场景02 原子与原子核核（3年汇编）（上海专用）2024-2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 汇编2024-2026年上海高考及各区二模真题，聚焦原子与原子核主题，以空间科技、量子技术等前沿情境整合核反应、电磁场等核心知识，体现学科交叉与应用价值。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择/非选择|约30题|核反应方程、质能方程、原子跃迁、光电效应、电磁场|空间科技情境结合引力势能与磁场力计算，量子年主题整合光电效应与能级跃迁，回旋加速器/静电选择器实验替代传统实验题|

场景02 原子与原子核 考点分类 三年考情（2024-2026） 命题规律 原子与原子核 2024年·氢的同位素 2025年·国际量子科学与技术 2026年·空间科技(核部分) 情境:核技术应用/航天能源包装，暗示后续电磁场混搭 考点:核反应方程3年必考开篇，质能方程年年计算，原子跃迁/光电效应轮换 实验:以回旋加速器/静电选择器替代实验功能 综合:核物理+电磁场操控是固定混搭模式 （2026·上海·高考真题）空间科技 近年来，我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就，中国空间站全面建成并进入常态化运营，深空探测任务不断取得新突破。从航天器携带的核燃料电池，到空间站的轨道维持与调整，再到卫星在近地空间的电磁环境分析，无一不蕴含着丰富的物理学原理。 1．航天器中一种可能的铀核裂变方程为________。 A． B． C． D． 2．若某核反应发生前，所有参与反应物质的总静止质量为；反应完成后，所有生成物的总静止质量为。已知真空中的光速为，则该核反应过程中释放的核能________。 3．假设在某段时间内，某空间站轨道高度先后进行了两次自然衰减，第一次下降了小高度，第二次也下降了小高度。若这两次下降过程中，空间站引力势能的变化量绝对值分别为、，则二者的大小关系为________。 A． B． C． 4．某空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动的轨道半径为，空间站自身质量为，则该空间站的动能为________。（已知地球质量为，引力常量为） 5．地球磁场会对运行在近地空间的带电物体产生影响。某人造地球卫星在赤道正上方自西向东飞行。若将该卫星视作一个高速运动的“正电子”（带正电荷），则在此位置其受到地球磁场力的方向为________。 A．向上 B．向下 C．向西 D．向东 【答案】1．B 2． 3．C 4． 5．A 【解析】1．根据电荷数守恒和质量数守恒可知，铀核裂变方程为 故选B。 2．根据爱因斯坦质能方程，核反应中亏损的质量转化为能量。质量亏损为 释放的核能为 3．轨道越低，离地心越近，引力越大。所以下降相同高度时，轨道越低，引力越大。根据功能关系可知，引力势能的变化量的绝对值等于引力做功的绝对值，因此第二次下降（轨道更低）的势能变化更大，即 故选C。 4．根据万有引力提供向心力可得 解得 则该空间站的动能为 5．地磁场方向：赤道处水平由南指向北。正电荷运动方向为自西向东。根据左手定则：磁感线穿手心，四指指向正电荷运动方向，大拇指方向即为受力方向，向上。 故选A。 （2024·上海·高考真题）氢的同位素 氢元素是宇宙中最简单的元素，有三种同位素。科学家利用电磁场操控并筛选这三种同位素，使其应用于核研究中。 9．原子核之间由于相互作用会产生新核，这一过程具有多种形式。 （1）质量较小的原子核结合成质量较大原子核的过程称为______ A．链式反应    B．衰变    C．核聚变    D．核裂变 （2）核的质量为，核的质量为，它们通过核反应形成一个质量为的氦原子核，此过程释放的能量为______。（真空中光速为c） 10．某回旋加速器的示意图如图所示。磁感应强度大小为B的匀强磁场仅分布于两个相同且正对的半圆形中空金属盒，内，且与金属盒表面垂直。交变电源通过Ⅰ，Ⅱ分别与，相连，仅在，缝隙间的狭窄区域产生交变电场。初动能为零的带电粒子自缝隙中靠近的圆心O处经缝隙间的电场加速后，以垂直磁场的速度进入。 （1）粒子在，运动过程中，洛伦兹力对粒子做功为W，冲量为I，则______； A．，    B．，    C．，    D．， （2）核和核自图中O处同时释放，Ⅰ，Ⅱ间电势差绝对值始终为U，电场方向做周期性变化，核在每次经过缝隙间时均被加速（假设粒子通过缝隙的时间和粒子间相互作用可忽略）。核完成3次加速时的动能与此时核的动能之比为______。 A．    B．    C．    D．    E． 11．如图，静电选择器由两块相互绝缘、半径很大的同心圆弧形电极组成。电极间所加电压为U。由于两电极间距d很小，可近似认为两电极半径均为，且电极间的电场强度大小处处相等，方向沿径向垂直于电极。 （1）电极间电场强度大小为______； （2）由核、核和核组成的粒子流从狭缝进入选择器，若不计粒子间相互作用，部分粒子在电场力作用下能沿圆弧路径从选择器出射。 ①出射的粒子具有相同的______； A．速度    B．动能    C．动量    D．比荷 ②对上述①中的选择做出解释。（论证）_____ 【答案】9． C 10． D E 11． B 电场力作为向心力，q、E、r相同，则由上式可知也相同，即动能相同 【解析】9．[1]质量较小的原子核结合成质量较大原子核的反应称为核聚变，C正确。 故选C。 [2]根据质能方程可知，此过程释放的能量为 10．[1]由于粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力不做功，即，洛伦兹力的冲量，D正确。 故选D。 [2]由题意可知，核与核的电荷量之比为，，核与核的质量之比为，根据带电粒子在磁场中运动的周期 可知，核与核的周期之比为，核完成3次加速后，实际在磁场中转了2个半圈，时间为一个完整周期，则此时核在磁场中转了圈，只加速了1次。根据动能定理可知，对核有 对核有 解得动能之比为，E正确。 故选E。 11．[1]由题意可知，电极间可视为匀强电场，因此电场强度大小为 [2][3]由题意可知，电场力提供向心力，则 其中场强、半径相同，三种原子核电荷量相同，则三种原子的相同，即动能相同，B正确。 故选B。 （2025·上海·高考真题）2025年被联合国宣布为国际量子科学与技术年，以致敬量子力学为科学技术领域带来巨大发展和深渊影响。 4．太阳内部发生的核聚变反应称为P-P循环，其核反应方程为，则X是（　　） A． B． C． D． 5．（多选）部分金属的截止频率如下表所示。复色光频率为~，用此光照射下面金属可发生光电效应的是( ) 几种金属的截止频率 金属 锌 钙 钠 钾 铷 频率 8.07 7.73 5.53 5.44 5.15 A．锌   B．钙    C． 钠     D．钾     E. 铷 6．氢原子的核外电子以半径r绕核做匀速圆周运动，若电子质量为m，，则电子动量大小是______。（元电荷为e，静电力常数为k） 7．一氢原子在从量子数为的激发态，跃迁到量子数为2的激发态的过程中（　　），(里伯德常量为R，真空中的光速为c)； A．吸收一频率为的光子 B．发射一频率为的光子 C．吸收一频率为的光子 D．发射一频率为的光子 【答案】4．B 5．CDE 6． 7．D 【解析】4．根据核反应方程，反应前氢核的质量数总和为4，电荷数总和为4×1。反应后两个正电子的质量数总和为2×0=0，电荷数总和为2×1=2。设X的质量数为A，电荷数为Z，则有A+0=4，Z+2=4 解得A=4，Z=2 的质量数为4，电荷数为2，故选B。 5．复色光的频率~，当光的频率大于金属板的极限频率时，可发生光电效应，对比可知可发生光电效应的钠、钾、铷，故选CDE。 6．电子绕氢原子核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力 整理得 电子动量大小是 7．氢原子从高能级向低能级跃迁时会放出光子，光子的能量等于两个能级的能量差。氢原子能级公式为，光子的能量 根据巴耳末-里德伯公式 又因为，可得 其中n是跃迁前的能级，k是跃迁后的能级。 氢原子从n=4跃迁到n=2，n=4，k=2，根据可得 且是从高能级向低能级跃迁，放出光子，D正确。故选D。 （2026·上海市黄浦区·二模）通过分析放射性矿石的衰变数据，结合晶体衍射成像技术，可解构矿石内部原子排列与演化历史。已知α粒子电荷量为+2e，质量约为4mp（mp为质子质量）；β粒子电荷量为-e，质量约为mp；γ粒子为光子。 1．放射性矿石是含有不同放射性同位素各种化合物的混合物。 （1）将放射性矿石样品置于开孔铅盒内，探测器正对小孔记录电离事件总数（每接收到一个α、β或γ粒子，即触发一次电离事件）。先将小孔封闭测量周围环境背景辐射；再将小孔打开，在小孔和探测器间依次放置不同的吸收体多次测量。记录数据如右表，则该矿石的β粒子辐射量占矿石辐射粒子总量的百分比为_________%。 小孔状态和吸收体放置情况 电离事件记录 小孔封闭 100秒内30次 小孔打开 不放置吸收体 50秒内515次 小孔打开 0.5毫米厚的纸吸收体 10秒内92次 小孔打开 4毫米厚的铅板吸收体 100秒内250次 （2）如图所示，矿石衰变产生的混合射线粒子通过某装置后，以相同   速率经过小孔S垂直射入范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。则α粒子的运动轨迹可能是图中的虚线_________，α粒子与β粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径比为_________。 2．如图所示为探测器记录的某种放射性矿石样品衰变过程中，计数率随时间的变化曲线。当样品衰变至低水平时，探测器仍可记录背景辐射。则该样品的半衰期约为_________。 A、0.6天 B、1.0天 C、1.4天 D、2.0天 3．利用“晶体衍射成像”技术推演晶体的结构。 （1）衍射仪所使用的X射线波长应_________晶体中原子间距离。 A、远大于    B、相近于    C、远小于 （2）当电子被直流电压加速并撞击金属表面时，会产生波长为的X射线，该X射线单个光子的能量为_________。一个电子的动能约有1%用于产生单个光子，则给电子施加的加速电压约为_________。（已知普朗克常量h，元电荷e，光速c） 【答案】1． 67 a 3600 2．B 3． B 【详解】1．[1]小孔封闭，背景辐射频次次/秒 不设置吸收体，总辐射频次次/秒 放置0.5毫米的纸吸收体时，则和的辐射频次次/秒 放置4毫米的铅板吸收体时，则的辐射频次次/秒 的辐射频次次/秒，则该矿石的粒子辐射量占矿石辐射粒子总量的百分比为 [2]根据左手定则，α粒子带正电，洛伦兹力向左，故其运动轨迹可能是图中的虚线。 [3]根据洛伦兹力提供向心力有 解得，带电粒子速率相等时，半径与质量成正比与电荷量成反比，则α粒子与β粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径比为 2．由题意可知初始计数率为120-20=100，经历一个半衰期后计数率应为50+20（即70），根据图像可知时间为1.0天，故B正确。 故选B。 3．[1]根据发生明显衍射的条件是障碍物或孔径尺寸与波长相接近，故衍射仪所使用的X射线波长应相近于晶体中原子间距离。 [2]根据光子能量， 联立解得 [3]由动能定理可得，且 联立解得 （2026·上海市闽行区·二模）“人造太阳” 可控核聚变俗称“人造太阳”，其原理简单而迷人：模仿太阳，将氢原子核在极高温度下碰撞融合，释放出巨大的能量。不过，在地球上复刻太阳并不容易。核心难点在于如何长时间、稳定地约束住温度高达上亿度的等离子体。 4．若核聚变反应的方程为，已知氘、氚核的结合能分别为E1、E2，反应中释放的核能为。 （1）反应产物X是________（写符号）； （2）反应产物氦核的结合能为________。 5．某同学设想可以用磁场约束高温等离子体，若某电子以初速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场，如图所示，在xoz平面内，v0方向与B的方向夹角为。（不考虑离子间的相互作用） （1）该电子在磁场中运动情况，正确的是________ A．视线迎着x轴正方向观察，沿顺时针做匀速圆周运动 B．视线迎着y轴正方向观察，沿顺时针做匀速圆周运动 C．沿x轴正方向做匀速直线运动 D．沿x轴正方向做匀加速直线运动 （2）（计算）已知电子的荷质比为，该电子在平面内的运动被约束在一个多大面积的空间内________？ 【答案】4． 5． C 【详解】4．（1）[1] 根据核反应的电荷数守恒、质量数守恒可知，X的电荷数为1+1-2=0 X的质量数为2+3-4=1 因此X为中子，符号为 （2）[2] 反应释放的核能等于生成物总结合能减去反应物总结合能，则 可得 5．（1）[1] 将电子初速度分解为平行x轴（磁场方向）的分量 垂直x轴（yoz平面内）的分量 平行x轴分量不受洛伦兹力，做匀速直线运动；垂直分量受洛伦兹力提供向心力，做匀速圆周运动，合运动为沿x方向的螺旋运动。 A．视线迎着x轴正方向观察，只能看到yoz平面内的圆周运动，电子带负电，由左手定则可判断，沿逆时针方向转动，故A错误； B．视线迎着y轴正方向观察，看到的是xoz平面内的运动，电子沿x方向匀速移动，z方向周期性变化，轨迹为正弦曲线，不是圆周，故B错误； CD．电子沿x方向不受力，做匀速直线运动，故C正确，D错误； 故选C。 （2）[2] 洛伦兹力提供垂直方向圆周运动的向心力 解得 电子在yoz平面内的运动约束在半径为r的圆内，面积 二放射性元素 放射性元素的衰变具有自发性和规律性，对人类认识原子核和利用核能的帮助很大。 6．(25-26高三下·上海奉贤区·二模)某放射性样品竖直向上发出三种射线，通过虚线区域内方向水平向右、场强大小为的匀强电场，呈现如图所示的三种不同轨迹I、II、III。 （1）轨迹I、II、III分别对应___________； A．、、射线 B．、、射线 C．、、射线 D．、、射线 （2）已知轨迹I上、两点间距离为，线段与轨迹II夹角为（）。则、两点间电势差___________； （3）移去匀强电场，在虚线区域内加上匀强磁场，使I、III对应的射线仍在纸面内分别向左和向右偏转，如图所示。 ①匀强磁场的方向___________； A．水平向右    B．垂直纸面向外    C．水平向左    D．垂直纸面向里 ②已知、粒子的质量之比约为，电荷量大小之比约为，在磁场中运动的速率之比约为，则、粒子此时做匀速圆周运动的半径之比约为___________。 7．(25-26高三下·上海奉贤区·二模)“祝融号”火星探测车用放射性元素作为电池燃料，其核反应方程为。 （1）已知的半衰期约为88年。则一块含的矿石，经过176年，发生衰变的元素质量约为原来的___________； A．25%    B．50%    C．75%    D．100% （2）若、、的平均结合能分别为、、，则该核反应释放的核能为___________。 A．    B． C．    D． 【答案】6． D B 365：1 7． C D 【来源】上海市奉贤区2025-2026学年高三下学期二模物理试卷 【解析】6．（1）[1]射线在电场中受电场力作用发生偏转，射线带正电，受力方向与电场方向相同，向右偏转，对应轨迹 III；射线带负电，受力方向与电场方向相反，向左偏转，对应轨迹 I；射线不带电，不发生偏转，对应轨迹 II。故轨迹 I、II、III 分别对应、、射线。 故选D。 （2）[2]匀强电场方向水平向右，沿电场线方向电势降低，由图可知点电势低于点电势，。、两点沿电场线方向的距离为 根据匀强电场电势差与场强的关系 可得 （3）[3] 轨迹I对应射线，带负电，向上运动，受到的洛伦兹力向左，根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向外。 故选B。 （4）[4]带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由 得 粒子与粒子的半径之比，即。 7．（1）[1]半衰期年，经过时间年，即。根据半衰期公式 剩余质量 发生衰变的质量 故选C。 （2）[2]核反应释放的核能等于生成物的总结合能减去反应物的总结合能。则释放的核能 故选D。 （2026·上海市黄浦区·二模）射线与医疗 射线广泛应用于诊断与治疗，是医生洞察人体内部结构和治疗的得力工具。 8．钴60衰变产生的γ射线可用于治疗，其衰变方程为X+。钴60衰变过程中任意时刻的质量m与初始时刻的质量m0的比值随时间t的变化规律如图所示。 ①X的中子数为________； ②钴60的半衰期为________。 A．t1    B．t2    C． D．t2−t1 9．光电传感器广泛应用于工业自动化、机器人、医疗设备、安防监控等领域。某光电传感监控装置原理如图甲所示，若光线被阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（　　） A．该光电管阴极材料的逸出功不能小于1.89eV B．a光的频率高于b光的频率，且a光和b光有偏振现象 C．在真空中b光比a光传播速度小 D．若部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，从而引发报警 10．CT扫描仪是医学诊断的重要工具，其工作原理如图所示。电子自静止起经过加速电场获得速度，随后水平射入磁场方向垂直于纸面的矩形匀强磁场区域，最后撞击靶材于P点并激发出X射线，进行人体扫描。已知磁场区域的宽度为d、磁感应强度大小为B，电子的比荷为k，电子射出磁场时的速度偏转角度为θ，不计电子重力。则： ①偏转磁场的方向为垂直纸面向______（选填：A．外B．里）。 ②（计算）电子在偏转磁场中的速率v为多大________？ 【答案】8． 32 D 9．A 10． B 【详解】8．①X的质量数为，X的质子数为，X的中子数为 ②质量m与初始时刻的质量m0的比值从到即衰变一半的时间为 故选D。 9．A．激发态的氢原子向低能级跃迁时释放的能量为 ，， 辐射出的三种光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，所以释放能量最小的光不可以使光电管发生光电效应，即该光电管阴极材料的逸出功不能小于1.89eV，故A正确； B．根据 a光的遏止电压低于b光的遏止电压，a光的频率低于b光的频率。光是横波，可以发生偏振现象，故B错误； C．所有频率的光在真空中的传播速度都相同，故C错误； D．若部分光线被遮挡，光电子减少，则放大器的电流将减小，从而引发报警，故D错误。 故选A。 10．①电子进入磁场后向下偏转，根据左手定则可知，偏转磁场的方向为垂直纸面向里，故选B。 ②由洛伦兹力提供向心力 由几何关系可知 由题知比荷，联立解得 19世纪20世纪之交，电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕，人们意识到原子并非组成物质的最小粒子，从而一步步揭开了微观世界的神秘面纱。 11．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是（    ） A．液体的温度越高，分子平均动能越小 B．凡是晶体，其物理性质必定是各向异性的 C．温度升高，每个分子的动能都增大 D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 12．当甲、乙两分子间距离为时，分子间的作用力为0。现把甲分子固定，使两分子之间的距离从增大到，在该过程中，分子间的作用力_______（填“一直减小”、“一直增大”、“先减小后增大”或“先增大后减小”），甲分子对乙分子_______（填“一直做正功”、“一直做负功”、“先做正功后做负功”或“先做负功后做正功”）。 13．α粒子散射实验中，如果用O表示金原子核的位置，曲线ab和cd分别表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，则能够正确反映实验结果的是（    ） A． B． C． D． 14．家庭装修中，不合格的天然大理石有可能释放出过量的放射性元素氡。氡的衰变曲线如图，则氡的半衰期为（　　） A．3．8天 B．7.6天 C．10天 D．17.6天 15．如图所示为氢原子能级示意图的一部分，设辐射三种不同频率的光子。则下列分析正确的是（　　） A．①光子的波长最短 B．①光子的频率最低 C．③光子的能量最小 D．③光子的动量最小 【答案】11．D 12． 先减小后增大 先做正功后做负功 13．D 14．A 15．B 【解析】11．A．温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大，故A错误； B．晶体的某个物理性质具有各向异性，但并不是每个物理性质都是各向异性，故B错误； C．温度是分子平均动能的标志，温度越高分子平均动能越大，对于单个分子来说分子动能可能增加，可能不变，可能减小，故C错误； D．表面张力会使液体表面收缩，所以露珠呈球状，故D正确。 故选D。 12．[1]分子间F−r图像，如图所示     两分子之间的距离从0.9r0增大到r0时，分子间作用力表现为斥力，逐渐减小，从r0增大1.1 r0时，分子间作用力表现为引力，逐渐增大，故整个过程分子间的作用力先减小后增大； [2]两分子之间的距离从0.9 r0增大到r0时，分子间作用力表现为斥力，分子间作用力方向与运动方向相同，分子间作用力对乙分子做正功，分子势能减小，从r0增大1.1 r0时，分子间作用力表现为引力，分子间作用力方向与运动方向相反，分子间作用力对乙分子做负功，分子势能增大。故整个过程甲分子对乙分子先做正功后做负功。 13．AB．α粒子和金原子核都带正电，当α粒子靠近金原子核时，α粒子受到金原子核的斥力作用，由α粒子曲线运动轨迹与所受力的关系可知，α粒子曲线运动轨迹总是弯向受力的一侧，故AB错误； CD．α粒子和金原子核都带正电，α粒子离金原子核越近，所受斥力越大，偏转角越大，故C错误，D正确。 故选D。 14．根据题意有 联立可得的半衰期为 故选A。 15．C．能级差越大，光子的能量越大，故三种光子的能量，故C错误； B．根据 可知，故B正确； A．频率越大，光子的波长越短，故，故A错误； D．根据 可知波长越长，动量越小，所以，故D错误。 故选B。 16．（2026·上海市浦东新区·二模）离子阱 离子阱是一种利用静电场和匀强磁场约束带电粒子的装置。现有一氢离子在阱中运动，忽略重力、阻力、相对论效应。 (1)氢原子中电子在两能级间跃迁时辐射出波长为λ的光子，则光子的动量为______，两能级间的能量差为______。（光速为c，普朗克常量为h） (2)如图（a），某离子阱的主要结构为上下两个相同的甲电极和一个旋转对称的乙电极。以阱中心为坐标原点O，旋转对称轴为z轴，建立空间坐标系。质量为m、电荷量为+q的氢离子被束缚在阱内运动。 ①如图（b），仅让阱内存在沿+z方向且磁感应强度大小为B的匀强磁场，氢离子在xOy平面内做匀速圆周运动，轨迹与y轴相切于O点并经过x＝2a的位置，则氢离子做圆周运动的速率为______。 ②撤去离子阱内的磁场，仅在甲、乙电极间加电压。氢离子以初动能E0从O点出发，在z轴上运动时不同位置所对应的动能函数及解析式如图（c）所示。 a.（简答）通过推理，说明氢离子的运动情况。______ b.氢离子运动时离O点的最大距离为______。 【答案】(1) (2) 简谐运动 【详解】（1）[1] 光子的动量为 [2] 由能级跃迁公式得两能级间的能量差为 （2）[1] 因圆周轨迹与y轴相切于O点并经过x＝2a的位置,故圆运动的半径为 根据洛伦兹力提供向心力有 联立解得氢离子做圆周运动的速率为 [2] 氢离子在z轴上运动时仅受电场力，动能函数 故电场力 即在O点两侧，电场力大小与偏离O点的位移大小成正比     且电场力方向始终指向O点，与位移方向相反 故氢离子做简谐运动 [3] 对氢离子从平衡位置到正的最大位移，由动能定理 解得    即 电子 电子是原子的组成部分，其所带的电量为一个元电荷e，质量为m，普朗克常量为h。 17．(25-26高三下·上海崇明区·二模)某天然放射性元素发生β衰变过程中，放出一个电子。产生新元素的原子核与原来原子核相比其核电荷数_____，中子数_____（分别选填“增加”、“减小”、“不变”）。若释放的电子速度为v，则根据德布罗意提出的波粒二象性假说，该电子的波长λ=_____。 18．(25-26高三下·上海崇明区·二模)当原子中的电子从一个定态轨道跃迁到另一个轨道时，会发射或吸收一定频率的电磁波。如图所示为氢原子的能级示意图，现有大量的氢原子处于的激发态，这些氢原子的明线光谱中有_____条谱线，该光谱中波长最长的光子能量为_____eV。 19．(25-26高三下·上海崇明区·二模)如图所示是洛伦兹力演示仪。励磁线圈产生一垂直纸面方向的匀强磁场。电子枪发出初速为0的电子，经加速电压U加速后。刚好从圆心O点正下方的A点水平向左射出，已知。若要正常观察到以O为圆心的电子运动径迹，励磁线圈中的电流方向应为_____（选填“顺时针”或“逆时针”）；线圈产生的磁场磁感应强度B=_____。 【答案】17． 增加 减小 18． 6 0.66 19． 顺时针 【来源】上海市崇明区2025-2026学年高三下学期第二次模拟考试物理试卷 【详解】17．[1][2][3]β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，核反应方程为 所以新核的核电荷数增加1，质量数不变，中子数减小1。根据德布罗意波长公式 电子动量 所以 18．[1][2]一群处于激发态的氢原子向低能级跃迁，可能产生的谱线条数为 波长最长的光子对应频率最小，即能级差最小。在的所有可能跃迁中，的能级差最小，能量为eV 19．[1]电子从A点水平向左射出，要做以O为圆心的圆周运动，说明电子刚射出时受到的洛伦兹力方向向上。电子带负电，速度向左，根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向里。根据安培定则，励磁线圈中的电流方向应为顺时针。 [2]电子在电场中加速，由动能定理得 电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力 由题意知轨道半径 联立解得 （2026·上海市虹口区·二模）原子、原子核虽小，但其内部蕴藏着不可低估的能量。 20．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型。在这个模型中，电子除了具有动能外，还具有______________能。 21．如图，康普顿和他的中国学生吴有训在实验室中发现：X射线与静态弱束缚电子碰撞散射后，其波长随散射角增大而增大，这种现象被称为康普顿效应。下列说法正确的是（　　） A．经典波动理论可以完美解释康普顿效应 B．康普顿效应说明光子具有能量，但无动量 C．康普顿效应说明光子具有动量，但无能量 D．康普顿效应有力证明了爱因斯坦的光子说 22．玻尔引入量子化概念，很好地解释了氢原子光谱的形成原因。已知氢原子在量子数和的激发态之间相互跃迁过程中，需吸收或放出的能量为，普朗克恒量为，则一氢原子在的激发态跃迁到基态的过程中（　　） A．发射频率为的光子 B．吸收频率为的光子 C．发射频率为的光子 D．吸收频率为的光子 23．事实上，原子核的质量小于核子分散时的总质量，两者之差称为质量亏损。核内各核子彼此分离时的总能量与该原子核能量之差称为原子核的结合能，与核子数的比值叫平均结合能。已知光在真空中的速度为。 （1）原子核的结合能与质量亏损之间的关系为：____________________________。 （2）如图表示原子核的平均结合能随核子数变化的关系。平均结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。、、、、、是核子数逐渐增多的元素，则( ) A．铁56的原子核最稳定 B．原子核分解为原子核和，放出能量 C．原子核分解为原子核和，放出能量 D．若干独立核子合并为一个原子核时，需吸收能量 E．、合并为一个原子核时，平均每个核子释放的能量小于分解为原子核和时平均每个核子所释放的能量 【答案】20．电势能 21．D 22．A 23． 。 AB 【详解】20．卢瑟福核式结构模型中，电子受原子核的库仑引力作用，处于原子核的电场中，因此除动能外还具有电势能。 21．A．经典波动理论无法解释散射后X射线波长增大的现象，A错误； BC．康普顿碰撞过程满足能量守恒和动量守恒，证明光子同时具有能量和动量，BC错误； D．康普顿效应有力证明了爱因斯坦的光子说，D正确。 故选D。 22．氢原子能级满足 由题意得 解得 氢原子从n=3激发态跃迁到基态（n=1），是高能级向低能级跃迁，向外发射光子，光子能量为 又 解得光子频率 故选A。 23．（1）[1]根据爱因斯坦质能方程，原子核结合能与质量亏损的关系为。 （2）[2]A．平均结合能越大原子核越稳定，由图可知铁56的平均结合能最大，因此最稳定，A正确； B．F平均结合能小于D、E，F更不稳定说明能量高，因此F分解为D、E会放出能量；B正确： C．C的平均结合能大于A、B，C更稳定说明能量低，因此C分解为A、B需要吸收能量，C错误； D．独立核子结合为原子核时存在质量亏损，会放出能量，D错误； E．轻核区平均结合能随核子数上升更快，A、B聚变为C时，平均每个核子释放的能量大于F分解为D、E时平均每个核子释放的能量，E错误。 故选AB。 （2026·上海市建平中学·等级考）微观领域遵循量子力学法则，粒子具有波粒二象性，存在叠加、纠缠等奇异现象，颠覆经典物理认知，成为现代科技（如量子计算、加密）的基石。 24．下列关于物理学史和相关物理知识说法正确的是（     ） A．阴极射线是光电子 B．光电效应方程体现了能量守恒的思想 C．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 D．玻尔的原子理论成功地解释了所有原子光谱的实验规律 25．左图是研究光电效应的电路图，所加电压为__________电压（选填A“正向”，B“反向”），用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如右图，为图像的渐近线，真空中光速为，则金属的逸出功为__________，普朗克常量为__________，波长为的光__________（选填A“能”，B“不能”）使该金属发生光电效应。 26．如图所示，当部分入射光子与物质中电子发生作用，会把一部分动量转移给电子而导致光子动量__________（选填A“增大”，B“减小”），则光子能量__________（选填A“增大”，B“减小”），有一部分散射光频率__________入射光频率（选填A“大于”，B“小于”），现象叫做__________， 27．（多选）热辐射是指物体由于具有温度而向外辐射电磁波的现象。如图所示，在研究某一黑体热辐射时，得到了四种温度下黑体辐射强度与波长的关系。图中横轴表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则同一黑体在不同温度下（     ） A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度随温度升高而增大 B．向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小 C．辐射强度的极大值随温度升高而向波长较长的方向移动 D．辐射强度的极大值随温度升高而向波长较短的方向移动 28．氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，、、、用和光进行如下实验研究，则（     ） A．照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽 B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，光的侧移量小 C．以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上光的平均光子数多 D．若相同光强的光分别照射同一光电装置均能发生光电效应，则的饱和光电流小 【答案】24．B 25． A B 26． B B B 康普顿效应 27．AD 28．C 【详解】24．A．光电子是光电效应中逸出的电子，而阴极射线是阴极发出的电子流，两者产生电子的物理原理不同，故A错误； B．根据光电效应方程 本质是光子能量一部分用于克服逸出功，剩余转化为光电子最大初动能，体现能量守恒思想，故B正确； C．普朗克提出黑体辐射的能量是不连续的，是一份一份的，故C错误； D．玻尔理论只能成功解释氢原子光谱，无法解释所有原子光谱的实验规律，故D错误。 故选B。 25．[1]电路图中光电管阴极K接电源负极、阳极A接电源正极，电场方向由A指向K，光电子从K逸出后，电场助力光电子向A运动，因此是正向电压。 故选A。 [2]根据光电效应方程 光子的能量满足 当波长趋于无穷时，光子的能量趋于零，结合图像可知 因此金属的逸出功为。 [3]由图可知当波长时， 此波长对应光子的能量满足 结合 代入光电效应方程，可知 解得普朗克常量 [4]该金属的极限波长为，波长 对应的频率小于该金属的极限频率，故波长为的光照射该金属时，不能发生光电效应。 故选B。 26．[1]入射光子和电子作用时，将部分动量转移给电子，光子自身动量减小。 故选B。 [2]光子能量满足 动量减小则光子能量减小。 故选B。 [3]光子能量满足 光子能量减小，则频率降低，因此有一部分散射光频率小于入射光频率。 故选B。 [4]光子与物质中电子发生作用,导致部分散射光频率小于入射光频率，该现象叫做康普顿效应。 27．A．由黑体辐射规律和图像可得，同一波长下，温度越高，辐射强度越大，故A正确； B．由黑体辐射的规律，温度升高，黑体向外辐射的总能量增大，故B错误； CD．由图像可知，温度越高，辐射强度的极大值向波长更短的方向移动，故C错误，D正确。 故选AD。 28．根据巴耳末公式 其中和分别对应从和能级向下跃迁的电子所辐射的光子，可知的光对应的波长更长，频率更小，光子的能量越小。 A．单缝衍射中，波长越长，中央明纹越宽，故光的中央明条纹宽度宽，故A错误； B．频率越大，玻璃对光的折射率越大，斜射入玻璃砖时折射角更小，侧移量更大，因此侧移量更大，故B错误； C．相同功率下，单位时间光源辐射的总能量相同，由可知，的频率更小，因此单位时间内光源辐射的光子数越多；真空中光速相同，单位长度上的平均光子数满足 故真空中单位长度上光的平均光子数多，故C正确； D．相同光强下，单位时间内，同一光电装置单位面积照射的总能量相同，光子的能量较小，则单位时间内光子数更多，均能发生光电效应的情况下，对应的饱和光电流更大，故D错误。 故选C。 捕捉α粒子 为确证组成α射线的粒子就是氦原子核，卢瑟福使用图示装置捕捉α粒子并观测其光谱。厚壁粗玻璃管A与两端接有电极的毛细管B相互联通并抽成真空，通过细软管连接水银槽D，薄壁玻璃管C中封有一定质量的氡气。氡气衰变放出的α射线穿过C的薄壁后被A的厚壁阻挡，积存在A、B中形成可视为理想气体的稀薄气体。经过几天的积累后打开阀门K并缓慢提升水银槽D，水银的蒸发可忽略不计。 29．(25-26高三下·上海徐汇区·二模)已知A、B两管的容积和C管的体积分别为 VA、VB和VC，打开阀门前A、B管内的压强为p。 （1）当A管内气体恰全部进入毛细管B时，管B中的气体压强为_______。 （2）压缩过程中，B管内气体分子做无规则热运动的剧烈程度将_______，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数将_______（均选涂：A．增大    B．减小    C．保持不变）。 （3）以W表示外界对气体所做的功、Q表示气体从外界吸收的热量，上述压缩过程中有( ) A．W > 0，Q > 0            B．W > 0，Q < 0        C．W < 0，Q > 0        D．W < 0，Q < 0 30．(25-26高三下·上海徐汇区·二模)（多选）两电极间电势差大于4400V时，可使B管内气体电离发光。若用220V正弦交流电通过理想变压器给电极供电，可能使气体发光的变压器原、副线圈匝数比是（    ） A．25:1 B．20:1 C．15:1 D．1:15 E．1:20 F．1:25 31．(25-26高三下·上海徐汇区·二模)通过分光镜观察发光气体可见明亮的黄色谱线。已知光谱中常见的黄色谱线有波长为587.6 nm的氦D3线和波长为589.6 nm、589.0 nm的钠D1 、D2线。某同学设想可使用如图所示的实验装置，通过双缝干涉测波长的实验方法来确证α粒子就是氦原子核。经检测，双缝的间距d = 0.25mm，光强分布传感器的测量宽度为24mm。 （1）若测得双缝到光强分布传感器的距离为S，干涉条纹中相邻暗条纹间距为Y，则待测光的波长λ =_______。（用d、S和Y表示） （2）（简答）试判断该同学的设想是否可行，并简述理由______。 32．(25-26高三下·上海徐汇区·二模)氡（）发生α衰变后的产物为钋（Po）。 （1）该衰变的核反应方程为：_______________。 （2）（计算）测得氡（）核衰变放出的α粒子初动能为Ek，已知真空中的光速大小为c，氡核衰变前的初动能以及衰变后释放γ光子的概率均可忽略不计。试估算衰变过程中的质量亏损Δm_______。 （3）吸入少量的α粒子即可对人体造成较大的辐射伤害，实验中为保证人员安全需预先评估放射源的放射性活度。已知氡222的半衰期为T，当C管中氡222核总数为N时，单位时间内发生衰变的氡222核个数约为_______。【提示：当a是不为1的正实数时，】 【答案】29． C A B 30．DEF 31． 不可行 32． 【来源】上海市徐汇区2025-2026学年高三下学期二模物理试卷 【详解】29．（1）[1]当A管内气体恰全部进入毛细管B时，根据玻意耳定律可得 解得管B中的气体压强为 （2）[2]压缩过程中，由于温度不变，B管内气体分子做无规则热运动的剧烈程度不变； 故选C。 [3]由于温度不变，气体分子平均动能不变，而气体压强增大，根据压强微观意义可知单位时间内撞击单位面积器壁的分子数将增大； 故选A。 （3）[4]由于气体体积减小，所以外界对气体做功，即；由于温度不变，所以气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体向外界放热，即。 故选B。 30．两电极间电势差大于4400V时，可使B管内气体电离发光。若用220V正弦交流电通过理想变压器给电极供电，则原线圈输入电压最大值为 使气体发光的变压器原、副线圈匝数比应满足 故选DEF。 31．（1）[1]根据相邻条纹间距公式可得 可得待测光的波长 （2）[2]为确证α粒子就是氦原子核，波长的测量值结果需要精确到4位有效数字。该同学使用d=0.25mm双缝屏，测量结果仅可保留2位有效数字，无法达成实验目的。 32．（1）[1]该衰变的核反应方程为 （2）[2]由，可得 反应释放的总能量 反应前后动量守恒，取α粒子出射方向为正，则有 由，可得 则有 综上可得 （3）[3]由衰变规律可得 单位时间衰变个数为，求导可得 当时刻，总数为，则单位时间内发生衰变的氡222核个数约为。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 场景02 原子与原子核 考点分类 三年考情（2024-2026） 命题规律 原子与原子核 2024年·氢的同位素 2025年·国际量子科学与技术 2026年·空间科技(核部分) 情境:核技术应用/航天能源包装，暗示后续电磁场混搭 考点:核反应方程3年必考开篇，质能方程年年计算，原子跃迁/光电效应轮换 实验:以回旋加速器/静电选择器替代实验功能 综合:核物理+电磁场操控是固定混搭模式 （2026·上海·高考真题）空间科技 近年来，我国在空间科技领域取得了举世瞩目的成就，中国空间站全面建成并进入常态化运营，深空探测任务不断取得新突破。从航天器携带的核燃料电池，到空间站的轨道维持与调整，再到卫星在近地空间的电磁环境分析，无一不蕴含着丰富的物理学原理。 1．航天器中一种可能的铀核裂变方程为________。 A． B． C． D． 2．若某核反应发生前，所有参与反应物质的总静止质量为；反应完成后，所有生成物的总静止质量为。已知真空中的光速为，则该核反应过程中释放的核能________。 3．假设在某段时间内，某空间站轨道高度先后进行了两次自然衰减，第一次下降了小高度，第二次也下降了小高度。若这两次下降过程中，空间站引力势能的变化量绝对值分别为、，则二者的大小关系为________。 A． B． C． 4．某空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动的轨道半径为，空间站自身质量为，则该空间站的动能为________。（已知地球质量为，引力常量为） 5．地球磁场会对运行在近地空间的带电物体产生影响。某人造地球卫星在赤道正上方自西向东飞行。若将该卫星视作一个高速运动的“正电子”（带正电荷），则在此位置其受到地球磁场力的方向为________。 A．向上 B．向下 C．向西 D．向东 （2024·上海·高考真题）氢的同位素 氢元素是宇宙中最简单的元素，有三种同位素。科学家利用电磁场操控并筛选这三种同位素，使其应用于核研究中。 9．原子核之间由于相互作用会产生新核，这一过程具有多种形式。 （1）质量较小的原子核结合成质量较大原子核的过程称为______ A．链式反应    B．衰变    C．核聚变    D．核裂变 （2）核的质量为，核的质量为，它们通过核反应形成一个质量为的氦原子核，此过程释放的能量为______。（真空中光速为c） 10．某回旋加速器的示意图如图所示。磁感应强度大小为B的匀强磁场仅分布于两个相同且正对的半圆形中空金属盒，内，且与金属盒表面垂直。交变电源通过Ⅰ，Ⅱ分别与，相连，仅在，缝隙间的狭窄区域产生交变电场。初动能为零的带电粒子自缝隙中靠近的圆心O处经缝隙间的电场加速后，以垂直磁场的速度进入。 （1）粒子在，运动过程中，洛伦兹力对粒子做功为W，冲量为I，则______； A．，    B．，    C．，    D．， （2）核和核自图中O处同时释放，Ⅰ，Ⅱ间电势差绝对值始终为U，电场方向做周期性变化，核在每次经过缝隙间时均被加速（假设粒子通过缝隙的时间和粒子间相互作用可忽略）。核完成3次加速时的动能与此时核的动能之比为______。 A．    B．    C．    D．    E． 11．如图，静电选择器由两块相互绝缘、半径很大的同心圆弧形电极组成。电极间所加电压为U。由于两电极间距d很小，可近似认为两电极半径均为，且电极间的电场强度大小处处相等，方向沿径向垂直于电极。 （1）电极间电场强度大小为______； （2）由核、核和核组成的粒子流从狭缝进入选择器，若不计粒子间相互作用，部分粒子在电场力作用下能沿圆弧路径从选择器出射。 ①出射的粒子具有相同的______； A．速度    B．动能    C．动量    D．比荷 ②对上述①中的选择做出解释。（论证）_____ （2025·上海·高考真题）2025年被联合国宣布为国际量子科学与技术年，以致敬量子力学为科学技术领域带来巨大发展和深渊影响。 4．太阳内部发生的核聚变反应称为P-P循环，其核反应方程为，则X是（　　） A． B． C． D． 5．（多选）部分金属的截止频率如下表所示。复色光频率为~，用此光照射下面金属可发生光电效应的是( ) 几种金属的截止频率 金属 锌 钙 钠 钾 铷 频率 8.07 7.73 5.53 5.44 5.15 A．锌   B．钙    C． 钠     D．钾     E. 铷 6．氢原子的核外电子以半径r绕核做匀速圆周运动，若电子质量为m，，则电子动量大小是______。（元电荷为e，静电力常数为k） 7．一氢原子在从量子数为的激发态，跃迁到量子数为2的激发态的过程中（　　），(里伯德常量为R，真空中的光速为c)； A．吸收一频率为的光子 B．发射一频率为的光子 C．吸收一频率为的光子 D．发射一频率为的光子 （2026·上海市黄浦区·二模）通过分析放射性矿石的衰变数据，结合晶体衍射成像技术，可解构矿石内部原子排列与演化历史。已知α粒子电荷量为+2e，质量约为4mp（mp为质子质量）；β粒子电荷量为-e，质量约为mp；γ粒子为光子。 1．放射性矿石是含有不同放射性同位素各种化合物的混合物。 （1）将放射性矿石样品置于开孔铅盒内，探测器正对小孔记录电离事件总数（每接收到一个α、β或γ粒子，即触发一次电离事件）。先将小孔封闭测量周围环境背景辐射；再将小孔打开，在小孔和探测器间依次放置不同的吸收体多次测量。记录数据如右表，则该矿石的β粒子辐射量占矿石辐射粒子总量的百分比为_________%。 小孔状态和吸收体放置情况 电离事件记录 小孔封闭 100秒内30次 小孔打开 不放置吸收体 50秒内515次 小孔打开 0.5毫米厚的纸吸收体 10秒内92次 小孔打开 4毫米厚的铅板吸收体 100秒内250次 （2）如图所示，矿石衰变产生的混合射线粒子通过某装置后，以相同   速率经过小孔S垂直射入范围足够大的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。则α粒子的运动轨迹可能是图中的虚线_________，α粒子与β粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径比为_________。 2．如图所示为探测器记录的某种放射性矿石样品衰变过程中，计数率随时间的变化曲线。当样品衰变至低水平时，探测器仍可记录背景辐射。则该样品的半衰期约为_________。 A、0.6天 B、1.0天 C、1.4天 D、2.0天 3．利用“晶体衍射成像”技术推演晶体的结构。 （1）衍射仪所使用的X射线波长应_________晶体中原子间距离。 A、远大于    B、相近于    C、远小于 （2）当电子被直流电压加速并撞击金属表面时，会产生波长为的X射线，该X射线单个光子的能量为_________。一个电子的动能约有1%用于产生单个光子，则给电子施加的加速电压约为_________。（已知普朗克常量h，元电荷e，光速c） （2026·上海市闽行区·二模）“人造太阳” 可控核聚变俗称“人造太阳”，其原理简单而迷人：模仿太阳，将氢原子核在极高温度下碰撞融合，释放出巨大的能量。不过，在地球上复刻太阳并不容易。核心难点在于如何长时间、稳定地约束住温度高达上亿度的等离子体。 4．若核聚变反应的方程为，已知氘、氚核的结合能分别为E1、E2，反应中释放的核能为。 （1）反应产物X是________（写符号）； （2）反应产物氦核的结合能为________。 5．某同学设想可以用磁场约束高温等离子体，若某电子以初速度v0进入磁感应强度为B的匀强磁场，如图所示，在xoz平面内，v0方向与B的方向夹角为。（不考虑离子间的相互作用） （1）该电子在磁场中运动情况，正确的是________ A．视线迎着x轴正方向观察，沿顺时针做匀速圆周运动 B．视线迎着y轴正方向观察，沿顺时针做匀速圆周运动 C．沿x轴正方向做匀速直线运动 D．沿x轴正方向做匀加速直线运动 （2）（计算）已知电子的荷质比为，该电子在平面内的运动被约束在一个多大面积的空间内________？ 二放射性元素 放射性元素的衰变具有自发性和规律性，对人类认识原子核和利用核能的帮助很大。 6．(25-26高三下·上海奉贤区·二模)某放射性样品竖直向上发出三种射线，通过虚线区域内方向水平向右、场强大小为的匀强电场，呈现如图所示的三种不同轨迹I、II、III。 （1）轨迹I、II、III分别对应___________； A．、、射线 B．、、射线 C．、、射线 D．、、射线 （2）已知轨迹I上、两点间距离为，线段与轨迹II夹角为（）。则、两点间电势差___________； （3）移去匀强电场，在虚线区域内加上匀强磁场，使I、III对应的射线仍在纸面内分别向左和向右偏转，如图所示。 ①匀强磁场的方向___________； A．水平向右    B．垂直纸面向外    C．水平向左    D．垂直纸面向里 ②已知、粒子的质量之比约为，电荷量大小之比约为，在磁场中运动的速率之比约为，则、粒子此时做匀速圆周运动的半径之比约为___________。 7．(25-26高三下·上海奉贤区·二模)“祝融号”火星探测车用放射性元素作为电池燃料，其核反应方程为。 （1）已知的半衰期约为88年。则一块含的矿石，经过176年，发生衰变的元素质量约为原来的___________； A．25%    B．50%    C．75%    D．100% （2）若、、的平均结合能分别为、、，则该核反应释放的核能为___________。 A．    B． C．    D． （2026·上海市黄浦区·二模）射线与医疗 射线广泛应用于诊断与治疗，是医生洞察人体内部结构和治疗的得力工具。 8．钴60衰变产生的γ射线可用于治疗，其衰变方程为X+。钴60衰变过程中任意时刻的质量m与初始时刻的质量m0的比值随时间t的变化规律如图所示。 ①X的中子数为________； ②钴60的半衰期为________。 A．t1    B．t2    C． D．t2−t1 9．光电传感器广泛应用于工业自动化、机器人、医疗设备、安防监控等领域。某光电传感监控装置原理如图甲所示，若光线被阻挡，电流发生变化，工作电路立即报警。如图乙所示，光线发射器内大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光中只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子，图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（　　） A．该光电管阴极材料的逸出功不能小于1.89eV B．a光的频率高于b光的频率，且a光和b光有偏振现象 C．在真空中b光比a光传播速度小 D．若部分光线被遮挡，则放大器的电流将增大，从而引发报警 10．CT扫描仪是医学诊断的重要工具，其工作原理如图所示。电子自静止起经过加速电场获得速度，随后水平射入磁场方向垂直于纸面的矩形匀强磁场区域，最后撞击靶材于P点并激发出X射线，进行人体扫描。已知磁场区域的宽度为d、磁感应强度大小为B，电子的比荷为k，电子射出磁场时的速度偏转角度为θ，不计电子重力。则： ①偏转磁场的方向为垂直纸面向______（选填：A．外B．里）。 ②（计算）电子在偏转磁场中的速率v为多大________？ 19世纪20世纪之交，电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕，人们意识到原子并非组成物质的最小粒子，从而一步步揭开了微观世界的神秘面纱。 11．人类对物质属性的认识是从宏观到微观不断深入的过程。以下说法正确的是（    ） A．液体的温度越高，分子平均动能越小 B．凡是晶体，其物理性质必定是各向异性的 C．温度升高，每个分子的动能都增大 D．露珠呈球状是由于液体表面张力的作用 12．当甲、乙两分子间距离为时，分子间的作用力为0。现把甲分子固定，使两分子之间的距离从增大到，在该过程中，分子间的作用力_______（填“一直减小”、“一直增大”、“先减小后增大”或“先增大后减小”），甲分子对乙分子_______（填“一直做正功”、“一直做负功”、“先做正功后做负功”或“先做负功后做正功”）。 13．α粒子散射实验中，如果用O表示金原子核的位置，曲线ab和cd分别表示经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹，则能够正确反映实验结果的是（    ） A． B． C． D． 14．家庭装修中，不合格的天然大理石有可能释放出过量的放射性元素氡。氡的衰变曲线如图，则氡的半衰期为（　　） A．3．8天 B．7.6天 C．10天 D．17.6天 15．如图所示为氢原子能级示意图的一部分，设辐射三种不同频率的光子。则下列分析正确的是（　　） A．①光子的波长最短 B．①光子的频率最低 C．③光子的能量最小 D．③光子的动量最小 16．（2026·上海市浦东新区·二模）离子阱 离子阱是一种利用静电场和匀强磁场约束带电粒子的装置。现有一氢离子在阱中运动，忽略重力、阻力、相对论效应。 (1)氢原子中电子在两能级间跃迁时辐射出波长为λ的光子，则光子的动量为______，两能级间的能量差为______。（光速为c，普朗克常量为h） (2)如图（a），某离子阱的主要结构为上下两个相同的甲电极和一个旋转对称的乙电极。以阱中心为坐标原点O，旋转对称轴为z轴，建立空间坐标系。质量为m、电荷量为+q的氢离子被束缚在阱内运动。 ①如图（b），仅让阱内存在沿+z方向且磁感应强度大小为B的匀强磁场，氢离子在xOy平面内做匀速圆周运动，轨迹与y轴相切于O点并经过x＝2a的位置，则氢离子做圆周运动的速率为______。 ②撤去离子阱内的磁场，仅在甲、乙电极间加电压。氢离子以初动能E0从O点出发，在z轴上运动时不同位置所对应的动能函数及解析式如图（c）所示。 a.（简答）通过推理，说明氢离子的运动情况。______ b.氢离子运动时离O点的最大距离为______。 电子 电子是原子的组成部分，其所带的电量为一个元电荷e，质量为m，普朗克常量为h。 17．(25-26高三下·上海崇明区·二模)某天然放射性元素发生β衰变过程中，放出一个电子。产生新元素的原子核与原来原子核相比其核电荷数_____，中子数_____（分别选填“增加”、“减小”、“不变”）。若释放的电子速度为v，则根据德布罗意提出的波粒二象性假说，该电子的波长λ=_____。 18．(25-26高三下·上海崇明区·二模)当原子中的电子从一个定态轨道跃迁到另一个轨道时，会发射或吸收一定频率的电磁波。如图所示为氢原子的能级示意图，现有大量的氢原子处于的激发态，这些氢原子的明线光谱中有_____条谱线，该光谱中波长最长的光子能量为_____eV。 19．(25-26高三下·上海崇明区·二模)如图所示是洛伦兹力演示仪。励磁线圈产生一垂直纸面方向的匀强磁场。电子枪发出初速为0的电子，经加速电压U加速后。刚好从圆心O点正下方的A点水平向左射出，已知。若要正常观察到以O为圆心的电子运动径迹，励磁线圈中的电流方向应为_____（选填“顺时针”或“逆时针”）；线圈产生的磁场磁感应强度B=_____。 （2026·上海市虹口区·二模）原子、原子核虽小，但其内部蕴藏着不可低估的能量。 20．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型。在这个模型中，电子除了具有动能外，还具有______________能。 21．如图，康普顿和他的中国学生吴有训在实验室中发现：X射线与静态弱束缚电子碰撞散射后，其波长随散射角增大而增大，这种现象被称为康普顿效应。下列说法正确的是（　　） A．经典波动理论可以完美解释康普顿效应 B．康普顿效应说明光子具有能量，但无动量 C．康普顿效应说明光子具有动量，但无能量 D．康普顿效应有力证明了爱因斯坦的光子说 22．玻尔引入量子化概念，很好地解释了氢原子光谱的形成原因。已知氢原子在量子数和的激发态之间相互跃迁过程中，需吸收或放出的能量为，普朗克恒量为，则一氢原子在的激发态跃迁到基态的过程中（　　） A．发射频率为的光子 B．吸收频率为的光子 C．发射频率为的光子 D．吸收频率为的光子 23．事实上，原子核的质量小于核子分散时的总质量，两者之差称为质量亏损。核内各核子彼此分离时的总能量与该原子核能量之差称为原子核的结合能，与核子数的比值叫平均结合能。已知光在真空中的速度为。 （1）原子核的结合能与质量亏损之间的关系为：____________________________。 （2）如图表示原子核的平均结合能随核子数变化的关系。平均结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。、、、、、是核子数逐渐增多的元素，则( ) A．铁56的原子核最稳定 B．原子核分解为原子核和，放出能量 C．原子核分解为原子核和，放出能量 D．若干独立核子合并为一个原子核时，需吸收能量 E．、合并为一个原子核时，平均每个核子释放的能量小于分解为原子核和时平均每个核子所释放的能量 （2026·上海市建平中学·等级考）微观领域遵循量子力学法则，粒子具有波粒二象性，存在叠加、纠缠等奇异现象，颠覆经典物理认知，成为现代科技（如量子计算、加密）的基石。 24．下列关于物理学史和相关物理知识说法正确的是（     ） A．阴极射线是光电子 B．光电效应方程体现了能量守恒的思想 C．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 D．玻尔的原子理论成功地解释了所有原子光谱的实验规律 25．左图是研究光电效应的电路图，所加电压为__________电压（选填A“正向”，B“反向”），用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如右图，为图像的渐近线，真空中光速为，则金属的逸出功为__________，普朗克常量为__________，波长为的光__________（选填A“能”，B“不能”）使该金属发生光电效应。 26．如图所示，当部分入射光子与物质中电子发生作用，会把一部分动量转移给电子而导致光子动量__________（选填A“增大”，B“减小”），则光子能量__________（选填A“增大”，B“减小”），有一部分散射光频率__________入射光频率（选填A“大于”，B“小于”），现象叫做__________， 27．（多选）热辐射是指物体由于具有温度而向外辐射电磁波的现象。如图所示，在研究某一黑体热辐射时，得到了四种温度下黑体辐射强度与波长的关系。图中横轴表示电磁波的波长，纵轴表示某种波长电磁波的辐射强度，则同一黑体在不同温度下（     ） A．向外辐射同一波长的电磁波的辐射强度随温度升高而增大 B．向外辐射的电磁波的总能量随温度升高而减小 C．辐射强度的极大值随温度升高而向波长较长的方向移动 D．辐射强度的极大值随温度升高而向波长较短的方向移动 28．氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，、、、用和光进行如下实验研究，则（     ） A．照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽 B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，光的侧移量小 C．以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上光的平均光子数多 D．若相同光强的光分别照射同一光电装置均能发生光电效应，则的饱和光电流小 捕捉α粒子 为确证组成α射线的粒子就是氦原子核，卢瑟福使用图示装置捕捉α粒子并观测其光谱。厚壁粗玻璃管A与两端接有电极的毛细管B相互联通并抽成真空，通过细软管连接水银槽D，薄壁玻璃管C中封有一定质量的氡气。氡气衰变放出的α射线穿过C的薄壁后被A的厚壁阻挡，积存在A、B中形成可视为理想气体的稀薄气体。经过几天的积累后打开阀门K并缓慢提升水银槽D，水银的蒸发可忽略不计。 29．(25-26高三下·上海徐汇区·二模)已知A、B两管的容积和C管的体积分别为 VA、VB和VC，打开阀门前A、B管内的压强为p。 （1）当A管内气体恰全部进入毛细管B时，管B中的气体压强为_______。 （2）压缩过程中，B管内气体分子做无规则热运动的剧烈程度将_______，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数将_______（均选涂：A．增大    B．减小    C．保持不变）。 （3）以W表示外界对气体所做的功、Q表示气体从外界吸收的热量，上述压缩过程中有( ) A．W > 0，Q > 0            B．W > 0，Q < 0        C．W < 0，Q > 0        D．W < 0，Q < 0 30．(25-26高三下·上海徐汇区·二模)（多选）两电极间电势差大于4400V时，可使B管内气体电离发光。若用220V正弦交流电通过理想变压器给电极供电，可能使气体发光的变压器原、副线圈匝数比是（    ） A．25:1 B．20:1 C．15:1 D．1:15 E．1:20 F．1:25 31．(25-26高三下·上海徐汇区·二模)通过分光镜观察发光气体可见明亮的黄色谱线。已知光谱中常见的黄色谱线有波长为587.6 nm的氦D3线和波长为589.6 nm、589.0 nm的钠D1 、D2线。某同学设想可使用如图所示的实验装置，通过双缝干涉测波长的实验方法来确证α粒子就是氦原子核。经检测，双缝的间距d = 0.25mm，光强分布传感器的测量宽度为24mm。 （1）若测得双缝到光强分布传感器的距离为S，干涉条纹中相邻暗条纹间距为Y，则待测光的波长λ =_______。（用d、S和Y表示） （2）（简答）试判断该同学的设想是否可行，并简述理由______。 32．(25-26高三下·上海徐汇区·二模)氡（）发生α衰变后的产物为钋（Po）。 （1）该衰变的核反应方程为：_______________。 （2）（计算）测得氡（）核衰变放出的α粒子初动能为Ek，已知真空中的光速大小为c，氡核衰变前的初动能以及衰变后释放γ光子的概率均可忽略不计。试估算衰变过程中的质量亏损Δm_______。 （3）吸入少量的α粒子即可对人体造成较大的辐射伤害，实验中为保证人员安全需预先评估放射源的放射性活度。已知氡222的半衰期为T，当C管中氡222核总数为N时，单位时间内发生衰变的氡222核个数约为_______。【提示：当a是不为1的正实数时，】 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $