2026年高考物理终极冲刺：专题16 近代物理初步（抢分专练）（原卷版）

1/7专题16近代物理初步【命题解读】近代物理初步部分考点分散，考查要求不高，是高考拿分的必须掌握的模块。值得注意的是，玻尔的原子理论、光电效应、也可能与光的折射、全反射相结合进行综合考查，原子核衰变可能与动量、能量和电磁场相结合以计算题形式考查。【命题预测】2026年高考命题方向仍然突出原子的能级跃迁，原子核的衰变规律、核反应方程的书写以及遵循的规律、质量亏损与核能计算、光电效应的规律及应用。题型01光电效应波粒二象性1．（2026·云南·模拟预测）某同学用甲、乙两种光通过同一实验装置做了光的双缝干涉实验，光屏上获得的条纹分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（

）A．甲光的波长比乙光的波长短B．甲光的能量比乙光的能量高C．减小实验中的双缝间距，条纹间距会变大D．增加实验中双缝与光屏的距离，条纹间距会变小2．（2026·四川成都·二模）现代量子力学的理论体系主要是在1925年至1927年之间建立起来的。以下关于量子力学相关的物理学史和理论阐述正确的是（）A．玻尔的原子能级模型可以描述大多数原子的结构B．黑体由于不发出辐射所以看起来是黑色的C．德布罗意的“物质波”假设认为任何运动的粒子都具有波动性，它可以通过电子的衍射实验观察到D．爱因斯坦的光电效应理论认为：光电流强度与入射光的频率成正比3．（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4．（2026·重庆沙坪坝·模拟预测）某同学利用如图甲装置来研究光电效应现象。实验中保持入射光频率不变，改变A极和K极间的电压U，测量光电子到达A极时的最大动能随U的变化关系如图乙所示，下列关于该实验的认识，正确的是（

）A．光电子的产生与入射光频率无关B．该材料的遏止电压为C．光电子离开K极时的最大动能随U的增大而增大D．图中倾斜直线的斜率为普朗克常量5．（2026·江苏徐州·模拟预测）我国建造的世界上亮度最高的第四代同步辐射光源“未来之光”，和第三代同步辐射光源相比，电子被加速后的能量更高，辐射的X射线穿透能力更强，则（）A．电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更长B．电子的物质波波长更长、辐射的X射线波长更短C．电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更长D．电子的物质波波长更短、辐射的X射线波长更短6．（2026·江苏南京·模拟预测）如图所示，△ABC是玻璃三棱镜的截面，，，D为AC面上的点。现让一波长λ的单色光PD沿与CA面的夹角为θ的方向从D点射入三棱镜，经AB面时恰好发生全反射，垂直BC面射出三棱镜后进入光电管，射到阴极K并发生光电效应。(1)求该玻璃的折射率。(2)若光电管阴极材料的逸出功，普朗克常量，元电荷e，光速c，求遏止电压。题型02原子结构玻尔理论7．（2026·北京朝阳·一模）下列说法正确的是（）A．电子的发现说明原子不是组成物质的最小微粒B．粒子散射实验表明原子核的核子之间存在核力C．衰变放出的电子是原子的最外层电子吸收能量之后放出来的D．核反应前后电荷数守恒但质量数不守恒8．（2026·甘肃武威·模拟预测）如图所示为氢原子的能级图，用能量为12.75eV的光子射向一群处于基态的氢原子，下列说法正确的是（）A．光子可被氢原子吸收，光子的能量转化为了氢原子的动能B．氢原子会发生电离C．氢原子在基态的电势能为13.6eVD．这群氢原子可辐射出6种不同频率的光子9．（2026·江苏南京·一模）利用图甲所示的实验原理图研究光电效应，阴极由逸出功的金属钨制成。汞原子的能级如图乙所示，用汞原子跃迁发出的光照射阴极，下列判断正确的是（）A．大量能级的汞原子向基态跃迁发出的光照射阴极，遏止电压为B．大量能级的汞原子向低能级跃迁发出的光有种能使钨发生光电效应C．大量动能为的电子撞击处于基态的汞原子不能使之跃迁至能级D．要研究辐射光照射阴极时形成的饱和光电流，滑片应向端移动10．（2026·河南信阳·一模）极紫外光（EUV）是一种高能量、高频率的电磁辐射，国产EUV技术已经取得突破，高度电离的锡离子~的电子处于不稳定的高能态。当它们从高能级（如4d轨道）向低能级（如4p轨道）跃迁时，会释放出特定能量的光子。对于~离子，其4d→4p的跃迁所对应的光子能量，恰好落在13.5nm波长附近。下列说法正确的是（）A．玻尔原子理论能够解释锡离子跃迁的光谱规律B．锡离子4d→4p的跃迁后能量变低C．对于~离子，其4d→4p的跃迁产生的是单一频率的光子D．与红光相比，极紫外光衍射现象更明显11．（2026·江苏南通·二模）氢原子从高能级向能级跃迁时释放的光子形成的光谱线，称为巴尔末系谱线。图甲为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱图，是巴尔末系中波长最长的谱线。下列说法正确的是（）A．是氢原子从能级向能级跃迁时产生的B．巴尔末系中光子能量最大的是C．巴尔末系中光子动量最大的是D．氢原子外层电子在不同能级上绕核运动时，不辐射电磁波12．（2026·山东·一模）根据所给图片及有关物理知识，判断下列说法正确的是（）A．图1为粒子散射实验装置，汤姆逊通过分析该实验提出了原子的核式结构模型B．图2为光电流与光电管两端电压的关系图，若甲光和丙光照射某金属都能发生光电效应，则甲光照射产生的光电子的最大初动能更大C．图3为放射性元素衰变曲线，若有16个氢原子核，经过一个半衰期后只剩下8个氢原子核D．图4为工业上利用射线检查金属内部是否有缺陷的装置，探测射线应采用穿透能力强的射线13．（多选）（2026·湖南衡阳·模拟预测）1885年约翰巴耳末发现一个经验公式，可以用来计算氢原子发射谱线系列中某一个谱线系所有光谱线的波长，该谱线系称之为巴耳末系，其光谱线如图所示。巴耳末公式为，其中为某一常量，为正整数。巴耳末系的光谱线在可见光范围内包含4个波长的光谱线，根据波长由大到小分别称之为、、和。其中谱线的波长约为，也是该谱线系中波长最长的谱线。用谱线所对应的光子照射金属钠，可以使得金属钠发生光电效应，并且测得光电子的最大初动能为。若已知普朗克常数为，光速，元电荷量，则下列说法正确的是（）A．、、、谱线所对应的光子的能量逐渐减小B．巴耳末公式中的常数的值约为C．谱线所对应的波长约为D．用谱线所对应的光子照射金属钠，也可以发生光电效应，光电子的最大初动能约为0.74eV14．（2026·浙江宁波·二模）巴耳末发现氢原子在可见光区的四条谱线的波长满足一个简单的公式：，其中为里德伯常量。基于玻尔在此基础上构建的氢原子轨道模型与德布罗意提出的物质波假设。在氢原子中，可认为核外电子绕原子核做匀速圆周运动，同时量子数为的定态可视为如图所示的稳态波形，即圆周周长等于电子物质波波长的整数倍，为对应定态轨道的半径，其中、……。已知电子质量，电荷量为，静电力常量，普朗克常量，真空中光速，圆周率，电势能，无穷远处电势能为零。（结果均保留一位有效数字，长度单位用，能量单位用）(1)已知，求量子数为1的定态轨道电子的波长；(2)证明电子轨道角动量满足量子化条件：；(3)表达式均用表示：①推导量子数为的定态轨道的半径的表达式，并求出的大小；②推导量子数为的定态轨道电子的总能量的表达式，并求出的大小；(4)当电子从量子数为的轨道跃迁到量子数为l的轨道时（），会辐射一个光子。根据光子波长满足的关系推导出里德伯常量的表达式。（表达式用表示）题型03原子核及核反应15．（2026·江苏南京·模拟预测）2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核废水。核废水中的发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为Q。设的比结合能为E1，的比结合能为E2，X的比结合能为E3，已知光在真空中的传播速度为c，则下列说法错误的是（）A．B．该核反应过程中放出的能量C．该核反应过程中的质量亏损可以表示为D．若把X粒子射入匀强磁场中，它一定受到洛伦兹力作用16．（2026·河北·一模）与发生的三种核反应：，，。下列结合能关系排列正确的是（）A． B．C． D．17．（2026·广东东莞·一模）1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，吴健雄用对此进行了实验验证。的衰变方程是：，其中是反电子中微子，电荷为零，静止质量可视为零。下列说法正确的是（

）A．核反应中的X是中子B．的比结合能大于的比结合能C．衰变产物的质量数与相同，因此该过程不释放能量D．若衰变前静止，则衰变后、X和反电子中微子的总动量为零18．（2026·陕西咸阳·二模）患者服用碘131后，碘131会聚集到人体的甲状腺区域，可用于靶向治疗甲状腺疾病。对于质量为的，经过时间，部分衰变为，剩余的质量为，其图线如图所示。下列说法正确的是（）A．的比结合能比大B．衰变方程为C．的半衰期为8天D．8个核经过24天还剩1个19．（2026·河北保定·一模）近年来，我国自主研发的全超导托卡马克核聚变实验装置即“人造太阳”（如图）屡获突破，其原理是将高速运动的氘核、氚核约束在一定空间内，使两者碰撞，发生核反应一，生成氦核和粒子X并释放能量，因自然界中氚核数量稀少，需要让X撞击约束器内壁上的锂，发生反应二，生成一个氚核和另一粒子Y并释放能量，使反应一持续进行。下列说法正确的是（）A．反应一为核裂变反应B．粒子X为正电子C．粒子Y为D．反应二中反应物的质量之和小于生成物的质量之和20．（2026·湖南·模拟预测）在匀强磁场（强度未知）中有一个静止的原子核P发生了某种衰变，已知放射出的粒子速度方向及反冲原子核N的速度方向均与磁场方向垂直，它们在磁场中运动的径迹是两个内切的圆，如图所示。图中大圆与小圆直径之比为，下列说法错误的是（）A．原子核P衰变反应的类型是β衰变 B．原子核P的核电荷数为6C．反冲原子核N逆时针旋转运动 D．原子核P的质量数一定为1221．（2026·浙江嘉兴·二模）如图所示，在充满磁场的空间中，以镭放射源为坐标原点建立平面直角坐标系xOy。磁场方向以x轴为边界，区域垂直于平面向里，区域垂直于平面向外，磁感应强度大小。镭元素发生衰变，向y轴正方向射出三种射线①、②、③，射线①和射线③的速度之比约为，质子与电子的质量之比约为则（）A．射线③是弱相互作用引起的，其穿透能力弱，用一张纸就能挡住B．射线②是镭原子能级跃迁产生的，可用于探测金属构件内部的缺陷C．若比荷为的粒子形成射线①，其经纵坐标为的位置时分速度D．组成射线①和③的两种粒子离x轴的最大距离之比约为22．（2026·浙江杭州·二模）某物理实验室利用回旋加速器加速氘核（）轰击静止的硅-28靶（），研究核反应。回旋加速器的D形盒半径为，加速电压为U，磁感应强度大小为B。氘核被加速至最大动能后引出轰击靶核，发生核反应：，已知相关核质量：氘核，硅-28，硅-29，质子，其中，电子电荷量，真空光速。忽略相对论效应和核反应的辐射能量损失，相关数值计算均保留二位有效数字。(1)求氘核在磁场中回旋的时间（用题给字母表示）；(2)若氘核经加速后获得动能为，求反应后子核（硅-29）和质子的动能之和（以为单位）(3)实际核反应中，质子射出方向与氘核入射方向的夹角可在到之间变化，因而质子速率在一定范围内连续分布，试给出取最大值和最小值的条件；(4)若氘核经加速后获得动能为，反应后质子以垂直于氘核入射方向的速度射出（氘核入射方向为x轴正方向，质子沿y轴正方向射出），求质子的动量大小（以为单位）。1．（2026·湖南郴州·模拟预测）氘—氚聚变是“第一代”聚变反应，该反应产生的高能中子会损害反应堆内壁，导致反应装置寿命缩短。“第二代”聚变是氘和氦3反应。“第三代”聚变有氦3跟氦3的反应，这种聚变不会产生中子，故反应装置需要的防护条件简单，是未来核聚变的理想方向。若其核反应方程写为：，则X是（）A．粒子 B．粒子 C．质子 D．中子2．（2026·四川宜宾·二模）我国预计2027年发射巡天空间望远镜（CSST），与天宫空间站共轨飞行，其设计能记录单个光子到达的时刻与能量，并利用光谱分析重构遥远星系的精细结构。关于遥远星系辐射的星光说法正确的是（）A．是一种纵波 B．仅具有粒子性 C．仅具有波动性 D．具有波粒二象性3．（2026·湖南·模拟预测）2026年1月，中国的“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）在实验中取得重要进展，为可控核聚变研究迈出关键一步。下列关于核聚变相关说法中正确的是（）A．目前世界上主流的核电站都利用了该反应的原理B．核聚变反应前后不满足能量守恒定律C．核聚变反应发生后，核子的比结合能增大D．核聚变反应中释放的光子，来源于核外电子的能级跃迁4．（2026·安徽·一模）由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主设计研制的世界上第一个全超导托卡马克装置，于2006年建成投入使用。该装置的核心就是模仿太阳，持续稳定地释放能量，然后转化成电能，供人类使用。该装置的核反应方程可能是，下列说法正确的是（

）A． B．C．该核反应要吸收热量 D．该核反应是核裂变5．（2026·四川宜宾·二模）植物光合作用主要吸收红光和蓝紫光。研究表明，叶绿素a分子吸收光子后，电子从基态跃迁到某一激发态，该激发态比基态高1.88eV或2.88eV，此后电子通过一系列跃迁（包括辐射和非辐射过程）释放能量，最终回到基态。类比氢原子的能级模型，则（）A．电子回到基态，可能辐射出多种波长的光B．电子回到基态，释放的总能量一定大于吸收的光子能量C．从基态吸收红光或蓝紫光后，电子跃迁到激发态的同一能级D．从基态吸收红光或蓝紫光后，电子的动能和电势能都必然增加6．（2026·湖北荆州·二模）图甲为氢原子能级的示意图，现有大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁；图乙为卢瑟福粒子散射实验示意图，下列说法正确的是（）A．这些氢原子在跃迁过程中最多能辐射出3种不同频率的电磁波B．跃迁过程中，核外电子的动能增大，电势能减小，动能和电势能之和减小C．粒子发生大角度偏转是因为受到了原子核的核力作用D．粒子从到的过程中，动能和电势能均先减小后增大7．（2026·山东德州·模拟预测）康普顿的理论和实验证明光具有粒子性，光子和电子、质子这样的实物粒子一样，既具有能量，又具有动量（光子的能量，光子的动量），光子与晶体中电子的相互作用过程严格地遵守能量守恒定律和动量守恒定律。如图所示，在真空环境中一光子与一静止的电子发生弹性斜碰，碰后光子的偏转角为α，电子沿与光子的入射方向成β角飞出。已知入射光子的波长为λ0，真空中的光速为c，普朗克常量为h，则碰后电子的动能为（）A． B．C． D．8．（2026·四川凉山·二模）一光电管的阴极用钾制成。把此光电管接入电路如图所示，现用紫外线射向阴极，滑动变阻器滑片位于中间位置，电流计G有示数，下列说法正确的是（）A．只将滑动变阻器滑片P向右滑一定会使电流计G的指针偏转变大B．只减小紫外线的强度可使电流计G的指针偏转变小C．换用波长更长的红光照射阴极可使电流计G的指针偏转变大D．若将电源正负极对调，电流计G的指针一定不偏转9．（2026·四川成都·二模）爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。图甲是光电效应实验装置示意图，图乙是研究光电效应电路中a、b两束入射光照射同种金属时产生的光电流与电压的关系图像，图丙是P、Q两种金属的光电子最大初动能与入射光频率的关系图像，图丁是某种金属的遏止电压与入射光频率之间的关系图像。下列说法正确的是（）A．在图甲实验中，改用红外线照射锌板验电器指针也会张开B．由图乙可知，a光的频率等于b光C．由图丙可知，金属P的逸出功大于金属Q的逸出功D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量h10．（2026·天津·一模）2026年武威钍基熔盐核电项目取得新的进展。已知核发生衰变的核反应式为，衰变过程中伴随有射线射出。该射线照射到逸出功为的金属表面，逸出的光电子最大初动能为，普朗克常量为h。则（

）A．温度升高，核半衰期减小B．该衰变是衰变，射线的实质是高速电子流C．若该射线照射到逸出功为的金属表面，也一定有光电子逸出D．该衰变过程中产生光子的频率为11．（2026·江西·二模）粒子控制技术广泛应用于物理研究和仪器制造中，如图所示，半径的半圆形无场区的圆心在坐标原点O处，MN是位于x=2a处平行于y轴足够长的收集板，y轴右侧半圆形无场区外、MN左侧