专题16 近代物理（3年汇编）（全国用）（解析版）高考物理真题（2024-2026）分类汇编

1/2试卷第=page11页，共=sectionpages33页高考物理真题（2024-2026）分类汇编专题16近代物理考点分类三年考情（2024-2026）命题规律考点1波粒二象性2026湖北卷、2026湖南卷、2026山东卷、2025重庆卷、2025河北卷、2025安徽卷、2024天津卷、2024浙江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2原子结构2026河北卷、2026湖北卷、2026湖南卷、2025江西卷、2025天津卷、2025江苏卷、2024贵州卷、2024浙江卷、2024甘肃卷考点3原子核2026江苏卷、2026湖北卷、2026山东卷、2025天津卷、2025重庆卷、2025北京卷、2024浙江卷、2024海南卷、2024北京卷考点01波粒二象性1．（2026·贵州·高考真题）如图，密闭真空中，有一竖直放置的金属靶和水平放置的两平行极板，极板与金属靶受光面垂直，板间存在竖直向上的匀强电场。用频率为和的光分别照射靶时，垂直靶面逸出最大初动能分别为和的光电子，经狭缝、后进入电场，分别落到下极板M、N处。忽略极板边缘效应及电子间的相互作用，则（

）A．， B．，C．， D．，【答案】A【详解】光电子进入匀强电场后做类平抛运动，竖直方向：加速度对所有电子，竖直方向加速度和位移均相同，根据可知，运动时间相同水平方向做匀速运动，则落在M的电子初速度较小，即对光电效应过程，根据爱因斯坦光电效应方程，可知。故选A。2．（2026·云南·高考真题）云南省锡、铟等有色金属储量丰富。已知锡和铟的逸出功分别为和，若用光子能量为的紫外线分别照射这两种金属，则（

）A．只有锡能发生光电效应 B．只有铟能发生光电效应C．锡和铟都能发生光电效应 D．锡和铟都不能发生光电效应【答案】B【详解】光电效应的发生条件为：入射光子的能量大于等于金属的逸出功，即时可发生光电效应。锡的逸出功，不满足光电效应发生条件，锡不能发生光电效应；铟的逸出功，满足光电效应发生条件，只有铟能发生光电效应。故选B。3．（2026·湖北·高考真题）光伏产业已发展成为我国新能源三大名片之一。太阳能电池发电时，材料原子中的电子被光子激发（这也是一种光电效应），激发后的电子向电池负极移动、形成一个持续的电动势。关于太阳能电池，下列说法正确的是（

）A．任何频率的光均可使太阳能电池发电B．太阳光的能量可以全部转化为电池的电能C．太阳能电池在多云的白天，仍然可以发电D．太阳能电池发电的功率与太阳光的照射方向无关【答案】C【详解】已知光电效应方程为，其中逸出功，为材料的极限频率。A．只有入射光频率时，才能激发出光电子实现发电，低于极限频率的光无法产生光电效应，故A错误；B．太阳能电池的光电转化效率远小于100%，太阳光的能量会有部分转化为内能等其他形式的能量，不可能全部转化为电能，故B错误；C．多云的白天仍有频率满足要求的太阳光透过云层照射到电池板，可发生光电效应，因此仍然可以发电，故C正确；D．设垂直于光传播方向的光强为，太阳光入射方向与电池板法线的夹角为θ，则电池板单位面积接收的光功率为，θ不同时接收的光功率不同，发电功率也不同，因此发电功率与照射方向有关，故D错误。故选C。4．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）正电子与电子湮灭产生的光子是探测中微子的重要信号。一个静止的正电子与一个静止的电子湮灭转化为两个光子，该过程动量和能量都守恒。已知正电子与电子的质量均为，光速为，普朗克常量为，则这两个光子（

）A．总能量为 B．频率均为 C．总动量为 D．波长均为【答案】B【详解】静止的正电子和电子总静能为，总动量为0，湮灭过程满足能量守恒和动量守恒，因此两个光子总能量为，总动量为0，两光子反向运动，每个光子的能量、动量大小均相等，单个光子能量为，动量大小A．两个光子总能量等于正负电子总静能，并非，故A错误；B．单个光子能量满足，解得频率，故B正确；C．初始系统总动量为0，由动量守恒可知两个光子总动量为0，并非，故C错误；D．光子动量满足解得波长，并非，故D错误。故选B。5．（2026·河南·高考真题）（多选）不同材料的金属板M、N的逸出功分别为和。用波长为的光照射，M、N均能发生光电效应，出射光电子的最大初动能分别为和；改用波长为的光照射，仅M能发生光电效应，出射光电子的最大初动能为。则（

）A． B． C． D．【答案】AD【详解】A．波长为的光照射时，仅M能发生光电效应，说明、可得，故A正确；B．波长为的光照射时，N也能发生光电效应，说明结合可得化简得，故B错误；C．波长为的光照射时，，已知因此，故C错误；D．根据爱因斯坦光电效应方程，因为所以，故D正确。故选AD。6．（2026·浙江·高考真题）俄歇电子能谱（AES）广泛应用于材料表面成分分析。如图1所示，一束高能电子入射到样品表面，将某原子内层（如K层）的一个电子击出，形成一个空穴。随后，较外层（如L层）的一个电子跃迁至该空穴，并释放出能量，该能量可能以X光子的形式射出，也可能立即将另一核外电子（如L层或M层的电子）电离而逸出样品表面，该电子称为俄歇电子；现用电子动能的电子束轰击某样品表面，成功激发KLM俄歇过程（即初始空穴为K层、跃迁电子来自L层、逸出电子来自M层）和KLL俄歇过程（逸出电子来自L层）。已知该原子K层的电离能L层的电离能已知电子的电荷量，电子质量，光速，普朗克常量。（计算结果保留一位有效数字）请回答：(1)入射电子的德布罗意波长。(2)求射出的X光子的波长；(3)甲同学利用带电粒子在磁场中的运动规律，设计了如图2所示的测量俄歇电子动能的方案；俄歇电子从原点O垂直y轴和磁场方向进入匀强磁场，则y1=10.0cm和y2=10.5cm处被探测到，通过测得的俄歇电子的动能，求原子M层的电离能；(4)乙同学认为用带电粒子在电场中的运动规律，测出俄歇电子的动能，请你帮乙同学设计一个方案，列出所需要测量的物理量，并给出计算俄歇电子动能的表达式。【答案】(1)(2)(3)(4)见解析【详解】（1）由德布罗意公式又解得（2）因线是由电子从L层跃迁到K层时释放的光子，则光子的能量为则由解得（3）电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力俄歇电子的动能为（d表示直径）设KLL俄歇电子的动能为EKLL；KLM俄歇电子的动能为EKLM，则有KLL俄歇电子：K层空穴由L层电子填充，释放的能量为EK-EL，并传递给L层另一个电子使其逸出，又消耗EL，则KLL俄歇电子的动能为同理可得，KLM俄歇电子的动能为解得（4）让待测电子束以水平初速度射入两块平行金属板之间，金属板长为L，板间距为d，两板之间加恒定的电压U，形成匀强电场，在离开金属板右侧距离L1处垂直电子入射方向放置一荧光屏，如图所示需要测量的物理量：金属板长度L，板间电压U，板间距d以及L1，电子飞出电场后打到荧光屏时垂直电子入射方向的侧移量y；计算方法：电子在水平方向做匀速直线运动，则电子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则加速度侧移量满足俄歇电子动能表达式7．（2025·浙江·高考真题）一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样则（）A．该实验表明电子具有粒子性 B．图中亮纹为电子运动的轨迹C．图中亮纹处电子出现的概率大 D．电子速度越大，中心亮斑半径越大【答案】C【详解】A．该实验表明电子具有波动性，A错误；

BC．根据“概率波”特点可知，图中亮纹处电子出现的概率大，亮纹处并非电子运动的轨迹，B错误，C正确；D．根据物质波的表达式有可知，电子的速度越大，其物质波波长变短，衍射现象越不明显，则中心亮斑半径越小，D错误。故选C。8．（2025·浙江·高考真题）光子能量，式中是光子的频率，h是普朗克常量。h的单位是（）A． B． C． D．m【答案】A【详解】根据公式，能量的单位是焦耳（），频率的单位是赫兹（，即）。因此，普朗克常量的单位为故选A。9．（2025·四川·高考真题）某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×10−10m的狭缝。下列粒子束穿过该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是（）A．德布罗意波长约为7.9×10−13m的中子B．德布罗意波长约为8.7×10−12m的质子C．德布罗意波长约为2.6×10−11m的氮分子D．德布罗意波长约为1.5×10−10m的电子【答案】D【详解】当波通过尺寸与其波长相近的障碍物或狭缝时，会发生明显的衍射现象。对于粒子而言，德布罗意波长λ决定了其波动性，衍射的明显程度通常与波长λ和狭缝宽度的比值相关，当接近或大于1时，衍射现象非常明显，则可知电子的衍射现象最明显。故选D。10．（2025·广东·高考真题）有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为，下列说法正确的是（

）A．使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子B．使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于C．频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子D．频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于【答案】B【详解】A．某频率的光不能使乙金属发生光电效应，说明此光的频率小于乙金属的截止频率，则换用频率更小的光不能发生光电效应，A错误；B．由光电效应方程可知频率越大最大初动能越大，换用频率更小的光最大初动能小于，B正确；C．频率不变则小于乙金属的截止频率，不会发生光电效应，C错误；D．由可知频率不变最大初动能不变，D错误。故选B。11．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜TH—F120实现了超高分辨率成像，其分辨率提高利用了高速电子束波长远小于可见光波长的物理性质。一个静止的电子经电压加速后，其德布罗意波长为，若加速电压为，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为（）A． B． C． D．【答案】C【详解】设电子经过电压加速后速度大小为，由动能定理得电子的动量大小为电子的德布罗意波长为联立解得因为可解得C正确，ABD错误。故选C。12．（2025·山东·高考真题）在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的金属，所得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能的大小关系正确的是（）A． B．C． D．【答案】B【详解】根据光电子最大初动能与遏制电压的关系根据图像有故；故选B。13．（2025·广西·高考真题）已知金属铷、钾、钠、钙的逸出功分别为2.13eV、2.25eV、2.29eV、3.20eV．用光子能量为2.20eV的单色光照射这些金属的表面，能逸出光电子的金属是（

）A．铷 B．钾 C．钠 D．钙【答案】A【详解】当光子的能量大于金属的逸出功时就能发生光电效应，可知能量是2.20eV的光子分别照射到四种金属板上，会发生光电效应的金属板是铷。故选A。14．（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15．（2025·江苏·高考真题）江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为，普朗克常量为h。(1)求该金属的截止频率；(2)若频率为的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动能。【答案】(1)(2)【详解】（1）根据题意，由光电效应方程有当时，可得该金属的截止频率（2）根据题意，由光电效应方程可得，光电子的最大初动能为16．（2025·江西·高考真题）精密条纹相机通过将时域信号转换成空间信息可实现超短激光脉冲持续时间的测量，其简化原理如图所示。某个待测激光脉冲的持续时间为，经过狭缝和聚焦透镜入射至真空条纹管的光电阴极中心。由于光电效应，产生与输入激光脉冲持续时间相同的电子脉冲。电子脉冲先后经加速和偏转等过程打到荧光屏上。阳极与光电阴极间的加速电压为，距离为。偏转极板间距和长度分别为和，其左端与阳极的距离为，右端与荧光屏的距离为。光电效应产生电子的初速度忽略不计，电子不会打到偏转极板上。电子质量为m，电荷量为e，不考虑电场力和相对论效应，以及电子之间相互作用。所有元件的中心在同一条直线上，并以荧光屏中心O为原点、竖直方向为y轴建立坐标系。（普朗克常量，光速）(1)现有多碱、和三种常用的光电阴极材料，它们的逸出功分别约为。若要使波长范围为的入射激光都能打出光电子，请通过定量分析确定应选用哪种光电阴极材料。(2)当偏转极板间电压U为常数时，求电子打在荧光屏上的位置。(3)真实情况下，偏转极板间电压U与时间t的关系为（和k为大于零的常数），其零时刻与激光脉冲刚入射至光电阴极的时刻相同。①求最后进入偏转极板间的电子离开偏转极板时y方向速度的大小：②若小且，此时可忽略不同时刻电子在偏转极板间y方向位移的差别，求电子脉冲在荧光屏上的空间宽度与激光脉冲持续时间的关系。【答案】(1)多碱(2)(3)①；②【详解】（1）根据题意，设入射激光波长为，则对应的光子能量为可得波长范围为的入射激光的能量范围为要使入射激光都能打出光电子，则所有入射激光的能量应大于光电阴极材料的逸出功，所以应选择多碱光电阴极材料。（2）电子在光电阴极与阳极之间做匀加速直线运动，设电子在此过程中的加速度大小为，运动时间为，离开阳极时的速度大小为，则有，，电子在离开阳极到偏转极板左端的过程中做匀速直线运动，设运动时间为，则当偏转电压为常数时，电子在偏转极板内水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动。设方向的加速度大小为，在偏转极板内运动时间为，离开偏转极板时方向速度为，偏转位移为，则，，，设电子离开偏转极板至打到荧光屏上的时间为，在此时间内电子在y方向的位移为，则，设电子离荧光屏中心的距离为y，则联立解得（3）当偏转极板间电压时，电子在偏转极板内y方向做加速度线性增加的变加速直线运动。①在时刻，最后的电子进入偏转极板间，此时极板间的电压为，设电子在偏转极板内运动时y方向的加速度为，离开偏转极板时y方向的速度为，则则图像，如图所示由上述分析，结合图像可得联立小问2分析可得②在时刻，最前面的电子进入偏转极板间，此时极板间的电压为。同理可得，该电子离开偏转极板时方向的速度，则有设电子脉冲打在荧光屏上的空间宽度为，电子从离开偏转极板至打到荧光屏上的时间为，则，联立解得17．（2026·广东·高考真题）核钟是基于原子核能级跃迁来建立高精度时间标准的装置，原子核可吸收光子发生类似原子的能级跃迁。现有一种激光能够激发某原子核从基态跃迁至激发态，其能级差约为，普朗克常量，真空中光速。关于该激光，下列说法正确的是（

）A．光强倍增，此能级跃迁不能发生 B．光强减半，此能级跃迁不能发生C．频率约为 D．波长约为【答案】D【详解】A．原子核能级跃迁的条件是入射光子能量等于能级差，与光强无关，光强倍增只要光子能量匹配仍可发生跃迁，故A错误；B．同理，光强减半不影响光子能量，只要能量匹配仍能发生跃迁，故B错误；C．根据光子能量公式，可得频率，与选项给出的不符，故C错误；D．根据波长与频率关系，代入数值计算得，故D正确。故选D。18．（2026·江苏·高考真题）氢原子基态轨道的能量为E1，激发态轨道的能量为E2，已知普朗克常量为h。则电子从该激发态跃迁至基态轨道释放的光子频率为（

）A．E1 B．E2 C． D．【答案】D【详解】根据玻尔跃迁理论，氢原子从高能级（激发态）跃迁至低能级（基态）时，释放光子的能量等于两能级的能量差，即再结合光子能量与频率的关系联立可得光子频率故选D。考点02原子结构1．（2025·浙江·高考真题）一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（）A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为【答案】D【详解】A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做负功，后做正功，A错误；B．沿轨迹2运动的粒子因为做曲线运动，则到达P时动能不为零，因距离原子核最近，则电势能最大，B错误；C．位于图中虚线圆周上各点的电势都相等，可知虚线圆周上的3个粒子的电势能相等，C错误；D．若粒子与金原子核距离为，则根据库仑定律可知库仑力即数量级为，D正确。故选D。2．（2025·重庆·高考真题）在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝某方向运动，吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为P。普朗克常量为h，光速为c，则（）A．光子的波长为B．该原子吸收光子后质量减少了C．该原子吸收光子后德布罗意波长为D．一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态【答案】C【详解】A．光子能量公式为解得波长，故A错误；B．原子吸收光子后，能量增加，根据质能方程，质量应增加而非减少，故B错误；C．德布罗意波长公式为，题目明确吸收后原子动量为，因此波长为，故C正确；D．吸收光子跃迁需光子能量严格等于能级差。波长更长的光子能量更低（），无法满足跃迁条件，故D错误。故选C。3．（2025·甘肃·高考真题）利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。离子相对基态的能级图（设基态能量为0）如图所示。用电子碰撞离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子的能量为，则离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为（）A．能级 B．能级C．能级 D．能级【答案】C【详解】根据题意可知，用能量为的电子碰撞离子，可使离子跃迁到能级和能级，由可知，波长最长的谱线对应的跃迁为能级。故选C。4．（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，则反氢原子的基态能量也为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【答案】A【详解】A．氢原子基态能量由电子与质子决定。反氢原子由正电子和反质子构成，电荷结构相同，能级结构不变，基态能量仍为，故A正确；B．若中子衰变（β+衰变）生成质子、正电子，不符合电荷数守恒，故B错误；C．正负电子对撞湮灭时，总动量为零，需产生至少两个光子以保证动量守恒。单个光子无法满足动量守恒，故C错误；D．核聚变通常释放能量（如普通氘核、氚聚变）。反氘和反氚核聚变遵循相同规律，应释放能量而非吸收，故D错误。故选A。5．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）（多选）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。6．（2025·浙江·高考真题）（多选）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大于QC．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【答案】BC【详解】A．根据因Q的截止电压大于R，可知Q的频率大于R的频率，Q的波长小于R的波长，则分别射入同一单缝衍射装置时，R的衍射现象比Q更明显，则Q的中央亮纹比R窄，选项A错误；B．同理可知P、Q产生的光电子在K处Q的最大初动能比P较大，根据可知最小德布罗意波长，P大于Q，选项B正确；C．因Q对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据可知三束光中Q对应的能级最高，选项C正确；D．对应于图2中的M点，P和Q的光电流相等，可知P和Q单位时间到达阳极A的光电子数目相等，选项D错误。故选BC。7．（2024·浙江·高考真题）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n=3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是（）A．频率为的光，其动量为B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为。D．若原子n=3跃迁至n=4能级，入射光的频率【答案】B【详解】A．根据玻尔理论可知则频率为的光，其动量为选项A错误；B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装量，均产生光电子，其最大初动能分别为最大初动能之差为选项B正确；C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，根据条纹间距表达式产生的干涉条纹间距之差为选项C错误；D．若原子n=3跃迁至n=4能级，则可得入射光的频率选项D错误；故选B。8．（2024·北京·高考真题）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=6.6×10−34J⋅s，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【答案】C【详解】A．此阿秒光脉冲的波长为λ=cT=30nm<550nm由障碍物尺寸与波长相差不多或比波长小时，衍射现象越明显知，波长为550nm的可见光比此阿秒光脉冲的衍射现象更明显，故A错误；B．由知，阿秒光脉冲的光子能量大，故总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更少，故B错误；C．阿秒光脉冲的光子能量最小值故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，故C正确；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小于电子的运动周期，故D错误。故选C。9．（2024·安徽·高考真题）大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于，当大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有（

）A．1种 B．2种 C．3种 D．4种【答案】B【详解】大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出不同频率的种类为辐射出光子的能量分别为其中，，所以辐射不同频率的紫外光有2种。故选B。10．（2024·江苏·高考真题）如图所示，纳原子在几个能级间跃迁时辐射的光的波长分别为、、和。其中只有一种波长的光能使某种金属发生光电效应，该光的波长为（）A．λ1 B．λ2 C．λ3 D．λ4【答案】C【详解】根据光电方程可知当只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据图中能级图可知跃迁时对应波长为的光子能量最大。故选C。11．（2024·浙江·高考真题）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，n=3、4、5、6用和光进行如下实验研究，则（）A．照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，光的侧移量小C．以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上光的平均光子数多D．相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的饱和光电流小【答案】C【详解】A．根据巴耳末公式可知，光的波长较长。波长越长，越容易发生明显的衍射现象，故照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽，故A错误；B．光的波长较长，根据可知光的频率较小，则光的折射率较小，在平行玻璃砖的偏折较小，光的侧移量小，故B错误；C．光的频率较小，光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束，光的光子数较多，真空中单位长度上光的平均光子数多，故C正确；D．若、光均能发生光电效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的频率较小，光的光子能量较小，光的光子数较多，则光的饱和光电流大，光的饱和光电流小，故D错误。故选C。12．（2024·重庆·高考真题）（多选）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Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线（如图），则（

）A．Hα的波长比Hβ的小B．Hα的频率比Hβ的小C．Hβ对应的光子能量为3.4eVD．Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态【答案】BD【详解】AB．氢原子n=3与n=2的能级差小于n=4与n=2的能级差，则Hα与Hβ相比，Hα的波长大、频率小，故A错误、B正确；C．Hβ对应的光子能量为E=(－0.85)eV－(－3.40)eV=2.55eV故C错误；D．氢原子从基态跃迁到激发态至少需要能量E=(－3.40)eV－(－13.60)eV=10.2eVHβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态，故D正确。故选BD。考点03原子核1．（2026·江苏·高考真题）已知某种元素的半衰期为39万年，一群该元素对应的粒子的原始质量为m0，经历13万年后该粒子的质量剩余m1，则下列关于剩余的该粒子质量随时间变化的图像正确的是（

）A． B．C． D．【答案】A【详解】根据半衰期公式这是一个以为底的指数函数，图像是一条单调递减、下凸的曲线。且由题知元素的半衰期T=39万年，则39万年时故选A。2．（2026·湖北·高考真题）2025年6月，我国成功掌握商用堆生产钇90（）玻璃微球的技术，可实现批量化生产。在核反应堆中，由核反应生成、则（

）A．X是质子 B．X是电子C．a=90 D．b=0【答案】D【详解】核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒，对反应式分析如下由质量数守恒a＋1=90解得a=89由电荷数守恒39＋b=39解得b=0可知X是中子。故选D。3．（2026·山东·高考真题）我国钍资源丰富并成功实现了钍-铀核燃料转换，开辟了核燃料供应的新途径。转换过程的中间核素可能会经历两种核反应，反应式为，，则X、Y分别是（

）A．、 B．、 C．、 D．、【答案】C【详解】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0，为中子；Y的质量数为0，电荷数为-1，则电子。故选C。4．（2026·湖南·高考真题）关于原子核衰变，下列说法正确的是（

）A．原子核发生α衰变时，电荷数增大B．原子核发生α衰变时，质量数增大C．衰变产生的α粒子穿透能力强，可以穿透几厘米厚的铅板D．理论研究表明，（氡核）可能在一次衰变过程中放出两个α粒子，则其衰变方程为【答案】D【详解】A．α衰变放出的α粒子为，衰变过程电荷数守恒，因此母核电荷数减少2，而非增大，故A错误；B．α粒子质量数为4，衰变过程质量数守恒，因此母核质量数减少4，而非增大，故B错误；C．α粒子电离能力强、穿透能力极弱，一张白纸即可将其挡住，穿透能力强、可穿透几厘米厚铅板的是γ射线，故C错误；D．衰变方程满足电荷数守恒和质量数守恒：左边电荷数为86，右边2×2＋82=86；左边质量数为216，右边2×4＋208=216，守恒关系成立，故D正确。故选D。5．（2026·四川·高考真题）（多选）分离铀238和铀235常采用离心分离技术，将含有铀238和铀235两种同位素的气态六氟化铀238UF6和235UF6在高速转动的气体离心机中进行分离，如图所示。则（

）A．图中a为235UF6分子B．图中a为238UF6分子C．铀238和铀235的中子数相同D．铀238和铀235的质子数相同【答案】BD【详解】AB．离心机高速转动时，所有分子转动的角速度ω相同，分子做圆周运动所需向心力F=mω2r。238UF6的分子质量大于235UF6，质量更大的分子需要的向心力更大，更容易发生离心运动，向半径更大的外侧（筒壁附近）聚集，因此：外侧的a处聚集质量更大的238UF6，内侧b处聚集质量更小的235UF6，故A错误，B正确。CD．铀238和铀235是铀元素的同位素，同位素的定义是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素，故C错误，D正确。故选BD。6．（2025·天津·高考真题）许多放射性元素要经过多次衰变才能达到稳定，衰变过程中既有衰变也有衰变。下列说法正确的是（）A．元素发生衰变后质量数增加B．衰变过程中存在质量亏损C．低温会增大放射性元素的半衰期D．衰变说明原子核内存在电子【答案】B【详解】A．α衰变会释放出氦核（质量数4），母核质量数减少4，故A错误；B．衰变释放能量，根据质能方程，总质量减少（质量亏损），故B正确；C．半衰期由核内部结构决定，与温度无关，故C错误；D．β衰变的电子是中子转化为质子时产生的，并非核内原有电子，故D错误。故选B。7．（2025·湖南·高考真题）关于原子核衰变，下列说法正确的是（）A．原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量B．大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期C．放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长D．采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期【答案】B【详解】A．原子核衰变时释放能量，根据质能方程，总质量会减少，新核总质量小于原核质量，故A错误；B．半衰期定义为大量放射性原子核半数发生衰变所需的时间，题干中强调“大量”，符合定义，故B正确；C．半衰期由原子核内部结构决定，与温度无关，故C错误；D．半衰期不受化学方法影响，因化学变化不改变原子核性质，故D错误。故选B。8．（2025·安徽·高考真题）2025年4月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核（）俘获x个中子（），共发生y次衰变，转化为易裂变的铀核（），则（）A． B． C． D．【答案】B【详解】根据题意可知，钍核每俘获1个中子质量数加1，电荷数不变，每发生一次衰变，质量数不变，电荷数加1，钍核变成铀核，质量数加1，电荷数加2，则俘获1个中子，发生次衰败，即，故选B。9．（2025·河南·高考真题）由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素和。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比，可以研究大气环境的变化。已知和的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现和的总原子个数经过106天后变为原来的，则采集时该高度的大气中和的原子个数比约为（）A． B． C． D．【答案】B【详解】设采集时大气中有x个原子和y个原子，由于的半衰期为139万年，故经过106天后原子的衰变个数可以忽略不计，的半衰期为53天，故经过106天后剩余数量为，故可得解得故选B。10．（2025·云南·高考真题）2025年3月，我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为，则（

）A．X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的B．X为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的C．X为质子，是由核内中子转化而来的D．X为中子，是由核内质子转化而来的【答案】A【详解】根据质量数和电荷数守恒有可知X为电子，电子是在核内中子转化为质子的过程中产生的。故选A。11．（2025·湖北·高考真题）PET（正电子发射断层成像）是核医学科重要的影像学诊断工具，其检查原理是将含放射性同位素（如：）的物质注入人体参与人体代谢，从而达到诊断的目的。的衰变方程为，其中是中微子。已知的半衰期是110分钟。下列说法正确的是（

）A．X为 B．该反应为核聚变反应C．1克经110分钟剩下0.5克 D．该反应产生的在磁场中会发生偏转【答案】C【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知，该物质为，故A错误；B．核聚变是轻核结合成重核的过程（如氢弹原理）。本题中的衰变是单个原子核自发转变为另一种原子核，属于放射性衰变（具体为衰变），而非核聚变，故B错误；C．1g该物质经过110min即一个衰变周期，则有一半发生衰变，该物质质量变为0.5g，故C正确；D．不带电，在磁场中不偏转，故D错误。故选C。12．（2025·海南·高考真题）海南昌江核电示范项目“玲珑一号”是中国自主研发的全球首个陆上商用模块化小型核反应堆，其中发生的一个核反应方程为，则为（）A． B． C． D．【答案】C【详解】根据质量数守恒和核电荷数守恒可知X是。故选C。13．（2025·贵州·高考真题）（多选）观测分子云中的射电谱线对我们理解恒星的诞生、星际物质循环等具有重要意义。我国正在开展的第二期“银河画卷”巡天项目中，观测同位素分子辐射出的电磁波的频率如表所示。下列说法正确的是（）CO同位素分子频率1.1531.1021.098A．比多两个质子B．比多一个中子C．辐射出的光子的能量最小D．辐射出的电磁波的波长最短【答案】BD【详解】A．12C18O和12C16O中C均为12C，质子数均为6，氧的质子数均为8，两者分子总质子数均为6+8=14质子数相等，故A错误；B．13C中子数为13-6=712C中子数为12-6=613C比12C多1个中子，两者的O均为16O，中子数相同，故13C16O总中子数比12C16O多1，故B正确；C．光子能量公式为，由表格可知12C16O的辐射频率最大，对应光子能量最大，故C错误；D．电磁波波长与频率关系为，频率越大波长越短，12C16O频率最大，故波长最短，故D正确。故选BD。14．（2025·福建·高考真题）（多选）2025年，我国“人造太阳”实现了等离子体原子核温度超1亿度的突破。在1亿度的高温条件下“人造太阳”内可发生如下核反应：→+17.5MeV，若动量大小相等，方向相反的氘核与氚核正碰后发生核反应，反应产生的与的总动能近似等于核反应释放的全部能量，则（）A．该反应有质量亏损B．该反应为核裂变反应C．获得的动能约为14MeVD．获得的动能约为14MeV【答案】AC【详解】A．核反应过程中质量数守恒，有质量亏损，A正确；B．该反应是核聚变反应，B错误；CD．在真空中，该反应动量守恒，由于相撞前氘核与氚核动量大小相等，方向相反，系统总动量为零。故反应后氦核与中子的动量也大小相等，方向相反。由得反应粒子获得的动能之比为而两个粒子获得的总动能为，故获得的动能，获得的动能。故C正确，D错误。故选AC。15．（2025·浙江·高考真题）同位素相对含量的测量在考古学中有重要应用，其测量系统如图1所示。将少量古木样品碳化、电离后，产生的离子经过静电分析仪ESA-I、磁体-I和高电压清除器，让只含有三种碳同位素、、的离子束（初速度可忽略不计）进入磁体-Ⅱ．磁体-Ⅱ由电势差为U的加速电极P，磁感应强度为B、半径为R的四分之一圆弧细管道和离子接收器F构成。通过调节U，可分离、、三种同位素，其中、的离子被接收器F所接收并计数，它们的离子数百分比与U之间的关系曲线如图2所示，而离子可通过接收器F，进入静电分析仪ESA-Ⅱ，被接收器D接收并计算。(1)写出中子与发生核反应生成，以及发生衰变生成的核反应方程式：(2)根据图2写出的离子所对应的U值，并求磁感应强度B的大小（计算结果保留两位有效数字。已知，原子质量单位，元电荷）；(3)如图1所示，ESA-Ⅱ可简化为间距两平行极板，在下极板开有间距的两小孔，仅允许入射角的离子通过。求两极板之间的电势差U：(4)对古木样品，测得与离子数之比值为；采用同样办法，测得活木头中与的比值为，由于它与外部环境不断进行碳交换，该比例长期保持稳定。试计算古木被砍伐距今的时间（已知的半衰期约为5700年，）【答案】(1)，(2)，(3)(4)【详解】（1）中子与发生核反应生成的核反应方程式为发生衰变生成的核反应方程式为（2）在加速电场中，由动能定理得解得磁场中，洛伦兹力提供向心力联立解得，相比，的比荷更大，通过圆形管道所需要的电压更大，通过图2可知当电压为时，与的离子数百分比为，故的离子所对应的U值为。根据整理得（3）由题意知，粒子在板间做类斜抛运动，水平方向有，竖直方向有，，联立解得（4）古木中与比值是活木头中的，说明经过衰变后只剩下，已知经过一个半衰期剩下，设经过n个半衰期，则有解得则砍伐时间16．（2025·浙江·高考真题）利用磁偏转系统可以测量不同核反应中释放的高能粒子能量，从而研究原子核结构。如图1所示，用回旋加速器使氘原子核（）获得2.74MeV动能，让其在S处撞击铝（）核发生核反应，产生处于某一激发态和基态的同位素核（）以及两种不同能量的质子（）。产生的质子束经狭缝X沿水平直径方向射入半径为R，方向垂直纸面向里、大小为B的圆形匀强磁场区域，经偏转后打在位于磁场上方的探测板上A、D处（探测板与磁场边界相切于A点，D点与磁场圆心O处在同一竖直线上），获得如图2所示的质子动能的能谱图。(1)写出氘核撞击铝核的核反应方程；(2)求A、D的间距L；(3)若从回旋加速器引出的高能氘核流为1.0mA，求回旋加速器的输出功率；(4)处于激发态的核会发生β衰变，核反应方程是。若核质量等于核质量，电子质量为0.51MeV/c2，在上述两个核反应过程中，原子核被视为静止，求衰变释放的能量。【答案】(1)(2)(3)2.74×103W(4)5.49MeV【详解】（1）氘核撞击铝核的核反应方程（2）由图可知，两种质子的动能分别为3MeV和9MeV，动能之比1∶3，可知速度之比，根据可知可知在磁场中的半径之比为由图可知半径较小的打到A点，半径较大的打到D点，由几何关系可知，解得可得A、D的间距（3）若从回旋加速器引出的高能氘核流为1.0mA，则时间t射出氘核的数量为回旋加速器的输出功率（4）氘核撞击铝核发生核反应，产生处于某一激发态和基态的同位素核（）以及两种不同能量的质子。根据能量守恒可得，能量的为3MeV和9MeV质子分别对应处于激发态的和处于基态的态的。激发态的回到基态会释放能量核质量等于核质量，则衰变释放的能量主要来源于激发态的跃迁产生的能量差。电子质量为0.51MeV/c2，则衰变释放能量17．（2024·浙江·高考真题）发现中子的核反应方程为，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为型，下列正确的是（）A．核反应方程中的X为B．衰变方程中的Y为C．中子的质量数为零D．钚238的衰变吸收能量【答案】A【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒可知X为，Y为，故A正确，B错误；C．中子的质量数为1，故C错误；D．衰变过程中质量亏损，释放能量，故D错误。故选A。18．（2024·海南·高考真题）人工核反应中的X是（）A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子【答案】A【详解】根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的电荷数为0，质量数为1，则X是中子。故选A。19．（2024·北京·高考真题）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．0g B．0.25g C．0.5g D．0.75g【答案】B【详解】半衰期1g钍234经过48天后，剩余质量故选B。20．（2024·甘肃·高考真题）2024年2月，我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素，核反应方程如下：该方程中X是（）A．质子 B．中子 C．电子 D．粒子【答案】B【详解】根据反应前后质量数和电荷数守恒得X是。故选B。21．（2024·广东·高考真题）我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应产生该元素。关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是（）A．Y为 B．Y为C．Y为 D．Y为【答案】C【详解】根据核反应方程根据质子数守恒设Y的质子数为y，则有可得即Y为；根据质量数守恒，则有可得故选C。22．（2024·广西·高考真题）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。23．（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。24．（2024·山东·高考真题）2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是（）A．衰变为时产生α粒子B．衰变为时产生β粒子C．50年后，剩余的数目大于的数目D．87年后，剩余的数目小于的数目【答案】D【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生电子，即β粒子，故A错误；B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生，即α粒子，故B错误；CD．根据题意可知的半衰期大于的半衰期，现用相同数目的和各做一块核电池，经过相同的时间，经过的半衰期的次数多，所以数目小于的数目，故D正确，C错误。故选D。25．（2024·湖北·高考真题）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一,是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则（）A．a=7，b=1 B．a=7，b=2 C．a=6，b=1 D．a=6，b=2【答案】B【详解】由质量数和电荷数守恒可得，解得故选B。26．（2024·全国甲卷·高考真题）氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用表示，式中x、y的值分别为（）A．， B．， C．， D．，【答案】C【详解】根据反应前后质量数和电荷数守恒可得解得，故选C。27．（2024·天津·高考真题）（多选）中国钍基熔盐堆即将建成小型实验堆，为我国能源安全和可持续发展提供有力支持。反应堆中涉及的核反应方程有：①②，下列说法正确的是（）A．方程①中X是中子B．方程②中发生了衰变C．受反应堆高温影响，的半衰期会变短D．方程②释放电子，说明电子是原子核的组成部分【答案】AB【详解】A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，方程①中X质量数为1，电荷数为零，则是中子，选项A正确；B．方程②中放出负电子，则发生了衰变，选项B正确；C．放射性元素的半衰期与外界因素无关，选项C错误；D．方程②释放的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的，不能说明电子是原子核的组成部分，选项D错误。故选AB。专题16近代物理考点分类三年考情（2024-2026）命题规律考点1波粒二象性2026湖北卷、2026湖南卷、2026山东卷、2025重庆卷、2025河北卷、2025安徽卷、2024天津卷、2024浙江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2原子结构2026河北卷、2026湖北卷、2026湖南卷、2025江西卷、2025天津卷、2025江苏卷、2024贵州卷、2024浙江卷、2024甘肃卷考点3原子核2026江苏卷、2026湖北卷、2026山东卷、2025天津卷、2025重庆卷、2025北京卷、2024浙江卷、2024海南卷、2024北京卷考点01波粒二象性1．（2026·贵州·高考真题）如图，密闭真空中，有一竖直放置的金属靶和水平放置的两平行极板，极板与金属靶受光面垂直，板间存在竖直向上的匀强电场。用频率为和的光分别照射靶时，垂直靶面逸出最大初动能分别为和的光电子，经狭缝、后进入电场，分别落到下极板M、N处。忽略极板边缘效应及电子间的相互作用，则（

）A．， B．，C．， D．，2．（2026·云南·高考真题）云南省锡、铟等有色金属储量丰富。已知锡和铟的逸出功分别为和，若用光子能量为的紫外线分别照射这两种金属，则（

）A．只有锡能发生光电效应 B．只有铟能发生光电效应C．锡和铟都能发生光电效应 D．锡和铟都不能发生光电效应3．（2026·湖北·高考真题）光伏产业已发展成为我国新能源三大名片之一。太阳能电池发电时，材料原子中的电子被光子激发（这也是一种光电效应），激发后的电子向电池负极移动、形成一个持续的电动势。关于太阳能电池，下列说法正确的是（

）A．任何频率的光均可使太阳能电池发电B．太阳光的能量可以全部转化为电池的电能C．太阳能电池在多云的白天，仍然可以发电D．太阳能电池发电的功率与太阳光的照射方向无关4．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）正电子与电子湮灭产生的光子是探测中微子的重要信号。一个静止的正电子与一个静止的电子湮灭转化为两个光子，该过程动量和能量都守恒。已知正电子与电子的质量均为，光速为，普朗克常量为，则这两个光子（

）A．总能量为 B．频率均为 C．总动量为 D．波长均为5．（2026·河南·高考真题）（多选）不同材料的金属板M、N的逸出功分别为和。用波长为的光照射，M、N均能发生光电效应，出射光电子的最大初动能分别为和；改用波长为的光照射，仅M能发生光电效应，出射光电子的最大初动能为。则（

）A． B． C． D．6．（2026·浙江·高考真题）俄歇电子能谱（AES）广泛应用于材料表面成分分析。如图1所示，一束高能电子入射到样品表面，将某原子内层（如K层）的一个电子击出，形成一个空穴。随后，较外层（如L层）的一个电子跃迁至该空穴，并释放出能量，该能量可能以X光子的形式射出，也可能立即将另一核外电子（如L层或M层的电子）电离而逸出样品表面，该电子称为俄歇电子；现用电子动能的电子束轰击某样品表面，成功激发KLM俄歇过程（即初始空穴为K层、跃迁电子来自L层、逸出电子来自M层）和KLL俄歇过程（逸出电子来自L层）。已知该原子K层的电离能L层的电离能已知电子的电荷量，电子质量，光速，普朗克常量。（计算结果保留一位有效数字）请回答：(1)入射电子的德布罗意波长。(2)求射出的X光子的波长；(3)甲同学利用带电粒子在磁场中的运动规律，设计了如图2所示的测量俄歇电子动能的方案；俄歇电子从原点O垂直y轴和磁场方向进入匀强磁场，则y1=10.0cm和y2=10.5cm处被探测到，通过测得的俄歇电子的动能，求原子M层的电离能；(4)乙同学认为用带电粒子在电场中的运动规律，测出俄歇电子的动能，请你帮乙同学设计一个方案，列出所需要测量的物理量，并给出计算俄歇电子动能的表达式。7．（2025·浙江·高考真题）一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样则（）A．该实验表明电子具有粒子性 B．图中亮纹为电子运动的轨迹C．图中亮纹处电子出现的概率大 D．电子速度越大，中心亮斑半径越大8．（2025·浙江·高考真题）光子能量，式中是光子的频率，h是普朗克常量。h的单位是（）A． B． C． D．m9．（2025·四川·高考真题）某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×10−10m的狭缝。下列粒子束穿过该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是（）A．德布罗意波长约为7.9×10−13m的中子B．德布罗意波长约为8.7×10−12m的质子C．德布罗意波长约为2.6×10−11m的氮分子D．德布罗意波长约为1.5×10−10m的电子10．（2025·广东·高考真题）有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为，下列说法正确的是（

）A．使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子B．使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于C．频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子D．频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于11．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜TH—F120实现了超高分辨率成像，其分辨率提高利用了高速电子束波长远小于可见光波长的物理性质。一个静止的电子经电压加速后，其德布罗意波长为，若加速电压为，不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为（）A． B． C． D．12．（2025·山东·高考真题）在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的金属，所得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能的大小关系正确的是（）A． B．C． D．13．（2025·广西·高考真题）已知金属铷、钾、钠、钙的逸出功分别为2.13eV、2.25eV、2.29eV、3.20eV．用光子能量为2.20eV的单色光照射这些金属的表面，能逸出光电子的金属是（

）A．铷 B．钾 C．钠 D．钙14．（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）15．（2025·江苏·高考真题）江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为，普朗克常量为h。(1)求该金属的截止频率；(2)若频率为的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动能。16．（2025·江西·高考真题）精密条纹相机通过将时域信号转换成空间信息可实现超短激光脉冲持续时间的测量，其简化原理如图所示。某个待测激光脉冲的持续时间为，经过狭缝和聚焦透镜入射至真空条纹管的光电阴极中心。由于光电效应，产生与输入激光脉冲持续时间相同的电子脉冲。电子脉冲先后经加速和偏转等过程打到荧光屏上。阳极与光电阴极间的加速电压为，距离为。偏转极板间距和长度分别为和，其左端与阳极的距离为，右端与荧光屏的距离为。光电效应产生电子的初速度忽略不计，电子不会打到偏转极板上。电子质量为m，电荷量为e，不考虑电场力和相对论效应，以及电子之间相互作用。所有元件的中心在同一条直线上，并以荧光屏中心O为原点、竖直方向为y轴建立坐标系。（普朗克常量，光速）(1)现有多碱、和三种常用的光电阴极材料，它们的逸出功分别约为。若要使波长范围为的入射激光都能打出光电子，请通过定量分析确定应选用哪种光电阴极材料。(2)当偏转极板间电压U为常数时，求电子打在荧光屏上的位置。(3)真实情况下，偏转极板间电压U与时间t的关系为（和k为大于零的常数），其零时刻与激光脉冲刚入射至光电阴极的时刻相同。①求最后进入偏转极板间的电子离开偏转极板时y方向速度的大小：②若小且，此时可忽略不同时刻电子在偏转极板间y方向位移的差别，求电子脉冲在荧光屏上的空间宽度与激光脉冲持续时间的关系。17．（2026·广东·高考真题）核钟是基于原子核能级跃迁来建立高精度时间标准的装置，原子核可吸收光子发生类似原子的能级跃迁。现有一种激光能够激发某原子核从基态跃迁至激发态，其能级差约为，普朗克常量，真空中光速。关于该激光，下列说法正确的是（

）A．光强倍增，此能级跃迁不能发生 B．光强减半，此能级跃迁不能发生C．频率约为 D．波长约为18．（2026·江苏·高考真题）氢原子基态轨道的能量为E1，激发态轨道的能量为E2，已知普朗克常量为h。则电子从该激发态跃迁至基态轨道释放的光子频率为（

）A．E1 B．E2 C． D．考点02原子结构1．（2025·浙江·高考真题）一束粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆。已知静电力常量，元电荷，金原子序数为79，不考虑粒子间的相互作用，则（）A．沿轨迹1运动的粒子受到的库仑力先做正功，后做负功B．沿轨迹2运动的粒子到达P时动能为零、电势能最大C．位于图中虚线圆周上的3个粒子的电势能不相等D．若粒子与金原子核距离为，则库仑力数量级为2．（2025·重庆·高考真题）在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝某方向运动，吸收一个沿相反方向运动的能量为E的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为P。普朗克常量为h，光速为c，则（）A．光子的波长为B．该原子吸收光子后质量减少了C．该原子吸收光子后德布罗意波长为D．一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态3．（2025·甘肃·高考真题）利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。离子相对基态的能级图（设基态能量为0）如图所示。用电子碰撞离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子的能量为，则离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为（）A．能级 B．能级C．能级 D．能级4．（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，则反氢原子的基态能量也为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5．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）（多选）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6．（2025·浙江·高考真题）（多选）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大于QC．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Q7．（2024·浙江·高考真题）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n=3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为、、的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h，光速为c。正确的是（）A．频率为的光，其动量为B．频率为和的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为C．频率为和的两种光分别射入双缝间距为d，双缝到屏的距离为L的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为。D．若原子n=3跃迁至n=4能级，入射光的频率8．（2024·北京·高考真题）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=6.6×10−34J⋅s，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9．（2024·安徽·高考真题）大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于，当大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有（

）A．1种 B．2种 C．3种 D．4种10．（2024·江苏·高考真题）如图所示，纳原子在几个能级间跃迁时辐射的光的波长分别为、、和。其中只有一种波长的光能使某种金属发生光电效应，该光的波长为（）A．λ1 B．λ2 C．λ3 D．λ411．（2024·浙江·高考真题）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式，n=3、4、5、6用和光进行如下实验研究，则（）A．照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度宽B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，光的侧移量小C．以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上光的平均光子数多D．相同光强的光分别照射同一光电效应装置，光的饱和光电流小12．（2024·重庆·高考真题）（多选）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Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线（如图），则（

）A．Hα的波长比Hβ的小B．Hα的频率比Hβ的小C．Hβ对应的光子能量为3.4eVD．Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态考点03原子核1．（2026·江苏·高考真题）已知某种元素的半衰期为39万年，一群该元素对应的粒子的原始质量为m0，经历13万年后该粒子的质量剩余m1，则下列关于剩余的该粒子质量随时间变化的图像正确的是（

）A． B．C． D．2．（2026·湖北·高考真题）2025年6月，我国成功掌握商用堆生产钇90（）玻璃微球的技术，可实现批量化生产。在核反应堆中，由核反应生成、则（

）A．X是质子 B．X是电子C．a=90 D．b=03．（2026·山东·高考真题）我国钍资源丰富并成功实现了钍-铀核燃料转换，开辟了核燃料供应的新途径。转换过程的中间核素可能会经历两种核反应，反应式为，，则X、Y分别是（

）A．、 B．、 C．、 D．、4．（2026·湖南·高考真题）关于原子核衰变，下列说法正确的是（

）A．原子核发生α衰变时，电荷数增大B．原子核发生α衰变时，质量数增大C．衰变产生的α粒子穿透能力强，可以穿透几厘米厚的铅板D．理论研究表明，（氡核）可能在一次衰变过程中放出两个α粒子，则其衰变方程为5．（2026·四川·高考真题）（多选）分离铀238和铀235常采用离心分离技术，将含有铀238和铀235两种同位素的气态六氟化铀238UF6和235UF6在高速转动的气体离心机中进行分离，如图所示。则（

）A．图中a为235UF6分子B．图中a为238UF6分子C．铀238和铀235的中子数相同D．铀238和铀235的质子数相同6．（2025·天津·高考真题）许多放射性元素要经过多次衰变才能达到稳定，衰变过程中既有衰变也有衰变。下列说法正确的是（）A．元素发生衰变后质量数增加B．衰变过程中存在质量亏损C．低温会增大放射性元素的半衰期D．衰变说明原子核内存在电子7．（2025·湖南·高考真题）关于原子核衰变，下列说法正确的是（）A．原子核衰变后生成新核并释放能量，新核总质量等于原核质量B．大量某放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间，为该元素的半衰期C．放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长D．采用化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期8．（2025·安徽·高考真题）2025年4月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核（）俘获x个中子（），共发生y次衰变，转化为易裂变的铀核（），则（）A． B． C． D．9．（2025·河南·高考真题）由于宇宙射线的作用，在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素和。测定不同高度大气中单位体积内二者的原子个数比，可以研究大气环境的变化。已知和的半衰期分别约为53天和139万年。在大气层某高度采集的样品中，研究人员发现和的总原子个数经过106天后变为原来的，则采集时该高度的大气中和的原子个数比约为（）A． B． C． D．10．（2025·云南·高考真题）2025年3月，我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志