專題10近代物理考點五年考情（2021-2025）命題趨勢考點1原子結(jié)構(gòu)2022、2024命題逐漸引入量子力學基礎(chǔ)概念的工程化表達，如通過德布羅意波長公式分析納米材料中電子的波動性，或結(jié)合不確定性關(guān)系討論精密測量的理論極限。實驗探究方面，常設(shè)計驗證光電效應(yīng)規(guī)律的數(shù)字化實驗，利用電壓傳感器記錄遏止電壓隨頻率變化的數(shù)據(jù)，結(jié)合線性擬合方法求解物理量并評估系統(tǒng)誤差，體現(xiàn)理論與實證的深度融合。能力要求上，突出數(shù)據(jù)分析的精準性與跨學科建模能力。考生需熟練運用圖像分析法處理光電效應(yīng)的Ek-ν曲線，或通過核反應(yīng)方程的質(zhì)量虧損計算釋放能量并關(guān)聯(lián)動量守恒定律。部分試題引入信息解碼能力，如通過量子比特的疊加態(tài)描述分析通信加密原理，或結(jié)合半導體能帶理論解釋光電二極管的工作機制。實驗設(shè)計能力的考查力度顯著增強，例如設(shè)計測量金屬截止頻率的實驗方案時，需綜合考慮光源波長選擇、電路結(jié)構(gòu)優(yōu)化與數(shù)據(jù)處理方法，全面檢驗考生對物理規(guī)律的創(chuàng)新應(yīng)用水平。考點2原子核2021、2023考點3波粒二象性2025考點01原子結(jié)構(gòu)1．（2024·重慶·高考）我國太陽探測科學技術(shù)試驗衛(wèi)星“羲和號”在國際上首次成功實現(xiàn)空間太陽Hα波段光譜掃描成像。Hα和Hβ分別為氫原子由n=3和n=4能級向n=2能級躍遷產(chǎn)生的譜線（如圖），則（

）A．Hα的波長比Hβ的小B．Hα的頻率比Hβ的小C．Hβ對應(yīng)的光子能量為3.4eVD．Hβ對應(yīng)的光子不能使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)【答案】BD【詳解】AB．氫原子n=3與n=2的能級差小于n=4與n=2的能級差，則Hα與Hβ相比，Hα的波長大、頻率小，故A錯誤、B正確；C．Hβ對應(yīng)的光子能量為E=(－0.85)eV－(－3.40)eV=2.55eV故C錯誤；D．氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)至少需要能量E=(－3.40)eV－(－13.60)eV=10.2eVHβ對應(yīng)的光子不能使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，故D正確。故選BD。2．（2022·重慶·高考）如圖為氫原子的能級示意圖。已知藍光光子的能量范圍為2.53~2.76eV，紫光光子的能量范圍為2.76~3.10eV。若使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)后，可輻射藍光，不輻射紫光，則激發(fā)氫原子的光子能量為（

）A．10.20eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV【答案】C【詳解】由題知使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)后，可輻射藍光，不輻射紫光，則由藍光光子能量范圍可知從氫原子從n=4能級向低能級躍遷可輻射藍光，不輻射紫光（即從n=4，躍遷到n=2輻射藍光），則需激發(fā)氫原子到n=4能級，則激發(fā)氫原子的光子能量為E=E4－E1=12.75eV故選C。考點02原子核3．（2023·重慶·高考）原子核92235U可以經(jīng)過多次α和β衰變成為穩(wěn)定的原子核82207A．87B．83C．88D．84【答案】A【詳解】原子核92235U衰變成為穩(wěn)定的原子核82207Pb故選A。4．（2021·重慶·高考）放射性元素123I會衰變?yōu)榉€(wěn)定的123Te，半衰期約為13h，可以用于檢測人體的甲狀腺對碘的吸收。若某時刻123I與123Te的原子數(shù)量之比為A．1:2 B．1:4 C．1:8 D．1:16【答案】B【詳解】根據(jù)題述，123I與123Te原子數(shù)量之比為4:1，則通過26h（兩個半衰期）后，4份123I衰變剩余1份，生成了3份123Te原子，剩余123I與123Te原子數(shù)量之比為1:4，因為故選B?？键c03波粒二象性5．（2025·重慶·高考）在科學實驗中可利用激光使原子減速，若一個處于基態(tài)的原子朝某方向運動，吸收一個沿相反方向運動的能量為E的光子后躍遷到相鄰激發(fā)態(tài)，原子速度減小，動量變?yōu)镻。普朗克常量為h，光速為c，則（）A．光子的波長為EB．該原子吸收光子后質(zhì)量減少了EC．該原子吸收光子后德布羅意波長為?D．一個波長更長的光子也能使該基態(tài)原子躍遷到激發(fā)態(tài)【答案】C【詳解】A．光子能量公式為E=?cB．原子吸收光子后，能量增加E，根據(jù)質(zhì)能方程ΔmC．德布羅意波長公式為λ=?p，題目明確吸收后原子動量為pD．吸收光子躍遷需光子能量嚴格等于能級差。波長更長的光子能量更低（E′故選C。1．（2025·重慶·高三第七次模擬調(diào)研）下列說法正確的是（）A．核反應(yīng)時反應(yīng)物的總質(zhì)量一定大于生成物的總質(zhì)量B．光電效應(yīng)現(xiàn)象說明光子是一種實物粒子C．加熱加壓都不會改變放射性元素的半衰期D．α粒子散射實驗說明原子核具有復雜結(jié)構(gòu)【答案】C【詳解】A．當核反應(yīng)吸收能量時，生成物的總質(zhì)量可能大于反應(yīng)物的總質(zhì)量，故A錯誤；B．光電效應(yīng)揭示了能量量子化的特征，即光子的能量能被電子吸收，但這種能量傳遞不是實物粒子的碰撞，且光子的能量由頻率決定，不具備實物粒子的基本屬性，故B錯誤；C．放射性元素的半衰期與外界條件無關(guān)，故C正確；D．α粒子散射實驗證明了原子核的存在，但不能說明原子核的復雜結(jié)構(gòu)，故D錯誤。故選C。2．（2025·重慶一中·三模）中國自主設(shè)計、研制的世界首個全超導非圓截面托卡馬克裝置通過在其真空室內(nèi)加入氘（12H）和氚（13H）進行的核聚變反應(yīng)釋放出大量能量。已知12H原子核質(zhì)量為m1、13H原子核質(zhì)量為m2、24He原子核質(zhì)量為A．反應(yīng)方程為1B．24HC．24HD．一個12H原子核與一個1【答案】D【詳解】A．核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，反應(yīng)方程為12BC．將核子結(jié)合為原子核時所釋放的能量即為結(jié)合能，24He中有兩個質(zhì)子和兩個中子，它們結(jié)合為24He時，質(zhì)量虧損為Δm=2mp+2D．根據(jù)A選項方程，結(jié)合質(zhì)能方程可知，一個12H原子核與一個13故選D。3．（2025·重慶育才·全真?？迹┮阎?760Co的半衰期約為5.26年，其衰變方程是27A．2760Co發(fā)生的是α衰變 C．X是來自原子核外的電子 D．2個2760【答案】B【詳解】AB．由核反應(yīng)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒可知此反應(yīng)中的X為電子，故2760C．核反應(yīng)中的電子來自原子核內(nèi)的中子（01D．半衰期是針對大量原子核得到的統(tǒng)計規(guī)律，對于2個2760故選B。4．（2025·重慶西南大附中·全真?？迹┠惩瑢W認為，礦石中的92238U和89227238.0508u88226.0254u227.0277u24.0026u234.0436u11.0078uA．89227Ac有89個中子 C．②不可能發(fā)生 D．①不可能發(fā)生【答案】C【詳解】A．89227AcB．11H的中子數(shù)為C．結(jié)合表格有226.0254u+1.0078u=227.0332u>227.0277u出現(xiàn)質(zhì)量增加，則②不可能發(fā)生，故C正確；D．結(jié)合表格有234.0436u+4.0026u=238.0462u<238.0508u出現(xiàn)質(zhì)量虧損，則①可能發(fā)生，故D錯誤。故選C。5．（2025·重慶八中·三診）中國參與全球最大“人造太陽”國際熱核聚變實驗堆（ITER）研制，它利用氘12H和氚13A．核反應(yīng)方程為：1B．核反應(yīng)方程為：1C．13H的比結(jié)合能比D．核聚變相比核裂變產(chǎn)能效率更低一些【答案】B【詳解】AB．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程為1故B正確，A錯誤；C．核反應(yīng)方程式的生成物比反應(yīng)物穩(wěn)定，所以13H的比結(jié)合能比D．核聚變相比核裂變產(chǎn)能效率更高，故D錯誤。故選B。6．（2025·重慶縉云教育·一模）原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂。如圖甲，XX代表激發(fā)態(tài)1，X代表激發(fā)態(tài)2，G代表基態(tài)，由于能級劈裂，如圖乙，X態(tài)劈裂為兩支，分別為XH、XV兩個能級。原子劈裂前輻射出光譜線①和②，劈裂后輻射出光譜線③、④、⑤和⑥，下列說法正確的是（A．①和⑤的能量相等B．③的頻率大于⑥的頻率C．若用④照射某種金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則用⑥照射也一定能發(fā)生D．①和②的頻率之和等于⑤和⑥的頻率之和【答案】D【詳解】A．因原子能級躍遷放出的光子的能量等于原子的能級差，由題圖可知光子①、⑤對應(yīng)的能量關(guān)系為E⑤B．由題圖可知光子③、⑤對應(yīng)的能量關(guān)系為E③<EC．由光子能量E=?ν和E④>E⑥可知，用④照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，可知E④大于此金屬的逸出功WD．XX態(tài)能級與基態(tài)能級差保持不變，即①和②的頻率之和等于⑤和⑥的頻率之和，故D正確。故選D。7．（2025·重慶巴蜀中學·三診）如圖甲為氫原子能級圖，一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷過程中發(fā)出不同頻率的光，照射圖乙所示的光電管陰極K，只有頻率為νa和νb的光能使它發(fā)生光電效應(yīng)。分別用頻率為νA．圖甲中，氫原子向低能級躍遷一共發(fā)出3種不同頻率的光B．圖乙中，用頻率νb的光照射時，將滑片PC．圖丙中，圖線b所表示的光的光子能量為12.75eVD．圖乙中，光電管中的光電流方向為由K極指向A極【答案】C【詳解】A．一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時最多可產(chǎn)生CB．圖乙中不知道電源正負極，沒辦法判斷在光電管AK之間加的正向還是反向電壓，所以滑片P向右滑動時，電流變化情況沒法判斷，故B錯誤；C．只有頻率為νa和νb的光能使它發(fā)生光電效應(yīng)，那么這兩種光子必定是n=4能級向n=1能級躍遷和n=3能級向n=1能級躍遷產(chǎn)生的，由圖丙可知b光的頻率較大，則b光為D．產(chǎn)生的光電子運動方向為由K極指向A極，則電流方向為由A極指向K極，故D錯誤。故選C。8．（2025·重慶楊家坪·模擬）現(xiàn)假設(shè)真空中有一氫原子，帶電量為-e的電子繞一固定的原子核做圓周運動。根據(jù)Bohr的量子化假設(shè)，電子繞核轉(zhuǎn)動時滿足mvnrn=n?，其中rn為第n個能級的軌道半徑，vn為電子處于第n個能級時的速度大小，?A．在Bohr模型中，電子在定態(tài)軌道運行時，由于具有加速度，會不斷向外輻射電磁波B．電子能級越高，運動的周期越小C．rD．電子在第n個能級時體系的總能量E【答案】CD【詳解】A．根據(jù)玻爾的原子模型可知，電子在定態(tài)軌道上運行時不向外輻射電磁波，A錯誤；B．電子繞著原子核做勻速圓周運動，具有“高軌、低速、大周期”的特點。即在外層軌道運動的周期比在內(nèi)層軌道運動的周期大，B錯誤；C．對于氫原子，庫侖力提供電子繞核運動的向心力，根據(jù)牛頓運動定律得ke2rn2=mvn2rn根據(jù)玻爾的量子化條件D．電子運行在半徑為rn的軌道上，電子的動能Ekn=12mvn2=m故選CD。9．（2025·重慶南開中學·質(zhì)檢八）陪南南同學購買奶茶付款時，開開同學觀察了條形碼掃描筆，突然對此很感興趣。查詢資料后，得知某款條形碼掃描筆的工作原理如圖所示為：發(fā)光二極管發(fā)出的光頻率為ν0，將掃描筆筆口打開，在條形碼上勻速移動，遇到黑色線條光幾乎全部被吸收；遇到白色線條光被大量反射到光電管中的金屬表面（截止頻率0.8ν0A．掃描筆在條形碼上移動的速度不影響相鄰脈沖電信號的時間間隔B．頻率為ν0C．若發(fā)光二極管發(fā)出頻率為0.5νD．將光電管中的金屬更換成截止頻率更大的材料，更易使得信號處理系統(tǒng)導通【答案】B【詳解】A．掃描筆在條形碼上移動的速度越快，相鄰脈沖電信號的時間間隔就越短，所以掃描筆在條形碼上移動的速度會影響相鄰脈沖電信號的時間間隔，故A錯誤；B．頻率為ν0C．發(fā)光二極管發(fā)出頻率為0.5νD．將光電管中的金屬更換成截止頻率更大的材料，此時發(fā)光二極管發(fā)出光的頻率不一定超過截止頻率，可能不會發(fā)生光電效應(yīng)，因此不一定會使信號處理系統(tǒng)導通。故D錯誤。故選B。10．（2025·重慶八中·全真模擬強化訓練（三））2024年12月，四川海同醫(yī)療已成功生產(chǎn)出高質(zhì)量的镥-177核素，打破了國外對該領(lǐng)域的壟斷地位。镥-177核素化療具有精準靶向，療效顯著，副作用小等優(yōu)勢，被譽為治療核素的天選之子。镥-177可通過如下反應(yīng)獲得：70176YbA．X是中子B．X是70177C．第二個反應(yīng)伴隨γ射線，這種射線可以用于育種D．100個镥-177經(jīng)過一個半衰期，一定剩余50個【答案】C【詳解】AB．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為0，根據(jù)電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為-1,所以X為電子。而β衰變中的電子來自于原子核，故AB錯誤；C．γ射線可以用于基因工程，育種，金屬探傷等，故C正確；D．半衰期屬于統(tǒng)計規(guī)律，適用于大量原子。100個銫-177經(jīng)過一個半衰期不清楚具體會衰變多少個，故D錯誤。故選C。11．（2025·重慶育才中學·模擬）“華龍一號”是我國采用三代核電技術(shù)的自主品牌核電站項目，其反應(yīng)堆中存在核衰變①：92235U→A．核衰變①是自發(fā)進行的，叫做β衰變B．升高環(huán)境溫度，可使92235C．核反應(yīng)②是核裂變，其過程中釋放能量D．在核反應(yīng)堆中，為避免核反應(yīng)過于劇烈，通常使用重水等物質(zhì)作為“慢化劑”，使中子的速度變慢【答案】C【詳解】A．核衰變①是自發(fā)進行的，叫做α衰變，選項A錯誤；B．升高環(huán)境溫度半衰期不變，選項B錯誤；C．核反應(yīng)②是核裂變，核裂變過程釋放能量，選項C正確；D．在核反應(yīng)堆中，鏈式反應(yīng)所產(chǎn)生的中子，速度太快，無法被周邊的92235U捕獲，為減慢中子的速度，通常使用重水等物質(zhì)作為“慢化劑”，使中子的速度變慢，成為“慢中子”，以使其能與故選C。12．（2025·重慶八中·全真模考）研究表明不同的核子平均質(zhì)量（原子核的質(zhì)量除以核子數(shù)）與原子序數(shù)Z的關(guān)系如圖所示。圖中A、?B、C、D、E、FA．重核A分裂成核B和C，分裂前質(zhì)量和分裂后總質(zhì)量相等B．核D和E結(jié)合成F核，F(xiàn)核的結(jié)合能大于D、E的結(jié)合能之和C．鐵Fe原子核中核子的比結(jié)合能最小，結(jié)合得最牢固，原子核最穩(wěn)定D．重核A分裂成核B和C，需要吸收能量【答案】B【詳解】AD．重核A分裂成核B和C，裂變前后質(zhì)量數(shù)不變而不是質(zhì)量不變，且裂變會釋放能量，故AD錯誤；B．核D和E結(jié)合成F核，該過程是輕核聚變，放出能量，因此F核的平均核子比D、E平均核子質(zhì)量都小，F(xiàn)核的結(jié)合能大于D、E的結(jié)合能之和，故B正確；C．比結(jié)合能越大越穩(wěn)定，F(xiàn)e的比結(jié)合能最大，故C錯誤。故選B。13．（2025·重慶·高三二模）我國部分航天器裝載了抗干擾性強的核電池。若某核電池所用放射性物質(zhì)為3890Sr，已知在地球上，A．3890Sr衰變?yōu)锽．3890Sr衰變?yōu)镃．在太空中，38D．58年后，該核電池中的38【答案】B【詳解】AB．由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，3890Sr的衰變方程為3890C．半衰期是原子核的固有屬性，與所處環(huán)境無關(guān)，故C錯誤；D．3890Sr衰變?yōu)?990Y的半衰期約為29年，58年為兩個半衰期，根據(jù)故選B。14．（2025·重慶西南大附中·二診）北斗二期導航系統(tǒng)的“心臟”是上海天文臺自主研發(fā)的星載氫原子鐘，它是利用氫原子能級躍遷時輻射出來的電磁波去控制校準石英鐘的，如圖為氫原子能級圖，a、b、c為氫原子能級躍遷過程中所發(fā)出的三種光，則下列說法正確的是（）A．氫原子從低能級向高能級躍遷時輻射光子B．大量處于n=4C．在相同條件下，a、b、c三種光中，b光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D．用b光照射處于n=2【答案】C【詳解】A．氫原子從低能級向高能級躍遷時吸收光子，故A錯誤；B．大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，形成的線狀光譜總共有CC．根據(jù)公式ε=?ν=?cλD．用b光照射處于n=2能級的氫原子，氫原子是否能發(fā)生電離取決于b光的能量是否足以使氫原子從n=2能級躍遷到電離態(tài)。b光的能量ΔE故選C。15．（24-25高三下·重慶八中·月考）平行太陽光透過大氣中整齊的六角形冰晶時，中間的光線是由太陽直射過來的，是“真正的太陽”；左右兩條光線是折射而來，沿水平方向朝左右折射約22°是“假太陽”。圖甲為太陽光穿過轉(zhuǎn)動的六角形冰晶形成“雙太陽”的示意圖，圖乙為a、bA．冰晶對a的折射率比對b的折射率大B．真空中a比b的速度大C．a(chǎn)光光子能量比b光大D．用a、b光在相同實驗條件下做雙縫干涉實驗，a的條紋間距大【答案】D【詳解】A．根據(jù)題意，由圖乙可知，相同入射角時，b光的折射角小于a光折射角，由折射定律n=sinisinrB．真空中a光和b光的速度相等，故B錯誤；C．冰晶對a的折射率比對b的折射率小，a光的頻率小，由ε=?ν可知，a光光子能量比D．冰晶對a的折射率比對b的折射率小，a光的波長較大，由公式Δx=λld可知，用a故選D。16．（2025·重慶名校聯(lián)盟·3月考）北斗二期導航系統(tǒng)的“心臟”是上海天文臺自主研發(fā)的星載氫原子鐘，它是利用氫原子能級躍遷時輻射出來的電磁波去控制校準石英鐘的，如圖為氫原子能級圖，a、b、c為氫原子能級躍遷過程中所發(fā)出的三種光，則下列說法正確的是（）A．氫原子從低能級向高能級躍遷時輻射光子B．大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，形成的線狀光譜總共有3條亮線C．在相同條件下，a、b、c三種光中，a光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象D．用b光照射處于n=4能級的氫原子，氫原子會發(fā)生電離【答案】D【詳解】A．氫原子從低能級向高能級躍遷時，需要吸收能量，而不是輻射光子。因此選項A錯誤。B．大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，可以躍遷到n=3、n=2、n=1能級，形成的光譜線總共有6條（4→3、4→2、4→1、3→2、3→1、2→1）。因此選項B錯誤。C．衍射現(xiàn)象的明顯程度與光的波長有關(guān)，波長越長，衍射現(xiàn)象越明顯。在相同條件下，a、b、c三種光中，a光的能量最大，波長最短，因此最不容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。選項C錯誤。D．用b光照射處于n=4能級的氫原子，氫原子是否能發(fā)生電離取決于b光的能量是否足以使氫原子從n=4能級躍遷到電離態(tài)。b光的能量?0.85eV?(?3.4eV)=2.55eV>0?(?0.85eV)eV，因此能使處于n=4能級的氫原子發(fā)生電離。選項D正確。故選D。17．（2025·重慶·高三學業(yè)質(zhì)量調(diào)研抽測（三））光伏農(nóng)業(yè)中，光控繼電器利用光電效應(yīng)控制電路。如圖為光控繼電器原理圖，包含光電管（陰極K）、電源、放大器和電磁鐵。已知陰極材料的截止頻率為νc，電源電壓足夠，?A．陰極材料K的逸出功為?B．用頻率大于νcC．調(diào)換電源正負極，即使入射光頻率足夠高，電磁繼電器始終不工作D．若保持照射光頻率不變，僅增大光強，光電子的最大初動能將變大【答案】AB【詳解】A．根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，逸出功W0=?νc，其中B．當用頻率大于νcC．若調(diào)換電源的正負極，光電管兩端變?yōu)榉聪螂妷?。即?/p>