2026年高考物理二轮复习（北京）专题15 近代物理（专题专练）（原卷版）

专题15近代物理

目录

第一部分风向速递洞察考向，感知前沿

第二部分分层突破固本培优，精准提分

A组·保分基础练

题型01光电效应

题型02原子结构能级跃迁

题型03核反应核能

B组·抢分能力练

第三部分真题验证对标高考，感悟考法

1．某同学研究光电效应的电路如图甲。用蓝光照射真空管的铯极板（阴极K），控制开关，调

节滑动变阻器，测得电路中光电流I与A、K之间的电压UAK。根据数据描绘图线如图乙，则（）

A．横轴截距的数据可由开关S断开时测得

B．纵轴截距的数据可由开关S断开时测得

C．Ⅱ象限的数据由如图甲电源正负极接法测得

D．Ⅰ象限的数据由如图甲交换电源正负极测得

2．我国物理学家曾谨言曾说：“20世纪量子物理学所碰到的问题是如此复杂和困难，以至没有可

能期望一个物理学家能一手把它发展成一个完整的理论体系。”下列一系列理论都和量子力学的建立紧密相

关，其内容正确的是（）

A．普朗克黑体辐射理论认为：微观粒子的能量是分立的

B．玻尔的氢原子模型认为：电子绕核运动的轨道可以是任意半径

p

C．德布罗意的“物质波”假设认为：实物粒子也具有波动性，波长

h

D．爱因斯坦的光电效应理论认为：光电子的最大初动能与入射光的强弱有关

3．（2025·北京海淀·期末）在外加电场作用下，原子的发射光谱中某些谱线会发生劈裂。通过观

测恒星大气中某种原子光谱谱线的劈裂效应，可以推测该恒星大气中的电场强度的情况。如图所示，发生

这种效应的原子光谱的能级裂距Δ（原子能级劈裂前、后的能量差值）与外加电场强度的大小E成正比，

且该效应劈裂谱线的偏振状态与电场方向有关。根据上述信息，下列说法正确的是（）

A．根据恒星劈裂谱线的偏振状态可推测该恒星大气中的电场强度的大小

B．外加电场也可使恒星大气中某种原子光谱的吸收谱线发生劈裂

C．若这种劈裂效应满足ΔE，则式中的单位为As

D．若外加电场强度的大小增加一倍，则从劈裂后的能级跃迁至基态能级发射光子的频率一定增加一倍

4．2025年10月1日，我国紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部——杜瓦底座在安

徽合肥成功落位安装，标志着项目主体工程建设步入新阶段，预计在2030年前后实现核聚变发电示范。核

234

聚变燃料主要是氢的同位素，氘1H和氚1H在高温高压下聚变生成氦核2He，并释放巨大能量。下列

说法正确的是（）

2341

A．该聚变反应方程式为：1H1H2He0n

B．氘原子和氚原子互为同位素，它们的化学性质不同

C．氘原子核内有1个中子，氚原子核内有1个中子

4

D．聚变生成的氦核2He核内有2个核子

5．在核医学中，因铜—64独特的“诊疗一体化”特性而备受青睐，分别适用于PET成像与治疗，

64646464

其衰变方程有29Cu28NiX和29Cu30ZnY，其中铜—64的半衰期均为12.7小时。下列说法正确的是

（）

A．X是中子

B．Y是质子

C．大量的铜—64原子核，经过12.7小时，会有一半发生衰变

D．20个铜—64原子核，经过12.7小时，一定有10个铜—64原子核发生衰变

01光电效应

1．（2025·北京丰台·二模）金属板M受到紫外线照射时，会持续向各个方向发射不同速率的电子，电子最

大速率为vm，质量为m，电量为e。正对M放置一金属网N，M与N间距为d（远小于板长）。在M、N

之间加一个恒定电压U，M与电源正极相连，如图所示。下列说法正确的是（）

A．U增大，电流表的读数将增大

B．d减小，电子由M到N的过程，动能变化量将减小

1

C．仅将正、负极对调，从M逸出的电子，到达N时的最大动能为mv2eU

2m

D．仅将正、负极对调，电流表的读数将减小

2．（2025·北京人大附中·统练）2024年10月8日消息，本年度诺贝尔物理学奖授予约翰·霍普菲尔德和杰

弗里·辛顿，“以表彰他们为利用人工神经网络进行机器学习作出的基础性发现和发明”。在物理学的探索和

发现过程中，物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述

中正确的是（）

A．惯性定律即牛顿第一定律，伽利略通过理想斜面实验直接验证了惯性定律

B．美国科学家富兰克林命名了正电荷和负电荷，并通过油滴实验测得元电荷的数值

C．自然界中的电和磁存在着某种神秘的联系，丹麦物理学家奥斯特通过不断地探索发现了电流的磁效

应

D．爱因斯坦认为微观粒子的能量是量子化的，最小的能量子称为光子，利用光子成功解释了光电效应

现象

3．（2025·北京三十五中·三模）在光电效应实验中，小明用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电

流与电压之间的关系曲线（甲、乙、丙），如图2所示。则（）

A．乙、丙所对应的截止频率一样大

B．甲光所产生光电子的最大初动能最大

C．甲光比乙光的频率大

D．乙光比丙光的波长大

4．（2025·北京朝阳·二模）某科研团队设计了一种基于量子点材料的纳米级光电传感器，用于检测极微弱

的光信号。其工作原理为：量子点材料在吸收光子时克服其带隙能量产生电子-空穴对，电子-空穴对在量子

点内部的势阱中被束缚，形成激子（由一个电子和一个空穴通过库仑相互作用结合而成的准粒子）；当外

加电场作用于该量子点时，激子会分离为自由电子和空穴，形成光电流。量子点可能吸收一个高能光子并

产生多个激子。激子的束缚能是指将电子和空穴从激子状态分离为自由电子和空穴所需的能量，束缚能越

ke2ke2

大，激子越稳定，其表达式近似为E，电子和空穴之间的库仑力可表示为F（r为电子和空穴

brr2

之间的平均距离，为材料的介电常数，k为静电力常量，e为电子电荷量）。关于该光电传感器的工作特

性，下列说法正确的是（）

ke

A．只要外加电场强度大于，就能产生有效的光电流

2r2

B．增大外加电场强度，有效光电流可能不变

C．该光电传感器的工作原理与光电效应原理相同

D．产生一对自由电子和空穴需要的能量等于入射光子的能量与外加电场做功之和

5．（2024·北京丰台·二模）用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色

（频率）等物理量之间的关系.分别用三束光照射同一阴极K进行了三次实验，得到电流表示数I与电压表

示数U之间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（）

A．入射光光子的能量＞＞

B．光电子的最大初动能①＞②＞③

C．单位时间照射到K上①的光②子数③＞

D．照射到K上时金属的逸出功①最大③

02原子结构能级跃②迁

6．（2025·北京市丰台区·开学）大量处于n=4激发态的氢原子，当他们自发地跃迁到较低能级时，下列说

法正确的是（）

A．氢原子跃迁时可以发出连续光谱

B．由n=4能级跃迁到n=3能级时发出光子的波长最长

C．这些氢原子跃迁时最多可产生3种不同频率的光子

D．核外电子轨道半径减小，动能增加，电势能减小，总能量不变

7．（2025·北京海淀·二模）对于静止的自由原子，当其从高能级向低能级跃迁发射光子时，原子会因反冲

而获得一定的能量，该能量远小于原子两能级之差，所以可认为光子的能量等于两能级之差。对于静止的

自由原子核，当其从高能级向低能级跃迁发出高能射线时，原子核也会因反冲而获得一定的能量。通常

情况下，与射线的能量相比，原子核因反冲而获得的能量不可忽略。若将放射源和吸收源进行冷却，部

分原子核被严格束缚在晶体的晶格位置，这些原子核在发射或吸收射线时，反冲可以被完全抑制。根据

以上信息，对于两能级差仅为E的原子核，下列说法错误的是（）

A．自由原子核在发射或吸收射线的过程中，原子核和射线组成的系统动量守恒

B．单个静止的自由原子核发射的射线的能量一定小于E

C．单个静止的自由原子核吸收的射线的能量一定大于E

D．单个被严格束缚在晶格位置的原子核吸收的射线的能量小于E

8．（2025·北京丰台·二模）氢原子的能级图如图所示，现有大量氢原子处于n=3能级上，下列说法正确的

是（）

A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子

B．从n=3能级跃迁到n=2能级需吸收光子

C．从n=3能级跃迁到n=4能级可以吸收0.68eV的能量

D．n=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量

9．（2025·北京市东城区·一模）如图甲为氢原子光谱示意图，图乙为氢原子部分能级示意图。图甲中的Hα、

Hβ、Hγ、Hδ是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从n3能级向n2能级跃迁时产生

的。已知可见光的光子能量范围为1.62～3.11eV。下列说法正确的是（）

A．Hα对应的光子能量比H对应的光子能量大

B．H可能是氢原子从n3能级向n2能级跃迁时产生的

C．若氢原子从n4能级向n3能级跃迁，则辐射出的光属于红外线

D．若氢原子从n2能级向n1能级跃迁，则需要吸收10.2eV的能量

10．（2024·北京市朝阳区·二模）根据玻尔原子理论，一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）

A．放出光子，库仑力做正功

B．放出光子，库仑力做负功

C．吸收光子，库仑力做负功

D．吸收光子，库仑力做正功

03核反应核能

11．（2025·北京市海淀区·一模）下列核反应方程中，括号内的粒子为质子的是（）

23411114

A．1H1H2HeB．5B0n7N

C．

7N0n6CD．

90Th91Pa

234

12．（2025·北京西城·一模）氘核和氚核发生核反应的方程为1H1H2HeX，下列说法正确的是（）

A．X是电子

B．X是质子

C．该反应是核聚变

D．该反应是核裂变

210210206

13．（2025·北京市朝阳区·一模）元素84Po（钋）发生衰变时的核反应方程为84Po82PbX，该核反应

210

过程中放出的能量为E。已知光在真空中的传播速度为c，84Po的半衰期为138天。下列说法正确的是

（）

210

A．该核反应中84Po发生了α衰变

210

B．该核反应中84Po发生了β衰变

210

C．100个84Po原子核经过138天，还剩50个原子核未衰变

E

D．该核反应过程中的质量亏损为

c

14．（2025·北京市昌平区·二模）2025年3月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现原子核温度1.17

亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破，将人类向“能源自由”的终极目标推进了一大步。人造太阳利用氘

核与氚核聚变反应释放能量，聚变资源储量丰富，主要产物清洁安全，被称为“人类未来的理想能源”。我

国自主研发的高功率微波回旋管，单次注入功率达2.5兆瓦，精准“轰击”等离子体升温，实现电子温度1.6

亿度。高功率中性束注入加热系统（提升原子核温度的核心设备），单条束线最大功率达7兆瓦，可将氢

原子加速到每秒数千公里，为反应堆“点火”提供初始能量。关于该装置及核聚变相关原理，下列说法不正

确的是（）

2341

A．核聚变反应中，氘核与氚核结合生成氦核并释放中子，反应方程为：1H1H2He0n

B．中国环流三号产生的能量主要来源于氢原子被加速后获得的动能

C．等离子体温度升高，其粒子热运动的平均动能变大

D．若某次聚变反应质量亏损m，则释放的能量为mc2（c为真空中的光速）

15．（2025·北京石景山·一模）2025年1月20日，我国“人造太阳”核聚变实验装置（EAST）首次完成1

亿摄氏度一千秒“高质量燃烧”，创造了新的世界纪录。下列方程属于核聚变反应的是（）

144171

A．7N+2He8O+1H

2341

B．1H+1H2He+0n

2382344

C．92U90Th+2He

2351901361

D．92U+0n38Sr+54Xe+100n

1．（2025·北京·北京十一中·月考）如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R分别由真空玻璃管

的窗口射向阴极K，调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示，下列说法正确的

是（）

A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R宽

B．P、Q产生的光电子在K处最小德布罗意波长，P小于Q

C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q对应的能级最高

D．对应于图2中的M点，单位时间到达阳极A的光电子数目，P多于Q

2．（2024·北京·人大附中·一模）地铁靠站时，列车车体和屏蔽门之间安装有光电传感器。如图甲所示的光

电传感器，若光线被挡住，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。已知光电管阴极材料的逸出功

为2.55eV，可见光光子的能量范围是1.62~3.11eV，下列说法不正确的是（）

A．由题述可知光电管中光电子飞出阴极时的最大初动能为9.54eV

B．由题述可知，a光为氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时发出的光

C．光线发射器中发出的光有一种可见光

D．若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能不变，但光电流减小

3．（2024·北京市西城区·一模）研究光电效应现象的装置如图所示。图中K、A是密封在真空玻璃管中的

两个电极，K极受到光照时能够发射电子。当用光子能量为2.82eV的光照射K极时，电流表的读数为30μA，

移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于1V时，电流表读数为零，保持滑片位置不变。下列说法中正

确的是（）

A．光电子的最大初动能为1.82eV

B．K极材料的逸出功为1eV

C．电流表的读数为30μA时，电压表的示数大于1V

D．仅将电源正负极对调，电流表示数一定大于30μA

4．（2025·北京朝阳·二模）氢原子能级示意图如图。现有大量氢原子处于n4能级上，下列说法正确的是

（）

A．这群氢原子最多可能辐射3种不同频率的光子

B．从n4能级跃迁到n1能级的氢原子辐射的光波长最短

C．从n4能级跃迁到n2能级比跃迁到n3能级辐射的光频率低

D．在n4能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离

5．（2024·北京西城·二模）氢原子的能级图如图所示，大量氢原子处于n3能级，关于这些氢原子，下列

说法正确的是（）

A．氢原子向低能级跃迁只能发出2种不同频率的光子

B．氢原子跃迁到n1能级，辐射光子的能量最大

C．氢原子跃迁到n2能缓，辐射光子的频率最高

D．氢原子跃迁到n4能级，需吸收1.5leV的能量

6．（2025·北京清华大学附属中学·月考）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（）

A．甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量

B．乙图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子

C．丙图中，原来有1000个氡222，经过一个半衰期的时间，一定还剩余500个

D．丁图中，链式反应属于重核的天然衰变

7．（2024·北京人大附中·三模）2024年4月19日起，日本开始排放第五批福岛核污染水，预计排放19天。

核污染水中含有一定量的放射性核素“氚”，该核素可在生物体内富集，损害生物体的健康。已知氚的衰变

33

方程为1H2HeX，半衰期约为12年，下列说法正确的是（）

A．氚核发生的是衰变

B．衰变产物X来自氚的核外电子

C．该衰变产生的射线穿透能力比射线强

D．若立即停止排放，12年后因排污导致的核辐射量会减少50％

8．（2023·北京海淀·一模）2022年10月31日“梦天”实验舱成功发射，其上配置了世界领先的微重力超冷

原子物理实验平台，利用太空中的微重力环境和冷却技术，可获得地面无法制备的超冷原子。超冷原子是

指温度接近0K状态下的原子（质量约10-27kg），其运动速度约为室温下原子速度（约500m/s）的5×10-5

倍。超冷原子的制备要先利用激光冷却技术，使用方向相反的两束激光照射原子，原子会吸收激光的光子

然后再向四周随机辐射光子，经过多次吸收和辐射后，原子的速度减小。同时施加磁场将原子束缚在一定

区域内，避免原子逃逸，以延长原子与激光作用的时间。再用蒸发冷却技术，将速度较大的原子从该区域

中排除，进一步降低温度。取普朗克常量h=6.63×10-34J·s。下列说法错误的是（）

A．太空中的微重力环境可使实验舱中的原子长时间处于悬浮状态，利于获得超冷原子

B．超冷原子的物质波波长约为10-5m量级

C．原子减速是通过原子向四周随机辐射光子实现的

D．超冷原子的蒸发冷却的机制，与室温下水杯中的水蒸发冷却的机制类似

1．（2025·北京·高考真题）自然界中物质是常见的，反物质并不常见。反物质由反粒子构成，它是科学研

究的前沿领域之一。目前发现的反粒子有正电子、反质子等；反氢原子由正电子和反质子组成。粒子与其

对应的反粒子质量相等，电荷等量异种。粒子和其反粒子碰撞会湮灭。反粒子参与的物理过程也遵守电荷

守恒、能量守恒和动量守恒。下列说法正确的是（）

A．已知氢原子的基态能量为13.6eV，则反氢原子的基态能量也为13.6eV

B．一个中子可以转化为一个质子和一个正电子

C．一对正负电子等速率对撞，湮灭为一个光子

D．反氘核和反氚核的核聚变反应吸收能量

2．（2024·北京·真题）产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿秒（as）是时间单位，

1as=1×10−18s，阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使

探测原子内电子的动态过程成为可能。设有一个持续时间为100as的阿秒光脉冲，持续时间内至少包含一个

完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.6×10−34Js，下列说法正确的是（）

A．对于0.1mm宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为550nm的可见光的衍射⋅现象更明显

B．此阿秒光脉冲和波长为550nm的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多

C．此阿秒光脉冲可以使能量为−13.6eV（−2.2×10−18J）的基态氢原子电离

D．为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期

3．（2024·北京·真题）已知钍234的半衰期是24天。1g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（）

A．0gB．0.25gC．0.5gD．0.75g

4．（2023·北京·高考）在发现新的物理现象后，人们往往试图用不同的理论方法来解释，比如，当发现光

在地球附近的重力场中传播时其频率会发生变化这种现象后，科学家分别用两种方法做出了解释。