近代物理初步（搶分專練）解析版-2026高考物理沖刺復(fù)習(xí)

專題16近代物理初步

ONEI

【命題解讀】

近代物理初步部分考點(diǎn)分散，考查要求不高，是高考拿分的必須掌握的模塊。值得注意的是，玻爾的原子

理論、光電效應(yīng)、也可能與光的折射、全反射相結(jié)合進(jìn)行綜合考查，原子核衰變可能與動吊、能鼠和電磁

場相結(jié)合以計(jì)算題形式考查。

【命題預(yù)測】

2026年高考命題方向仍然突出原子的能級躍遷，原子核的衰變規(guī)律、核反應(yīng)方程的書寫以及遵循的規(guī)律、

質(zhì)量虧損與核能計(jì)算、光電效應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用。

TWOi幽底雷押

A題型01光電效應(yīng)波粒二象性

1.（2026?云南?模擬預(yù)測）某同學(xué)用甲、乙兩種光通過同一實(shí)險(xiǎn)裝置做了光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，光屏上獲得

的條紋分別如圖甲、乙所示。下列說法正確的是（）

II甲I11乙11

A.甲光的波長比乙光的波長短

B.甲光的能量比乙光的能量高

C.減小實(shí)驗(yàn)中的雙縫間距，條紋間距會變大

D.增加實(shí)驗(yàn)中雙縫與光屏的距離，條紋間距會變小

【答案】C

【詳解】AB.根據(jù)最=乙/1可知，在同一裝置中，波長越長相鄰明條紋中心之間的間距越大，所以甲光的

a

波長更長，頻率更低，根據(jù)￡=人可知，甲光的能量更低，故AB錯(cuò)誤；

CD.根據(jù)可知，減小實(shí)臉中的雙縫間距，條紋間距會變大；增加實(shí)驗(yàn)中雙縫與光屏的距離，條紋

a

間距會變大，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選Co

2.（2026?四川成都?二模）現(xiàn)代量子力學(xué)的理論體系主要是在1925年至1927年之間建立起來的。以下關(guān)

于量子力學(xué)相關(guān)的物理學(xué)史和理論闡述正確的是（）

A.玻爾的原子能級模型可以描述大多數(shù)原子的結(jié)構(gòu)

B.黑體由于不發(fā)出輻射所以看起來是黑色的

C.德布羅意的“物質(zhì)波”假設(shè)認(rèn)為任何運(yùn)動的粒子都具有波動性，它可以通過電子的衍射實(shí)驗(yàn)觀察到

D.愛因斯坦的光電效應(yīng)理論認(rèn)為：光電流強(qiáng)度與入射光的頻率成正比

【答案】C

【詳解】A.玻爾的原子能級模型僅適用于氫原子等單電子系統(tǒng)，無法描述大多數(shù)多電子原子的結(jié)構(gòu)，故A

錯(cuò)誤。

B.黑體的定義是可以完全吸收入射的各種波長電磁波而不發(fā)生反射的物體，黑體本身會向外發(fā)出熱輻射,

并邪不發(fā)出輻射,故B錯(cuò)誤.

C.德布羅意的“物質(zhì)波”假設(shè)認(rèn)為所有運(yùn)動的粒子都具有波動性，電子的衍射實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電子的波動性，故

C正確。

D.愛因斯坦光電效應(yīng)理論指出，光電流強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比，入射光頻率僅影響光電子的最大初動

能，與光電流強(qiáng)度無關(guān)，故D錯(cuò)誤。

故選C。

3.（2026?黑龍江吉林?二模）清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家大學(xué)首次讓絕緣的稀土納米晶實(shí)現(xiàn)了高效電致發(fā)光，

打破了全球光電領(lǐng)域“絕緣材料無法電驅(qū)動發(fā)光”的技術(shù)困局。如圖甲，現(xiàn)利用稀土納米晶發(fā)出的波長分別

為4、4的單色光1和2照射同一陰極K,產(chǎn)生的光電子的最大初動能分別為線八線2,測得電流表示數(shù)/

與電壓表示數(shù)U的關(guān)系如圖乙所示。則下列說法正確的是（）

A.4v4

B.EN>/

C.單色光2照射陰極K后，所有電子逸出的初動能大小均為eQ，

D.若直流電源左端為正極，僅增大電壓表示數(shù)，則電流表示數(shù)不一定增大

【答案】D

【詳解】AB.光的強(qiáng)度影響飽和光電流的大小，光越強(qiáng)飽和光電流越大，由圖可知遏止電壓。2>4,根據(jù)

光電效應(yīng)方程—%=則/</，4>4,故AB錯(cuò)誤。

C.根據(jù)光電效應(yīng)方程&=6?-匹=eU,單色光2照射陰極KB,所有電子逸出的最大初動能大小為

A

叫,不是所有電子逸出的初動能大小為eU。，故C錯(cuò)誤。

D.若直流電源左端為正極，則光電管兩端為正向電壓，電壓較低時(shí)增大電壓表示數(shù)光電流增大，電流表示

數(shù)增大，當(dāng)電壓增大到一定值時(shí)光電流達(dá)到飽和光電流，電壓再增大電流表示數(shù)不變，所以若直流電源左

端為正極，僅增大電壓表示數(shù)，則電流表示數(shù)不一定增大，故D正確。

故選D。

4.(2026,重慶沙坪壩?模擬預(yù)測：某同學(xué)利用如圖甲裝置來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中保持入射光頻率不

變，改變A極和K極間的電壓。，測量光電子到達(dá)A極時(shí)的最大動能紜隨U的變化關(guān)系如圖乙所示，下

A.光電子的產(chǎn)生與入射光頻率無關(guān)

B.該材料的遏止電壓為

C.光電子離開K極時(shí)的最大動能隨U的增大而增大

D.圖中傾斜直線的斜率為普朗克常量

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)光電效應(yīng)的發(fā)生條件可知，光電子是否產(chǎn)生與入射光頻率大小有關(guān)，故A錯(cuò)誤；

B.遏止電壓的定義是：使光電子到達(dá)A極的最大動能減為0（光電流降為0）時(shí)的反向電壓。由圖乙可知,

當(dāng)?shù)竭_(dá)A極的最大動能Ek=0時(shí)，對應(yīng)電壓為因此該材料的遏制電壓為Uo,故B正確；

C.光電子離開K極的最大動能由入射光頻率決定，題干明確說明入射光頻率不變，因此離開K極的最大

動能不變；外加電壓U只改變光電子到達(dá)A極時(shí)的動能，不改變光電子離開K極時(shí)的動能，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)動能定理Ek=￡ko+eU可知，圖中傾斜直線的斜率為e,不是普朗克常量，故D錯(cuò)誤；

故選Bo

5.（2026?江蘇徐州?模擬預(yù)測）我國建造的世界上亮度最高的第四代同步輻射光源“未來之光”，和第三代

同步輻射光源相比，電子被加速后的能量更高，輻射的X射線穿透能力更強(qiáng)，則（）

A.電子的物質(zhì)波波長更長、輻射的X射線波長更長

B.電子的物質(zhì)波波長更長、輻射的X射線波長更短

C.電子的物質(zhì)波波長更短、輻射的X射線波長更長

D.電子的物質(zhì)波波長更短、輻射的X射線波長更短

【答案】D

【詳解】電子的物質(zhì)波波長為/瓦

電子被加速后能量更高，即線更大，因此電子的物質(zhì)波波長更短。光子能量七二加=〃￡

題意知X射線穿透能力更強(qiáng)，說明光子能量E更高，對應(yīng)的波長更短。

故選D。

6.（2026?江蘇南京?模擬預(yù)測）如圖所示，是玻璃三棱鏡的截面，ZC=90°,NB=37。,D為AC

面上的點(diǎn)?，F(xiàn)讓一波長入的單色光沿與C4面的夾角為夕的方向從。點(diǎn)射入三棱鏡，經(jīng)力8面時(shí)恰好發(fā)

生全反射，垂直8C面射出三棱鏡后進(jìn)入光電管，射到陰極K并發(fā)生光電效應(yīng)。

（1）求該玻璃的折射率。

（2）若光電管陰極材料的逸出功唯，普朗克常量八元電荷e,光速c,求遏止電壓G。

【答案】（I）〃=g

heW.

⑵-一

e/,e

【詳解】（1）光的傳播路徑如圖所示

光經(jīng)AB面發(fā)生全反射的臨界角C=NB=37。

則該玻璃的折射率為〃=—J|

sinC3

（2）根據(jù)光電效應(yīng)方程有￡"=如-%

根據(jù)動能定理有-eq=O-E"

又y=J

解得q=與-血

eA.e

A題型02原子結(jié)構(gòu)玻爾理論

7.（2026?北京朝陽一?模）下列說法正確的是（）

A.電子的發(fā)現(xiàn)說明原子不是組成物質(zhì)的最小微粒

B.。粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子核的核子之間存在核力

C.夕衰變放出的電子是原子的最外層電子吸收能量之后放出來的

D.核反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒但質(zhì)量數(shù)不守恒

【答案】A

【詳解】A.電子是原子的組成部分，電子的發(fā)現(xiàn)說明原子可以再分，不是組成物質(zhì)的最小微粒，故A正

確：

B,a粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是原子具有核式結(jié)構(gòu)，無法證明原子核內(nèi)核子之間存在核力，故B錯(cuò)誤；

C.￡衰變放出的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，不是原子最外層電子，故C錯(cuò)誤；

D.核反應(yīng)前后電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)均守恒，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

8.（2026?甘肅武威?模擬預(yù)測）如圖所示為氫原子的能級圖，用能量為12.75eV的光子射向一群處于基態(tài)

的氫原子，下列說法正確的是（）

E/eV

A.光子可被氫原子吸收，光子的能量轉(zhuǎn)化為了氫原子的動能

B.氫原子會發(fā)生電離

C.氫原子在基態(tài)的電勢能為-13.6eV

D.這群氫原子川輻射出6種不同頻率的光子

【答案】D

【詳解】A.氫原子吸收光子后，光子的能量使氫原子躍遷到了高能級，而不是轉(zhuǎn)化為了氫原子的動能，

故A錯(cuò)誤；

B.入射光的光子能量大于13.6eV時(shí)，基態(tài)的氫原子才會電離，故B錯(cuò)誤；

C.氫原子在基態(tài)的能量為動能和電勢能之和，故C錯(cuò)誤；

D.-I3.6eV4-12.75eV=-0.85eV,可知這群氫原子最高躍遷到〃=4能級，躍遷回基態(tài)時(shí)可輻射出的不同頻率

的光子有C；=6種，故D正確。

故選D。

9.（2026?江蘇南京?一模）利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)原理圖研究光電效應(yīng)，陰極K由逸出功%=2.70eV的金屬

鴿制成。汞原子的能級如圖乙所示，用汞原子躍遷發(fā)出的光照射陰極K,下列判斷正確的是（）

nE/eV

oo....-........0

4---------------1.60

3---------------2.70

2---------------5.50

1---------------10.4

乙

A.大量〃=2能級的汞原子向基態(tài)躍遷發(fā)出的光照射陰極K,遏止電壓為2.20V

B.大量〃=4能級的汞原子向低能級躍遷發(fā)出的光有4種能使鋁發(fā)生光電效應(yīng)

C.大量動能為8eV的電子撞擊處于基態(tài)的汞原子不能使之躍遷至〃=3能級

D.要研究輻射光照射陰極K時(shí)形成的飽和光電流，滑片P應(yīng)向。端移動

【答案】A

【詳解】A.〃=2能級躍遷到〃=1能級發(fā)出的光子能量為/w=4.9eV

根捱光電效應(yīng)方程:，〃吟=hv-WQ

根據(jù)動能定理得一叫.=0-）4

解得，對應(yīng)的遏止電壓Uc=2.20V,A正確；

B.大量〃=4能級的汞原子向低能級躍遷時(shí)能發(fā)出盤=6種頻率的光，其中〃=4能級到〃=3能級的光子能

量小于金屬鋁的逸出功，其余5種光子能量都大于金屬鴇的逸出功，能使金屬鐺發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤；

C.3能級和基態(tài)的能量差為7.7eV.動能為8eV的電子撞擊處干某態(tài)的汞原子能便方躍遷至3能級.C錯(cuò)

誤；

D.要研究飽和電流，應(yīng)使。點(diǎn)電勢比尸點(diǎn)低，所以滑片P應(yīng)向。端移動，D錯(cuò)誤。

故選Ao

10.（2026?河南信陽一模）極紫外光（EUV）是一種高能量、高頻率的電磁輻射，國產(chǎn)EUV技術(shù)已經(jīng)取

得突破，高度電離的錫離子S/'?Si?'?的電子處于不穩(wěn)定的高能態(tài).當(dāng)它們從高能級（如4d軌道）向低能

級（如4P軌道）躍遷時(shí)，會釋放出特定能量的光子。對于Sn'??Sn@離子，其4d-4P的躍遷所對應(yīng)的光子

能量，恰好落在13.5nm波長附近。下列說法正確的是（）

A.玻爾原子理論能夠解釋錫寓子躍遷的光譜規(guī)律

B.錫離子4d-4P的躍遷后能量變低

C.對于Sn*'?Sn“'離子，其4d-4P的躍遷產(chǎn)生的是單一頻率的光子

D.與紅光相比，極紫外光衍射現(xiàn)象更明顯

【答案】B

【詳解】A.玻爾原子理論僅能解釋氫原子、類氫離子等單電子系統(tǒng)的光譜規(guī)律，Sn『?S/為多電了?系統(tǒng),

玻爾理論無法解釋其躍遷光譜規(guī)律，故A錯(cuò)誤；

B.4d軌道能級高于4P軌道，電子從高能級向低能級躍遷時(shí)釋放光子，離子總能量降低，故B正確；

C.Si?'?SnW核外電子數(shù)不同，軌1道受屏蔽效應(yīng)的影響不同，4d與4P的能級差存在差異，躍遷釋放的光

子頻率并不唯一，故c錯(cuò)誤：

D.衍射現(xiàn)象的明顯程度與波長正相關(guān)，極紫外光波長（13.5nm）遠(yuǎn)小于紅光波長（約620?76Dnm）,因此

其衍射現(xiàn)象比紅光更不明顯，故D錯(cuò)誤。

故選B。

11.（2026?江蘇南通?二模）氫原子從高能級向〃=2能級躍遷時(shí)釋放的光子形成的光譜線，稱為巴爾末系

譜線。圖甲為氫原子的能級圖，圖乙為氫原子的光譜圖，H“是巴爾末系中波長最長的譜線.二列說法正確

的是（）

n￡/eV

oo---0

5---------------------0.54

4---------------------0.85410.29

434.17486.2765647%/nm

3---------------------1.51

2---------------------3.40III

%HTHpHa

1---------------------13.6

甲乙

A.Ha是氫原子從〃=5能級向〃=2能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的

B.巴爾末系中光子能最最大的是H。

C.巴爾末系中光子動量最大的是

D.氫原子外層電子在不同能級上繞核運(yùn)動時(shí)，不輻射電磁波

【答案】D

【詳解】AB.從圖乙可知，四條譜紋的波長關(guān)系為4>%>%>4,根據(jù)光子能量公式得￡=力?

"J知<Ey<Es

因此四條譜線中光子能量最大的是H.一根據(jù)氫原子能級躍遷規(guī)律，當(dāng)氫原子從高能級n=m向片2躍遷時(shí),

光子能量為七=邑-瓦

從四條譜線中光子能量排序得，兒可能為〃=6向〃=2躍遷時(shí)的譜線，故AB錯(cuò)誤;

C.根據(jù)光子動量公式有〃=今

因?yàn)?>%>（>%，可知四條譜線中光子動量最大的是故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)玻爾原子理論的定態(tài)假設(shè)，氫原子外層電子在特定的軌道（能級）上繞核運(yùn)動時(shí)，處于定態(tài)，不相

射電磁波，只的發(fā)生躍遷時(shí)才輻射或吸收光子，故D正確。

故選D,

12.（2026?山東?一模）根據(jù)所繪圖片及有關(guān)物理知識，判斷下列說法正確的是（)

A.圖1為二粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，湯姆遜通過分析該實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

B.圖2為光電流與光電管兩端電壓的關(guān)系圖，若甲光和丙光照射某金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)，則甲光照

射產(chǎn)生的光電子的最大初動能更大

C.圖3為放射性元素衰變曲線，若有16個(gè)氫原子核，經(jīng)過一個(gè)半衰期后只剩下8個(gè)氫原子核

D.圖4為工業(yè)上利用射線檢查金屬內(nèi)部是否有缺陷的裝置，探測射線應(yīng)采用穿透能力強(qiáng)的7射線

【答案】D

【詳解】A.圖1為a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，盧瑟福通過分析該實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，A錯(cuò)誤；

B.圖2為光電流與光電管兩端電壓的關(guān)系圖，若甲光和內(nèi)光照射某金屬都能發(fā)生光電效應(yīng)，因內(nèi)的遏止電

壓較大，根據(jù)qe=E*,“，則丙光照射產(chǎn)生的光電子的最大初動能更大，B錯(cuò)誤：

C.圖3為放射性元素衰變曲線，因半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對少量的原子核不適用，可知若

有16個(gè)氫原子核，經(jīng)過一個(gè)半衰期后不一定只剩下8個(gè)氫原子核，C錯(cuò)誤；

D.圖4為工業(yè)上利用射線檢查金屬內(nèi)部是否有缺陷的裝置，因/射線穿透力最強(qiáng)，則探測射線應(yīng)采用7射

線，D正確。

故選D。

13.（多選）（2026?湖南衡陽?模擬預(yù)測）1885年約翰巴耳末發(fā)現(xiàn)一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，可以用來計(jì)算氫原子發(fā)

射譜線系列中某一個(gè)譜線系所有光譜線的波長，該譜線系稱之為巴耳末系，其光譜線如圖所示。巴耳末公

式為4=4-^（〃=3,4,5,6）,其中8為某一常量，〃為正整數(shù),巴耳末系的光譜線在可見光范圍內(nèi)包含4

n--4

個(gè)波長的光譜線，根據(jù)波氏由大到小分別稱之為H.、H/八H,卻H］。其中譜線H“的波長約為656nm,也

是該譜線系中波長最長的譜線。用H,譜線所對應(yīng)的光子照射金屬鈉，可以使得金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)，并且

測得光電子的最大初動能為0.58eV。若已知普朗克常數(shù)為〃=6.63X10-MJ.S，光速c=3x10%/$,元電荷

量0=1.6x1079。，則下列說法正確的是（）

HQHpHy

A.H。、H〃、H,、H,譜線所對應(yīng)的光子的能量逐漸減小

B.巴耳末公式中的4常數(shù)的值約為3.64xl0"m

C.H,譜線所對應(yīng)的波長約為410nm

D.用H,譜線所對應(yīng)的光子照射金屬鈉，也可以發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能約為0.74eV

【答案】BD

【詳解】A.根據(jù)§

A

可知，波長越小，頻率越大，光子的能量七=如越大，故A錯(cuò)誤；

O

B.根據(jù)巴耳末公式可知，〃越大4越小，因此〃=3時(shí)，波長最大，則656X10-9=8X「

9-4

解得8a3.64x10'm,故B正確；

C.凡譜線對應(yīng)〃=5,代入巴耳末公式可得為=3.64x10-7故C錯(cuò)誤；

D.由T

A

he

可得H,光子的能量為E，=r2.87eV

由巴耳末公式可得的波長為4二410nm

光子的能量為舔=熬3.03eV

根據(jù)題意可知金屬鈉的逸出功力=(2.87-0.58)eV=2.29eP

因此用光子照射時(shí)光電子的最大初動能為耳=(3.03-2.29)eV=0.74eV,故D正確。

故選BDo

14.(2026?浙江寧波?二模)巴耳木發(fā)現(xiàn)氫原子在可見光區(qū)的四條譜線的波長滿足一個(gè)簡單的公式：

；=區(qū)(9-!)，其中N=3、4、5、…,R為里德伯常量?；诓栐诖嘶A(chǔ)上構(gòu)建的氫原子軌道模型與德布

羅意提出的物質(zhì)波假設(shè)。在氫原子中，可認(rèn)為核外電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動，同時(shí)量子數(shù)為〃的定態(tài)可

視為如圖所示的穩(wěn)態(tài)波形，即圓周周長等于電子物質(zhì)波波長的整數(shù)倍，乙為對應(yīng)定態(tài)軌道的半徑，其中

〃=1、2、3......已知電子質(zhì)量出=9.1xl(T"kg,電荷量為e=L6xlO“9c，靜電力常量

^=9.0xl09N-m2/CS普朗克常量〃=6.6xl(T"J.s,真空中光速c=3.0xl08m/s,圓周率冗=3.14,電勢

能4——，無窮遠(yuǎn)處電勢能為零。(結(jié)果均保留一位有效數(shù)字，長度單位用nm,能量單位用eV)

(1)已知4=0.053nm,求量子數(shù)為I的定態(tài)軌道電子的波長4；

⑵證明電子軌道角動量仕=>滿足量子化條件：L;粵；

(3)表達(dá)式均用〃、""e、k、h、乃表示：

①推導(dǎo)量子數(shù)為〃的定態(tài)軌道的半徑「的表達(dá)式，并求出與的大小；

②推導(dǎo)量子數(shù)為〃的定態(tài)軌道電子的總能量與的表達(dá)式，并求巴線的大??；

(4)當(dāng)電子從量子數(shù)為”的軌道躍遷到量子數(shù)為/的軌道時(shí)(〃>/),會輻射一個(gè)光子。根據(jù)光子波長滿足

的關(guān)系推導(dǎo)出里德伯常量的表達(dá)式。(表達(dá)式用機(jī)、e、八爪小c表示)

【答案】⑴4a03nm

(2)證明過程見解析

⑶①1金^，R5nm；②紇=一生獸，￡6?-0.4cV

4n~mke~n~h~

(4)R=空空空

Ire

【詳解】(1)量子數(shù)為〃的定態(tài)可視為穩(wěn)態(tài)波形，即圓周周長等于甩子物質(zhì)波波長的整數(shù)倍，列式得

2M二/

可得4=2/?0.3nm

(2)根據(jù)德布羅意波長公式得兒="二』-

pmv

又由小問1得2叫=〃4=〃心~

mv

即證得L=m叱,二"

2n

（3）①庫侖力提供向心力:=予匕

由小問2得，角動量量子化mvrn=〃?

2n

聯(lián)立得【號

代入得4=9/1。0.5nm

IkJ

2

②總能量為動能與電勢能之和En=-mv---

又庫侖力提供向心力〃”=—

ke2_In'mk2e4

聯(lián)才.得紇第=―一k

代人得線

3636

（4）根據(jù)原子能級躍遷釋放或吸收的光子能量公式得紇-耳二全

代入小問3中的久得『64

變形得｝中上總

對比*惇-/

27tlWe"

即得R=

Ire

除題型03原子核及核反應(yīng)

15.（2026?江蘇南京?模擬預(yù)測）2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福島第一核電站的核廢水。

核廢水中的UP。發(fā)生衰變時(shí)的核反應(yīng)方程為I*。-2北Pb+X,該核反應(yīng)過程中放出的能量為。。設(shè)^P。

的比結(jié)合能為田，嘴Pb的比結(jié)合能為邑，X的比結(jié)合能為邑，已知光在真空中的傳播速度為。，則下列說

法錯(cuò)誤的是（）

A.E2>E]

B.該核反應(yīng)過程中放出的能量。=（206芻+4&）-210&

C.該核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損可以表示為加=9

c

D.若把X粒子射入勻強(qiáng)磁場中，它一定受到洛倫茲力作用

【答案】D

【詳解】A.比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別為4

和2,因此核反應(yīng)為。衰變。該。衰變是放能反應(yīng)，生成的Pb比Po更穩(wěn)定；且重核范圍內(nèi)（質(zhì)量數(shù)大于鐵

56）,質(zhì)量數(shù)越小比結(jié)合能越大，故A不符合題意；

B.原子核總結(jié)合能=比結(jié)合能x核子數(shù)，核反應(yīng)釋放的能量等于反應(yīng)后總結(jié)合能減去反應(yīng)前總結(jié)合能，即

0=（206&+44）-210&,B不符合題意;

C.根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程。=〃?，，可得質(zhì)量虧損m=C不符合題意；

D.洛倫茲力尸=qvBsin。

夕為粒子速度與磁場方向的夾角，當(dāng)0=0°即速度與磁場平行時(shí)，洛倫茲力為0,故X粒子射入勻強(qiáng)磁場小

一定受洛倫茲力，D符合題意。

故選D。

16.（2026?河北,一模）fC與12c發(fā)生的三種核反應(yīng)：：2C+，Cf：：Na+：H+2.24MeV,

，C+：2C-?：；Mg+：n+2.60MeV,，C+?C->：；Mg+13.9MeV。下列結(jié)合能關(guān)系排列正確的是（）

23

C.iC<1Na<^Mg<>gD.：；Mg<；2cv：：Nav：；Mg

【答案】C

【詳解】核反應(yīng)釋放的能量滿足關(guān)系■=Eq：.成物總結(jié)合使一E反應(yīng)物總結(jié)合能

自由核子（質(zhì)子、中子）沒有結(jié)合過程，結(jié)合能為0。設(shè)［c的結(jié)合能為生，由第一個(gè)反應(yīng)得

2穌+2.24McV=%a+/心小

由第二個(gè)反應(yīng)得2終+2.60MeV=與混+4n=4Mg

由第三個(gè)反應(yīng)得2%+13.9MeV=4Mg

綜上分析可得結(jié)合能大小關(guān)系為；C<；：Na<：；Mg<：：Mg

故選C。

17.（2026?廣東東莞?一模）1956年李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，吳健雄用6℃。對此

進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。&c。的衰變方程是：*Cof；；Ni+X+i，其中［是反電子中微子，電荷為零，靜止質(zhì)

量可視為零。下列說法正確的是（）

A.核反應(yīng)中的X是中子

B.黑C。的比結(jié)合能大于［Ni的比結(jié)合能

C.衰變產(chǎn)物的用的質(zhì)量數(shù)與‘°C。相同，因此該過程不釋放能量

D.若衰變前60co靜止，則衰變后2Ni、X和反電子中微子的總動量為零

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)Z=27-28=7

質(zhì)量數(shù)4=60-60=0

所以X為電子，故A錯(cuò)誤；

B."衰變釋放能量，生成核比反應(yīng)核更加穩(wěn)定，原子核越穩(wěn)定，比結(jié)合能越大，即々Ni的比結(jié)合能比胃C。

的大，故B錯(cuò)誤；

C.核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒，但反應(yīng)過程存在質(zhì)量虧損，滿足E=Amc2,因此該過程釋放能量，故C錯(cuò)誤：

D.核反應(yīng)過程遵循動量守恒，若衰變前60co靜止，則衰變后矽即、X和反電子中微子的總動量為零，故D

正確。

故選D.

18.（2026?陜西咸陽?二模）患者服用碘131后，碘131會聚集到人體的甲狀腺區(qū)域，可用于靶向治療甲狀

腺疾病。對于質(zhì)量為外的2I，經(jīng)過時(shí)間％,部分衰變?yōu)?Xe,剩余的質(zhì)量為〃?，其〃一，圖線如圖所示。

下列說法正確的是（）

A.的比結(jié)合能比雪Xe大

B.衰變方程為壁f】Xe+；e

C.21的半衰期為8天

D.8個(gè)制核經(jīng)過24天還剩1個(gè)

【答案】C

【詳解】A.生成物的比結(jié)合能更大,則方的比結(jié)合能比雪Xe小,故A錯(cuò)誤;

B.衰變過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，故衰變方程為Rif曹Xe+'e,故B錯(cuò)誤；

c.由圖線可知（加。=/%（；產(chǎn)

其中/=16天，則用I的半衰期為8天，故C正確；

D.半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，僅對大量原子核的衰變行為成立，無法預(yù)測少量原子核的衰變結(jié)果，故D錯(cuò)誤。

故選C。

19.（2026?河北保定?一模）近年來，我國自主研發(fā)的全超導(dǎo)托七馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置即“人造太陽”（如圖）

屢獲突破，其原理是將高速運(yùn)動的笊核、旅核約束在一定空間內(nèi)，使兩者碰撞，發(fā)生核反應(yīng)一，生成氮核

（；He）和粒子X并釋放能量，因自然界中筑核數(shù)量稀少，需要讓X撞擊約束器內(nèi)壁上的鋰（；Li）,發(fā)生反

應(yīng)二，生成一個(gè)瓶核和另一粒子Y并釋放能量，使反應(yīng)一持續(xù)進(jìn)行。下列說法正確的是（）

A.反應(yīng)一為核裂變反應(yīng)

B.粒子X為正電子

C.粒子Y為:He

D.反應(yīng)二中反應(yīng)物的質(zhì)量之和小于生成物的質(zhì)量之和

【答案】C

【詳解】AB.反應(yīng)一為jH+：HT；He+：n,可知該反應(yīng)為核聚變反應(yīng)，粒子X為中子，AB錯(cuò)誤；

CD.反應(yīng)二為；Li+；n-＞：H+；He,即粒子Y為；He,因反應(yīng)放出能量，則由質(zhì)量虧損，即反應(yīng)物的質(zhì)量

之和大于生成物的質(zhì)量之和，C正確，D錯(cuò)誤。

故選Co

20.（2026?湖南?模擬預(yù)測）在勻強(qiáng)磁場（強(qiáng)度未知）中有一個(gè)靜止的原子核P發(fā)生了某種衰變，己知放射

出的粒子速度方向及反沖原子核N的速度方向均與磁場方向垂直，它們在磁場中運(yùn)動的徑跡是兩個(gè)內(nèi)切的

圓，如圖所示。圖中大圓與小圓直徑之比為7:1,下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.原子核P衰變反應(yīng)的類型是。衰變B.原子核P的核電荷數(shù)為6

C.反沖原子核N逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動D.原子核P的質(zhì)量數(shù)一定為12

【答案】D

【詳解】A.靜止原子核衰變，動量守恒，衰變后新核和放出粒子動量大小相等P1=〃2=P

帶電粒子在磁場中運(yùn)動半徑公式為〃=勺=彳，即廠X，

qBqBq

若為a衰變，放出帶正電的a粒子，新核也帶正電，兩粒子速度反向、電荷同號，洛倫茲力反向，徑跡外

切：

若為B衰變，放出帶負(fù)電的電子，新核帶正電，兩粒子速度反向、電荷異號，洛倫茲力同向，徑跡內(nèi)切。

本題徑跡內(nèi)切，故為p衰變，故A正確；

1餐子7

B.由，,8—,直徑比等于半徑比，得4二0二=了

q5外子1

P衰變放出電子，電荷量大小夕粒子=。，因此反沖核N的電荷數(shù)縱=7

根據(jù)0衰變規(guī)律：原核電荷數(shù)Z=7+（-1）=6,即原核。核電荷數(shù)為6,故B正確：

C.反沖核N帶正電，磁場垂直紙面向里，根據(jù)左手定則，可知N做逆時(shí)針圓周運(yùn)動，故C正確；

D.半徑公式〃=與中，僅和電荷量4相關(guān)，和質(zhì)量數(shù)無關(guān)；我們僅能得到P的核電荷數(shù)為6,無法確定其

qB

質(zhì)量數(shù)，因此產(chǎn)質(zhì)量數(shù)不一定為12,故D錯(cuò)誤。

本題選擇不正確選項(xiàng)，故選D。

21.（2026?浙江嘉興?二模）如圖所示，在充滿磁場的空間中，以鐳放射源為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系

xOy.磁場方向以x軸為邊界，V>0區(qū)域垂直于平面向里，JY0區(qū)域垂直于平面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

4=人回（勺>0）。鐳元素發(fā)生衰變，向J，軸正方向射出三種射線①、②、③，射線①和射線③的速度之比

約為1:9,質(zhì)子與電子的質(zhì)量之比約為1836:1則（)

A.射線③是弱相互作用引起的，其穿透能力弱，用一張紙就能擋住

B.射線②是鐳原子能級躍遷產(chǎn)生的，可用于探測金屬構(gòu)件內(nèi)部的缺陷

C.若比荷為3的粒子形成射線①，其經(jīng)縱坐標(biāo)為M的位置時(shí)分速度巳二-4島"

D.組成射線①和③的兩種粒子離x軸的最大距離之比約為20:1

【答案】D

【詳解】首先根據(jù)左手定則判斷三種射線，磁場向里，粒子初速度沿y正方向，向左偏的①帶正電，向右

偏的③帶負(fù)電，不偏轉(zhuǎn)的②不帶電，因此①是。射線（氮核，正電），②是，射線（不帶電），③是《

射線（電子，負(fù)電）。

A.③是夕射線，由弱相互作用引起，但力射線穿透能力較強(qiáng)，?張紙不能擋住）射線，故A錯(cuò)誤；

B.②是/射線，7射線是原子核能級躍遷產(chǎn)生的，不是原子（核外）能級躍遷，故B錯(cuò)誤；

C.洛倫茲力水平分量提供的加速度為/=竺包=竺生

mm

dvdvdvdv

根據(jù)加速度的定義式有%=工=于W=4女

atayatay

聯(lián)立積分可得『小，

解得“知；

2m

方向向左，故C錯(cuò)誤；

D.粒子到達(dá)離x軸最大距離時(shí)，vy=0,速率M不變（洛倫茲力不做功），即1^1=%;代入上式得

解得借

I嗎）懷成.e~20一“

ym.fl_4x1836L1,

則3=「?=x------------x—^―,故D正確;

.%V切3為％V9w,2e1

故選Do

22.（2026?浙江杭州?二模）某物理實(shí)驗(yàn)室利用回旋加速器加速笊核（；H）轟擊靜止的硅-28靶（::Si）,

研究核反應(yīng)?；匦铀倨鞯腄形盒半徑為R,加速電壓為U,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦笊核被加速至最大動

能后引出轟擊靶核，發(fā)生核反應(yīng)：；:Si+；Hf：：Si+：H,已知相關(guān)核質(zhì)量：笊核/?H=2.014U,硅-28

=27.977U,硅-29雇：=28.976u,質(zhì)子%=1.007u,其中l(wèi)u=93L5McV/c2,電子電荷量

e=1.60xl0-,9C,真空光速c=3.0xl（）8m/s。忽略相對論效應(yīng)和核反應(yīng)的輻射能量損失，相關(guān)數(shù)值計(jì)算均保

留二位有效數(shù)字。

（1）求笊核在磁場中回旋的時(shí)間（用題給字母表示）：

（2）若笊核經(jīng)加速后獲得動能為9.0MeV,求反應(yīng)后子核（硅-29）和質(zhì)子的動能之和（以MeV為單位）

（3）實(shí)際核反應(yīng)中，質(zhì)子射出方向與笊核入射方向的夾角夕可在伊到180。之間變化，因而質(zhì)子速率v在一定

范周內(nèi)連續(xù)分布，試給出V取最大值和最小值的條件：

（4）若笊核經(jīng)加速后獲得動能為9.0MeV,反應(yīng)后質(zhì)子以垂直于笊核入射方向的速度射出（笊核入射方向?yàn)閤

軸正方向，質(zhì)子沿y軸正方向射出），求質(zhì)子的動量大小（以McV/c為單位）。

【答案】（1”=〃7=亞眩

2U

（2）17McV

（3/=0。,速率最大,6=180°,速率最小

（4）p=1.7x10?MeV/c

2

【詳解】（I）笊核電荷最為e，加速到最大動能時(shí)，由洛倫茲力提供向心力“8=色匕

r

JR?

當(dāng)笊核在磁場中運(yùn)動的半徑滿足，?=R時(shí)速度最大，動能最大，則最大動能顯?=丁——

2mH

笊核在磁場中運(yùn)動的周期為7=次=幺誓

veB

笊核每加速一次獲得的動能為芯ko=eU

EeB2R2

則笊核加速的次數(shù)為〃=普”=——

則笊核在磁場中回旋的時(shí)間為2口工=獨(dú)上

22U

（2）核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為△/〃=（喈+〃1）-（喏+勺）=00°8u

釋放核能△￡=Awe2=0.008x931.5MeV?7.5MeV

由能量守恒，反應(yīng)前總動能為笊核動能（靶靜止），反應(yīng)后總動能為入射動能加釋放核能:

2

Ek.,=AWc+Ekm?17McV

（3）根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律，知。=0。（質(zhì)子沿笊核方向射出），速率最大

6=180。（質(zhì)子反笊核方向射出），速率最小

（4）設(shè)笊核入射動最為外，由&〃=圖-

2wu

其中tnn=2.014U

得百=4.028“￡0=36.252U

質(zhì)子沿）'方向射出，動量大小為，

由動量守恒得硅-29動量分量：PJ=PQ,Py--p,硅質(zhì)量A/=28.976u,質(zhì)子質(zhì)量/?=1.007u

總動能滿足￡依=《+紅E

總2m2M

結(jié)合lu=931.5MeV/c2

得p=j30.6x931.5MeK/c1.7xlO2A/er/c

THREEl幽顏3通關(guān)特訓(xùn)

1.（2026?湖南郴州?模擬預(yù)測）笊一點(diǎn)聚變是“第一代''聚變反應(yīng)，該反應(yīng)產(chǎn)生的高能中子會損害反應(yīng)堆內(nèi)

壁，導(dǎo)致反應(yīng)裝置壽命縮短?！暗诙本圩兪求珊偷?反應(yīng)。“第三代”聚變有氮3跟氮3的反應(yīng)，這種聚變

不會產(chǎn)生中子，故反應(yīng)裝置需要的防護(hù)條件簡單，是未來核聚變的理想方向。若其核反應(yīng)方程寫為：

；He+；HeHe+2X,則X是1）

A.a粒子B.。粒子C.質(zhì)子D.中子

【答案】C

【詳解】令X的質(zhì)量數(shù)為〃?，電荷數(shù)為〃，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒有3+3=4+2用

根據(jù)電荷數(shù)守恒有2+2=2+2〃

解得〃2=1,W=1

可知X是質(zhì)子。

故選c。

2.（2026?四川宜賓?二模）我國預(yù)計(jì)2027年發(fā)射巡天空間望遠(yuǎn)鏡（CSST）,與天宮空間站共軌飛行，其

設(shè)計(jì)能記錄單個(gè)光子到達(dá)的時(shí)刻與能最，并利用光譜分析重構(gòu)遙遠(yuǎn)星系的精細(xì)結(jié)構(gòu)。關(guān)于遙遠(yuǎn)星系輻射的

星光說法正確的是（）

A.是一種縱波B.僅具有粒子性C.僅具有波動性D.具有波粒二象性

【答案】D

【詳解】A.遙遠(yuǎn)星系的星光屬于電磁波，電磁波的振動方向與傳播方向垂直，是橫波，不是縱波，故A

錯(cuò)誤：

BCD.光既具有粒子性（如光電效應(yīng)、光子能量特性）也具有波動性（如干涉、衍射現(xiàn)象），并非僅具有

粒子性或波動性，故BC錯(cuò)誤，故D正確。

故選D。

3.（2026?湖南?模擬預(yù)測）2026年1月,中國的“人造太陽”——全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）

在實(shí)驗(yàn)中取得重要進(jìn)展，為可控核聚變研究邁出關(guān)鍵一步。下列關(guān)于核聚變相關(guān)說法中正確論是（）

A.H前世界上主流的核電站都利用了該反應(yīng)的原理

B.核聚變反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律

C.核聚變反應(yīng)發(fā)生后，核子的比結(jié)合能增大

D.核聚變反應(yīng)中釋放的光子，來源于核外電子的能級躍遷

【答案】C

【詳解】A.目前世界上主流核電站利用的是重核裂變的原理，可控核聚變暫未實(shí)現(xiàn)商用發(fā)電，故A錯(cuò)誤；

B.能量守恒定律是自然界普遍遵循的基本規(guī)律，核聚變反應(yīng)也滿足能量守恒，反應(yīng)中的質(zhì)量虧損對應(yīng)核能

的釋放，符合質(zhì)能方程，故B錯(cuò)誤；

C.核聚變是輕核結(jié)合為質(zhì)量更大的核的放能反應(yīng)，反應(yīng)后生成的原子核更穩(wěn)定，而比結(jié)合能越大原子核越

穩(wěn)定，因此核子的比結(jié)合能增大，故c正確；

D.核聚變釋放的光子來源丁原子核內(nèi)部的能顯釋放，核外電子能級躍江是原子發(fā)光的機(jī)理，和核反應(yīng)無關(guān)，

故D錯(cuò)誤。

故選C。

4.（2026?安徽?一模）由中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所自主設(shè)計(jì)研制的世界上第一

個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克裝置EAST,于2006年建成投入使用。該裝置的核心就是模仿太陽，持續(xù)穩(wěn)定地釋放能

量，然后轉(zhuǎn)化成電能，供人類使用。該裝置的核反應(yīng)方程可能是：H+；Hf：He+；n,下列說法正確的是

()

A.A-=4B.y=-l

C.該核反應(yīng)要吸收熱量D.該核反應(yīng)是核裂變

【答案】A

【詳解】AB.根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，x=4,y=0,故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.該核反應(yīng)是聚變，要放出熱量，故CD錯(cuò)誤。

故選Ao

5.（2026?四川宜賓?二模）植物光合作用主要吸收紅光和藍(lán)紫光。研究表明，葉綠素a分子吸收光子后，

電子從基態(tài)躍遷到某?激發(fā)態(tài)，該激發(fā)態(tài)比基態(tài)高1.88eV或2.88eV,此后電子通過一系列躍遷（包括輻射

和豐輻射過程）釋放能量，最終回到基態(tài)。類比氫原子的能級模型，則（）

A.電子回到基態(tài)，可能輻射出多種波長的光

B.電子回到基態(tài)，釋放的總能量一定大干吸收的光子能量

C.從基態(tài)吸收紅光或藍(lán)紫光后，電子躍遷到激發(fā)態(tài)的同一能級

D.從基態(tài)吸收紅光或藍(lán)紫光后，電子的動能和電勢能都必然增加

【答案】A

【詳解】A.電子吸收光子后可躍遷到2.88eV的高能級，躍遷回基態(tài)時(shí)既可以直接回基態(tài)，也可以先躍遷

到L88eV的低激發(fā)態(tài)再回基態(tài)，可輻射出多種能量（即多種波長）的光子，故A正確：

B.根據(jù)能量守恒，電子回到基態(tài)釋放的總能晟等于吸收的光子能量，部分能曷可通過非輻射過程（如產(chǎn)熱）

釋放，總能量不可能大于吸收的光子能量，故B錯(cuò)誤；

C.紅光頻率低于藍(lán)紫光，由光子能量公式￡=/??可知，紅光光子能量小于藍(lán)紫光，因此紅光對應(yīng)躍遷到

1.88eV能級,藍(lán)紫光對應(yīng)躍遷到2.88eV能級，并非同一能級，故C錯(cuò)誤;

D.類比氫原子能級模型，電子處于越高能級，軌道半徑越大，由庫侖力提供向心力人絲=用士，推導(dǎo)得

r-r

動隹線=陰，廠越大動能越小：電子遠(yuǎn)離原子核過程電場力做負(fù)功，電勢能增加，因此躍遷后動能減小,

zr

并豐動能和電勢能都增加，故D錯(cuò)誤。

故選Ao

6.（2026?湖北荊州?二模）圖甲為氫原子能級的示意圖，現(xiàn)有大量處于〃=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷；

圖乙為盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)示意圖，下列說法正確的是（）

nE/cV

00...........0

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

3------------1.51a粒子?重金屬核

2-----------3.4

1------------13.6

甲乙

A.這些氫原子在躍遷過程中最多能輻射出3種不同頻率的電磁波

B.躍遷過程中，核外電子的動能增大，電勢能減小，動能和電勢能之和減小

C.。粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)是因?yàn)槭艿搅嗽雍说暮肆ψ饔?/p>

D,a粒子從。到〃的過程中，動能和電勢能均先減小后增大

【答案】B

【詳解】A.大量氫原子從〃-4的能級向基態(tài)躍遷能幅射出C：=6種不同頻率的電磁波，故A錯(cuò)誤;

B.躍遷過程中電場力對電子做正功，電勢能減小，動能增大，釋放出光子，則氫原子的能量減小，即動能

和電勢能的和減小，故B正確；

C.a粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是受到原子核的電場力作用，故C錯(cuò)誤；

D.a粒子從。到〃的過程中，只有電場力做功，則動能和電勢能的和不變，電勢能先增大后減小，動能

先減小后增大，故D錯(cuò)誤。

故選B。

7.（2026?山東德州,模擬預(yù)測）康普頓的理論和實(shí)驗(yàn)證明光具有粒子性，光子和電子、質(zhì)子這樣的實(shí)物粒

子一樣，既具有能量，又具有動量（光子的能量抽，光子的動量4）,光子與晶體中電子的相互作用過程

嚴(yán)格地遵守能量守恒定律和動量守恒定律。如圖所示，在真空環(huán)境中一光子與一靜止的電子發(fā)生彈性斜碰,

碰后光子的偏轉(zhuǎn)角為a,電子沿與光子的入射方向成尸角飛出。已知入射光子的波長為2。，真空中的光速為

c,普朗克常量為人則碰后電子的動能為（）

光子電子

…o-------O

碰撞前碣撞后

sin(a+/?)+sin/?'hc(cos(a+/7)+cos/?>

A.B.

sin(a+0)cos(a+p),

加(sin(a+6)-sin夕、