近代物理-2025年广东高考物理复习专练（原卷版）

重难点24近代物理

工命题趋势

考点三年考情分析2025考向预测

高考对近代物理的考查涉及的考

(1)光电效应规律的应用；

点较多(如光电效应、能级跃迁、

(2)玻尔理论和能级跃迁；3年3考

原子核的衰变、核反应方程和核能

(3)衰变、核反应与核能的计算；广东卷[(2024,T2),(2023,T1),

的计算等)，具有不确定性，考题可

(4)与近代物理相关的生活、科技问(2022,T5)]

能根据某一考点命题，也可以同时

题.

涉及几个考点，题型为选择题。

重难诠释

◎

【情境解读】

普朗克黑体辐射理论，能量子e=hp

1.存在饱和电流

2.存在遏止电压

规律

3.存在截止频率

4.具有瞬时性

原

光

子

电

结光子说:光子的能量e=hv

效

构

应

和

-光电效应方程:LO

波E'-W

粒

二极限频率%=%

象h

性

康普顿效应:光子的动量p=g

A

卢瑟福的核式结构模型

原

子

结定态

构

玻尔的原子模型--跃迁山生

轨道

a衰变纪Y+：He

三种射线B衰变：/一＞4丫+上

天

然

放y辐射

射

现

象

原

子L半衰期

核

与

核

能卢瑟福发现质子当N+：HeT1O+；H

人

的

工

理

转

解

变

原

子

核

【高分技巧】

内容重要的规律、公式和二级结论

1.能量量子化、光电(1)普朗克提出能量子观点：£=加；爱因斯坦提出光子的

效应、光子、爱因斯观点：光子的能量〃V。

坦光电效应方程

(2)光电效应方程：Ek=hv-W0o

(3)光既有波动性又有粒子性；光的干涉、衍射、偏振说

明光具有波动性；光电效应、康普顿效应说明光具有粒子

2.光的波粒二象性、

性。

粒子的波粒二象性、

物质波(4)德布罗意指出：实物粒子也具有波动性；其波长4=*

(5)电子束衍射实验证实了电子的波动性。

(6)汤姆孙发现了电子，并粗略测出了电子的比荷；说明

3.电子的发现、电子

原子是可以再分的；电子电荷的精确测定是由密立根通过

比荷的测定

“油滴实验”完成的。

4.a粒子散射实验，(7)汤姆孙认为原子结构是“枣糕模型”。

原子的核式结构(8)卢瑟福的a粒子散射实验说明原子是核式结构模型。

(9)氢原子光谱是线状光谱，发光的波长是分立的，不连

续的。

5.氢原子光谱、氢原(10)玻尔的氢原子能级结构假说：电子轨道是量子化的；

子的能级结构原子的能量是量子化的；原子发光的能量由能级差决定：

hv=En—Emo

(11)一群处于n能级的原子跃迁时最多能产生©种光。

(12)贝克勒尔发现的天然放射性现象说明原子核是可再

6.原子核的组成

分的。

7.放射性、衰变、半(13)半衰期不随温度、压强和与其他元素化合而改变；半

衰期衰期具有统计意义，对几个原子核没有意义。

(14)结合能：核子结合成原子核所放出的能量。

(15)比结合能：原子核的结合能与核子数之比，也叫平均

8.原子核的结合能、

结合能；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固。

质量亏损、爱因斯坦

(16)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之

质能方程

和。

2

(17)爱因斯坦质能方程：E=mco

限时提升练

◎

【考向一：光电效应及光的波粒二象性】

1.光电效应两条对应关系

(1)光子频率高一光子能量大一光电子的最大初动能大。

(2)光照强度大(同种频率的光)一光子数目多一发射光电子多一光电流大。

2.定量分析时应抓住三个关系式

Ek=hv—

爱因斯坦光电效应方程

Wo

最大初动能与遏止电压的关系Ek=eUc

逸出功与截止频率的关系Wo=hvc

3.光电效应的四类图像分析

图像名称图线形状由图线直接(或间接)得到的物理量

⑴截止频率：图线与V轴交点的横

最大初动能以与入坐标Vc

射光频率V的关系Vo\v⑵逸出功：图线与Ek轴交点的纵

图线坐标的绝对值W0=\~E\=E

(3)普朗克常量：图线的斜率左=力

Ek=hv—hvc

[/强光(黄)⑴遏止电压图线与横轴交点的

颜色相同、强度不

卜%|光(黄)横坐标

同的光，光电流与

⑵饱和光电流小：光电流的最大值

电压的关系

1⑶最大初动能：Ek=eUc

⑴遏止电压Ucl>Uc2,则V1>V2

IO2

颜色不同时，光电--1⑵饱和光电流

流与电压的关系（3）最大初动能Eki=eUci,Ek2=

U"U,2()U

eUc2

⑴截止频率外：图线与横轴的交点

遏止电压”与入射/的横坐标

光频率y的关系图L⑵普朗克常量加等于图线的斜率

线与电子电荷量的乘积,即h=ke（注:

%V此时两极之间接反向电压）

1.（2023广东省华南师大附中三模）如图所示为研究光电效应实验的电路图。初始时刻，滑动触头P在。点

左侧靠近。点某位置；用一定强度的绿光照射光电管K极，当闭合开关后，微安表的示数不为0,则在

P向6端移动的过程中（）

A.微安表的示数一定不断增大

B.微安表的示数可能为零

C.到达A极的光电子动能不断增大

D.K极逸出的光电子的最大初动能不断增大

2.（2024广东广州市测试）如图，放映电影时，强光照在胶片上，一方面，将胶片上的“影”投到屏幕上；另

一方面，通过声道后的光照在光电管上，随即产生光电流，喇叭发出与画面同步的声音。电影实现声音

与影像同步，主要应用了光电效应的下列哪一条规律（）

A.光电效应的发生时间极短，光停止照射，光电效应立即停止

B.入射光的频率必须大于等于金属的截止频率，光电效应才能发生

C.光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大

D.当入射光的频率大于截止频率时，光电流的大小随入射光的强度增大而增大

3.（多选X2023广东省深圳中学三模）如图为光电倍增管的原理图，管内由一个阴极K、一个阳极A和K、

A间若干对倍增电极构成。使用时在阴极K、各倍增电极和阳极A间加上电压，使阴极K、各倍增电极

到阳极A的电势依次升高。当满足一定条件的光照射阴极K时，就会有光电子射出，在加速电场作用

下，光电子以较大的动能撞击到第一个倍增电极上，将动能转移给其他电子，从而激发出更多电子，最

后阳极A收集到的电子数比最初从阴极发射的光电子数增加了很多倍。下列说法正确的有（）

第一倍增极D1第三倍增极D3阴极A

A.光电倍增管适用于所有频率的光

B.保持入射光不变，增大各级间电压，阳极收集到的电子数可能增多

C.保持入射光频率和各级间电压不变，增大入射光强度可能影响阳极收集到的电子数

D.分别用蓝光和紫光照射阴极，均逸出光电子，蓝光和紫光照射逸出的光电子的动能可能相等

4.（2023广东汕头市金南实验学校三模）如图甲所示，阴极K受到光照时能发射光电子。电源的正负极可以

对调，闭合开关后，电路中形成光电流。用蓝光、弱黄光、强黄光分别照射阴极K,形成的光电流与电

压的关系图像如图乙所示，则以6、c光依次为（）

A.蓝光、弱黄光、强黄光

B.弱黄光、蓝光、强黄光

C.强黄光、蓝光、弱黄光

D.蓝光、强黄光、弱黄光

5.（2023广东珠海市第三中学月考）用如图电路研究光电管的特性，入射光频率为v,。为光电管K、A两

极间的电势差，取A端电势高时为正值。若光电管K极材料的截止频率为先,普朗克常量为小电子电

荷量为e,则在U—v坐标系中，阴影部分表示能产生光电流的U和v取值范围，下列阴影标识完全正

确的是（）

【考向二：原子结构及能级跃迁】

1.自发跃迁：高能级一低能级，释放能量，发出光子。

AE感一E低

=

光子的频率v不=-h~

2.受激跃迁：低能级一高能级，吸收能量。

(1)光照(吸收光子)：光子的能量必须恰好等于能级差AEo

(2)碰撞：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E启AE。

(3)原子从某一能级电离时，所吸收的能量可以大于或等于这一能级能量的绝对值，剩余能

量为自由电子的动能。

3.一个和一群氢原子跃迁的区别

(1)一个处于第n能级的氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为n-lo

(2)一群处于第n能级的氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。

fl(fl-1)

①用数学中的组合知识求解：N=C^='o

②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。

6.(多选)(2023广东清远市期末)“北斗三号”采用星载氢原子钟，通过氢原子的能级跃迁而产生的电磁波校

准时钟。氢原子的部分能级结构如图所示，贝女)

nE/eV

8-----------------0

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

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

2-------------------3.40

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

A.氢原子的核外电子在离原子核较近的地方出现的概率较小

B.用11eV的光子照射，能使处于基态的氢原子跃迁到激发态

C.用4eV的光子照射处于〃=2激发态的氢原子，可以使之电离

D.氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大

7.（2024广东汕头市金禧中学测试）现已知金属他的逸出功为1.88eV,氢原子能级图如图所示，下列说法

正确的是（）

nE

8-----------0

5-------------------0.54eV

4-------------------0.85eV

3------------------1.51eV

2-------------3.4eV

113.6eV

A.大量处于〃=4能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出3种频率的光子

B.一个处于〃=3能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出3种频率的光子

C.氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级过程中辐射出的光子不能使金属钠发生光电效应

D.大量处于〃=2能级的氢原子跃迁到基态过程中发出的光照射金属葩，产生的光电子最大初动能为

8.32eV

8.（2024湖南模拟预测）原子钟通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟，已运用于中国的北斗导航

系统中，对导航精度的提高起到了很大的作用。氢原子能级示意图如图4所示，则下列说法正确的是

（）

nE/eV

8-----------------0

4-----------------10.85

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

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

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

A.用10.3eV的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁

B.一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种不同频率的光子

C.现用光子能量介于10.0〜12.75eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，在照射光中可能被处于

基态的氢原子吸收的光子能量只有4种

D用氢原子从〃=4能级跃迁到见=1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34eV的金属伯所产生的光电子

的最大初动能为6.41eV

9.（20234江苏扬州市期末）如图所示为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于〃=3的激发态，当氢原子

从"=3能级跃迁到"=2能级时，辐射出光子°；当氢原子从"=3能级跃迁到〃=1能级时，辐射出光

子6,下列说法正确的是（）

"

8EleV

5&0.54

4

-0.85

-1.51

—3.4

A.由于跃迁所发射的光谱线仅有2条

B.光子a的能量大于光子b的能量

C.光子a的动量小于光子b的动量

D.用光子能量为0.7eV的光照射可被吸收

10.（2024梅州质检）如图所示为关于近代物理学的图像，下列说法中正确的有（）

-E

乙

金箔

-4a粒子发生器

,

狭

缝

丙

H

E/eV

QO0

5-0.54

4-0.85

3-1.51

2-3.40

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

T

A.如图甲所示，由黑体的辐射强度与辐射光波长的关系可知，随温度的升高，辐射强度的极大值

向波长较长方向移动

B.如图乙所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能也就越大

C.如图丙所示，a粒子散射实验中，a粒子与金原子中的原子核碰撞可能会发生大角度偏转

D.如图丁所示，大量氢原子处于«=4的激发态，跃迁过程中可能释放出6种频率的光子，其中

从n=4的能级跃迁到«=3能级辐射的光子波长最长

【考向三：核反应与核能】

1.核衰变问题

(1)核衰变规律：N=&^Vo。

(2)a衰变和p衰变次数的确定方法

①方法一：由于P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x,P衰变次数为y,根据质量数和电荷数守恒列方程组求解。

2.核能的计算方法

(1)根据AE=Amc2计算，其中Am的单位是“kg”，AE的单位是“J”。

(2)根据AE=An/x93L5(MeV)计算，其中Anz的单位是“u”，NE的单位是“MeV”。

(3)根据核子、比结合能计算，原子核的结合能=原子核的比结合能x核子数。核反应中反

应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核

反应所释放(或吸收)的核能。

(4)如果核反应时释放的核能全部以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增加量即为

释放的核能。

11.(2023广东梅州市二模)据国家航天局探月与航天工程中心消息，嫦娥四号任务“玉兔二号”月球车和着陆

器分别于2022年7月5日和7月6日完成休眠设置，完成第44月昼工作，进入第44月夜休眠。月球

车采用同位素飨Pu电池为其保暖供电，2黄Pu是人工放射性元素，可用郅Np吸收一个中子得到。2踊pu

衰变时只放出a射线，其半衰期为88年，则下列说法正确的是()

A.1000个2&Pu原子核经过88年后剩余500个

B.用2疏Np得至招沿11的核反应方程为2屈Np+dni?端Pu

C.Wp吸收一个中子得到嚼Pu时，还要释放一个电子

D.月球昼夜温差是310℃左右，