2020-2024年五年高考物理真题分类汇编 专题12 近代物理（解析版）

2020-2024年五年高考真题分类汇编PAGEPAGE1专题12近代物理1.考情分析考点要求考题统计近代物理2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题2.试题情境：医用放射性核素、霓虹灯、氖管、光谱仪、原子钟、威耳逊云室、射线测厚仪、原子弹、反应堆与核电站、太阳、氢弹、环流器装置等3.常见问题模型：光电效应现象、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光谱、原子的能级结构、射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应和核聚变反应等3.命题方向：本章内容在高考中属于热点问题。考试以选择题为主，计算题中也可能涉及到，考向有①光电效应与波粒二象性物质波：光电效应的规律、光电效应的图像问题、波粒二象性、物质波②原子结构与原子核核能：能级跃迁、核反应式、半衰期、核能计算4.备考策略：在复习本章时，可以从以下几个方面进行系统的学习和准备：①理解基本概念和规律：首先，深入理解光电效应的定义及其产生的条件，即只有在入射光的频率超过一定阈值时，物体才会发射出电子。其次，要熟悉光电效应的基本规律，例如饱和电流的存在。接着，学习波粒二象性的概念，理解光同时具备波动性（如干涉、衍射、偏振等现象）和粒子性（如光电效应和康普顿效应）。此外，物质波的概念也非常重要，即所有运动的物体，无论是微观粒子还是宏观物体，都有对应的波，且其波长与物体的动量成反比。②深入学习相关实验和现象：研究历史实验，了解光电效应的发现过程以及它在当时物理学界引发的争议，这将有助于深化对光电效应本质的理解。同时，通过分析光电效应实验中观察到的现象，探究不同光线引发光电效应的原因，以及不同金属对同一光源反应差异的内在机制。③掌握数学表达式：记忆并理解光电效应和物质波相关的数学表达式，如爱因斯坦的光电效应方程和德布罗意波长公式。通过解题练习，运用这些公式解决具体问题，从而提升解题技巧和计算能力。④联系实际应用：学习原子的模型，例如波尔模型，以理解电子的能级分布和跃迁过程。同时，了解原子核的组成，包括质子和中子，以及核力的作用。最后，掌握核裂变和核聚变的基本概念，并探讨它们在能源生产中的应用及潜在风险。考点01近代物理1．（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【考点】根据条件写出核反应方程【答案】A【详析】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。2．（2024·浙江·高考真题）如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（）A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零【考点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算

光电子的最大初速度

遏止电压的本质及其决定因素【答案】C【详析】AB．根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到到达N板时则到达N板时的动能为与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，选项AB错误；C．平行极板M射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为解得选项C正确；D．M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则解得选项D错误。故选C。3．（2024·浙江·高考真题）已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，中子质量为，阿伏加德罗常数取，氘核摩尔质量为，相当于。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（）A．核反应方程式为B．氘核的比结合能比氦核的大C．氘核与氚核的间距达到就能发生核聚变D．氘完全参与聚变释放出能量的数量级为【考点】分析原子核的结合能与比结合能

利用质能方程公式进行计算

典型的核聚变方程【答案】D【详析】A．核反应方程式为故A错误；B．氘核的比结合能比氦核的小，故B错误；C．氘核与氚核发生核聚变，要使它们间的距离达到以内，故C错误；D．一个氘核与一个氚核聚变反应质量亏损聚变反应释放的能量是氘完全参与聚变释放出能量数量级为，故D正确。故选D。4．（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【考点】波的衍射概念及产生明显衍射的条件

光的折射定律、折射率

影响光电流大小的因素

理解氢原子光谱的特点【答案】C【详析】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。5．（2024·浙江·高考真题）（多选）下列说法正确的是（）A．相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱B．具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量D．自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化【考点】偏振现象及其解释

电磁场理论与电磁波的发现

热辐射、黑体和黑体辐射

德布罗意波的公式【答案】CD【详析】A．相同温度下，黑体吸收和辐射能力最强，故A错误；B．根据具有相同动能的中子和电子，电子质量较小，德布罗意波长较长，故B错误；C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量，故C正确；D．自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光可视为偏振光，透过偏振片观察，转动偏振片时能观察到明暗变化，故D正确。故选CD。6．（2024·浙江·高考真题）（多选）下列说法正确的是（）A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少【考点】变压器原理与结构

分子势能随间距的变化E-r图

强子、轻子和媒介子

狭义相对论的两个基本假设【答案】AB【详析】A．中子靠弱相互作用结合成整体，则中子呈电中性但内部有复杂结构，故A正确；B．根据爱因斯坦的相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同，故B正确；C．根据可知，增加接收电路的线圈匝数，可减小振荡电路的固有频率，则可接收较低频率的电台信号，故C错误；D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，即分子距离从小于到大于的过程，分子力先做正功后做负功，则分子势能先减小后增大，故D错误。故选AB。7．（2023·浙江·高考真题）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（）A．衰变方程中的X等于233 B．的穿透能力比γ射线强C．比的比结合能小 D．月夜的寒冷导致的半衰期变大【考点】α衰变的特点、本质及其方程的写法

半衰期的概念

分析原子核的结合能与比结合能

α和β、γ三种射线的性质【答案】C【详析】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为即衰变方程中的X=234，故A错误；B．是α粒子，穿透能力比γ射线弱，故B错误；C．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确；D．半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。故选C。8．（2023·浙江·高考真题）被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为v光子的功率为（）A． B． C． D．【考点】光子能量的公式【答案】A【详析】设天体发射频率为v光子的功率为P，由题意可知其中t=1s，解得故选A。9．（2023·浙江·高考真题）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（）A．发生衰变的产物是B．衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年【考点】β衰变的特点、本质及其方程的写法

半衰期的概念

半衰期相关的计算【答案】D【详析】A．根据即发生衰变的产物是，选项A错误；B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；C．半衰期是核反应，与外界环境无关，选项C错误；D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年=11460年，选项D正确。故选D。10．（2023·浙江·高考真题）（多选）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为∆x。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则（

）A．电子的动量 B．电子的动能C．光子的能量 D．光子的动量【考点】干涉条纹间距与波长的关系

爱因斯坦光电效应方程

德布罗意波的公式【答案】AD【详析】根据条纹间距公式可得A．根据可得故A正确；B．根据动能和动量的关系结合A选项可得故B错误；C．光子的能量故C错误；D．光子的动量光子的能量联立可得则光子的动量故D正确。故选AD。11．（2023·浙江·高考真题）（多选）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（）A．图1中的对应的是ⅠB．图2中的干涉条纹对应的是ⅡC．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大【考点】干涉条纹间距与波长的关系

遏止电压的本质及其决定因素

光子的动量及其公式

计算电子跃迁时吸收或释放光子的频率和波长【答案】CD【详析】根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得可知，可见光I的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大。A．可知，图1中的对应的是可见光Ⅱ，故A错误；B．由公式有，干涉条纹间距为由图可知，图2中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I，故B错误；C．根据题意，由公式可得，光子动量为可知，Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C正确；D．根据光电效应方程及动能定理可得可知，频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D正确。故选CD。12．（2022·浙江·高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（）A．逸出光电子的最大初动能为10.80eVB．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态【考点】光电子的最大初速度

光子的动量及其公式

计算电子跃迁中释放的光子频率种数

计算电子跃迁时吸收或释放光子的频率和波长【答案】B【详析】A．从n=3跃迁到n=1放出的光电子能量最大，根据可得此时最大初动能为故A错误；B．根据,又因为从n=3跃迁到n=1放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B正确；C．大量氢原子从n=3的激发态跃迁基态能放出种频率的光子，其中从n=3跃迁到n=2放出的光子能量为不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误；D．由于从n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4激发态，故D错误。故选B。13．（2022·浙江·高考真题）（多选）秦山核电站生产的核反应方程为，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（）A．X是 B．可以用作示踪原子C．来自原子核外 D．经过一个半衰期，10个将剩下5个【考点】β衰变的特点、本质及其方程的写法

半衰期的概念

根据条件写出核反应方程

放射性同位素的应用【答案】AB【详析】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质子数为1，中子数为1，即为，故A正确；B．常用的示踪原子有：，，，故B正确；C．由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，所以来自原子核内，故C错误；D．半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立，故D错误。故选AB。14．（2022·浙江·高考真题）（多选）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10-23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列说法正确的是（）A．发射电子的动能约为8.0×10-15JB．发射电子的物质波波长约为5.5×10-11mC．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样【考点】实物粒子的波动性

德布罗意波的公式

用概率波观点解释干涉图样的形成【答案】BD【详析】A．根据动量的大小与动能的关系可知发射电子的动能约为故A错误；B．发射电子的物质波波长约为故B正确；CD．物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故C错误，D正确；故选BD。15．（2022·浙江·高考真题）（多选）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（）A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kgC．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度D．反应堆中存在的核反应【考点】核裂变现象和产生条件

铀核的典型裂变方程

计算核裂变反应中释放的能量

核裂变的应用【答案】CD【详析】A．秦山核电站利用的是重核裂变变释放的能量，故A错误；B．原子核亏损的质量全部转化为电能时，约为核电站实际发电还要考虑到核能的转化率和利用率，则原子核亏损的质量大于27.6kg，故B错误；C．核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过中子的数量控制链式反应的速度，故C正确；D．反应堆利用铀235的裂变，生成多个中核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在的核反应，故D正确；故选CD。16．（2021·浙江·高考真题）已知普朗克常量，电子的质量为，一个电子和一滴直径约为的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（）（）A． B． C． D．【考点】德布罗意波的公式【答案】C【详析】根据德布罗意波长公式,解得由题意可知，电子与油滴的动能相同，则其波长与质量的二次方根成反比，所以有代入数据解得所以C正确；ABD错误；故选C。17．（2021·浙江·高考真题）下列说法正确的是（）A．光的波动性是光子之间相互作用的结果B．玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大【考点】光电效应现象及其解释

光的波粒二象性

α粒子射向原子核的微观分析

玻尔原子理论的基本假设【答案】B【详析】A．在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹。这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，故A错误；B．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故B正确；C．光电效应揭示了光的粒子性，但是不能证明光子除了能量之外还具有动量，选项C错误；D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方时，会使金属球附近的空气电离，金属球吸引负离子而使验电器金属箔的张角会变小，选项D错误。故选B。18．（2021·浙江·高考真题）2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（）A．是计算机运算的一种程序 B．表示运算速度的一个单位C．表示微观世界的不连续性观念 D．类似于质子、中子的微观粒子【考点】理解量子化与能量子【答案】C【详析】量子是不可分割的最小的单元，体现了物质的不连续性，即通常所说的“量子化”。故选C。19．（2021·浙江·高考真题）（多选）对四个核反应方程（1）；（2）；（3）；（4）。下列说法正确的是（）A．（1）（2）式核反应没有释放能量B．（1）（2）（3）式均是原子核衰变方程C．（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程D．利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一【考点】核聚变现象和产生条件【答案】CD【详析】A．（1）是衰变，（2）是衰变，均有能量放出，故A错误；B．（3）是人工核转变，故B错误；C．（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程，故C正确；D．利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一，故D正确。故选CD。20．（2021·浙江·高考真题）（多选）如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月，该装置实现了1×108℃等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变，下列说法正确的是（）

A．聚变又叫热核反应B．太阳就是一个巨大的热核反应堆C．高温能使原子核克服核力而聚变D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多【考点】受控热核反应【答案】ABD【详析】A．聚变又叫热核反应，选项A正确；B．太阳就是一个巨大的热核反应堆，选项B正确；

C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10-15m以内，核力才能起作用，那么热核反应时要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能来克服核力而聚变在一起形成新的原子核，即高温能使轻核克服库仑斥力而聚变，但不是能使所有的原子核克服库仑斥力而聚变，选项C错误；D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多，选项D正确；故选ABD。21．（2020·浙江·高考真题）下列说法正确的是（）A．质子的德布罗意波长与其动能成正比B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线C．光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性【考点】光电效应的极限频率

德布罗意波的公式

电子束衍射和衍射图样

α和β、γ三种射线的性质【答案】D【详析】A．由公式可知质子的德布罗意波长，，故A错误；B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线，故B错误；C．由当，可知截止频率与入射光频率无关，由材料决定，故C错误；D．电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性，故D正确。故选D。22．（2020·浙江·高考真题）下列说法正确的是（

）A．射线的穿透能力比射线强B．天然放射现象说明原子具有复杂的结构C．核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小D．半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关【考点】天然放射现象的发现过程

半衰期的概念

计算核聚变反应中释放的能量

α和β、γ三种射线的性质【答案】D【详析】A．射线可以被一张A4纸挡住，而射线可以穿透几厘米厚的铅板，所以射线的穿透能力比射线的穿透能力强，故A错误；B．天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故B错误；C．聚变前要先使原有的原子结构破坏，发生类似裂变，然后重新组合成新的原子发生聚变，有质量亏损会对外再次释放能量，因此核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的大，故C错误；D．半衰期是放射性元素固有的属性，和元素存在的形式无关，故D正确。故选D．23．（2020·浙江·高考真题）（多选）太阳辐射的总功率约为，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为（c为真空中的光速）的氘核（）和一个质量为的氚核（）结合为一个质量为的氦核（），并放出一个X粒子，同时释放大约的能量。下列说法正确的是（）A．X粒子是质子B．X粒子的质量为C．太阳每秒因为辐射损失的质量约为D．太阳每秒因为辐射损失的质量约为【考点】根据条件写出核反应方程

利用质能方程公式进行计算【答案】BC【详析】A．由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，选项A错误；B．根据能量关系可知解得，选项B正确；C．太阳每秒放出的能量损失的质量选项C正确；D．因为则太阳每秒因为辐射损失的质量为选项D错误。故选BC。24．（2020·浙江·高考真题）（多选）由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则（

）A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线B．氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线C．处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离D．大量氢原子从能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光【考点】氢原子能级图【答案】CD【详析】A．射线为重核衰变或裂变时才会放出，氢原子跃迁无法辐射射线，故A错误；B．氢原子从的能级向的能级辐射光子的能量：在可见光范围之内，故B错误；C．氢原子在能级吸收的光子能量就可以电离，紫外线的最小频率大于，可以使处于能级的氢原子电离，故C正确；D．氢原子从能级跃迁至能级辐射光子的能量：在可见光范围之内；同理，从的能级向的能级辐射光子的能量也在可见光范围之内，所以大量氢原子从能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光，故D正确。故选CD．考点01近代物理1．（2024·浙江·一模）下列四幅图中的实验现象能说明光具有粒子性的是（）A．光电效应B．薄膜干涉C．光的偏振D．光的衍射【考点】薄膜干涉现象和原理

单缝衍射和小孔衍射图样

偏振现象及其解释

光电效应现象及其解释【答案】A【详析】A．光电效应说明光具有粒子性，A正确；BCD．光的干涉、衍射和偏振都是波的特性，说明光具有波动性，BCD均错误。故选A。2．（2024·浙江嘉兴·二模）如图所示的射线测厚仪采用放射性元素作为放射源，其发生β衰变的半衰期为6h。则该测厚仪（）A．衰变产物为B．衰变的原因是弱相互作用C．用于监测与控制钢板厚度的最佳选择是β射线D．20g放射源经12h后剩余物质的质量为5g【考点】β衰变的特点、本质及其方程的写法

半衰期的概念

α和β、γ三种射线的性质【答案】B【详析】A．β衰变放出的粒子是电子，根据质量数和电荷数守恒可知，衰变产物为，故A错误；B．发生β衰变的原因是弱相互作用，故B正确；C．用于监测与控制钢板厚度的最佳选择是射线，故C错误；D．20g放射源经12h后剩余5g的未发生衰变，但剩余物质的质量大于5g，故D错误。故选B。3．（2024·浙江金华·三模）2024年4月5日全国首批“港澳药械通”进口心脏起搏器在穗通关，这批心脏起搏器使用“氚电池”供电，氚电池能将氚核衰变产生的核能转化为电能，氚核方程为，已知氚核发生衰变的半衰期为12.5年，当电池中氚的含量低于初始值的25%时便无法正常工作。下列说法正确的是（

）A．X粒子是来自原子的内层电子B．起搏器所处环境的湿度、温度可以改变氚的半衰期C．的比结合能比的比结合能小D．这种核能电池的寿命大约是35年【考点】β衰变的特点、本质及其方程的写法

半衰期的概念

半衰期相关的计算

分析原子核的结合能与比结合能【答案】C【详析】A．根据质量数和核电荷数守恒可知，X粒子为电子，即氚核发生衰变，其中电子由原子核内一个中子转化为一个质子和一个电子而来，故A错误；B．放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度、压强等因素无关，故B错误；C．氚核发生β衰变的过程中释放能量，根据质能方程可知，总质量减小，产生的新核的比结合能比氚核大，故C正确；D．电池中氚的含量等于初始值的25%时，即剩余的氚核为原来的四分之一，根据可知经过了两个半衰期，即故D错误。故选C。4．（2024·浙江·二模）氢原子光谱按波长展开的谱线如图甲所示，此谱线满足巴耳末公式，…，图乙为氢原子能级图。普朗克常量约为，则（

）A．垂直入射到同一单缝衍射装置，光的衍射中央亮条纹宽度小于B．氢原子从跃迁到能级时会辐射出γ射线C．氢原子从跃迁到与跃迁到产生光子的动量之比为286∶255D．在同一光电效应装置中，光照射产生的光电子初动能都大于光照射产生的光电子【考点】爱因斯坦光电效应方程

基态、激发态、跃迁、电离【答案】C【详析】A．由图甲可知，的波长大于，垂直入射到同一单缝衍射装置，光的衍射中央亮条纹宽度大于，A错误；B．氢原子从跃迁到能级辐射出光的波长由，求得氢原子从跃迁到能级时会辐射出光，不会辐射出γ射线，B错误；C．根据及可得因此动量之比为C正确；D．在同一光电效应装置中，光的能量大于光，照射产生的光电子最大初动能大于光照射产生的光电子的最大初动能，而不是光照射产生的光电子初动能都大于光照射产生的光电子，D错误。故选C。5．（2024·浙江·模拟预测）将放射性同位素氟-18（）注入人体参与人体的代谢过程，如图甲所示，氟-18在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭并产生一对波长相等的光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的医学图像。氟-18的衰变规律如图乙所示，其中纵坐标表示任意时刻放射性元素的原子数与的原子数之比，设正、负电子的质量均为m，光速为c，普朗克常数为h。则（）A．氟-18衰变的方程为B．上述一对光子由氟-18直接产生并释放C．上述一对光子波长为D．经5小时人体内氟-18的残留量是初始时的33.3%【考点】半衰期相关的计算

根据条件写出核反应方程

利用质能方程公式进行计算【答案】C【详析】A．根据质量数与质子数守恒，可得氟-18的衰变方程故A错误；B．依题意，正负电子湮灭方程为故B错误；C．由质能方程，可得根据能量守恒，可得联立，解得故C正确；D．由乙图可知氟-18的半衰期为T=100min，根据又联立，解得故D错误。故选C。6．（2024·浙江湖州·二模）用各种频率的光照射两种金属材料得到遏止电压Uc随光的频率ν变化的两条图线1、2，图线上有P和Q两点。下列说法正确的是（）A．图线1、2一定平行B．图线1对应金属材料的逸出功大C．照射同一金属材料，用Q对应的光比P对应的光产生的饱和电流大D．照射同一金属材料，用P对应的光比Q对应的光溢出的电子初动能大【考点】爱因斯坦光电效应方程【答案】A【详析】A．根据光电效应方程可得，可得由此可知，图线1、2斜率相同，两图线一定平行，故A正确；B．结合图线可知，图线2对应金属材料的逸出功大，故B错误；C．P光对应的频率较小，当不能确定光的强度，所以不可以确定饱和光电流的大小，故C错误；D．P光对应的频率较小，Q光的频率较大，所以照射同一金属材料，用Q对应的光比P对应的光溢出的电子初动能大，故D错误。故选A。7．（2024·浙江宁波·二模）图甲所示为氢原子的能级图。一群处于第4能级的氢原子，会辐射出不同频率的光，其中只有2种频率的光a、b可以让图乙所示光电管的阴极K发生光电效应。图丙为a、b光单独照射K时产生的光电流随电压变化的关系图。下列说法正确的是（）A．a光的光子动量比b光的光子动量大B．用b光照射光电管时，逸出光电子的初动能都比a光照射时大C．用同一双缝干涉装置进行实验，a光的干涉条纹间距小于b光的D．处于第2能级的氢原子可以吸收a光的光子并电离【考点】干涉条纹间距与波长的关系

遏止电压的本质及其决定因素

光子的动量及其公式

基态、激发态、跃迁、电离【答案】D【详析】A．由图可知b光的遏止电压最大，由，联立可知b光的频率大于a光的频率，即b光的波长小，根据a光的光子动量比b光的光子动量小，故A错误；B．用b光照射光电管时，逸出光电子的最大初动能比a光照射时大，并不是所有光电子的初动能都大，故B错误；C．根据因为b光的波长小，所以b光的干涉条纹间距小，故C错误；D．由题意可知，a光是由氢原子处于能级跃迁到能级释放，则故D正确。故选D。8．（2024·浙江宁波·二模）2023年8月，新一代“人造太阳”中国环流三号首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，标志着我国在可控核聚变领域达到了国际领先水平。“人造太阳”内部发生的一种核反应,其反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（）A．核反应方程中X为B．的结合能为C．核反应中的质量亏损可表示为D．半衰期为12.46年，现有100个氚原子核，经过12.46年后剩下50个氚原子核【考点】半衰期的概念

根据条件写出核反应方程

分析原子核的结合能与比结合能

计算核反应中的质量亏损【答案】C【详析】A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，故A项错误；B．结合能是把原子核拆解成自由核子时所需要的最小能量，而非是核反应中放出的能量17.6MeV，故B项错误；C．核反应放出的能量为由能量守恒可得解得故C项正确；D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适用，故D项错误。故选C。9．（2024·浙江宁波·二模）斯特潘定律是热力学中的一个著名定律，其内容为：一个黑体表面单位面积辐射的功率与黑体本身的热力学温度T的四次方成正比，即，其中常量。假定太阳和地球都可以看成黑体，不考虑大气层反射、吸收等因素，已知太阳表面平均温度约为，地球表面平均温度约为，已知日地距离约为。试估算太阳半径（）A． B． C． D．【考点】热辐射、黑体和黑体辐射【答案】D【详析】设太阳半径为，太阳单位时间内辐射的总能量为这些能量分布在以太阳和地球之间的距离为半径的球面上，设地球半径为，则单位时间内地球吸收的能量为由于地球为黑体，则有联立可得故选D。10．（2024·浙江·三模）电子显微镜经过五十多年的发展，已经成为现代科学技术中不可缺少的重要工具。在电子显微镜中，电子束取代了光束用来“照射”被观测物体。已知可见光的波长为，由于光的衍射限制了显微镜的分辨率，光学显微镜的极限分辨率是。某透射式电子显微镜，电子加速电压为，电子的质量为。已知普朗克常量，若该电子显微镜和光学显微镜的孔径相同，不考虑相对论效应。该电子显微镜的分辨率大约是光学显微镜的（）A．倍 B．倍 C．10倍 D．0.1倍【考点】德布罗意波的公式

电子束衍射和衍射图样【答案】B【详析】根据，电子被加速后的波长则电子显微镜的分辨率大约是光学显微镜的倍。故选B。11．（2024·浙江·一模）如图所示，甲图是光电管中光电流与电压关系图像，乙图是放射性元素氡的质量和初始时质量比值与时间之间的关系图像，丙图是原子核的比结合能与质量数之间的关系图像，丁图是c、d两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，下列判断正确的是（

）A．甲图，a光的光子能量小于b光的光子能量B．乙图，每过3.8天反应堆的质量就减少一半C．丙图，核子平均质量比核子平均质量小约D．丁图，用a光照射c、d金属，若c能发生光电效应，则d也一定可以【考点】爱因斯坦光电效应方程

遏止电压的本质及其决定因素

半衰期的概念

分析原子核的结合能与比结合能【答案】C【详析】A．由甲图可知a光电子遏止电压大，则a光电子的最大初动能大，由光电效应方程可知a光能量大，故A错误；B．经过衰变产生的新核也属于反应堆的一部分，所以质量没有减半，故B错误；C．核比结合能比核高约，平均质量小约故C正确；D．根据，得当频率相等时，由于金属c遏止电压大，所以c的逸出功小，c能发生光电效应，则d不一定可以，故D错误。故选C。12．（2024·浙江·三模）如图所示，在真空中有一个折射率为、半径为r的均质小球，频率为ν的细激光束在真空中沿直线BC传播，BC与小球球心O的距离，光束经C点折射进入小球，并于D点出射。已知普朗克常数为h，，则在两次折射过程中一个光子对小球平均作用力大小为（）A． B．C． D．【考点】光的折射定律、折射率

光的波粒二象性【答案】B【详析】激光束两次折射的光路图如图所示根据折射定律可得，所以，激光束经两次折射，频率不变，故折射前后光子的动量的大小不变，即光子的动量的方向夹角为所以光子的动量变化量为光子在小球内的运动时间为根据动量定理可得联立可得根据牛顿第三定律可得光子对小球平均作用力大小为故选B。13．（2024·浙江金华·三模）在玻尔的原子结构理论中，氢原子由高能级向低能级跃迁时能发出一系列不同频率的光，波长可以用巴尔末里德伯公式来计算，式中为波长，R为里德伯常量，n、k分别表示氢原子跃迁前和跃迁后所处状态的量子数，对于每一个k，有，，，…。其中，赖曼系谱线是电子由的轨道跃迁到的轨道时向外辐射光子形成的，巴尔末系谱线是电子由的轨道跃迁到的轨道时向外辐射光子形成的。现用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验。若用赖曼系中波长最长的光照射时，遏止电压的大小为；若用巴尔末系中的光照射金属时，遏止电压的大小为。已知电子电荷量的大小为e，真空中的光速为c，里德伯常量为R。普朗克常量和该金属的逸出功分别为（

）A．， B．，C．， D．，【考点】爱因斯坦光电效应方程【答案】C【详析】在赖曼系中，氢原子由跃到，对应的波长最长设为，则所以所以在巴尔末系中，氢原子由跃迁到，对应的波长为，频率为，则，设、对应的最大动能分别为、，根据光电效应方程有，根据动能定理有，故选C。14．（2024·浙江金华·二模）（多选）关于下面四幅图涉及的物理知识，下列说法正确的是（

）A．随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加B．对于一定频率的光，入射光越强，饱和电流越大，光电子最大初动能也越大C．光子与电子碰撞，光子散射后频率增大D．镉棒插入深一些，多吸收一些中子，链式反应速度减缓【考点】黑体辐射的实验规律

爱因斯坦光电效应方程

康普顿效应的现象及其解释

核裂变的应用【答案】AD【详析】A．由图知，随着温度升高，各种波长的辐射强度都有增加，故A正确；B．根据光电效应方程对于一定频率的光，光电子最大初动能一定，与入射光强度无关，故B错误；C．光子与电子碰撞，光子将部分能量转移给电子，则光子能量减小，根据可知光子散射后频率减小，故C错误；D．镉棒插入深一些，多吸收一些中子，链式反应速度减缓，故D正确。故选AD。15．（2024·浙江温州·三模）（多选）如图为某款条形码扫描笔的工作原理图，发光二极管发出的光频率为。将扫描笔笔口打开，在条形码上匀速移动，遇到黑色线条光几乎全部被吸收；遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面（截止频率），产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号。下列说法正确的是（）A．扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔B．频率为的光照到光电管的金属表面立即产生光电子C．若发光二极管发出频率为的光，则一定无法识别条形码D．若发光二极管发出频率为的光，扫描笔缓慢移动，也能正常识别条形码【考点】光电效应现象及其解释

光电效应的瞬时性

饱和电流的本质及其决定因素【答案】AB【详析】A．根据题意，扫描笔在条形码上移动的速度越快，邻脉冲电信号的时间间隔越短，故A正确；B．频率为的光照到光电管发生光电效应是瞬间的，即立刻产生光电子，故B正确；C．若发光二极管发出频率为的光，大于截止频率，可以产生光电流，可以正常识别条形码，故C错误；D．若发光二极管发出频率为的光，小于截止频率，无法产生光电流，即无法正常识别条形码，故D错误。故选AB。16．（2024·浙江·三模）（多选）以下关于原子结构相关内容，说法正确的是（

）A．图a为粒子散射实验，该实验说明原子核是有结构的B．图b为电子的干涉实验，干涉条纹的产生是电子之间相互作用的结果C．图c为康普顿效应示意图，应满足D．图d为氢原子光谱，光谱中是电子从第4激发态向第1激发态跃迁产生的【考点】康普顿效应的现象及其解释

用概率波观点解释干涉图样的形成

α粒子散射实验的装置、现象和结果分析

理解氢原子光谱的特点【答案】CD【详析】A．图a为粒子散射实验，该实验是原子的核式结构理论的基础，说明原子是有结构的，选项A错误；B．图b为电子的干涉实验，在该实验中，若减小电子数量，让电子通过双缝后，电子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹，这表明电子的波动性不是由电子之间的相互作用引起的，故B错误；C．图c为康普顿效应示意图，光子和电子之间的碰撞满足动量守恒定律，即垂直光子的初速度方向应满足选项C正确；D．图d为氢原子光谱，因发生跃迁时能级差越大，则辐射光子的能量越大，频率越大，波长越小，可知光谱中是电子从第4激发态向基态跃迁产生的，光谱中是电子从第4激发态向第1激发态跃迁产生的，选项D正确。故选CD。专题12近代物理1.考情分析考点要求考题统计近代物理2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2024•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2023•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2022•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题、2020•浙江•高考真题2.试题情境：医用放射性核素、霓虹灯、氖管、光谱仪、原子钟、威耳逊云室、射线测厚仪、原子弹、反应堆与核电站、太阳、氢弹、环流器装置等3.常见问题模型：光电效应现象、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光谱、原子的能级结构、射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应和核聚变反应等3.命题方向：本章内容在高考中属于热点问题。考试以选择题为主，计算题中也可能涉及到，考向有①光电效应与波粒二象性物质波：光电效应的规律、光电效应的图像问题、波粒二象性、物质波②原子结构与原子核核能：能级跃迁、核反应式、半衰期、核能计算4.备考策略：在复习本章时，可以从以下几个方面进行系统的学习和准备：①理解基本概念和规律：首先，深入理解光电效应的定义及其产生的条件，即只有在入射光的频率超过一定阈值时，物体才会发射出电子。其次，要熟悉光电效应的基本规律，例如饱和电流的存在。接着，学习波粒二象性的概念，理解光同时具备波动性（如干涉、衍射、偏振等现象）和粒子性（如光电效应和康普顿效应）。此外，物质波的概念也非常重要，即所有运动的物体，无论是微观粒子还是宏观物体，都有对应的波，且其波长与物体的动量成反比。②深入学习相关实验和现象：研究历史实验，了解光电效应的发现过程以及它在当时物理学界引发的争议，这将有助于深化对光电效应本质的理解。同时，通过分析光电效应实验中观察到的现象，探究不同光线引发光电效应的原因，以及不同金属对同一光源反应差异的内在机制。③掌握数学表达式：记忆并理解光电效应和物质波相关的数学表达式，如爱因斯坦的光电效应方程和德布罗意波长公式。通过解题练习，运用这些公式解决具体问题，从而提升解题技巧和计算能力。④联系实际应用：学习原子的模型，例如波尔模型，以理解电子的能级分布和跃迁过程。同时，了解原子核的组成，包括质子和中子，以及核力的作用。最后，掌握核裂变和核聚变的基本概念，并探讨它们在能源生产中的应用及潜在风险。考点01近代物理1．（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【考点】根据条件写出核反应方程【答案】A【详析】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。2．（2024·浙江·高考真题）如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为。正对M放置一金属网N，在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m，电荷量为e，则（）A．M、N间距离增大时电子到达N的动能也增大B．只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能C．电子从M到N过程中y方向位移大小最大为D．M、N间加反向电压时电流表示数恰好为零【考点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算

光电子的最大初速度

遏止电压的本质及其决定因素【答案】C【详析】AB．根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到到达N板时则到达N板时的动能为与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，选项AB错误；C．平行极板M射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为解得选项C正确；D．M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则解得选项D错误。故选C。3．（2024·浙江·高考真题）已知氘核质量为，氚核质量为，氦核质量为，中子质量为，阿伏加德罗常数取，氘核摩尔质量为，相当于。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（）A．核反应方程式为B．氘核的比结合能比氦核的大C．氘核与氚核的间距达到就能发生核聚变D．氘完全参与聚变释放出能量的数量级为【考点】分析原子核的结合能与比结合能

利用质能方程公式进行计算

典型的核聚变方程【答案】D【详析】A．核反应方程式为故A错误；B．氘核的比结合能比氦核的小，故B错误；C．氘核与氚核发生核聚变，要使它们间的距离达到以内，故C错误；D．一个氘核与一个氚核聚变反应质量亏损聚变反应释放的能量是氘完全参与聚变释放出能量数量级为，故D正确。故选D。4．（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【考点】波的衍射概念及产生明显衍射的条件

光的折射定律、折射率

影响光电流大小的因素

理解氢原子光谱的特点【答案】C【详析】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。5．（2024·浙江·高考真题）（多选）下列说法正确的是（）A．相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱B．具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量D．自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化【考点】偏振现象及其解释

电磁场理论与电磁波的发现

热辐射、黑体和黑体辐射

德布罗意波的公式【答案】CD【详析】A．相同温度下，黑体吸收和辐射能力最强，故A错误；B．根据具有相同动能的中子和电子，电子质量较小，德布罗意波长较长，故B错误；C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量，故C正确；D．自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光可视为偏振光，透过偏振片观察，转动偏振片时能观察到明暗变化，故D正确。故选CD。6．（2024·浙江·高考真题）（多选）下列说法正确的是（）A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少【考点】变压器原理与结构

分子势能随间距的变化E-r图

强子、轻子和媒介子

狭义相对论的两个基本假设【答案】AB【详析】A．中子靠弱相互作用结合成整体，则中子呈电中性但内部有复杂结构，故A正确；B．根据爱因斯坦的相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同，故B正确；C．根据可知，增加接收电路的线圈匝数，可减小振荡电路的固有频率，则可接收较低频率的电台信号，故C错误；D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，即分子距离从小于到大于的过程，分子力先做正功后做负功，则分子势能先减小后增大，故D错误。故选AB。7．（2023·浙江·高考真题）“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（）A．衰变方程中的X等于233 B．的穿透能力比γ射线强C．比的比结合能小 D．月夜的寒冷导致的半衰期变大【考点】α衰变的特点、本质及其方程的写法

半衰期的概念

分析原子核的结合能与比结合能

α和β、γ三种射线的性质【答案】C【详析】A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为即衰变方程中的X=234，故A错误；B．是α粒子，穿透能力比γ射线弱，故B错误；C．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确；D．半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。故选C。8．（2023·浙江·高考真题）被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为v光子的功率为（）A． B． C． D．【考点】光子能量的公式【答案】A【详析】设天体发射频率为v光子的功率为P，由题意可知其中t=1s，解得故选A。9．（2023·浙江·高考真题）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代．下列说法正确的是（）A．发生衰变的产物是B．衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子C．近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11460年【考点】β衰变的特点、本质及其方程的写法

半衰期的概念

半衰期相关的计算【答案】D【详析】A．根据即发生衰变的产物是，选项A错误；B．衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；C．半衰期是核反应，与外界环境无关，选项C错误；D．若测得一古木样品的含量为活体植物的，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730×2年=11460年，选项D正确。故选D。10．（2023·浙江·高考真题）（多选）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为∆x。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则（

）A．电子的动量 B．电子的动能C．光子的能量 D．光子的动量【考点】干涉条纹间距与波长的关系

爱因斯坦光电效应方程

德布罗意波的公式【答案】AD【详析】根据条纹间距公式可得A．根据可得故A正确；B．根据动能和动量的关系结合A选项可得故B错误；C．光子的能量故C错误；D．光子的动量光子的能量联立可得则光子的动量故D正确。故选AD。11．（2023·浙江·高考真题）（多选）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（）A．图1中的对应的是ⅠB．图2中的干涉条纹对应的是ⅡC．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大【考点】干涉条纹间距与波长的关系

遏止电压的本质及其决定因素

光子的动量及其公式

计算电子跃迁时吸收或释放光子的频率和波长【答案】CD【详析】根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得可知，可见光I的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大。A．可知，图1中的对应的是可见光Ⅱ，故A错误；B．由公式有，干涉条纹间距为由图可知，图2中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I，故B错误；C．根据题意，由公式可得，光子动量为可知，Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C正确；D．根据光电效应方程及动能定理可得可知，频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D正确。故选CD。12．（2022·浙江·高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（）A．逸出光电子的最大初动能为10.80eVB．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大C．有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态【考点】光电子的最大初速度

光子的动量及其公式

计算电子跃迁中释放的光子频率种数

计算电子跃迁时吸收或释放光子的频率和波长【答案】B【详析】A．从n=3跃迁到n=1放出的光电子能量最大，根据可得此时最大初动能为故A错误；B．根据,又因为从n=3跃迁到n=1放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B正确；C．大量氢原子从n=3的激发态跃迁基态能放出种频率的光子，其中从n=3跃迁到n=2放出的光子能量为不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误；D．由于从n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4激发态，故D错误。故选B。13．（2022·浙江·高考真题）（多选）秦山核电站生产的核反应方程为，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（）A．X是 B．可以用作示踪原子C．来自原子核外 D．经过一个半衰期，10个将剩下5个【考点】β衰变的特点、本质及其方程的写法

半衰期的概念

根据条件写出核反应方程

放射性同位素的应用【答案】AB【详析】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质子数为1，中子数为1，即为，故A正确；B．常用的示踪原子有：，，，故B正确；C．由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，所以来自原子核内，故C错误；D．半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立，故D错误。故选AB。14．（2022·浙江·高考真题）（多选）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量为1.2×10-23kg·m/s，然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列说法正确的是（）A．发射电子的动能约为8.0×10-15JB．发射电子的物质波波长约为5.5×10-11mC．只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉D．如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样【考点】实物粒子的波动性

德布罗意波的公式

用概率波观点解释干涉图样的形成【答案】BD【详析】A．根据动量的大小与动能的关系可知发射电子的动能约为故A错误；B．发射电子的物质波波长约为故B正确；CD．物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故C错误，D正确；故选BD。15．（2022·浙江·高考真题）（多选）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9×1011kW·h，相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（）A．秦山核电站利用的是核聚变释放的能量B．秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kgC．核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度D．反应堆中存在的核反应【考点】核裂变现象和产生条件

铀核的典型裂变方程

计算核裂变反应中释放的能量

核裂变的应用【答案】CD【详析】A．秦山核电站利用的是重核裂变变释放的能量，故A错误；B．原子核亏损的质量全部转化为电能时，约为核电站实际发电还要考虑到核能的转化率和利用率，则原子核亏损的质量大于27.6kg，故B错误；C．核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过中子的数量控制链式反应的速度，故C正确；D．反应堆利用铀235的裂变，生成多个中核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在的核反应，故D正确；故选CD。16．（2021·浙江·高考真题）已知普朗克常量，电子的质量为，一个电子和一滴直径约为的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（）（）A． B． C． D．【考点】德布罗意波的公式【答案】C【详析】根据德布罗意波长公式,解得由题意可知，电子与油滴的动能相同，则其波长与质量的二次方根成反比，所以有代入数据解得所以C正确；ABD错误；故选C。17．（2021·浙江·高考真题）下列说法正确的是（）A．光的波动性是光子之间相互作用的结果B．玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大【考点】光电效应现象及其解释

光的波粒二象性

α粒子射向原子核的微观分析

玻尔原子理论的基本假设【答案】B【详析】A．在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹。这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，故A错误；B．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故B正确；C．光电效应揭示了光的粒子性，但是不能证明光子除了能量之外还具有动量，选项C错误；D．α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方时，会使金属球附近的空气电离，金属球吸引负离子而使验电器金属箔的张角会变小，选项D错误。故选B。18．（2021·浙江·高考真题）2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个模式的量子计算机“九章”，它处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机“富岳”快一百万亿倍。关于量子，下列说法正确的是（）A．是计算机运算的一种程序 B．表示运算速度的一个单位C．表示微观世界的不连续性观念 D．类似于质子、中子的微观粒子【考点】理解量子化与能量子【答案】C【详析】量子是不可分割的最小的单元，体现了物质的不连续性，即通常所说的“量子化”。故选C。19．（2021·浙江·高考真题）（多选）对四个核反应方程（1）；（2）；（3）；（4）。下列说法正确的是（）A．（1）（2）式核反应没有释放能量B．（1）（2）（3）式均是原子核衰变方程C．（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程D．利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一【考点】核聚变现象和产生条件【答案】CD【详析】A．（1）是衰变，（2）是衰变，均有能量放出，故A错误；B．（3）是人工核转变，故B错误；C．（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程，故C正确；D．利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一，故D正确。故选CD。20．（2021·浙江·高考真题）（多选）如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月，该装置实现了1×108℃等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变，下列说法正确的是（）

A．聚变又叫热核反应B．太阳就是一个巨大的热核反应堆C．高温能使原子核克服核力而聚变D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多【考点】受控热核反应【答案】ABD【详析】A．聚变又叫热核反应，选项A正确；B．太阳就是一个巨大的热核反应堆，选项B正确；

C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10-15m以内，核力才能起作用，那么热核反应时要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能来克服核力而聚变在一起形成新的原子核，即高温能使轻核克服库仑斥力而聚变，但不是能使所有的原子核克服库仑斥力而聚变，选项C错误；D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多，选项D正确；故选ABD。21．（2020·浙江·高考真题）下列说法正确的是（）A．质子的德布罗意波长与其动能成正比B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线C．光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性【考点】光电效应的极限频率

德布罗意波的公式

电子束衍射和衍射图样

α和β、γ三种射线的性质【答案】D【详析】A．由公式可知质子的德布罗意波长，，故A错误；B．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线，故B错误；C．由当，可知截止频率与入射光频率无关，由材料决定，故C错误；D．电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性，故D正确。故选D。22．（2020·浙江·高考真题）下列说法正确的是（

）A．射线的穿透能力比射线强B．天然放射现象说明原子具有复杂的结构C．核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小D．半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关【考点】天然放射现象的发现过程

半衰期的概念

计算核聚变反应中释放的能量

α和β、γ三种射线的性质【答案】D【详析】A．射线可以被一张A4纸挡住，而射线可以穿透几厘米厚的铅板，所以射线的穿透能力比射线的穿透能力强，故A错误；B．天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故B错误；C．聚变前要先使原有的原子结构破坏，发生类似裂变，然后重新组合成新的原子发生聚变，有质量亏损会对外再次释放能量，因此核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的大，故C错误；D．半衰期是放射性元素固有的属性，和元素存在的形式无关，故D正确。故选D．23．（2020·浙江·高考真题）（多选）太阳辐射的总功率约为，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为（c为真空中的光速）的氘核（）和一个质量为的氚核（）结合为一个质量为的氦核（），并放出一个X粒子，同时释放大约的能量。下列说法正确的是（）A．X粒子是质子B．X粒子的质量为C．太阳每秒因为辐射损失的质量约为D．太阳每秒因为辐射损失的质量约为【考点】根据条件写出核反应方程

利用质能方程公式进行计算【答案】BC【详析】A．由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，选项A错误；B．根据能量关系可知解得，选项B正确；C．太阳每秒放出的能量损失的质量选项C正确；D．因为则太阳每秒因为辐射损失的质量为选项D错误。故选BC。24．（2020·浙江·高考真题）（多选）由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则（

）A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线B．氢原子从的能级向的能级跃迁时会辐射出红外线C．处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离D．大量氢原子从能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光【考点】氢原子能级图【答案】CD【详析】A．射线为重核衰变或裂变时才会放出，氢原子跃迁无法辐射射线，故A错误；B．氢原子从的能级向的能级辐射光子的能量：在可见光范围之内，故B错误；C．氢原子在能级吸收的光子能量就可以电离，紫外线的最小频率大于，可以使处于能级的氢原子电离，故C正确；D．氢原子从能级跃迁至能级辐射光子的能量：在可见光范围之内；同理，从的能级向的能级辐射光子的能量也在可见光范围之内，所以大量氢原子从能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光，故D正确。故选CD．考点01近代物理1．（2024·浙江·一模）下列四幅图中的实验现象能说明光具有粒子性的是（）A．光电效应B．薄膜干涉C．光的偏振D．光的衍射【考点】薄膜干涉现象和原理

单缝衍射和小孔衍射图样

偏振现象及其解释

光电效应现象及其解释【答案】A【详析】A．光电效应说明光具有粒子性，A正确；BCD．光的干涉、衍射和偏振都是波的特性，说明光具有波动性，BCD均错误。故选A。2．（2024·浙江嘉兴·二模）如图所示的射线测厚仪采用放射性元素作为放射源，其发生β衰变的半衰期为6h。则该测厚仪（）A．衰变产物为B．衰变的原因是弱相互作用C．用于监测与控制钢板厚度的最佳选择是β射线D．20g放射源经12h后剩余物质的质量为5g【考点】β衰变的特点、本质及其方程的写法

半衰期的概念

α和β、γ三种射线的性质【答案】B【详析】A．β衰变放出的粒子是电子，根据质量数和电荷数守恒可知，衰变产物为，故A错误；B．发生β衰变的原因是弱相互作用，故B正确；C．用于监测与控制钢板厚度的最佳选择是射线，故C错误；D．20g放射源经12h后剩余5g的未发生衰变，但剩余物质的质量大于5g，故D错误。故选B。3．（2024·浙江金华·三模）2024年4月5日全国首批“港澳药械通”进口心脏起搏器在穗通关，这批心脏起搏器使用“氚电池”供电，氚电池能将氚核衰变产生的核能转化为电能，氚核方程为，已知氚核发生衰变的半衰期为12.5年，当电池中氚的含量低于初始值的25%时便无法正常工作。下列说法正确的是（

）A．X粒子是来自原子的内层电子B．起搏器所处环境的湿度、温度可以改变氚的半衰期C．的比结合能比的比结合能小D．这种核能电池的寿命大约是35年【考点】β衰变的特点、本质及其方程的写法

半衰期的概念

半衰期相关的计算

分析原子核的结合能与比结合能【答案】C【详析】A．根据质量数和核电荷数守恒可知，X粒子为电子，即氚核发生衰变，其中电子由原子核内一个中子转化为一个质子和一个电子而来，故A错误；B．放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度、压强等因素无关，故B错误；C．氚核发生β衰变的过程中释放能量，根据质能方程可知，总质量减小，产生的新核的比结合