专题15 近代物理（6年汇编）（河北专用）2021-2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 依托6年河北高考真题及模拟题，以量子通信、核反应堆等科技前沿为情境，聚焦近代物理核心考点。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|26题|光电效应（2025真题）、核反应方程（2024真题）、能级跃迁（2023真题）|结合我国钍基熔盐实验堆等科技成果，强化概念辨析与规律理解| |非选择题|1题|质谱仪综合（2026真题）|以复杂科技场景为载体，联动电场、磁场、光子能量计算，考查综合应用能力|

专题15 近代物理 6年真题1年模拟 考点分类 河北考情（2021-2026） 命题规律 考点1 近代物理 2026河北卷 2025河北卷 2024河北卷 2023河北卷 2022河北卷 2021河北卷 . 真实情境深度渗透‌：以量子通信、国产核反应堆、医用放射性诊疗设备等前沿科技场景为载体，不再使用纯理论裸模型出题，要求学生从复杂场景中提炼原子物理相关规律。 . ‌综合关联属性突出‌：不再孤立考查原子物理基础概念，会联动能量守恒、动量守恒、光电效应等考点，强化“能级跃迁-光电效应-核反应”的综合链条考查。 ‌能力导向持续强化‌：弱化机械繁琐的代数运算，重点考查概念辨析、规律理解能力，规避死记硬背知识点的考法，侧重对近代物理核心思维的考查。 考点01 近代物理 1．（2026·河北·高考真题）图1为某质谱仪工作原理示意图。电离室中的气体分子被激光照射后发生电离，其中带正电的粒子由静止经平行于纸面的加速电场加速后，垂直于CD边进入梯形匀强磁场区域（磁场方向垂直纸面向外），并从CG边中点O平行于CD边射出，经无场区从边界PQ进入平行于纸面的匀强偏转电场，最终打到接收器与纸面交线MN上并被吸收，接收器可视为接地良好的金属板。MN延长线经过O点，与CD所在直线夹角为α，α可通过MN绕O点在纸面内的转动进行调整，调整前后PQ与MN始终平行且间距为0.3m不变。CG边长为0.2m，与底边HG夹角为60°，磁感应强度大小为0.4T，偏转电场的电场强度大小为1.8×104V/m，方向始终垂直于PQ。整个过程只考虑一种粒子，加速电场的电压恒定，MN与PQ足够长，装置处于真空环境，忽略粒子间的相互作用，不计重力。 (1)已知激光波长为442nm，求该激光一个光子的能量ε。（普朗克常量，真空中光速） (2)调整α，得到从粒子离开加速电场到到达接收器所经历的时间t与α的关系如图2所示，求加速电场的电压U以及粒子比荷k。 (3)质谱仪稳定工作时，测得接收器每秒接收的粒子数为n，若再测一个除电荷量和质量以外的物理量，便可在（2）问的基础上得到粒子的质量。请写出该物理量，并推导粒子质量表达式（所有物理量均用字母表示）。 【答案】(1) (2)， (3)测接收器受到粒子的平均作用力大小，质量表达式为； 【详解】（1）根据光子能量公式 代入数据解得 （2）根据题意画出粒子运动轨迹图如下 根据几何关系可知粒子在磁场半径 且粒子在磁场中洛伦兹力提供向心力，有 其中比荷。可得 由题知粒子在无场区O到PQ的距离为，在无场区运动时间 粒子进入电场时的法向初速度与电场方向相反，大小为 则在法线方向有 解得 总时间 其中t0为加速电场末端到CD无场区的时间与α无关，与α无关，根据图2可知时t最小，即 在有最小值，根据均值不等式可求出 联立 代入数据得 在加速电场中有 得 （3）测量接收器受到粒子的平均作用力大小，在时间内，有 根据动量定理和牛顿第三定律可知接收器受到的平均作用力大小F等于粒子动量的变化率大小，即 对单个粒子，设粒子打在接收器上时垂直接收器速度为，则有 可得 联立可得粒子质量 2．（2025·河北·高考真题）光纤光谱仪的部分工作原理如图所示。待测光在光纤内经多次全反射从另一端射出，再经棱镜偏转，然后通过狭缝进入光电探测器。 (1)若将光纤简化为真空中的长玻璃丝，设玻璃丝的折射率为，求光在玻璃丝内发生全反射时的最小入射角。 (2)若探测器光阴极材料的逸出功为，求该材料的截止频率。（普朗克常量） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）光在玻璃丝内发生全反射的最小入射角满足 可得 （2）根据爱因斯坦光电方程 可得 3．（2024·河北·高考真题）锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料．研究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核反应方程为，式中的X为（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据核反应前后质量数和电荷数守恒得 ， 故式中的X为，故选D。 4．（2023·河北·高考真题）2022年8月30日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测卫星国际上首次在轨获取的太阳谱线精细结构。是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线，其对应的能级跃迁过程为（　　） A．从跃迁到 B．从跃迁到 C．从跃迁到 D．从跃迁到 【答案】D 【详解】是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线，根据 可知是氢原子巴耳末系中频率最小的谱线，根据氢原子的能级图，利用玻尔理论中的频率条件 可见能级差越小，频率越低，波长越长。故对应的能级跃迁过程为从跃迁到。 故选D。 5．（2022·河北·高考真题）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（　　） A．钠的逸出功为 B．钠的截止频率为 C．图中直线的斜率为普朗克常量h D．遏止电压与入射光频率成正比 【答案】A 【详解】A．根据遏止电压与最大初动能的关系有 根据电效应方程有 当结合图像可知，当为0时，解得 A正确； B．钠的截止频率为，根据图像可知，截止频率小于，B错误； C．结合遏止电压与光电效应方程可解得 可知，图中直线的斜率表示，C错误； D．根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压与入射光频率成线性关系，不是成正比，D错误。 故选A。 6．（2021·河北·高考真题）银河系中存在大量的铝同位素，核衰变的衰变方程为，测得核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（　　） A．核的质量等于核的质量 B．核的中子数大于核的中子数 C．将铝同位素放置在低温低压的环境中，其半衰期不变 D．银河系中现有的铝同位素将在144万年后全部衰变为 【答案】C 【详解】A．和的质量数均为相等，但是二者原子核中的质子数和中子数不同，所以质量不同，A错误； B．核的中子数为个，核的中子数为个，B错误； C．半衰期是原子核固有的属性，与外界条件无关，C正确； D．质量为的的半衰期为万年，经过万年为个半衰期，剩余质量为，不会全部衰变为，D错误。 故选C。 7．（2026·河北邢台·模拟预测）2025年7月，我国科研团队在原子核的奇特衰变研究领域取得重大进展，首次在实验上观测到新核素铝20（），并发现其通过三质子发射模式进行衰变。已知该衰变过程释放出3个质子，则此次衰变最终生成的原子核的电荷数和质量数分别为（     ） A．10  17 B．10  20 C．17  10 D．20  10 【答案】A 【详解】质子为，根据原子核衰变时电荷数和质量数都守恒，可知衰变最终生成的原子核的电荷数，质量数。 故选A。 8．（2026·河北衡水·模拟预测）如图所示，关于氢原子能级和谱线图，下列说法正确的是（     ） A．氢原子辐射光子的频率条件是 B．处于基态的氢原子可以吸收能量为的光子而跃迁到高能级 C．所有原子光谱都有多条谱线，所以不能用来鉴别物质和确定物质的组成成分 D．一个氢原子处于激发态，向基态跃迁时，可能辐射出10种不同频率的光子，有紫外线、可见光和红外线 【答案】A 【详解】A．根据玻尔原子理论，氢原子从高能级n向低能级m（m<n）跃迁时，辐射光子的能量等于两能级间的能量差，即满足(m<n)，故A正确； B．基态氢原子的能量为E1=−13.6eV，若吸收11eV的光子，其能量变为−13.6eV+11eV=−2.6eV。由能级图可知，氢原子不存在−2.6eV的能级（n=2能级为−3.4eV），且光子能量小于电离能13.6eV，故不能发生跃迁，故B错误； C．每种原子都有其特征谱线，不同原子的特征谱线不同，因此可以利用原子光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分，这被称为光谱分析，故C错误； D．一个处于n=5激发态的氢原子，向基态跃迁时，最多经过5→4→3→2→1的路径，辐射出5−1=4种不同频率的光子。只有大量处于n=5激发态的氢原子向基态跃迁时，才可能辐射出种不同频率的光子，故D错误。 故选A。 9．（2026·河北·模拟预测）物理学家卢瑟福用某种粒子轰击氮核，发现了质子，该核反应方程是：。下列说法正确的是（     ） A．为中子 B．为粒子 C．有14个质子 D．有14个中子 【答案】B 【详解】AB．核反应过程遵循电荷数守恒、质量数守恒。反应后总质量数为 总电荷数为 因此X的质量数为 X的电荷数为 因此X为，即α粒子，故A错误，B正确； C．原子核符号左下角数字代表质子数，的质子数为7，故C错误； D．原子核符号左上角数字代表质量数，原子核中子数=质量数-质子数，的中子数为，故D错误。 故选B。 10．（2026·河北沧州·三模）中国科学院近代物理研究所与合作单位首次合成了缺中子新核素锇和钨，揭示了中子数为的壳效应在极端缺中子核素中增强的现象。研究发现，锇（）-160（中子数为）会发生衰变，钨（W）（中子数为）会发生衰变（释放正电子）。下列说法正确的是（     ） A．锇的衰变方程为 B．钨的衰变方程为 C．温度升高，锇的半衰期将变长 D．压强增大，钨的半衰期将变长 【答案】A 【详解】A．衰变释放，衰变过程满足质量数守恒、电荷数守恒，可得衰变方程为 故A正确； B．衰变释放正电子，衰变过程满足质量数守恒、电荷数守恒，可得衰变方程为 故B错误； CD．半衰期是原子核的固有属性，由核内部结构决定，与外界温度和压强变化无关，故CD错误。 故选A。 11．（2026·河北衡水·模拟预测）物质的放射性在工业、农业和医疗中具有广泛的应用。对于放射性现象，下列说法正确的是（     ） A．原子核的结合能越大，该原子核就越稳定 B．α射线与β射线都是电磁波，但α射线的电离本领远比β射线强 C．放射性同位素氡222春天时的半衰期为3.8天，在冬天时衰变会变慢 D．放射性元素的原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量小于原核质量 【答案】D 【详解】A．原子核的稳定性由比结合能（平均结合能）决定，比结合能越大原子核越稳定，总结合能大的原子核比结合能不一定更大，故A错误； B．α射线是高速氦原子核流，β射线是高速电子流，二者都不是电磁波（只有γ射线属于电磁波），故B错误； C．半衰期是放射性元素原子核的固有属性，与外界温度、压强、化学状态等环境条件无关，气温变化不会改变氡222的半衰期，衰变速度不变，故C错误； D．放射性元素衰变时释放能量，根据爱因斯坦质能方程，可知衰变过程存在质量亏损，即反应后新核与放出粒子的总质量小于原核质量，因此新核总质量一定小于原核质量，故D正确。 故选D。 12．（2026·河北雄安·模拟预测）中国科学院2025年11月1日发布消息，近期位于甘肃省武威市民勤县的钍基熔盐实验堆建成并首次实现堆内钍铀转化，初步证明了利用钍资源的技术可行性，为后续规模化利用钍燃料奠定了重要科学基础。经过次衰变和次衰变可变成，则、分别为（　　） A．、 B．、 C．、 D．、 【答案】B 【详解】α衰变规律：每次衰变原子核质量数减少4、电荷数减少2；β衰变规律：每次衰变原子核质量数不变、电荷数增加1。由质量数守恒得 解得 由电荷数守恒得 代入，解得，故B正确，ACD错误。 故选 B。 13．（2026·河北·模拟预测）在量子力学中，原子内部电子的运动能量是分立的，能级之间不能连续变化。当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会以光子的形式辐射或吸收能量。这种跃迁行为为我们提供了一种精确测量时间的方法，而原子钟正是基于这种原理工作的。铯原子在这方面展现出了独特的优势，其核外电子排布图如图所示，在其最外层电子向内层不同轨道跃迁的过程中，下列说法正确的是（　　） A．该铯原子吸收的能量可能为任意值 B．该铯原子放出的能量可能为任意值 C．该铯原子吸收的能量只能为某些定值 D．该铯原子放出的能量只能为某些定值 【答案】D 【详解】最外层电子向内层不同轨道跃迁的过程中，能量减小，所以铯原子放出能量，且满足频率条件，即 即铯原子放出的能量只能为某些定值。 故选D。 14．（2026·河北邯郸·三模）中国科学院发布消息，我国自主设计、研发和建设的第四代先进裂变核能系统——钍基熔盐实验堆，已在甘肃武威正式建成，首次实现堆内钍—铀转化。钍参与核反应的过程是钍核与一个中子结合生成钍核X，X经过两次衰变生成铀核Y，则铀核Y是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】钍核参与核反应过程的核反应方程为， 故铀核Y是。 故选B。 15．（2026·河北邯郸·三模）某同学用频率可调的单色光分别照射金属甲和金属乙的表面，测得光电子的最大初动能与入射光频率的关系图像如图所示，已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，金属甲、乙的逸出功分别为、，下列说法正确的是（     ） A． B．当入射光频率为（）时，只有金属甲能发生光电效应，且光电子的最大初动能为 C．用同一频率的光照射时，金属甲对应的遏制电压一定小于金属乙对应的遏制电压 D．若增大入射光的强度，两金属产生的光电子最大初动能都会增大 【答案】B 【详解】A．根据光电效应方程 纵截距的绝对值即逸出功大小，因此金属甲的逸出功小于金属乙的逸出功，A错误； B．当入射光频率满足时，由于，金属甲能发生光电效应；而，金属乙不能发生光电效应 ，此时金属甲产生的光电子最大初动能由光电效应方程直接得出，B正确； C．遏制电压与最大初动能的关系为 结合光电效应方程可得 用同一频率的光照射时，由于，所以 即金属甲对应的遏制电压高于金属乙对应的遏制电压，C错误； D．根据光电效应规律，光电子的最大初动能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，D错误。 故选B。 16．（2026·河北保定·二模）2026年2月26日，广东惠州，国家重大科技基础设施————加速器驱动嬗变研究装置建设现场，科研团队正紧锣密鼓地安装强流质子超导直线加速器。加速器每秒钟可将超过3亿亿个质子加速至光速的0.8倍，轰击液态铅铋合金，产生出海量中子，进而把铀（）转变成新的核燃料钚（）。下列说法正确的是（　　） A．轰击时质子的动能全部转化为中子的动能 B．题述产生中子的核反应为核聚变 C．吸收一个中子后发生两次β衰变变为 D．“玉兔二号”到月球后，其携带的核燃料钚半衰期发生改变 【答案】C 【详解】A．质子轰击铅铋合金的核反应过程中，质子动能除部分转化为中子动能外，其余会转化为反应生成的其他核的动能，不可能全部转化为中子动能，故A错误； B．核聚变是轻原子核结合形成质量更大的原子核的过程，题中是质子轰击重核产生中子，属于人工核转变，不属于核聚变，故B错误； C．由质量数守恒和电荷数守恒，该核反应方程为，故C正确； D．半衰期由原子核内部结构决定，与外界位置、温度、压强等环境因素无关，因此钚的半衰期不会随位置改变，故D错误。 故选C。 17．（2026·河北保定·三模）铅-212（212Pb）在放射性药物研究中可用作“体内发生器”，其衰变后生成能发出α粒子的核素铋-212。则上述产生α粒子过程中，核内中子数（N）和质子数（Z）变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】第一步铅-212（）先衰变成铋-212（），这是衰变，其质子数增加1（），中子数减少1（），质量数不变； 第二步铋-212（）衰变放出粒子，这是衰变，其质子数减少2（），中子数减少2（），质量数减少4。 整个过程质子数的变化为，中子数的变化为。 故选A。 18．（2026·河北秦皇岛·模拟预测）玻尔原子理论可解释氦离子（He+）的能级跃迁。如图为He+的能级示意图，一群处于n=4能级的He+向低能级跃迁过程中发出不同频率的光子，这些光子照射到金属钙的表面。已知金属钙的逸出功为3.20eV，紫外线的光子能量范围为3.1~124eV。下列说法中正确的是（　　） A．跃迁过程辐射三种不同频率的光子 B．辐射的光子全部为紫外线 C．辐射的所有光子都能使钙金属发生光电效应 D．从n=4能级直接跃迁到n=1能级时辐射的光子波长最短 【答案】D 【详解】A．一群He+原子从高能级向低能级跃迁要释放光子，释放的光子的频率种类为，故A错误； B．从n=4向n=3跃迁时释放的光子能量为 由于紫外线的光子能量范围为3.1~124eV，所以该种光子不是紫外线，故B错误； C．由以上分析可知，从n=4向n=3跃迁时释放的光子能量为2.64eV，小于金属钙的逸出功，则不能发生光电效应，故C错误； D．从n=4能级直接跃迁到n=1能级时辐射的光子能量最大，频率最大，根据可知，波长最短，故D正确。 故选D。 19．（2026·河北保定·二模）2024年2月11 日，山东第一医科大学第一附属医院成功实施山东首例 -PSMA-617放射性配体治疗。镥-177的半衰期约为6.65天，衰变方程为 ，下列说法正确的是（　　） A．镥-177 的衰变属于核裂变 B．镥-177的衰变属于α衰变 C．的比结合能大于的比结合能 D．降低环境温度可以增大镥-177 的半衰期 【答案】C 【详解】A．核裂变是重核分裂为多个中等质量原子核的过程，该反应是原子核自发放出粒子的衰变过程，不属于核裂变，A错误； B．α 衰变会放出，反应后新核质量数减少4、电荷数减少2；该反应质量数不变、电荷数增加1，属于β衰变，B错误； C．该衰变是自发过程，会释放能量，生成物更稳定；而比结合能越大原子核越稳定，且二者核子数均为177，因此的比结合能大于的比结合能，C正确； D．半衰期由原子核内部结构决定，与环境温度、压强等外界因素无关，降低温度不会改变其半衰期，D错误。 故选C。 20．（2026·河北邢台·三模）现代物理学普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成，u夸克带电荷量为 ，d夸克带电荷量为，而电子是一种基本粒子，无法再分解为更小的物质。已知元素钼（Mo）的某种同位素发生衰变的核反应方程为 则该同位素的原子核中u夸克和d夸克的数量可能为（     ） A．100，158 B．144，156 C．142，158 D．142，100 【答案】C 【详解】先根据核反应守恒规律确定钼同位素的质量数：反应后Ru的电荷数比Mo多2，说明发生了2次衰变，X为电子，其质量数为0。根据质量数守恒得Mo的质量数。 计算Mo原子核的质子、中子数：质子数 ，中子数 由题干信息可知，质子带电荷量为，中子不带电，且质子和中子均由3个夸克组成。对于质子，设其由个u夸克和个d夸克组成，则有 解得 中子同理，因此每个质子含2个u夸克、1个d夸克，每个中子含1个u夸克、2个d夸克： 总u夸克数 总d夸克数 故选C。 21．（2026·河北邢台·二模）图甲所示为光电效应演示器，利用该演示器可以探究入射光强度、频率和光照时长对光电流的影响，入射光强度可以通过改变光罩上出射孔的数目或大小来改变，入射光的频率可以通过更换滤光片来改变。加正向电压时原理图如图乙所示，在始终发生光电效应的前提下，下列说法正确的是（　　） A．仅增大出射孔大小，电流计示数可能不变 B．仅减少出射孔数目，电流计示数一定减小 C．仅将红色滤光片换为蓝色，遏止电压一定减小 D．仅右移滑动变阻器的滑片，电流计示数一定增大 【答案】B 【详解】A．增大出射孔大小，入射光子数变多，打出的光电子个数变多，且该电源是正向电压，饱和光电流增大，即使未达到饱和，正向电压也会让已经从金属表面逸出的电子经可能飞向阳极A；A错误 B. 减少出射孔数目，入射光子数减少，打出的光电子个数变少，该电源是正向电压，饱和光电流减小，即使未达到饱和，正向电压也会让已经从金属表面逸出的电子经可能飞向阳极A，光电子已经减少的情况下，电流计示数减小；B正确 C．仅将红色滤光片换为蓝色，入射光频率变大，根据 可得遏止电压一定增大，故C错误； D．仅右移滑动变阻器的滑片，正向电压增大，若此时光电流已达饱和，电压增大电流也不会再增大，电流计示数不一定增大，故D错误。 故选B。 22．（2026·河北沧州·三模）某型号的烟雾报警器利用放射性同位素镅衰变释放的α粒子产生的电离电流变化判断烟雾浓度。镅241密封在薄金属箔内，再用高强度环氧树脂固定在报警器内部，其衰变方程为，下列说法正确的是（     ） A．报警器内镅241衰变产生的粒子会影响人体健康 B．的比结合能大于的比结合能 C．比少4个中子 D．镅241的半衰期会受到烟雾浓度的影响 【答案】B 【详解】A．α粒子的穿透能力极弱，无法穿过报警器的外壳，故A错误； B．衰变过程中释放能量，所以的比结合能大于的比结合能，故B正确； C．比少（241-95）-（237-93）=2个中子，故C错误； D．半衰期不受外界环境影响，所以烟雾的浓度不会改变镅241的半衰期，故D错误。 故选B。 23．（2026·河北衡水·模拟预测）普朗克质量是质量的自然单位，它是宏观尺度与微观尺度的分界点。已知万有引力常量为G、光速为c、普朗克常量为h，K为无单位常数。下列关于普朗克质量的表达式可能正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】已知K无单位，普朗克质量量纲为质量量纲，因此根号内的物理量组合量纲要为。首先明确三个常量的量纲（为长度量纲，为时间量纲）：光速c：量纲为 普朗克常量：由，能量，频率，得 引力常量G：由，得 A．的量纲为，与质量量纲不符，故A错误； B．的量纲为，与质量量纲一致，故B正确； C．的量纲为，与质量量纲不符，故C错误； D．的量纲为，与质量量纲不符，故D错误。 故选B。 24．（2026·河北衡水·模拟预测）氢原子能级图如图所示，大量处于同一能级的氢原子向低能级跃迁时，共释放出3种频率的光。用3种光分别照射光电管的阴极K，只有一种光能使阴极发生光电效应，则这种光对应的能级跃迁过程为（　　） A．从n=3跃迁到n=1 B．从n=4跃迁到n=1 C．从n=2跃迁到n=1 D．从n=3跃迁到n=2 【答案】A 【详解】A．根据玻尔理论，大量氢原子从能级向低能级跃迁时，辐射光子的种类数为。由题意知 解得，从能级向低能级跃迁可能发出的光子能量分别为：跃迁能量 跃迁能量 跃迁能量 光子能量越大，频率越高，越容易发生光电效应。题中指出只有一种光能使阴极发生光电效应，说明该光子的能量最大，即对应到的跃迁，故A正确； B．氢原子处于能级，不存在从跃迁的情况，故B错误； C．从跃迁到的光子能量小于的光子能量，若该光能发生光电效应，则的光也能发生，会有两种光发生光电效应，与题意不符，故C错误； D．从跃迁到的光子能量最小，若该光能发生光电效应，则其他两种光也能发生，会有三种光发生光电效应，与题意不符，故D错误。 故选A。 25．（2026·河北沧州·二模）工业安防常用光电式火焰传感器监测火情，其核心部件为真空光电管，如图甲所示。用三束可见光P、Q、R分别照射光电管阴极K，调节滑动变阻器改变电压，记录光电流与电压表示数，得到关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．P光的频率大于Q光的频率 B．Q光的频率大于R光的频率 C．P光的频率大于R光的频率 D．R光的强度大于P光的强度 【答案】B 【详解】ABC．根据光电效应方程 最大初动能与遏止电压关系可知，遏止电压绝对值越大，入射光频率越高。由图像得 即。故AC错误，B正确； D．频率相同时，饱和光电流越大，光强越大。、频率相等，且 所以光强，故D错误。 故选B。 26．（2026·河北保定·三模）（多选）量子效率Q是光电效应现象中的一个重要参数，等于产生电子数÷入射光子数。用甲、乙两束光分别照射同一光电管的阴极K，得到光电流随板间电压的变化情况如图所示。已知甲、乙光单位时间内打到阴极K上的光子数相同，两光子频率之比为，则（     ） A．甲光的光子能量为6eV B．乙光的光子能量为3.15eV C．阴极K的逸出功为2.25eV D．甲、乙光量子效率之比为 【答案】AC 【详解】ABC．已知两光子频率之比为，甲的频率更高，结合光电效应方程，可知甲的遏止电压更大，由图可得甲、乙的遏止电压分别为， 代入光电效应方程可得， 联立解得甲光的光子能量为 乙光的光子能量为 阴极K的逸出功为，故AC正确，B错误； D．由图可得甲、乙的饱和光电流分别为， 饱和光电流 其中为单位时间产生的电子数，因此 已知单位时间入射光子数相同，因此 因此，故D错误。 故选AC。 27．（2026·河北·三模）（多选）2026年4月，我国在成都举办的中国航天大会上发布了“定量高光谱遥感智算星座”计划。高光谱遥感的原理简化图如图所示，某物质发出的光通过三棱镜分为a、b、c三种单色光，通过对比原子的特征谱线，就可以确定该物质的成分。下列说法正确的是（     ） A．三种单色光中，a光在三棱镜中的传播速度最大 B．该物质的发光光谱是连续谱 C．a光光子的动量大于光光子的动量 D．若光能使某金属发生光电效应，则光也一定能使该金属发生光电效应 【答案】AD 【详解】A．三棱镜对c光的偏折程度最大，三棱镜对c光的折射率最大，对a光的折射率最小，根据可知，三种单色光中，a光在三棱镜中传播最快，选项A正确； B．该物质的发光光谱是线状谱，选项B错误； C．结合前面分析可知b光的频率大于a光的频率，b光的波长小于a光的波长，根据可知a光子的动量小于b光光子的动量，选项C错误； D．结合前面分析可知c光的频率大于a光的频率，若a光能使某金属发生光电效应，则c光也一定能使该金属发生光电效应，选项D正确。 故选 AD。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题15 近代物理 6年真题1年模拟 考点分类 河北考情（2021-2026） 命题规律 考点1 近代物理 2026河北卷 2025河北卷 2024河北卷 2023河北卷 2022河北卷 2021河北卷 . 真实情境深度渗透‌：以量子通信、国产核反应堆、医用放射性诊疗设备等前沿科技场景为载体，不再使用纯理论裸模型出题，要求学生从复杂场景中提炼原子物理相关规律。 . ‌综合关联属性突出‌：不再孤立考查原子物理基础概念，会联动能量守恒、动量守恒、光电效应等考点，强化“能级跃迁-光电效应-核反应”的综合链条考查。 ‌能力导向持续强化‌：弱化机械繁琐的代数运算，重点考查概念辨析、规律理解能力，规避死记硬背知识点的考法，侧重对近代物理核心思维的考查。 考点01 近代物理 1．（2026·河北·高考真题）图1为某质谱仪工作原理示意图。电离室中的气体分子被激光照射后发生电离，其中带正电的粒子由静止经平行于纸面的加速电场加速后，垂直于CD边进入梯形匀强磁场区域（磁场方向垂直纸面向外），并从CG边中点O平行于CD边射出，经无场区从边界PQ进入平行于纸面的匀强偏转电场，最终打到接收器与纸面交线MN上并被吸收，接收器可视为接地良好的金属板。MN延长线经过O点，与CD所在直线夹角为α，α可通过MN绕O点在纸面内的转动进行调整，调整前后PQ与MN始终平行且间距为0.3m不变。CG边长为0.2m，与底边HG夹角为60°，磁感应强度大小为0.4T，偏转电场的电场强度大小为1.8×104V/m，方向始终垂直于PQ。整个过程只考虑一种粒子，加速电场的电压恒定，MN与PQ足够长，装置处于真空环境，忽略粒子间的相互作用，不计重力。 (1)已知激光波长为442nm，求该激光一个光子的能量ε。（普朗克常量，真空中光速） (2)调整α，得到从粒子离开加速电场到到达接收器所经历的时间t与α的关系如图2所示，求加速电场的电压U以及粒子比荷k。 (3)质谱仪稳定工作时，测得接收器每秒接收的粒子数为n，若再测一个除电荷量和质量以外的物理量，便可在（2）问的基础上得到粒子的质量。请写出该物理量，并推导粒子质量表达式（所有物理量均用字母表示）。 2．（2025·河北·高考真题）光纤光谱仪的部分工作原理如图所示。待测光在光纤内经多次全反射从另一端射出，再经棱镜偏转，然后通过狭缝进入光电探测器。 (1)若将光纤简化为真空中的长玻璃丝，设玻璃丝的折射率为，求光在玻璃丝内发生全反射时的最小入射角。 (2)若探测器光阴极材料的逸出功为，求该材料的截止频率。（普朗克常量） 3．（2024·河北·高考真题）锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料．研究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核反应方程为，式中的X为（    ） A． B． C． D． 4．（2023·河北·高考真题）2022年8月30日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测卫星国际上首次在轨获取的太阳谱线精细结构。是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线，其对应的能级跃迁过程为（　　） A．从跃迁到 B．从跃迁到 C．从跃迁到 D．从跃迁到 5．（2022·河北·高考真题）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知（　　） A．钠的逸出功为 B．钠的截止频率为 C．图中直线的斜率为普朗克常量h D．遏止电压与入射光频率成正比 6．（2021·河北·高考真题）银河系中存在大量的铝同位素，核衰变的衰变方程为，测得核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（　　） A．核的质量等于核的质量 B．核的中子数大于核的中子数 C．将铝同位素放置在低温低压的环境中，其半衰期不变 D．银河系中现有的铝同位素将在144万年后全部衰变为 7．（2026·河北邢台·模拟预测）2025年7月，我国科研团队在原子核的奇特衰变研究领域取得重大进展，首次在实验上观测到新核素铝20（），并发现其通过三质子发射模式进行衰变。已知该衰变过程释放出3个质子，则此次衰变最终生成的原子核的电荷数和质量数分别为（     ） A．10  17 B．10  20 C．17  10 D．20  10 8．（2026·河北衡水·模拟预测）如图所示，关于氢原子能级和谱线图，下列说法正确的是（     ） A．氢原子辐射光子的频率条件是 B．处于基态的氢原子可以吸收能量为的光子而跃迁到高能级 C．所有原子光谱都有多条谱线，所以不能用来鉴别物质和确定物质的组成成分 D．一个氢原子处于激发态，向基态跃迁时，可能辐射出10种不同频率的光子，有紫外线、可见光和红外线 9．（2026·河北·模拟预测）物理学家卢瑟福用某种粒子轰击氮核，发现了质子，该核反应方程是：。下列说法正确的是（     ） A．为中子 B．为粒子 C．有14个质子 D．有14个中子 10．（2026·河北沧州·三模）中国科学院近代物理研究所与合作单位首次合成了缺中子新核素锇和钨，揭示了中子数为的壳效应在极端缺中子核素中增强的现象。研究发现，锇（）-160（中子数为）会发生衰变，钨（W）（中子数为）会发生衰变（释放正电子）。下列说法正确的是（     ） A．锇的衰变方程为 B．钨的衰变方程为 C．温度升高，锇的半衰期将变长 D．压强增大，钨的半衰期将变长 11．（2026·河北衡水·模拟预测）物质的放射性在工业、农业和医疗中具有广泛的应用。对于放射性现象，下列说法正确的是（     ） A．原子核的结合能越大，该原子核就越稳定 B．α射线与β射线都是电磁波，但α射线的电离本领远比β射线强 C．放射性同位素氡222春天时的半衰期为3.8天，在冬天时衰变会变慢 D．放射性元素的原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量小于原核质量 12．（2026·河北雄安·模拟预测）中国科学院2025年11月1日发布消息，近期位于甘肃省武威市民勤县的钍基熔盐实验堆建成并首次实现堆内钍铀转化，初步证明了利用钍资源的技术可行性，为后续规模化利用钍燃料奠定了重要科学基础。经过次衰变和次衰变可变成，则、分别为（　　） A．、 B．、 C．、 D．、 13．（2026·河北·模拟预测）在量子力学中，原子内部电子的运动能量是分立的，能级之间不能连续变化。当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会以光子的形式辐射或吸收能量。这种跃迁行为为我们提供了一种精确测量时间的方法，而原子钟正是基于这种原理工作的。铯原子在这方面展现出了独特的优势，其核外电子排布图如图所示，在其最外层电子向内层不同轨道跃迁的过程中，下列说法正确的是（　　） A．该铯原子吸收的能量可能为任意值 B．该铯原子放出的能量可能为任意值 C．该铯原子吸收的能量只能为某些定值 D．该铯原子放出的能量只能为某些定值 14．（2026·河北邯郸·三模）中国科学院发布消息，我国自主设计、研发和建设的第四代先进裂变核能系统——钍基熔盐实验堆，已在甘肃武威正式建成，首次实现堆内钍—铀转化。钍参与核反应的过程是钍核与一个中子结合生成钍核X，X经过两次衰变生成铀核Y，则铀核Y是（     ） A． B． C． D． 15．（2026·河北邯郸·三模）某同学用频率可调的单色光分别照射金属甲和金属乙的表面，测得光电子的最大初动能与入射光频率的关系图像如图所示，已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，金属甲、乙的逸出功分别为、，下列说法正确的是（     ） A． B．当入射光频率为（）时，只有金属甲能发生光电效应，且光电子的最大初动能为 C．用同一频率的光照射时，金属甲对应的遏制电压一定小于金属乙对应的遏制电压 D．若增大入射光的强度，两金属产生的光电子最大初动能都会增大 16．（2026·河北保定·二模）2026年2月26日，广东惠州，国家重大科技基础设施————加速器驱动嬗变研究装置建设现场，科研团队正紧锣密鼓地安装强流质子超导直线加速器。加速器每秒钟可将超过3亿亿个质子加速至光速的0.8倍，轰击液态铅铋合金，产生出海量中子，进而把铀（）转变成新的核燃料钚（）。下列说法正确的是（　　） A．轰击时质子的动能全部转化为中子的动能 B．题述产生中子的核反应为核聚变 C．吸收一个中子后发生两次β衰变变为 D．“玉兔二号”到月球后，其携带的核燃料钚半衰期发生改变 17．（2026·河北保定·三模）铅-212（212Pb）在放射性药物研究中可用作“体内发生器”，其衰变后生成能发出α粒子的核素铋-212。则上述产生α粒子过程中，核内中子数（N）和质子数（Z）变化的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 18．（2026·河北秦皇岛·模拟预测）玻尔原子理论可解释氦离子（He+）的能级跃迁。如图为He+的能级示意图，一群处于n=4能级的He+向低能级跃迁过程中发出不同频率的光子，这些光子照射到金属钙的表面。已知金属钙的逸出功为3.20eV，紫外线的光子能量范围为3.1~124eV。下列说法中正确的是（　　） A．跃迁过程辐射三种不同频率的光子 B．辐射的光子全部为紫外线 C．辐射的所有光子都能使钙金属发生光电效应 D．从n=4能级直接跃迁到n=1能级时辐射的光子波长最短 19．（2026·河北保定·二模）2024年2月11 日，山东第一医科大学第一附属医院成功实施山东首例 -PSMA-617放射性配体治疗。镥-177的半衰期约为6.65天，衰变方程为 ，下列说法正确的是（　　） A．镥-177 的衰变属于核裂变 B．镥-177的衰变属于α衰变 C．的比结合能大于的比结合能 D．降低环境温度可以增大镥-177 的半衰期 20．（2026·河北邢台·三模）现代物理学普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成，u夸克带电荷量为 ，d夸克带电荷量为，而电子是一种基本粒子，无法再分解为更小的物质。已知元素钼（Mo）的某种同位素发生衰变的核反应方程为 则该同位素的原子核中u夸克和d夸克的数量可能为（     ） A．100，158 B．144，156 C．142，158 D．142，100 21．（2026·河北邢台·二模）图甲所示为光电效应演示器，利用该演示器可以探究入射光强度、频率和光照时长对光电流的影响，入射光强度可以通过改变光罩上出射孔的数目或大小来改变，入射光的频率可以通过更换滤光片来改变。加正向电压时原理图如图乙所示，在始终发生光电效应的前提下，下列说法正确的是（　　） A．仅增大出射孔大小，电流计示数可能不变 B．仅减少出射孔数目，电流计示数一定减小 C．仅将红色滤光片换为蓝色，遏止电压一定减小 D．仅右移滑动变阻器的滑片，电流计示数一定增大 22．（2026·河北沧州·三模）某型号的烟雾报警器利用放射性同位素镅衰变释放的α粒子产生的电离电流变化判断烟雾浓度。镅241密封在薄金属箔内，再用高强度环氧树脂固定在报警器内部，其衰变方程为，下列说法正确的是（     ） A．报警器内镅241衰变产生的粒子会影响人体健康 B．的比结合能大于的比结合能 C．比少4个中子 D．镅241的半衰期会受到烟雾浓度的影响 23．（2026·河北衡水·模拟预测）普朗克质量是质量的自然单位，它是宏观尺度与微观尺度的分界点。已知万有引力常量为G、光速为c、普朗克常量为h，K为无单位常数。下列关于普朗克质量的表达式可能正确的是（　　） A． B． C． D． 24．（2026·河北衡水·模拟预测）氢原子能级图如图所示，大量处于同一能级的氢原子向低能级跃迁时，共释放出3种频率的光。用3种光分别照射光电管的阴极K，只有一种光能使阴极发生光电效应，则这种光对应的能级跃迁过程为（　　） A．从n=3跃迁到n=1 B．从n=4跃迁到n=1 C．从n=2跃迁到n=1 D．从n=3跃迁到n=2 25．（2026·河北沧州·二模）工业安防常用光电式火焰传感器监测火情，其核心部件为真空光电管，如图甲所示。用三束可见光P、Q、R分别照射光电管阴极K，调节滑动变阻器改变电压，记录光电流与电压表示数，得到关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．P光的频率大于Q光的频率 B．Q光的频率大于R光的频率 C．P光的频率大于R光的频率 D．R光的强度大于P光的强度 26．（2026·河北保定·三模）（多选）量子效率Q是光电效应现象中的一个重要参数，等于产生电子数÷入射光子数。用甲、乙两束光分别照射同一光电管的阴极K，得到光电流随板间电压的变化情况如图所示。已知甲、乙光单位时间内打到阴极K上的光子数相同，两光子频率之比为，则（     ） A．甲光的光子能量为6eV B．乙光的光子能量为3.15eV C．阴极K的逸出功为2.25eV D．甲、乙光量子效率之比为 27．（2026·河北·三模）（多选）2026年4月，我国在成都举办的中国航天大会上发布了“定量高光谱遥感智算星座”计划。高光谱遥感的原理简化图如图所示，某物质发出的光通过三棱镜分为a、b、c三种单色光，通过对比原子的特征谱线，就可以确定该物质的成分。下列说法正确的是（     ） A．三种单色光中，a光在三棱镜中的传播速度最大 B．该物质的发光光谱是连续谱 C．a光光子的动量大于光光子的动量 D．若光能使某金属发生光电效应，则光也一定能使该金属发生光电效应 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $