近代物理初步（讲义）-2026年高考物理二轮复习原卷版

专题16近代物理初步

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第一部分思维导图

第二部分核心考点精讲

【考点01］光电效应及其规律

【考点02】原子结构和能级跃迁

【考点03】原子核的衰变核反应与核能的计算

第三部分题海精炼

尸思维导图；

■人

遏止电压一最大初动能：eU.=E、a衰变:JX叁Y+：He

--------------------------:S光电

饱和电流一光的强弱效,

B衰变：犷/Y+%

天然放射性

截止频率一逸出功：%斗匕-波丫辐射

粒

爱因斯坦光电效应方程:£卜=加-%

二半衰期：N余

频率y=十、波长入=,象

性

--------?-----------1德布罗意波质子的发现：i；N+；He―>'JO+；H

近

代中于的发现：：Be+；He—^（：+，

物原

人T.转变

原子核理子

原子的核式结构°粒子散初核原子核的组成r；He+%Al—鼾+：n

步放射性同位素的发现［2#h—2泅什/

核外电----------------）射实验

…强相互作用

定态~*纥=告原地（盛力-

三条子

1在比结合能越大.原子核越牢固

跃迁一人，=£『反假设结结合能冷画------------------------------

构

轨道一乙=，各）

核能顾能方程：H

玻尔模型

小核裂变:*U+，一々BH+\Kr+3；n

氢原子能级图

轻核聚变:汨+：H~^He+：n

核心考点精讲;

r■“

考点01光电效应及其规律

知识积累

1.光电效应的研究思路

（1）两条线索

强度一决定若每秒钟光源发射的光子数"------

照射光｛

频率一决定着每个光子的能量£斗-----------

每秒钟逸出的光电子数一决定着光电流的大小

光电干（

比电子逸出后的用大初动能畀〃-----------

（2）两条对应关系

光子数发射光光电

光照强度目多「电子多门流大

2.光电效应的图像

图线形状图像名称由图线直接（间接）得到的物理量

①极限频率：图线与v轴交点的横坐标

E、1

二V0

最大初动能反与入射

O②逸出功：图线与以轴交点的纵坐标

光频率y的关系图线

的值WQ=\-E\=E

-£

③普朗克常量：图线的斜率攵=〃

颜色相同、强度不同的①遏止电压Uc：图线与横轴的交点

——强光（优）

An

弱光（黄）光，光电流与电压的关②饱和光电流/m!电流的最大值

.

acU系图线③最大初动能：Ekm=eUc

1_____黄光①遏止电压Ucl、Uc2

颜色不同时，光电流与

一-----蓝光②饱和光电流

彳电压的关系图线

=

4Ugr）U③最大初动能Eki=eUci,Ev,2eUc2

①截止频率如：图线与横轴的交点

②遏止电压Uc：随入射光频率的增大

1U,

/遏止电压”与入射光而增人

频率y的关系图线③普朗克常量小等于图线的斜率与电

0%V子电量的乘积,即/?=〃.（注：此时两

极之间接反向电压）

典例精讲＞

【典例1】【新情景】（2026•重庆•一模）某科技馆展示了种比控音箱，其简化结构如图所示，电源a端

为正极，与喇叭连接的放大电路可以将微小电流放大。用绿光束照射光电管，喇叭会发出声音，照射光亮

暗的变化会影响声音的大小。下列说法正确的有（)

光源

A.将电源正极负极对调,喇叭声音会变小或无法发声

B.若仅将绿光换成紫光，喇叭不能发声

C.该实验的原理是电磁感应

D.若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，喇叭声音一定变大

举一反三A

【变式（2026•湖南长沙•模拟预测）如图为研究光电效应的实验装置，进行的操作如下:

（1）用频率为力的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使电流表示数恰好变为0,记

下此时电压表的示数G；

（2）用频率为匕的光照射同一光电管，重复（1）中的步骤，记下电压表的示数已知电子的电荷量为

e，关于上述实验说法正确的是（）

A.电流表示数恰好变为。时，滑片户置于。、〃之间

B.电流表示数恰好变为0时，光电效应恰好停止发生

C.若%大于K，则%一定大于G

u.-u2

D.测得普朗克常量的值为匕）

【变式1・2】（2026•四川宜宾•一模）某同学研究光电效应的电路如图甲。用蓝光照射真空管的葩极板（阴

极K）,控制开关，调节滑动变阻器，测得电路中光电流/与A、K之间的电压力一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.（3象限的数据由如图甲电源正负极接法测得

D.国象限的数据由如图甲交换电源正负极测得

【变式1・3】（25-26高三上•四川成都・期末）如图甲为研究光电效应的实验装置，用频率为y的单色光照射

光电管的阴极K,得到光电流/与光电管两端电压U的关系图线如图乙所示，已知电子电荷量的绝对值为e,

普朗克常量为/?，则（）

A.测量遏止电压4时开关S应扳向"2〃

B.只增大光照强度时，图乙中”的值会增大

C.只增大光照强度时，图乙中/o的值会增大

D.阴极K所用材料的极限频至为丝产

h

考点02原子结构和能级跃迁

知识积累

1.玻尔理论的三条假设

轨道量子化核外电子只能在一些分立的轨道上运动

原子只能处于一系列不连续的能量状态，点石2,

能量量子化

3,…)

原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或辐射一定频率的光子，

频率条件

hv-Eri-<〃)

2.能级跃迁问题的四点注意

(1)氢原子在两定态间跃迁时，所吸收或辐射的光子的能量只能等于两定态的能量差。

_n(/z-1)

(2)一群氢原子处于量子数为〃的激发态时，最多可辐射出N=a=-2一种不同频率

的光。一个氢原子处于量子数为〃的激发态时，最多可辐射出(〃-1)种不同频率的光。

(3)如果氢原子的跃迁是吸收实物粒子的动能发生的，则其动能大于或等于两能级间的能

量差。

(4)氢原子能量为电势能与动能的总和，能量越大，轨道半径越大，势能越大，动能越小。

典例精讲

【典例2】【新角度】(2026•江苏南通•一模)He-Ne激光器中Ne原子分别从A、。能级向C能级跃迁时释

放出〃光子，如图所示。下列说法正确的是()

A.。的波长比。的小B.。的能量比〃的小

C.。的动量比〃的小D.。在真空中的速度比方小

举一反三

【变式2・1】(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〃=4能级跃迁到〃=3能级，可能辐射出y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

【变式2・2】【改编】（2026•上海徐汇•一模）a粒子散射实验装置如图所示。

单位时间内进入计数器的a粒子人数〃随散射角0变化的关系图应为.

【变式2・3】（2026•贵州六盘水•二模）某原子核发生双0衰变的方程为yXf；，Ru+力e。处于第二激发

态的鲁Ru原子核先后辐射波长为4和4的两光子后回到基态。欲使;，Ru原子核从基态跃迁至第二激发态

则需要吸收能量为七的光子。则（）

.he

A.Z=44-yB.Z=44+yCE=--------D.

4+44+Zi

考点03原子核的衰变核反应与核能的计算

知识积累〉

1.核衰变问题

⑴核衰变规律：企〃犯，eg）”2No.

（2）a衰变和0衰变次数的确定方法

①方法一：由于|3衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定a衰变的次数，再根据

电荷数守恒确定P衰变的次数.

②方法二：设a衰变次数为-0衰变次数为），，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解.

2.求核能的三种方法

（1）根据计算.若△机的单位是kg,计算时，c的单位是m/s,AE的单位是J；

若加〃的单位是原子质量单位u,利用1u相当于931.5MeV,用AE=AmX931.5MeV进行计

算,AE的单位是MeV,1MeV=1.6XI（r"j

（2）根据比结合能计算.原子核的结合能=比结合能义核子数.

（3）结合动量守恒定律和能量守恒定律进行分析计算，此时要注意动量、动能关系式p2=

2〃E的应用.

典例精讲

【典例3】（2026•广东•一模）人工放射性元素的半衰期为12.36小时，常用作追踪生物过程的示踪剂,

该元素是用中子辐照钾同位素;;K得到，发生的核反应方程为:;K+：nf：；K。作为示踪剂时，发生的核反

应方程为:;Kf与Ca+X。下列说法正确的是（）

A.X粒子是中子

B.与：n的质量数之和大于fCa与X粒子的质量数之和

C.；；Ca的比结合能大干:水的比结合能

D.4个:;K过了12.36小时，一定有2个发生了衰变

举一反三

【变式3・1】（2026•河北•一模）家庭装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些石材不同程度地含

有放射性元素，比如有些含有铀、牡的花岗岩会释放出气体氢，而氢具有放射性，半衰期为3.8天，其衰变

方程为常Rnr^Po+X+AK（AE是反应中放出的能量），放出的射线可能会引起血液及呼吸道方面的疾

病。下列说法正确的是（）

A.X为a粒子B.X为0粒子

C.100个复核经3.8天后一定剩余50个D.衰变后粒子的质量之和等于衰变前复核的质量

【变式3・2】（2026•云南昭通・模拟预测）中国月球车"玉兔二号"安装有核电池，该核电池利用的是皆Pu衰

变释放的核能,乎Pu的衰变方程为辔Pu->£U+Y,若某时刻一静I卜的瓷Pu发生衰变，产生的了U在

磁场中做逆时针圆周运动。下列图片中能正确表示衰变后Y粒子径迹的是（)

【变式3・3】（2026•陕西渭南•一模）己知中子的质量以为1.OO87U,质子的质量%为1.0073u,笊核的质

量%为2.0136u,iu的质量对应的能量为9.31xl（）2MeV,则笊核的比结合能为（）

A.L12MeVB.2.23MeVC.3.36MeVD.4.46MeV

r题海精炼

L（2026•江苏•一模）核聚变燃料主要是氢的同位素，气（汨）和福：（；H）在高温高压下聚变生成氮核（:He）,

并释放巨大能量。下列说法正确的是（）

A.该聚变反应方程式为：+；He+[n

B.笊原子和晁原子互为同位素，它们的化学性质不同

C.笊原子核内有1个中子，气原子核内有1个中子

D.聚变生成的氮核（；He）核内有2个核子

2.（2026•广东惠州•二模）“人造太阳〃东方超环（EAST）是国际首个全超导托卡马克核反应实验装置，其

核反应方程之一为：H+：Hf；He+X,下列说法正确的是（）

A.X是；e

B.该核反应为裂变

C.反应后质量数减少

D.方程中的X是查德威克发现的

3.（2026•内蒙古赤峰•模拟预测）“水染青红带一条，和云和雨系天腰〃是宋代释智嵩《赋虹霓》中的浪漫

诗句。某同学利用特殊材质的塑料球（其折射率与水接近）模拟小水滴，探究大气光学现象虹和霓的成因。

A.。光是红光，》光是紫光

B.形成虹的主要原因是光的衍射

C.形成真的主要原因是光的干涉

D.若用〃光和。光分别照射同一金属板，。光更易发生光电效应

4.（2026•江西上饶•一模）中国正在建设的紧凑型聚变能实验装置（BEST）预计2027年竣工，并有望成为

人类历史上首个实现聚变发电的装置，让世界看到了破解能源短缺与气候危机的“中国方案该装置内部主

要核反应方程为：H+：Hf：He+X,下列说法正确的是（）

A.X为质子B.X为中子

C.该核反应属于链式反应D.该核反应属于人工转变

5.（2026•河北•一模）2025年3月9口，国内首款碳14核电池“烛龙一号〃工程样机诞生。由于碳14的半

衰期为5730年，该核电池理论寿命达数千年，能量密度远超传统电池。已知该核电池的衰变方程为

N+X,下列说法正确的是（）

A.X为a粒子

B.卢瑟福利用X,通过实验提出了原子的核式结构模型

C.[N比乳更稳定

D.经过11460年，20个碳14还剩5个没有发生衰变

6.（2026•云南•模拟预测）如图所示为氢原子能级图。比较氢原子分别从〃=3和〃=4能级跃迁至1]〃=2能

级辐射的光子，前者（）

E%W

O

-o

o54

-85

-151

40

3

一

1---------------------------13.60

A.频率更低，波长更长B.频率更低，波长更短

C.频率更高，波长更长D,频率更高，波长更短

7.（2026•广东湛江•一模）我国太阳探测科学技术试验卫星羲和号在国际上首次成功实现空间太阳H“波段

光谱扫描成像。比和Hy分别为氢原子由〃=3和〃=5能级向”=2能级跃迁产生的谱线，如图所示，用H7对

应的光照射某种金属表面，恰好能使该金属发生光电效应。下列说法正确的是（）

n£/eV

5——--8.54

4---------------------0.85

3151

HlHY-

2——*-------------3.40

A.H„对应的光子能量为1.89eV

B.用Ha对•应的光照射该金属表面也能发生光电效应

C.若照射光的频率大于Hy对立的光的频率，则该金属的逸出功增大

D.若照射光的频率大于H,对应的光的频率，则逸出的光电子的最大初动能不变

8.（2026•河南•一模）杯的一种同位素Mpu衰变时释放巨大能量，如图所示，其衰变方程为叫Pufau+

；He+v，则（）

A.核反应中丫的能量就是1：Pu的结合能

B.核燃料总是利用平均结合能大的核

C.筹U核比言Pu核更稳定，说明的结合能大

D.该哀变过程是。衰变

9.（2026•甘肃•模拟预测）某实验室利用水平向右的匀强电场，研究放射性元素的衰变产物。篁、8、y三

束射线均垂直射入电场，如图为射线在电场中运动的径迹示意图，下列说法正确的是（）

A.径迹①时应a射线，其动量最大且电离能力最强

B.径迹②对应夕射线，其速度为光速的0.99倍

C.径迹③对应7射线，其穿透能力最强

D.若将电场换为同方向匀强磁场，三束射线的运动径迹都在图示平面示意图中径迹②所在竖直平面内

10.（2026•湖北•一模）放射性元素，往往要经历一系列连续