量最大，则有 根据光电效应方程有 解得 故选C。 9．（24-25高二下·云南昭通·期中）（多选）如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（    ） A．光电管阴极K金属材料的逸出功为5.02eV B．这些氢原子跃迁时最多发出3种频率的光 C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为负极 D．氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，核外电子动能减小 【答案】AC 【详解】A．大量处于激发态的氢原子跃迁时，频率最高的光子是激发态的氢原子跃迁至激发态时辐射出的 则 根据光电效应方程，且 解得光电管阴极K金属材料的逸出功为，故A正确； B．大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出的光子频率种类有种，故B错误； C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，光电管应接反向电压，则可判断图乙中电源右侧为负极，故C正确； D．氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，轨道半径减小，库仑力做正功，核外电子动能增加，故D错误。 故选AC。 地 城 考点04 放射性元素的衰变 10．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。 11．（24-25高二下·云南昆明·月考）碳14标记化合物广泛应用于化学、生物学、医学领域中，采用放射性标记化合物进行示踪，具有方法简单、易于追踪、准确性和灵敏性高等特点。能自发进行衰变，衰变方程为，衰变过程中伴随有两种射线产生，则下列说法正确的是（　　） A．X是正电子 B．该衰变类型属于α衰变 C．为了减小的半衰期，可以将其置于高温高压环境中 D．产生的两种射线分别为β射线和γ射线 【答案】D 【详解】A．根据衰变方程，碳14（原子序数6）变为氮14（原子序数7），原子序数增加1，说明发生了β⁻衰变，释放的粒子X是电子（β⁻），而非正电子（β⁺）。故A错误； B．α衰变会释放氦核（质量数减少4，原子序数减少2），而本题质量数未变，原子序数增加1，属于β⁻衰变，故B错误； C．半衰期是原子核的固有属性，与外界条件（如温度、压强）无关。故C错误； D．β⁻衰变过程中会伴随β射线（电子）和γ射线（高能光子）的释放，符合题意，故D正确。 故选D。 12．（24-25高二下·云南丽江·期末）下列说法正确的是（　　） A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B．任何一种光照到金属上，只要时间足够长都可以发生光电效应 C．放射性元素放出的三种射线电离能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线 D．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间 【答案】D 【详解】A．太阳的能量来源于内部的核聚变反应，而非核裂变，故A错误； B．发生光电效应的条件是入射光频率大于金属的截止频率，与光照时间无关，故B错误； C．三种射线的电离能力顺序应为α射线（最强）、β射线（次之）、γ射线（最弱），选项C顺序颠倒，故C错误； D．半衰期是统计规律，指大量原子核半数发生衰变所需时间，故D正确。 故选D。 地 城 考点05 结合能与核能 13．（24-25高二下·云南红河·期中）科学家设想未来较为理想的获取核能的一种方式是用质子轰击某种原子核发生核反应释放能量。某核反应方程为，则下列说法正确的是（　　） A．X中有6个中子 B．该核反应为衰变 C．X比的比结合能大 D．具有放射性 【答案】A 【详解】A．根据核反应前后质量数和电荷数守恒，可知X的质量数为，X的电荷数为，则X的中子数为11−5=6，故A正确； B．此反应为人工转变，故B错误； C．比结合能越大越稳定，所以X比的比结合能小，故C错误； D．是稳定同位素，无放射性，故D错误。 故选A。 14．中国科学院近代物理研究所成功合成出新核素锕，锕的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．发生的是衰变 B．由组成的射线具有较强的穿透性 C．的比结合能大于的比结合能 D．通过化学方法可以改变锕的半衰期 【答案】C 【详解】A．由质量数和电荷数守恒可知X为，衰变为衰变，故A错误； B．射线具有较强的电离能力，但穿透能力较弱，故B错误； C．衰变反应为放能反应，则衰变后核子的比结合能更大，故C正确； D．半衰期非常稳定，与化学性质无关，故D错误。 故选C。 15．（24-25高二上·云南昭通·期末）2024年10月3日，中国科学院近代物理研究所依托兰州重离子加速器发现了钚元素的一个新同位素，测量发现该新核素的衰变方程为，衰变释放能量约为8191keV，半衰期约为0.78s。下列说法正确的是（　　） A．新核素发生的是衰变 B．的中子数比质子数多89 C．升高温度或增大压强会缩短的半衰期 D．的比结合能比多的比结合能大 【答案】B 【详解】A．新核素衰变产生，发生衰变，故A错误； B．根据质量数和电荷数守恒可知，中X的质量数，电荷数，则X的中子数为 的中子数比质子数多 故B正确； C．半衰期只与原子核本身有关，故升高温度或增大压强不会改变的半衰期，故C错误； D．的比结合能比的比结合能小，故D错误。 故选B。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 近代物理 5大高频考点概览 考点01 光电效应 考点02 核式结构模型 考点03 波尔的原子模型 考点04 放射性元素的衰变 考点05 结合能与核能 地 城 考点01 光电效应 1．（24-25高二下·云南昭通·期末）爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（　　） A．在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出 B．由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大 C．由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大 D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量 2．（24-25高二下·云南昭通·期末）在光电效应实验中，小明用如图甲所示电路，研究光电效应中光电流大小与照射光的强弱、频率等物理量的关系。图中A、K两极间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用、两束单色光照射K，得到了两条光电流和电压之间的关系曲线，如图乙所示。则下列说法正确的是（　　） A．研究遏止电压时，电源左端应为负极 B．真空中光的波长小于光的波长 C．用光照射时光电管K极的逸出功小于用光照射时的逸出功 D．图中光电管的光电流方向为由A极指向K极 3．（24-25高二下·云南·期末）研究光电效应的电路图如图甲所示，颜色不同的、两束单色光分别照射阴极K，光电流随电压变化的关系图像如图乙所示，则下列说法正确的是（    ） A．照射该光电管时，光使极板逸出的光电子最大初动能更小 B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，光的临界角更大 C．光的波长更小 D．通过同一玻璃三棱镜时，光的偏折程度更小 地 城 考点02 核式结构模型 4．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（　　） A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的 B．光电效应实验说明了光具有粒子性 C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性 D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间 5．（多选）根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射图景，图中实线表示α粒子运动轨迹。下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子 B．α粒子出现较大角度偏转的原因是α粒子接近原子核时受到的库仑斥力较大 C．α粒子出现较大角度偏转的过程中电势能先变小后变大 D．α粒子出现较大角度偏转的过程中加速度先变大后变小 6．在19世纪，科学家就对原子的结构、组成及能量进行了实验和分析。请你根据所学习的物理学史，判断下列说法中正确的是（　　） A．汤姆孙在研究阴极射线时，认识到原子具有核式结构 B．在粒子散射实验中，有极少数粒子发生了大角度偏转，是它与原子中的电子发生了碰撞所导致的 C．玻尔原子模型否定了核式结构，完美地揭示了微观粒子的运动规律 D．玻尔原子理论告诉我们，原子发光时产生线状谱 地 城 考点03 波尔的原子模型 7．（24-25高二下·云南昆明·阶段练习）图甲中Hα、Hβ、Hγ、Hδ为氢原子在可见光区的四条谱线，它们分别是氢原子从能级3、4、5、6向能级2跃迁时放出的。图乙为氢原子的能级示意图，下列说法正确的是（　　） A．谱线Hα的光子能量为3.02eV B．四种谱线中，Hδ的光的波长最短 C．一个处于能级4的氢原子向低能级跃迁可以辐射出6种光子 D．只有能量值为13.6eV的光子才可以使处于基态的氢原子电离 8．图为氢原子的能级示意图，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，其辐射的光照射到逸出功为2.29eV的金属上，则发生光电效应逸出光电子的最大初动能为（    ） A．7.91eV B．9.8eV C．10.46eV D．10.5eV 9．（24-25高二下·云南昭通·期中）（多选）如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（    ） A．光电管阴极K金属材料的逸出功为5.02eV B．这些氢原子跃迁时最多发出3种频率的光 C．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为负极 D．氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，核外电子动能减小 地 城 考点04 放射性元素的衰变 10．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 11．（24-25高二下·云南昆明·月考）碳14标记化合物广泛应用于化学、生物学、医学领域中，采用放射性标记化合物进行示踪，具有方法简单、易于追踪、准确性和灵敏性高等特点。能自发进行衰变，衰变方程为，衰变过程中伴随有两种射线产生，则下列说法正确的是（　　） A．X是正电子 B．该衰变类型属于α衰变 C．为了减小的半衰期，可以将其置于高温高压环境中 D．产生的两种射线分别为β射线和γ射线 12．（24-25高二下·云南丽江·期末）下列说法正确的是（　　） A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B．任何一种光照到金属上，只要时间足够长都可以发生光电效应 C．放射性元素放出的三种射线电离能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线 D．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间 地 城 考点05 结合能与核能 13．（24-25高二下·云南红河·期中）科学家设想未来较为理想的获取核能的一种方式是用质子轰击某种原子核发生核反应释放能量。某核反应方程为，则下列说法正确的是（　　） A．X中有6个中子 B．该核反应为衰变 C．X比的比结合能大 D．具有放射性 14．中国科学院近代物理研究所成功合成出新核素锕，锕的衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．发生的是衰变 B．由组成的射线具有较强的穿透性 C．的比结合能大于的比结合能 D．通过化学方法可以改变锕的半衰期 15．（24-25高二上·云南昭通·期末）2024年10月3日，中国科学院近代物理研究所依托兰州重离子加速器发现了钚元素的一个新同位素，测量发现该新核素的衰变方程为，衰变释放能量约为8191keV，半衰期约为0.78s。下列说法正确的是（　　） A．新核素发生的是衰变 B．的中子数比质子数多89 C．升高温度或增大压强会缩短的半衰期 D．的比结合能比多的比结合能大 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 近代物理 地 城 考点01 光电效应 1．D 2．D 3．B 地 城 考点02 核式结构模型 4．A 5．BD 6．D 地 城 考点03 波尔的原子模型 7．B 8．C 9．AC 地 城 考点04 放射性元素的衰变 10．D 11．D 12．D 地 城 考点05 结合能与核能 13．A 14．C 15．B 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $