专题11 原子结构、原子核和波粒二象性（6年汇编）（黑吉辽蒙专用）2021-2026年高考物理真题分类汇编

**基本信息** 整合2021-2026年黑吉辽蒙高考真题及模拟题，聚焦原子结构、原子核、波粒二象性三大考点，以深地核天体物理实验、铯原子钟等科技情境为载体，融合概念辨析与定量计算，适配高考命题趋势。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|15题|能级跃迁规律、半衰期计算、光子能量公式|结合光电效应发现史、X射线能谱仪等科研实景，侧重定性判断| |多选题|8题|核反应方程守恒、光电效应规律、氢原子光谱|以双β衰变模型、球面光辐射为情境，考查守恒思想与公式应用| |解答题|2题|磁控光子晶体偏转、核反应与动量能量综合|融合磁场偏转、弹性碰撞等跨模块知识，体现高考对综合应用能力的考查|

专题11 原子结构、原子核和波粒二象性 6年真题1年模拟 考点分类 黑吉辽蒙考情（2021-2026） 命题规律 考点 01 原子结构・能级跃迁规律与光电效应基础 2023 辽宁高考真题（原子磁场中能级劈裂，跃迁光子能量结合光电效应定性分析）；2021 辽宁高考真题（光电效应现象的量子解释，物理学史对应科学家辨析） ・情境：原子能级劈裂实验、光电效应发现历史等近代物理研究实景； ・考点：玻尔能级跃迁与光子能量的对应关系、光子能量与频率的正比规律、光电效应的量子解释对应的物理学史；、・题型：以单项选择题为主，侧重概念辨析与定性判断，无复杂计算； ・综合：原子结构模块内部能级规律与光电效应基础结合，核心考查物理概念与史实的准确识记，难度较低。 考点 02 原子核・衰变规律、核反应方程与核能计算 2021 全国乙卷真题（医用放射性核素衰变，半衰期图像读取与定量计算）；2022 辽宁高考真题（深地核天体物理实验，核反应方程配平与质能方程应用）；2025 黑吉辽蒙卷真题（原子核双 β 衰变模型，衰变方程守恒分析与 γ 光子能量、频率、波长比较） ・情境：医学放射治疗、深地核天体物理研究、原子核衰变理论等科研与应用实景； ・考点：半衰期的定义与图像解读、核反应方程的质量数与电荷数守恒、质能方程与核能释放计算、γ 光子能量与频率、波长的对应关系； ・题型：单项选择题 + 多项选择题，覆盖规律辨析与简单定量推导； ・综合：原子核模块内部衰变、核反应、核能知识点综合，结合前沿科研情境考查基础规律应用，计算量适中，侧重公式理解与守恒思想。 考点 03 波粒二象性・光子能量计算与光电效应规律 2022 全国乙卷真题（点光源球面均匀辐射，光子数分布与辐射距离的定量计算）；2023 辽宁高考真题（能级劈裂跃迁光子，结合光电效应最大初动能的定性分析）；2023 新课标卷真题（铯原子钟超精细能级跃迁，光子频率的量级估算）；2024 吉林高考真题（X 射线光电子能谱仪，光强变化对光电效应各物理量的影响辨析） ・情境：点光源光辐射、原子能级精密测量、铯原子钟、X 射线能谱分析等科技应用实景； ・考点：光子能量公式、球面波光强分布与光子数计算、爱因斯坦光电效应方程、金属逸出功的决定因素、光强与单位时间逸出光电子数的关系； ・题型：单项选择题 + 多项选择题，定量计算与概念辨析并重； ・综合：波粒二象性模块与原子能级知识点交叉融合，结合精密测量技术情境，考查公式联立运算能力与概念辨析的严谨性，计算难度中等。 考点01 原子结构 一、单选题 1．（2023·辽宁·高考真题）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则（　　）    A．①和③的能量相等 B．②的频率大于④的频率 C．用②照射该金属一定能发生光电效应 D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek 【答案】A 【详解】A．由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确； B．因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据可知②的频率小于④的频率，选项B错误； C．因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误； D．因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据 则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。 故选A。 2．（2021·辽宁·高考真题）赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（　　） A．玻尔 B．康普顿 C．爱因斯坦 D．德布罗意 【答案】C 【详解】A．玻尔引入量子化的观念解释了氢原子光谱，与题意不符，A错误； B．康普顿提出康普顿效应，发现了光子不仅具有能量，还具有动量，证明了光具有粒子性，与题意不符，B错误； C．爱因斯坦提出光子说，从理论上解释了光电效应的实验现象，符合题意，C正确； D．德布罗意提出一切物质都具有波粒二象性，与题意不符，D错误。 故选C。 二、多选题 3．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某理论研究认为，原子核可能发生双衰变，衰变方程为。处于第二激发态的原子核先后辐射能量分别为和的、两光子后回到基态。下列说法正确的是（   ） A． B． C．的频率比的大 D．的波长比的大 【答案】ABC 【详解】AB．由核反应方程质量数和电荷数守恒可得 解得，AB正确； CD．由题可得光子的能量大于光子的能量，光子的能量公式，波长 可得的频率大于的频率，的波长小于的波长，C正确，D错误； 故选ABC。 考点02 原子核 一、单选题 1．（2021·全国乙卷·高考真题）医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由图可知从到恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为 故选C。 2．（2022·辽宁·高考真题）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为，已知、、的质量分别为，真空中的光速为c，该反应中释放的核能为E。下列说法正确的是（   ） A．X为氘核 B．X为氚核 C． D． 【答案】D 【详解】AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为1，为氕核，AB错误； CD．根据质能方程可知，由于质量亏损核反应放出的核能为 C错误、D正确。 故选D。 二、多选题 3．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某理论研究认为，原子核可能发生双衰变，衰变方程为。处于第二激发态的原子核先后辐射能量分别为和的、两光子后回到基态。下列说法正确的是（   ） A． B． C．的频率比的大 D．的波长比的大 【答案】ABC 【详解】AB．由核反应方程质量数和电荷数守恒可得 解得，AB正确； CD．由题可得光子的能量大于光子的能量，光子的能量公式，波长 可得的频率大于的频率，的波长小于的波长，C正确，D错误； 故选ABC。 考点03 波粒二象性 一、单选题 1．（2022·全国乙卷·高考真题）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（   ） A．1 × 102m B．3 × 102m C．6 × 102m D．9 × 102m 【答案】B 【详解】一个光子的能量为 E = hνν为光的频率，光的波长与频率有以下关系 c = λν 光源每秒发出的光子的个数为 P为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个，那么此处的球面的表面积为 S = 4πR2 则 联立以上各式解得 R ≈ 3 × 102m 故选B。 2．（2023·辽宁·高考真题）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则（　　）    A．①和③的能量相等 B．②的频率大于④的频率 C．用②照射该金属一定能发生光电效应 D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek 【答案】A 【详解】A．由图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确； B．因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据可知②的频率小于④的频率，选项B错误； C．因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误； D．因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据 则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。 故选A。 3．（2023·新课标卷·高考真题）铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量，元电荷）（　　） A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz 【答案】C 【详解】铯原子利用的两能极的能量差量级对应的能量为 由光子能量的表达式可得，跃迁发射的光子的频率量级为 跃迁发射的光子的频率量级为109Hz。 故选C。 二、多选题 4．（2024·吉林·高考真题）X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器，用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则（　　） A．该金属逸出功增大 B．X光的光子能量不变 C．逸出的光电子最大初动能增大 D．单位时间逸出的光电子数增多 【答案】BD 【详解】A．金属的逸出功是金属的自身固有属性，仅与金属自身有关，增加此X光的强度，该金属逸出功不变，故A错误； B．根据光子能量公式可知增加此X光的强度，X光的光子能量不变，故B正确； C．根据爱因斯坦光电方程 可知逸出的光电子最大初动能不变，故C错误； D．增加此X光的强度，单位时间照射到金属表面的光子变多，则单位时间逸出的光电子数增多，故D正确。 故选BD。 一、单选题 1． （2026·内蒙古兴安盟·一模）2025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．康普顿效应表明光具有波动性 B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C．实物粒子不仅具有粒子性而且具有波动性 D．玻尔的原子理论成功解释了所有原子的光谱现象 【答案】C 【详解】A．康普顿效应表明光具有粒子性，故A错误； B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果建立的核式结构模型，并非发现质子和中子，故B错误； C．实物粒子既具有粒子性而且具有波动性（物质波），故C正确； D．玻尔的原子理论仅能解释氢原子的光谱现象，故D错误。 故选C。 2． （2026·吉林延边·一模）图甲为氢原子能级图，图乙为氢原子的光谱，、、、是可见光区的四条谱线，其中谱线是氢原子从能级跃迁到能级辐射产生的，下列说法正确的是（　　） A．这四条谱线中，谱线光子频率最大 B．氢原子的发射光谱属于连续光谱 C．用能量为的光子照射处于激发态的氢原子，氢原子不能发生电离 D．若、、、中只有一种光能使某金属产生光电效应，那一定是 【答案】D 【详解】A．由图乙可知谱线对应的波长最大，由可知，波长越大，频率越小，故A错误； B．氢原子的发射光谱属于线状谱，故B错误； C．处于n=2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4eV的能量，用能量为的光子照射处于激发态的氢原子，氢原子可以发生电离，故C错误； D．频率越大的光子越容易使金属产生光电效应，图中谱线波长最小，频率最大，光能量最大，若其中只有一种光能使某金属产生光电效应，那一定是，故D正确。 故选D。 3． （2026·内蒙古科尔沁右翼中旗·一模）一群处于基态的氢原子，在大量电子的碰撞下跃迁至的能级，然后从能级向低能级跃迁。如图甲，氢原子从能级跃迁到能级产生可见光Ⅰ，从能级跃迁到能级产生可见光Ⅱ。图乙是光Ⅰ、光Ⅱ对同种材料照射时产生的光电流与电压图线。已知普朗克常量h，电子质量为、电荷量为e，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（　　） A．使处于基态的氢原子跃迁至能级的电子动能 B．图乙的图线a对应光Ⅰ C．图乙中的、满足关系 D．使处于基态的氢原子跃迁至能级的电子德布罗意波长 【答案】C 【详解】A．由于氢原子只能吸收实物粒子的部分动能，所以使处于基态的氢原子跃迁至能级的电子动能 故A错误； B．根据 结合图乙可知：图线a对应的遏止电压小于图像b对应的遏止电压，则图线a对应的光电子最大初动能小于图线b对应的电子最大初动能，所以图线b对应光Ⅰ，故B错误； C．根据图线a对应光Ⅱ，有 根据图线b对应光Ⅰ，有 由于光Ⅰ、光Ⅱ照射同种材料，逸出功相同，所以 故C正确； D．根据德布罗意波长公式 电子的质量为，电子的动量为 可知电子的德布罗意波长为 故D错误。 故选C。 4． （2026·辽宁沈阳·一模）丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难，他在1913年提出了自己的原子结构假说。下列关于玻尔原子理论说法正确的是（　　） A．处于激发态的原子是非常稳定的 B．电子从n＝4能级跃迁到n＝3能级，可能辐射出γ射线 C．电子在一系列定态轨道上运动，可能也会发生电磁辐射 D．玻尔理论可以解释食盐被灼烧时发光的现象 【答案】D 【详解】A．处于激发态的原子不稳定，会自发跃迁到低能级并辐射光子，故A错误； B．γ射线是原子核衰变产生的高能辐射，电子从n=4能级跃迁到n=3能级时，能级差较小（对应可见光或红外光范围），不可能辐射γ射线，故B错误； C．玻尔理论假设电子在定态轨道上运动时不会辐射电磁波，辐射仅发生在能级跃迁过程中，故C错误； D．玻尔理论通过能级跃迁机制解释原子发光现象（如氢原子光谱），食盐（NaCl）灼烧时钠原子发出的特征光（如黄光）可由电子跃迁解释，故D正确。 故选D。 5． （2026·辽宁沈阳·一模）大量氢原子处于、、、的四个状态，处于较高能级的原子可以向任意一个较低能级跃迁，下列说法正确的是（　　） A．最多可以观测到种波长的光 B．从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线 C．波长最长的光对应的是从跃迁到的情况 D．观测到的光中如果只有一种能使某金属发生光电效应，那一定是波长最短的光 【答案】D 【详解】A．由n=4到低能级跃迁时可能的跃迁有6种：、、、、、。计算各能级差均不同（ 分别为0.661 eV、2.55 eV、12.75 eV、1.889 eV、12.089 eV、10.2 eV），故最多可观测到6种波长的光，不是3种，故A错误。 B．γ射线能量通常大于，而氢原子跃迁最大能量为的12.75 eV，远低于γ射线能量，故不可能辐射γ射线，故B错误。 C．波长最长对应最小能级差，即跃迁（），不是 （），故C错误。 D．波长最短的光能量最大（，）。若只有一种光能使金属发生光电效应，则其光子能量必须大于金属逸出功。因此只有能量最大的光（即波长最短）可能满足“只有一种”的条件，故D正确。 故选D。 6． （2026·辽宁大连·一模）钚的一种同位素衰变时释放巨大能量，其衰变方程为，则下列说法中正确的是（　　） A．此衰变为β衰变 B．比的结合能大 C．比更稳定 D．经过一个半衰期，100个钚还剩下50个 【答案】C 【详解】A．衰变方程中释放的是粒子，属于衰变，故A错误； B．原子核的稳定性由比结合能（即平均每个核子的结合能）决定，而非总结合能。该衰变能自发进行，说明生成物比反应物更稳定，即的比结合能更大。而对于重核，总结合能近似与质量数成正比，因此质量数较大的的总结合能大于的总结合能，故B错误 C．衰变自发发生表明钚-239不稳定，衰变产物铀-235更稳定，故C正确； D．半衰期具有统计意义，对少数原子不适用，故D错误。 故选C。 7． （2026·内蒙古科尔沁右翼中旗·一模）应用碳14测定年代是考古中的重要方法，在高空大气中，来自宇宙射线的中子轰击氮14，不断以一定的速率产生碳14，接着碳14 就发生放射性衰变，其半衰期为5730年，反应方程分别为：。以下说法正确的是（　　） A．碳14发生的放射性衰变是衰变 B．核反应方程要遵循电荷数守恒和质量守恒 C．埋入地下的植物中，其碳14 的半衰期将变长 D．4个碳14原子核在经过一个半衰期后，一定还剩2个 【答案】A 【详解】A．由核反应方程可知，碳14发生放射性衰变放出电子，是衰变，故A正确； B．核反应方程要遵循电荷数守恒和质量数守恒，故B错误； C．半衰期由原子核本身决定，与其它因素无关，因此埋入地下的植物中，其碳14 的半衰期不变，故C错误； D．半衰期是统计规律，适用于大量原子核，对少数原子核无意义，因此4个碳14原子核在经过一个半衰期后，不一定还剩2个，故D错误。 故选A。 8． （2026·黑龙江绥化·一模）钚的一种同位素衰变时释放巨大能量，其衰变方程为，则下列说法中正确的是（　　） A．此衰变为β衰变 B．比的结合能大 C．比更稳定 D．经过一个半衰期，100个钚还剩下50个 【答案】C 【详解】A．衰变方程中释放的是粒子，属于衰变，故A错误； B．原子核的稳定性由比结合能（即平均每个核子的结合能）决定，而非总结合能。该衰变能自发进行，说明生成物比反应物更稳定，即的比结合能更大。而对于重核，总结合能近似与质量数成正比，因此质量数较大的的总结合能大于的总结合能，故B错误 C．衰变自发发生表明钚-239不稳定，衰变产物铀-235更稳定，故C正确； D．半衰期具有统计意义，对少数原子不适用，故D错误。 故选C。 9． （2026·黑龙江哈尔滨·一模）2026年2月实验室合成超重核Rf。其核反应方程式为：。则X为（　　） A．质子 B．中子 C．电子 D．正电子 【答案】B 【详解】设X的电荷数为n，质量数为m，根据核反应的质量数和电荷数守恒有， 解得， 所以X为中子，故选B。 10． （2026·吉林省G35+联合体·一模）2022年10月，中国科学院近代物理研究所成功合成了新核素锕204（），锕204（）可以进行α衰变，衰变方程为，同时释放γ射线，下列有关说法正确的是（　　） A．X的核子数为87 B．X的中子数为113 C．由于发生质量亏损，X的比结合能比锕204的比结合能小 D．和的结合能之和一定小于的结合能 【答案】B 【详解】AB．根据衰变方程可知 ， 故核子数为200，中子数为113，故A错误，B正确； C．由于反应释放能量，故X的比结合能比锕204大，故C错误； D．由于衰变产物比结合能增大，故和的结合能之和一定大于的结合能，故D错误。 故选B。 11． （2026·辽宁大连·二模）用同一束单色光在同一条件下先后照射阴极材料分别为钠和钾的两个光电管，都能发生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．光电子的动能可能相同 B．光电子的动量一定相同 C．两种金属的逸出功可能相同 D．光电子的最大初动能一定相同 【答案】A 【详解】A．光电效应中光电子的动能取值范围为（ 为最大初动能）。同一束单色光的光子能量相同，钠和钾逸出功不同，因此二者最大初动能不同，但动能取值范围存在交集，故光电子的动能可能相同，故A正确； B．动量是矢量，大小满足 光电子动能不一定相同，逸出方向也可能不同，因此动量不一定相同，故B错误； C．逸出功是金属的固有属性，钠和钾为不同金属，逸出功一定不同，故C错误； D．由光电效应方程可知 相同，两金属逸出功不同，因此光电子的最大初动能一定不同，故D错误。 故选A。 12． （2026·辽宁营口·二模）研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，用波长分别为、的单色光1、2照射同一阴极K，测得电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，电子电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A．单色光2照射阴极K后，电子逸出的初动能大小一定为eUc2 B． C．测量遏止电压Uc时，开关应该闭合到1 D．光电效应实验证实了光具有波动性 【答案】C 【详解】A．遏止电压满足 即逸出光电子的最大初动能为，并非所有电子的初动能都等于该值，故A错误； B．由光电效应方程 可知遏止电压越大，频率越大，波长越小，结合题图可得，故B错误； C．测量遏止电压时，需加反向电压使光电子做减速运动，开关应闭合到1，故C正确； D．光电效应实验证实了光具有粒子性，故D错误。 故选C。 13． （2026·吉林长春·二模）如图，用同一束单色光、在同一条件下先后照射阴极材料为钠和钾的两个光电管，均能发生光电效应。已知钠的逸出功大于钾的逸出功，下列说法正确的是（　　） A．钠和钾的截止频率相同 B．单色光的频率可能小于钾的截止频率 C．两次实验中光电子的初动能可能相同 D．两次实验中光电子的最大初动能一定相同 【答案】C 【详解】A．截止频率，已知钠的逸出功大于钾的逸出功，所以钠的截止频率大于钾的截止频率，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。既然均能发生光电效应，说明入射光频率大于钠和钾的截止频率，故B错误； CD．光电子的初动能介于和最大初动能之间。根据光电效应方程 由于钠的逸出功大于钾的逸出功，所以照射钠产生的光电子的最大初动能小。虽然最大初动能不同，但光电子的初动能范围在0-，所以两次实验中光电子的初动能可能相同，故C正确D错误； 故选C。 14． （2026·黑龙江吉林·二模）清华大学团队联合多家大学首次让绝缘的稀土纳米晶实现了高效电致发光，打破了全球光电领域“绝缘材料无法电驱动发光”的技术困局。如图甲，现利用稀土纳米晶发出的波长分别为、的单色光1和2照射同一阴极K，产生的光电子的最大初动能分别为、，测得电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。则下列说法正确的是（    ） A． B． C．单色光2照射阴极K后，所有电子逸出的初动能大小均为 D．若直流电源左端为正极，仅增大电压表示数，则电流表示数不一定增大 【答案】D 【详解】AB．光的强度影响饱和光电流的大小，光越强饱和光电流越大，由图可知遏止电压，根据光电效应方程，则，，故AB错误。 C．根据光电效应方程，单色光2照射阴极K后，所有电子逸出的最大初动能大小为，不是所有电子逸出的初动能大小为，故C错误。 D．若直流电源左端为正极，则光电管两端为正向电压，电压较低时增大电压表示数光电流增大，电流表示数增大，当电压增大到一定值时光电流达到饱和光电流，电压再增大电流表示数不变，所以若直流电源左端为正极，仅增大电压表示数，则电流表示数不一定增大，故D正确。 故选D。 15． （2026·黑龙江大庆·二模）南极-艾特肯盆地是氦3的“富矿宝地”，储藏大量可控核聚变理想燃料氦。可控核聚变可以采用或，下列说法正确的是（　　） A．是质子 B．是中子 C．比的原子核更稳定 D．核聚变过程发生质量亏损，释放核能 【答案】D 【详解】A．对于反应，根据质量数守恒3+2=4+A 得A=1 电荷数守恒1+1=2+Z 得Z=0 X的质量数为1、电荷数为0，故X为中子，不是质子，故A错误； B．对于反应，根据质量数守恒3+2=4+A 得A=1 和电荷数守恒2+1=2+Z 得Z=1 Y的质量数为1、电荷数为1，故Y为质子，不是中子，故B错误； C．核聚变生成，比更稳定，平均结合能更大，故C错误； D．核聚变过程存在质量亏损，释放核能，故D正确。 故选D。 16． （2026·吉林通化·梅河口市第五中学·二模）在考古研究中，通常利用的衰变来测算文物的大致年代，其半衰期为5730年，已知衰变方程为：，碳14发生衰变的过程中，除检测到X粒子的射线外，还检测到了γ射线，下列说法正确的是（　　） A．X是α粒子 B．γ射线电离能力比α射线强 C．X粒子来自于碳原子的核外 D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为5730年 【答案】D 【详解】A．根据核反应电荷数、质量数守恒，反应前后电荷数满足 得 质量数满足 得 故X为电子，不是粒子，故A错误； B．三种射线中，射线电离能力最强，射线电离能力最弱，故B错误； C．衰变放出的电子是原子核内中子衰变为质子时产生的，来自原子核内部，不是核外电子，故C错误； D．根据半衰期公式 当时，年 即古木距今约5730年，故D正确。 故选D。 17． （2026·吉林通化·梅河口市第五中学·二模）下列说法正确的是（　　） A．处于基态的氢原子既可吸收特定频率的光子，也可发射特定频率的光子 B．核反应中，与的质量之和等于与的质量之和 C．核电站发电的核反应方程可能为 D．升高温度可使放射性元素的半衰期缩短 【答案】C 【详解】A．基态是氢原子的最低能量状态，只能吸收特定频率的光子跃迁到高能级，不存在更低能级可供跃迁释放光子，因此不能发射特定频率的光子，故A错误； B．核反应伴随能量变化，根据爱因斯坦质能方程，反应存在质量亏损，因此反应物总质量与生成物总质量不相等，故B错误； C．核电站利用重核裂变发电，该方程满足电荷数守恒和质量数守恒，是典型的铀核裂变反应，符合核电站的核反应原理，故C正确； D．放射性元素的半衰期由原子核自身内部结构决定，与温度、压强等外界条件无关，升高温度不会改变半衰期，故D错误。 故选C。 18． （2026·吉林八校联考·二模）近期，我国科研人员首次合成了新核素锇（）和钨（）。若锇经过1次衰变，钨经过1次衰变（放出一个正电子），则上述两新核素衰变后的新核有相同的（　　） A．电荷数 B．中子数 C．质量数 D．质子数 【答案】C 【详解】锇经过1次衰变后产生的新核素质量数为156，质子数为74，钨经过1次衰变后质量数为156，质子数为73，可知两新核素衰变后的新核有相同的质量数。 故选C。 19． （2026·吉林白山第二中学·模拟预测）我国研制出一种硼中子俘获治疗癌症的新方法，将含硼的特有化合物注入患者体内，接下来再通过中子进行30~60分钟的照射，中子能和含硼化合物产生强烈的核反应，释放出一种杀伤力很强的射线，最终完成对癌细胞的剿灭，但整个过程不会对周围的组织产生损伤。核反应方程是，下列说法正确的是（    ） A．X是射线 B．X是射线 C．该反应属于核裂变 D．该反应属于核聚变 【答案】B 【详解】AB．根据核反应的质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为 电荷数为 对应氦核（粒子），而射线由粒子组成，故A错误，B正确； CD．该反应属于原子核的人工转变，故CD错误。 故选B。 20． （2026·辽宁名校联盟·二模）按照中国国家航天局的计划，”嫦娥七号”将在2026年下半年发射，着陆在月球南极的艾特肯盆地。在其探测器上，将安装中国”天工”空间核电池，该电池利用钚-238的衰变释放的核能，通过热电材料直接转化为电能，为探测器长期供电，其衰变方程为。假设衰变前钚核处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．衰变过程中释放的核能全部转化为粒子的动能 B．铀核与粒子的动量大小相等、方向相反，但粒子的动能比铀核的动能大得多 C．由于月球表面温度极低，钚-238的半衰期将变长 D．粒子穿透能力强，需用厚铅板屏蔽，以防止辐射危害探测器的电子设备 【答案】B 【详解】A．衰变释放的核能转化为铀核动能、α粒子动能，还可能伴随γ光子的能量，并非全部转化为α粒子的动能，故A错误； B．衰变前钚核静止，系统总动量为0，衰变过程内力远大于外力，动量守恒，因此衰变后铀核与α粒子总动量仍为0，即二者动量大小相等、方向相反。动能满足 动量大小相同时，质量越小动能越大，α粒子质量远小于铀核，因此α粒子动能远大于铀核动能，故B正确； C．半衰期是原子核的固有属性，由原子核内部结构决定，与外界温度、压强等环境因素无关，故C错误； D．α粒子电离能力强但穿透能力极弱，一张纸即可阻挡，无需厚铅板屏蔽，穿透能力强需要厚铅板屏蔽的是γ射线，故D错误。 故选B。 21． （2026·辽宁鞍山第一中学·模拟预测）钚元素是高度放射性物质，可用于制作同位素电池，广泛应用于宇宙飞船、人造卫星的能源供给。已知的半衰期约为88年，发生衰变的方程为，下列说法正确的是（    ） A．环境温度升高，的半衰期可能会变为100年 B．20个原子核经过88年后还剩10个 C．X是α粒子 D．X具有较强的穿透能力，可以穿透几厘米厚的铅板 【答案】C 【详解】A．半衰期由原子核内部结构决定，与外界温度等环境因素无关，的半衰期始终约为88年，故A错误； B．半衰期是统计规律，仅适用于大量原子核的衰变过程，对少量原子核无意义，20个原子核经过88年剩余数量不确定，故B错误； C．根据核反应电荷数守恒、质量数守恒，X的质量数为，电荷数为，即X为α粒子（），故C正确； D．α粒子穿透能力极弱，一张纸即可将其挡住，γ射线才有较强穿透能力，可穿透几厘米厚的铅板，故D错误。 故选C。 22． （2026·辽宁鞍山·模拟预测）天然钍232经过中子轰击，可得铀233，是一种前景十分可观的能源材料。天然钍232的衰变方程为，下列判断正确的是（　　） A．n=2，m=3 B．n=3，m=2 C．n=2，m=1 D．n=3，m=1 【答案】B 【详解】根据核反应过程质量数、电荷数守恒可得， 解得， 故选B。 23． （2026·辽宁普通高中·模拟预测）BEST装置实现核聚变需要将燃料加热到极高温度，为实现可控核聚变的实际应用又迈进一步。下列说法正确的是（　　） A．燃料会发生链式反应 B．聚变反应吸收能量而不是释放能量 C．若反应物为和，生成物为，则聚变反应方程为 D．高温的目的是使原子核具有足够大的动能，能够克服库仑斥力，从而发生核裂变 【答案】C 【详解】A．链式反应是核裂变的特征，核聚变是轻核聚合成较重核的过程，不会发生链式反应，故A错误； B．核聚变反应存在质量亏损，根据质能方程可知聚变反应释放能量，高温是反应发生的条件，并非反应吸收能量，故B错误； C．核反应满足质量数和电荷数守恒，左边总质量数为5，总电荷数为2，右边氦核质量数为4、电荷数为2，中子质量数为1、电荷数为0，总质量数5，总电荷数为2，守恒关系成立，反应方程正确，故C正确； D．高温的目的是使原子核具有足够动能克服库仑斥力发生核聚变，不是核裂变，故D错误。 故选C。 24． （2026·辽宁鞍山·二模）我国探月工程使用钚238（）同位素热源配合温差发电组件为探测器供电，主要利用其发生衰变释放的热来发电，发电组件热端为放射性同位素衰变热源，冷端为月球月夜低温环境，发电组件内的电子在温差驱动下由热端向冷端定向移动形成电流，则（　　） A．一个核内有144个中子 B．该衰变的核反应方程为 C．的半衰期会受到温差的影响 D．工作时发电组件内的电流方向由热端到冷端 【答案】A 【详解】A．原子核内中子数等于质量数减去质子数，的质量数为238，质子数为94，因此中子数为，故A正确； B．题干明确该反应为衰变，衰变会放出粒子（），反应后质量数减少4、电荷数减少2，选项中的方程为衰变的核反应方程，不符合衰变规律，故B错误； C．半衰期是放射性原子核的固有属性，仅由原子核内部结构决定，与温差等外界环境条件无关，故C错误； D．电流方向规定为正电荷定向移动的方向，与负电荷（电子）定向移动方向相反，已知电子由热端向冷端移动，因此电流方向为冷端到热端，故D错误。 故选A。 25． （2026·辽宁大连第二十四中学·二模）下列物理学的常识中，说法正确的是（　　） A．J.J.汤姆孙发现电子说明原子核内部有结构 B．法拉第引入了电场的概念并用电场线表示电场 C．电动势反映的是将其他形式的能转化为电能的本领，转化的能量越多，电源的电动势就越大 D．爱因斯坦质能方程说明质量可以转化为能量 【答案】B 【详解】A．J.J.汤姆孙发现电子说明原子是可分的、原子内部存在结构，天然放射现象才证明原子核内部有复杂结构，故A错误； B．法拉第最早引入电场的概念，并用电场线形象地描述电场，故B正确； C．电动势公式为，其大小等于非静电力移送1C正电荷时转化的能量，仅由电源本身性质决定，和转化的总能量多少无直接关系，故C错误； D．质能方程说明质量和能量存在对应关系，并不是质量直接转化为能量，故D错误。 故选B。 26． （2026·内蒙古乌兰察布·二模）2025年底我国的可控核聚变取得了重大突破，主要的反应物是、，在高温条件下生成同时释放一个X粒子。已知、、以及X粒子的质量分别为、、、，、、的比结合能分别为、、，真空中光速为c。下列说法正确的是（　　） A．X粒子是电子 B． C．该反应释放的核能为 D．该反应释放的核能为 【答案】C 【详解】A．根据核反应电荷数、质量数守恒，X粒子的电荷数为，质量数为，因此X是中子，不是电子，故A错误； B．该聚变反应释放能量，存在质量亏损，因此反应前总质量大于反应后总质量，即，故B错误； C．根据爱因斯坦质能方程，释放的核能等于质量亏损乘以，即，故C正确； D．反应释放的核能等于反应后总的结合能减去反应前总的结合能，又知中子的结合能为0，因此，计算结果与D选项中的表达式符号相反，故D错误。 故选C。 二、多选题 27． （2026·黑龙江大庆·一模）丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难，在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子概念的启发下，提出了自己的原子结构假说。一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出多种不同频率的光，将这些光分别照射到图乙中阴极K的金属上，只能测得2条电流随电压变化的图像如图丙所示，已知氢原子的能级图如图甲所示，根据玻尔理论对氢原子光谱的解释，下列说法正确的是（    ） A．这群处于第4能级的氢原子最多可以辐射出6种不同频率的光子 B．图丙中光电流图像b对应的光，是氢原子由第4能级向第1能级跃迁发出的 C．图丙中光电流图像a对应的光，不能使逸出功为12.09eV的金属发生光电效应 D．动能为2eV的电子可以使处于第3能级的氢原子电离 【答案】AD 【详解】A．这群处于第4能级的氢原子最多可以辐射出种不同频率的光子，故A正确； B．图丙中a光遏止电压比b光大，根据 可知，a光频率最大，对应的氢原子跃迁的能级差最大，则a光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的，故B错误； C．图丙中的a光光子能量为 所以，可以发生光电效应，故C错误； D．使处于第3能级的氢原子电离需要的最小能量为1.51eV，则动能为2eV的电子能使处于第3能级的氢原子电离，故D正确。 故选AD。 28． （2026·辽宁大连·一模）氢原子从、能级直接跃迁到能级时分别发出光、。则下列说法正确的是（　　） A．光比光的光子动量大 B．相同的光电管，光照射能发生光电效应，则光照射也能发生光电效应 C．位于水下同一深度处，点光源比点光源在水面上形成的光斑大 D．在完全相同的实验条件下做双缝干涉实验，光的相邻干涉条纹间距大 【答案】AB 【详解】A．氢原子从跃迁到的能级差大于从跃迁到的能级差，则P光的光子能量大于Q光，根据，可知光比光的光子动量大，A正确； 因P光的光子能量大于Q光，根据，则相同的光电管，光照射能发生光电效应，则光照射也能发生光电效应，B正确； C．因P光的光子能量大于Q光，可知P光频率大于Q光，P光折射率大于Q光，根据可知，P光临界角C较小，则位于水下同一深度处，在水面处形成的光斑半径为，可知点光源比点光源在水面上形成的光斑小，C错误； D．因P光频率大于Q光，可知P光的光子波长小于Q光，根据可知，在完全相同的实验条件下做双缝干涉实验，光的相邻干涉条纹间距小，D错误。 故选AB。 29． （2026·辽宁鞍山·一模）频率为的光照射到某金属表面发生光电效应。若入射光子的动量为p，该金属的逸出功为W，从金属表面逸出的光电子的动能为、动量大小为，真空中光速为c，普朗克常量为h。则下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】BC 【详解】AB．光子的动量为 可得，A错误，B正确； CD．根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子最大初动能为 可知光电子的动能为，C正确，D错误。 故选BC。 30． （2026·辽宁大连·一模）氢原子在某三个相邻能级间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光．已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1>λ2，则另一个波长可能是(　　) A．λ1＋λ2 B．λ1－λ2 C． D． 【答案】CD 【详解】氢原子在能级间跃迁时，发出的光子的能量与能级差相等．如果这三个相邻能级分别为1、2、3能级 且能级差满足 根据 可得可以产生的光子波长由小到大分别为 这三种波长满足两种关系 和 变形可得 AB错误，CD正确。 故选CD。 31． （2026·黑龙江哈尔滨·一模）氢原子的部分能级图如图甲所示，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，能辐射出多种频率的光，这些光照射到同种材料后发生光电效应，产生的光电流与电压关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．由于跃迁时辐射的光子能量不连续，因此氢原子光谱是线状谱 B．氢原子从能级跃迁到能级，核外电子动能增大 C．a、b、c三种光子的波长关系满足 D．图线的光对应从能级向能级的跃迁 【答案】AB 【详解】A．跃迁时有 可知，跃迁时辐射的光子能量不连续，因此氢原子光谱是线状谱，故A正确； B．氢原子的核外电子可以近似看作绕核做匀速圆周运动，则有 电子的动能 解得 氢原子从能级跃迁到能级时，轨道半径减小，可知，核外电子动能增大，故B正确； D．根据图乙可知，遏止电压大小关系满足 根据 可知，三种光的频率关系满足 由于大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，能辐射出的光的种类数目为 可知，图线a的光对应从能级向能级的跃迁，图线b的光对应从能级向能级的跃迁，图线的光对应从能级向能级的跃迁，故D错误； C．结合上述有，， 根据频率与波长的关系有，， 解得，故C错误。 故选AB。 32． （2026·黑龙江省研远联合·一模）我国核能发展实施“热堆—快堆—聚变堆”三步走战略，将聚变作为解决能源问题的最终一步。新一代“人造太阳”装置—中国环流器二号装置在成都建成并已经实现放电。某核反应方程为，下列说法正确的是（　　） A．该核反应为聚变反应 B．该核反应为裂变反应 C． D． 【答案】AC 【详解】AB．该核反应为聚变反应， B错误A正确； CD．根据反应前后电荷数守恒和质量数守恒可知 D错误C正确。 故选AC。 33． （2026·吉林实验中学·模拟预测）用图甲所示装置研究光电效应现象，三次用同一光电管在不同光照条件下实验，记录微安表的示数随光电管电压的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．小于 B．光电管中电流方向由指向 C．甲图线表示光的强度比丙大 D．甲图线表示的光产生的光电子最大初动能比乙图线表示的光产生的光电子最大初动能小 【答案】CD 【详解】A．由图乙可知，大于，故A错误； B．光电子带负电，其运动方向由K指向A，则光电管中电流方向由A指向K，故B错误； C．由图乙可知，甲图线的饱和光电流比丙图线饱和光电流大，则可知甲图线表示光的强度比丙大，故C正确； D．甲图线表示的光遏止电压比乙图线表示的光遏止电压小，则根据可知，甲图线表示的光产生的光电子最大初动能比乙图线表示的光产生的光电子最大初动能小，故D正确。 故选CD。 34． （2026·辽宁县级重点高中协作体·二模）核聚变是将轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程，被视为未来清洁能源的终极解决方案。关于核聚变原理与应用，下列说法正确的是（　　） A．是核聚变反应方程 B．核聚变需要极高的温度，所以核聚变反应又称为热核反应 C．核聚变使用作为主要燃料，反应后产生放射性废料 D．可控核聚变已实现商业化应用，辽宁红沿河核电站采用核聚变技术发电 【答案】AB 【详解】A．核聚变是将轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程，常用到氢的同位素，可知，是核聚变反应方程，故A 正确； B．核聚变需要极高的温度，高温下原子核的热运动加剧，核子更容易克服库仑斥力并发生碰撞，从而触发核聚变反应，所以核聚变反应又称为热核反应，故B 正确； C．核聚变使用氢的同位素作为主要燃料，反应后不会产生放射性废料，故C 错误； D．可控核聚变还没有实现商业化应用，辽宁红沿河核电站采用核裂变技术发电，故D错误。 故选AB。 三、解答题 35． （2026·黑龙江吉林·二模）磁控光子晶体是一种可通过磁场调节光子性质的人工纳米结构材料，科学家近期实验验证了通过磁场调控光传播路径的可能性。我们可以把磁控光子晶体使光束传播路径改变的原理近似理解为带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用。现在有一个科学家实验过程的简化图，O点是一个可以发射固定波长激光的光源（光子可以等效为带电粒子，电荷量为，质量为）。现在从O点沿水平方向发射一束激光，距离O点1m处有一个竖直放置的厚度为L的矩形磁控光子晶体，其中有“等效磁场”，磁感应强度。某次实验时光子在晶体中的速度，光束在晶体中发生了的偏转后射出，并最终撞击在探测面上。普朗克常量，光速，传播过程中激光能量不衰减，。 (1)求激光在真空中的波长；（提示：单个光子等效质量，其中E为单个光子能量。） (2)求磁控光子晶体的厚度L和光子在晶体中运动的时间；（时间计算结果保留两位有效数字） (3)若可调节晶体可使光子在晶体中速度可在范围内变化，光从P点进入一块上述光子晶体，，请你设计光子晶体的形状，使光子在以上速度范围内经过晶体内磁场偏转后都可以回到O点，画出晶体形状，并计算最小面积。（计算结果保留两位有效数字，不考虑进出晶体界面处由于折射反射引起的方向改变） 【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）光子的能量为         频率与波速的关系为             根据质能方程可知，光子的等效质量为     解得 （2）洛伦兹力充当向心力，故有     解得     根据几何关系有     解得             粒子运动周期 得             则运动时间             解得 （3）由于可得，当时， 如图所示，曲线1为速度最大值时对应的轨迹，曲线2为某一速度v时对应的一般轨迹，假设出射点为。 由几何关系得         整理得             即所有出射点连接起来为圆弧。所以满足题意可设计如下图所示形状的光子晶体。 则光子晶体的最小面积为 36． （2026·辽宁沈阳·二模）如图（a），科学家用粒子轰击铍靶，发现一种穿透性极强的中性射线A，A继续轰击石蜡（含氢物质），打出射线B。为了研究射线B的本质，让射线B从一平行板电容器的两极板中间沿水平方向射入，如图（b）所示。若在两极板间施加电压U，射线B中速度最大的粒子恰好从极板的下边缘射出。再在极板间施加一个方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，速度最大的粒子恰好沿水平方向做直线运动。已知极板长度为，极板间距为d、因为氢核运动速率远小于光速，相对论效应可忽略。 (1)若粒子轰击铍核生成碳核和某种未知粒子（用字母“A”表示），写出核反应方程。 (2)求射线B中粒子的最大速度和比荷。（用题中字母表示） (3)科学家由（2）问可知射线B中的粒子为氢核，并测出射线A中粒子与静止的氢核发生对心碰撞时，使氢核获得最大动能为4.5Mev。另一实验还发现射线A中粒子与静止的氮核发生对心碰撞时，使氮核（质量为氢核的14倍）获得最大的动能为1.2Mev。题中实物粒子的碰撞过程，可类比为刚性小球的弹性碰撞。 ①若将射线A中粒子解释为实物粒子，估算这种实物粒子的质量约等于质子质量的多少倍；（） ②若将射线A中粒子解释为光子，如图（c）所示，根据光的粒子性和氢核获得的动能估算出光子的能量为多少Mev。氢核的 说明：可近似认为多次测量过程中，射线A与射线B中的粒子最大速率不变。 【答案】(1) (2)， (3)①；②47.25 【详解】（1）根据电荷数守恒和质量数守恒可得，核反应方程为 （2）只有电场时，粒子做类平抛运动，沿极板方向有 垂直极板方向有 由牛顿第二定律有 再加上磁场后做匀速直线运动有 综合以上有， （3）①设粒子A的质量为，氢核的质量为，氮核的质量为，A与氢核碰撞过程由动量守恒定律有 由能量守恒定律得 解得 氢核的最大动能 同理A与氮核碰撞过程由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 解得 氮核最大动能 最大动能之比 解得 ②对光子与氢核碰撞过程由能量守恒定律有 由动量守恒定律有 其中， 综合以上解得 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 原子结构、原子核和波粒二象性 6年真题1年模拟 考点分类 黑吉辽蒙考情（2021-2026） 命题规律 考点 01 原子结构・能级跃迁规律与光电效应基础 2023 辽宁高考真题（原子磁场中能级劈裂，跃迁光子能量结合光电效应定性分析）；2021 辽宁高考真题（光电效应现象的量子解释，物理学史对应科学家辨析） ・情境：原子能级劈裂实验、光电效应发现历史等近代物理研究实景； ・考点：玻尔能级跃迁与光子能量的对应关系、光子能量与频率的正比规律、光电效应的量子解释对应的物理学史；、・题型：以单项选择题为主，侧重概念辨析与定性判断，无复杂计算； ・综合：原子结构模块内部能级规律与光电效应基础结合，核心考查物理概念与史实的准确识记，难度较低。 考点 02 原子核・衰变规律、核反应方程与核能计算 2021 全国乙卷真题（医用放射性核素衰变，半衰期图像读取与定量计算）；2022 辽宁高考真题（深地核天体物理实验，核反应方程配平与质能方程应用）；2025 黑吉辽蒙卷真题（原子核双 β 衰变模型，衰变方程守恒分析与 γ 光子能量、频率、波长比较） ・情境：医学放射治疗、深地核天体物理研究、原子核衰变理论等科研与应用实景； ・考点：半衰期的定义与图像解读、核反应方程的质量数与电荷数守恒、质能方程与核能释放计算、γ 光子能量与频率、波长的对应关系； ・题型：单项选择题 + 多项选择题，覆盖规律辨析与简单定量推导； ・综合：原子核模块内部衰变、核反应、核能知识点综合，结合前沿科研情境考查基础规律应用，计算量适中，侧重公式理解与守恒思想。 考点 03 波粒二象性・光子能量计算与光电效应规律 2022 全国乙卷真题（点光源球面均匀辐射，光子数分布与辐射距离的定量计算）；2023 辽宁高考真题（能级劈裂跃迁光子，结合光电效应最大初动能的定性分析）；2023 新课标卷真题（铯原子钟超精细能级跃迁，光子频率的量级估算）；2024 吉林高考真题（X 射线光电子能谱仪，光强变化对光电效应各物理量的影响辨析） ・情境：点光源光辐射、原子能级精密测量、铯原子钟、X 射线能谱分析等科技应用实景； ・考点：光子能量公式、球面波光强分布与光子数计算、爱因斯坦光电效应方程、金属逸出功的决定因素、光强与单位时间逸出光电子数的关系； ・题型：单项选择题 + 多项选择题，定量计算与概念辨析并重； ・综合：波粒二象性模块与原子能级知识点交叉融合，结合精密测量技术情境，考查公式联立运算能力与概念辨析的严谨性，计算难度中等。 考点01 原子结构 一、单选题 1．（2023·辽宁·高考真题）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则（　　）    A．①和③的能量相等 B．②的频率大于④的频率 C．用②照射该金属一定能发生光电效应 D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek 2．（2021·辽宁·高考真题）赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（　　） A．玻尔 B．康普顿 C．爱因斯坦 D．德布罗意 二、多选题 3．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某理论研究认为，原子核可能发生双衰变，衰变方程为。处于第二激发态的原子核先后辐射能量分别为和的、两光子后回到基态。下列说法正确的是（   ） A． B． C．的频率比的大 D．的波长比的大 考点02 原子核 一、单选题 1．（2021·全国乙卷·高考真题）医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为（　　） A． B． C． D． 2．（2022·辽宁·高考真题）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为，已知、、的质量分别为，真空中的光速为c，该反应中释放的核能为E。下列说法正确的是（   ） A．X为氘核 B．X为氚核 C． D． 二、多选题 3．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）某理论研究认为，原子核可能发生双衰变，衰变方程为。处于第二激发态的原子核先后辐射能量分别为和的、两光子后回到基态。下列说法正确的是（   ） A． B． C．的频率比的大 D．的波长比的大 考点03 波粒二象性 一、单选题 1．（2022·全国乙卷·高考真题）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 × 10 - 7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 × 1014个。普朗克常量为h = 6.63 × 10 - 34Js。R约为（   ） A．1 × 102m B．3 × 102m C．6 × 102m D．9 × 102m 2．（2023·辽宁·高考真题）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则（　　）    A．①和③的能量相等 B．②的频率大于④的频率 C．用②照射该金属一定能发生光电效应 D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek 3．（2023·新课标卷·高考真题）铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为（普朗克常量，元电荷）（　　） A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz 二、多选题 4．（2024·吉林·高考真题）X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器，用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则（　　） A．该金属逸出功增大 B．X光的光子能量不变 C．逸出的光电子最大初动能增大 D．单位时间逸出的光电子数增多 一、单选题 1． （2026·内蒙古兴安盟·一模）2025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．康普顿效应表明光具有波动性 B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 C．实物粒子不仅具有粒子性而且具有波动性 D．玻尔的原子理论成功解释了所有原子的光谱现象 2． （2026·吉林延边·一模）图甲为氢原子能级图，图乙为氢原子的光谱，、、、是可见光区的四条谱线，其中谱线是氢原子从能级跃迁到能级辐射产生的，下列说法正确的是（　　） A．这四条谱线中，谱线光子频率最大 B．氢原子的发射光谱属于连续光谱 C．用能量为的光子照射处于激发态的氢原子，氢原子不能发生电离 D．若、、、中只有一种光能使某金属产生光电效应，那一定是 3． （2026·内蒙古科尔沁右翼中旗·一模）一群处于基态的氢原子，在大量电子的碰撞下跃迁至的能级，然后从能级向低能级跃迁。如图甲，氢原子从能级跃迁到能级产生可见光Ⅰ，从能级跃迁到能级产生可见光Ⅱ。图乙是光Ⅰ、光Ⅱ对同种材料照射时产生的光电流与电压图线。已知普朗克常量h，电子质量为、电荷量为e，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（　　） A．使处于基态的氢原子跃迁至能级的电子动能 B．图乙的图线a对应光Ⅰ C．图乙中的、满足关系 D．使处于基态的氢原子跃迁至能级的电子德布罗意波长 4． （2026·辽宁沈阳·一模）丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难，他在1913年提出了自己的原子结构假说。下列关于玻尔原子理论说法正确的是（　　） A．处于激发态的原子是非常稳定的 B．电子从n＝4能级跃迁到n＝3能级，可能辐射出γ射线 C．电子在一系列定态轨道上运动，可能也会发生电磁辐射 D．玻尔理论可以解释食盐被灼烧时发光的现象 5． （2026·辽宁沈阳·一模）大量氢原子处于、、、的四个状态，处于较高能级的原子可以向任意一个较低能级跃迁，下列说法正确的是（　　） A．最多可以观测到种波长的光 B．从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线 C．波长最长的光对应的是从跃迁到的情况 D．观测到的光中如果只有一种能使某金属发生光电效应，那一定是波长最短的光 6． （2026·辽宁大连·一模）钚的一种同位素衰变时释放巨大能量，其衰变方程为，则下列说法中正确的是（　　） A．此衰变为β衰变 B．比的结合能大 C．比更稳定 D．经过一个半衰期，100个钚还剩下50个 7． （2026·内蒙古科尔沁右翼中旗·一模）应用碳14测定年代是考古中的重要方法，在高空大气中，来自宇宙射线的中子轰击氮14，不断以一定的速率产生碳14，接着碳14 就发生放射性衰变，其半衰期为5730年，反应方程分别为：。以下说法正确的是（　　） A．碳14发生的放射性衰变是衰变 B．核反应方程要遵循电荷数守恒和质量守恒 C．埋入地下的植物中，其碳14 的半衰期将变长 D．4个碳14原子核在经过一个半衰期后，一定还剩2个 8． （2026·黑龙江绥化·一模）钚的一种同位素衰变时释放巨大能量，其衰变方程为，则下列说法中正确的是（　　） A．此衰变为β衰变 B．比的结合能大 C．比更稳定 D．经过一个半衰期，100个钚还剩下50个 9． （2026·黑龙江哈尔滨·一模）2026年2月实验室合成超重核Rf。其核反应方程式为：。则X为（　　） A．质子 B．中子 C．电子 D．正电子 10． （2026·吉林省G35+联合体·一模）2022年10月，中国科学院近代物理研究所成功合成了新核素锕204（），锕204（）可以进行α衰变，衰变方程为，同时释放γ射线，下列有关说法正确的是（　　） A．X的核子数为87 B．X的中子数为113 C．由于发生质量亏损，X的比结合能比锕204的比结合能小 D．和的结合能之和一定小于的结合能 11． （2026·辽宁大连·二模）用同一束单色光在同一条件下先后照射阴极材料分别为钠和钾的两个光电管，都能发生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．光电子的动能可能相同 B．光电子的动量一定相同 C．两种金属的逸出功可能相同 D．光电子的最大初动能一定相同 12． （2026·辽宁营口·二模）研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，用波长分别为、的单色光1、2照射同一阴极K，测得电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示，电子电荷量为e。下列说法正确的是（　　） A．单色光2照射阴极K后，电子逸出的初动能大小一定为eUc2 B． C．测量遏止电压Uc时，开关应该闭合到1 D．光电效应实验证实了光具有波动性 13． （2026·吉林长春·二模）如图，用同一束单色光、在同一条件下先后照射阴极材料为钠和钾的两个光电管，均能发生光电效应。已知钠的逸出功大于钾的逸出功，下列说法正确的是（　　） A．钠和钾的截止频率相同 B．单色光的频率可能小于钾的截止频率 C．两次实验中光电子的初动能可能相同 D．两次实验中光电子的最大初动能一定相同 14． （2026·黑龙江吉林·二模）清华大学团队联合多家大学首次让绝缘的稀土纳米晶实现了高效电致发光，打破了全球光电领域“绝缘材料无法电驱动发光”的技术困局。如图甲，现利用稀土纳米晶发出的波长分别为、的单色光1和2照射同一阴极K，产生的光电子的最大初动能分别为、，测得电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。则下列说法正确的是（    ） A． B． C．单色光2照射阴极K后，所有电子逸出的初动能大小均为 D．若直流电源左端为正极，仅增大电压表示数，则电流表示数不一定增大 15． （2026·黑龙江大庆·二模）南极-艾特肯盆地是氦3的“富矿宝地”，储藏大量可控核聚变理想燃料氦。可控核聚变可以采用或，下列说法正确的是（　　） A．是质子 B．是中子 C．比的原子核更稳定 D．核聚变过程发生质量亏损，释放核能 16． （2026·吉林通化·梅河口市第五中学·二模）在考古研究中，通常利用的衰变来测算文物的大致年代，其半衰期为5730年，已知衰变方程为：，碳14发生衰变的过程中，除检测到X粒子的射线外，还检测到了γ射线，下列说法正确的是（　　） A．X是α粒子 B．γ射线电离能力比α射线强 C．X粒子来自于碳原子的核外 D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为5730年 17． （2026·吉林通化·梅河口市第五中学·二模）下列说法正确的是（　　） A．处于基态的氢原子既可吸收特定频率的光子，也可发射特定频率的光子 B．核反应中，与的质量之和等于与的质量之和 C．核电站发电的核反应方程可能为 D．升高温度可使放射性元素的半衰期缩短 18． （2026·吉林八校联考·二模）近期，我国科研人员首次合成了新核素锇（）和钨（）。若锇经过1次衰变，钨经过1次衰变（放出一个正电子），则上述两新核素衰变后的新核有相同的（　　） A．电荷数 B．中子数 C．质量数 D．质子数 19． （2026·吉林白山第二中学·模拟预测）我国研制出一种硼中子俘获治疗癌症的新方法，将含硼的特有化合物注入患者体内，接下来再通过中子进行30~60分钟的照射，中子能和含硼化合物产生强烈的核反应，释放出一种杀伤力很强的射线，最终完成对癌细胞的剿灭，但整个过程不会对周围的组织产生损伤。核反应方程是，下列说法正确的是（    ） A．X是射线 B．X是射线 C．该反应属于核裂变 D．该反应属于核聚变 20． （2026·辽宁名校联盟·二模）按照中国国家航天局的计划，”嫦娥七号”将在2026年下半年发射，着陆在月球南极的艾特肯盆地。在其探测器上，将安装中国”天工”空间核电池，该电池利用钚-238的衰变释放的核能，通过热电材料直接转化为电能，为探测器长期供电，其衰变方程为。假设衰变前钚核处于静止状态，下列说法正确的是（　　） A．衰变过程中释放的核能全部转化为粒子的动能 B．铀核与粒子的动量大小相等、方向相反，但粒子的动能比铀核的动能大得多 C．由于月球表面温度极低，钚-238的半衰期将变长 D．粒子穿透能力强，需用厚铅板屏蔽，以防止辐射危害探测器的电子设备 21． （2026·辽宁鞍山第一中学·模拟预测）钚元素是高度放射性物质，可用于制作同位素电池，广泛应用于宇宙飞船、人造卫星的能源供给。已知的半衰期约为88年，发生衰变的方程为，下列说法正确的是（    ） A．环境温度升高，的半衰期可能会变为100年 B．20个原子核经过88年后还剩10个 C．X是α粒子 D．X具有较强的穿透能力，可以穿透几厘米厚的铅板 22． （2026·辽宁鞍山·模拟预测）天然钍232经过中子轰击，可得铀233，是一种前景十分可观的能源材料。天然钍232的衰变方程为，下列判断正确的是（　　） A．n=2，m=3 B．n=3，m=2 C．n=2，m=1 D．n=3，m=1 23． （2026·辽宁普通高中·模拟预测）BEST装置实现核聚变需要将燃料加热到极高温度，为实现可控核聚变的实际应用又迈进一步。下列说法正确的是（　　） A．燃料会发生链式反应 B．聚变反应吸收能量而不是释放能量 C．若反应物为和，生成物为，则聚变反应方程为 D．高温的目的是使原子核具有足够大的动能，能够克服库仑斥力，从而发生核裂变 24． （2026·辽宁鞍山·二模）我国探月工程使用钚238（）同位素热源配合温差发电组件为探测器供电，主要利用其发生衰变释放的热来发电，发电组件热端为放射性同位素衰变热源，冷端为月球月夜低温环境，发电组件内的电子在温差驱动下由热端向冷端定向移动形成电流，则（　　） A．一个核内有144个中子 B．该衰变的核反应方程为 C．的半衰期会受到温差的影响 D．工作时发电组件内的电流方向由热端到冷端 25． （2026·辽宁大连第二十四中学·二模）下列物理学的常识中，说法正确的是（　　） A．J.J.汤姆孙发现电子说明原子核内部有结构 B．法拉第引入了电场的概念并用电场线表示电场 C．电动势反映的是将其他形式的能转化为电能的本领，转化的能量越多，电源的电动势就越大 D．爱因斯坦质能方程说明质量可以转化为能量 26． （2026·内蒙古乌兰察布·二模）2025年底我国的可控核聚变取得了重大突破，主要的反应物是、，在高温条件下生成同时释放一个X粒子。已知、、以及X粒子的质量分别为、、、，、、的比结合能分别为、、，真空中光速为c。下列说法正确的是（　　） A．X粒子是电子 B． C．该反应释放的核能为 D．该反应释放的核能为 二、多选题 27． （2026·黑龙江大庆·一模）丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难，在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子概念的启发下，提出了自己的原子结构假说。一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出多种不同频率的光，将这些光分别照射到图乙中阴极K的金属上，只能测得2条电流随电压变化的图像如图丙所示，已知氢原子的能级图如图甲所示，根据玻尔理论对氢原子光谱的解释，下列说法正确的是（    ） A．这群处于第4能级的氢原子最多可以辐射出6种不同频率的光子 B．图丙中光电流图像b对应的光，是氢原子由第4能级向第1能级跃迁发出的 C．图丙中光电流图像a对应的光，不能使逸出功为12.09eV的金属发生光电效应 D．动能为2eV的电子可以使处于第3能级的氢原子电离 28． （2026·辽宁大连·一模）氢原子从、能级直接跃迁到能级时分别发出光、。则下列说法正确的是（　　） A．光比光的光子动量大 B．相同的光电管，光照射能发生光电效应，则光照射也能发生光电效应 C．位于水下同一深度处，点光源比点光源在水面上形成的光斑大 D．在完全相同的实验条件下做双缝干涉实验，光的相邻干涉条纹间距大 29． （2026·辽宁鞍山·一模）频率为的光照射到某金属表面发生光电效应。若入射光子的动量为p，该金属的逸出功为W，从金属表面逸出的光电子的动能为、动量大小为，真空中光速为c，普朗克常量为h。则下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 30． （2026·辽宁大连·一模）氢原子在某三个相邻能级间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光．已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1>λ2，则另一个波长可能是(　　) A．λ1＋λ2 B．λ1－λ2 C． D． 31． （2026·黑龙江哈尔滨·一模）氢原子的部分能级图如图甲所示，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，能辐射出多种频率的光，这些光照射到同种材料后发生光电效应，产生的光电流与电压关系如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．由于跃迁时辐射的光子能量不连续，因此氢原子光谱是线状谱 B．氢原子从能级跃迁到能级，核外电子动能增大 C．a、b、c三种光子的波长关系满足 D．图线的光对应从能级向能级的跃迁 32． （2026·黑龙江省研远联合·一模）我国核能发展实施“热堆—快堆—聚变堆”三步走战略，将聚变作为解决能源问题的最终一步。新一代“人造太阳”装置—中国环流器二号装置在成都建成并已经实现放电。某核反应方程为，下列说法正确的是（　　） A．该核反应为聚变反应 B．该核反应为裂变反应 C． D． 33． （2026·吉林实验中学·模拟预测）用图甲所示装置研究光电效应现象，三次用同一光电管在不同光照条件下实验，记录微安表的示数随光电管电压的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．小于 B．光电管中电流方向由指向 C．甲图线表示光的强度比丙大 D．甲图线表示的光产生的光电子最大初动能比乙图线表示的光产生的光电子最大初动能小 34． （2026·辽宁县级重点高中协作体·二模）核聚变是将轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量的过程，被视为未来清洁能源的终极解决方案。关于核聚变原理与应用，下列说法正确的是（　　） A．是核聚变反应方程 B．核聚变需要极高的温度，所以核聚变反应又称为热核反应 C．核聚变使用作为主要燃料，反应后产生放射性废料 D．可控核聚变已实现商业化应用，辽宁红沿河核电站采用核聚变技术发电 三、解答题 35． （2026·黑龙江吉林·二模）磁控光子晶体是一种可通过磁场调节光子性质的人工纳米结构材料，科学家近期实验验证了通过磁场调控光传播路径的可能性。我们可以把磁控光子晶体使光束传播路径改变的原理近似理解为带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用。现在有一个科学家实验过程的简化图，O点是一个可以发射固定波长激光的光源（光子可以等效为带电粒子，电荷量为，质量为）。现在从O点沿水平方向发射一束激光，距离O点1m处有一个竖直放置的厚度为L的矩形磁控光子晶体，其中有“等效磁场”，磁感应强度。某次实验时光子在晶体中的速度，光束在晶体中发生了的偏转后射出，并最终撞击在探测面上。普朗克常量，光速，传播过程中激光能量不衰减，。 (1)求激光在真空中的波长；（提示：单个光子等效质量，其中E为单个光子能量。） (2)求磁控光子晶体的厚度L和光子在晶体中运动的时间；（时间计算结果保留两位有效数字） (3)若可调节晶体可使光子在晶体中速度可在范围内变化，光从P点进入一块上述光子晶体，，请你设计光子晶体的形状，使光子在以上速度范围内经过晶体内磁场偏转后都可以回到O点，画出晶体形状，并计算最小面积。（计算结果保留两位有效数字，不考虑进出晶体界面处由于折射反射引起的方向改变） 36． （2026·辽宁沈阳·二模）如图（a），科学家用粒子轰击铍靶，发现一种穿透性极强的中性射线A，A继续轰击石蜡（含氢物质），打出射线B。为了研究射线B的本质，让射线B从一平行板电容器的两极板中间沿水平方向射入，如图（b）所示。若在两极板间施加电压U，射线B中速度最大的粒子恰好从极板的下边缘射出。再在极板间施加一个方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，速度最大的粒子恰好沿水平方向做直线运动。已知极板长度为，极板间距为d、因为氢核运动速率远小于光速，相对论效应可忽略。 (1)若粒子轰击铍核生成碳核和某种未知粒子（用字母“A”表示），写出核反应方程。 (2)求射线B中粒子的最大速度和比荷。（用题中字母表示） (3)科学家由（2）问可知射线B中的粒子为氢核，并测出射线A中粒子与静止的氢核发生对心碰撞时，使氢核获得最大动能为4.5Mev。另一实验还发现射线A中粒子与静止的氮核发生对心碰撞时，使氮核（质量为氢核的14倍）获得最大的动能为1.2Mev。题中实物粒子的碰撞过程，可类比为刚性小球的弹性碰撞。 ①若将射线A中粒子解释为实物粒子，估算这种实物粒子的质量约等于质子质量的多少倍；（） ②若将射线A中粒子解释为光子，如图（c）所示，根据光的粒子性和氢核获得的动能估算出光子的能量为多少Mev。氢核的 说明：可近似认为多次测量过程中，射线A与射线B中的粒子最大速率不变。 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 原子结构、原子核和波粒二象性 6年真题1年模拟 考点分类 黑吉辽蒙考情（2021-2026） 命题规律 考点 01 原子结构・能级跃迁规律与光电效应基础 2023 辽宁高考真题（原子磁场中能级劈裂，跃迁光子能量结合光电效应定性分析）；2021 辽宁高考真题（光电效应现象的量子解释，物理学史对应科学家辨析） ・情境：原子能级劈裂实验、光电效应发现历史等近代物理研究实景； ・考点：玻尔能级跃迁与光子能量的对应关系、光子能量与频率的正比规律、光电效应的量子解释对应的物理学史；、・题型：以单项选择题为主，侧重概念辨析与定性判断，无复杂计算； ・综合：原子结构模块内部能级规律与光电效应基础结合，核心考查物理概念与史实的准确识记，难度较低。 考点 02 原子核・衰变规律、核反应方程与核能计算 2021 全国乙卷真题（医用放射性核素衰变，半衰期图像读取与定量计算）；2022 辽宁高考真题（深地核天体物理实验，核反应方程配平与质能方程应用）；2025 黑吉辽蒙卷真题（原子核双 β 衰变模型，衰变方程守恒分析与 γ 光子能量、频率、波长比较） ・情境：医学放射治疗、深地核天体物理研究、原子核衰变理论等科研与应用实景； ・考点：半衰期的定义与图像解读、核反应方程的质量数与电荷数守恒、质能方程与核能释放计算、γ 光子能量与频率、波长的对应关系； ・题型：单项选择题 + 多项选择题，覆盖规律辨析与简单定量推导； ・综合：原子核模块内部衰变、核反应、核能知识点综合，结合前沿科研情境考查基础规律应用，计算量适中，侧重公式理解与守恒思想。 考点 03 波粒二象性・光子能量计算与光电效应规律 2022 全国乙卷真题（点光源球面均匀辐射，光子数分布与辐射距离的定量计算）；2023 辽宁高考真题（能级劈裂跃迁光子，结合光电效应最大初动能的定性分析）；2023 新课标卷真题（铯原子钟超精细能级跃迁，光子频率的量级估算）；2024 吉林高考真题（X 射线光电子能谱仪，光强变化对光电效应各物理量的影响辨析） ・情境：点光源光辐射、原子能级精密测量、铯原子钟、X 射线能谱分析等科技应用实景； ・考点：光子能量公式、球面波光强分布与光子数计算、爱因斯坦光电效应方程、金属逸出功的决定因素、光强与单位时间逸出光电子数的关系； ・题型：单项选择题 + 多项选择题，定量计算与概念辨析并重； ・综合：波粒二象性模块与原子能级知识点交叉融合，结合精密测量技术情境，考查公式联立运算能力与概念辨析的严谨性，计算难度中等。 考点01 原子结构 一、单选题 1.【答案】A 2.【答案】C 二、多选题 3.【答案】ABC 考点02 原子核 一、单选题 1.【答案】C 2.【答案】D 二、多选题 3.【答案】ABC 考点03 波粒二象性 一、单选题 1.【答案】B 2.【答案】A 3.【答案】C 二、多选题 4.【答案】BD 一、单选题 1.【答案】C 2.【答案】D 3.【答案】C 4.【答案】D 5.【答案】D 6.【答案】C 7.【答案】A 8.【答案】C 9.【答案】B 10.【答案】B 11.【答案】A 12.【答案】C 13.【答案】C 14.【答案】D 15.【答案】D 16.【答案】D 17.【答案】C 18.【答案】C 19.【答案】B 20.【答案】B 21.【答案】C 22.【答案】B 23.【答案】C 24.【答案】A 25.【答案】B 26.【答案】C 二、多选题 27.【答案】AD 28.【答案】AB 29.【答案】BC 30.【答案】CD 31.【答案】AB 32.【答案】AC 33.【答案】CD 34.【答案】AB 三、解答题 35.【答案】(1) (2)， (3) 【详解】（1）光子的能量为         频率与波速的关系为             根据质能方程可知，光子的等效质量为     解得 （2）洛伦兹力充当向心力，故有     解得     根据几何关系有     解得             粒子运动周期 得             则运动时间             解得 （3）由于可得，当时， 如图所示，曲线1为速度最大值时对应的轨迹，曲线2为某一速度v时对应的一般轨迹，假设出射点为。 由几何关系得         整理得             即所有出射点连接起来为圆弧。所以满足题意可设计如下图所示形状的光子晶体。 则光子晶体的最小面积为 36.【答案】(1) (2)， (3)①；②47.25 【详解】（1）根据电荷数守恒和质量数守恒可得，核反应方程为 （2）只有电场时，粒子做类平抛运动，沿极板方向有 垂直极板方向有 由牛顿第二定律有 再加上磁场后做匀速直线运动有 综合以上有， （3）①设粒子A的质量为，氢核的质量为，氮核的质量为，A与氢核碰撞过程由动量守恒定律有 由能量守恒定律得 解得 氢核的最大动能 同理A与氮核碰撞过程由动量守恒定律有 由能量守恒定律有 解得 氮核最大动能 最大动能之比 解得 ②对光子与氢核碰撞过程由能量守恒定律有 由动量守恒定律有 其中， 综合以上解得 试卷第1页，共3页 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $