五年（2021-2025）高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題13原子結(jié)構(gòu)、原子核和波粒二象性考點(diǎn)五年考情（2021-2025）命題趨勢(shì)考點(diǎn)1波粒二象性2025、2024、2023、2022、2021近五年考查清晰表明，“波粒二象性”是該模塊絕對(duì)核心與高頻考點(diǎn)，重點(diǎn)聚焦于光電效應(yīng)規(guī)律的理解與應(yīng)用（如極限頻率、遏止電壓、最大初動(dòng)能與光子能量的關(guān)系、飽和光電流）、物質(zhì)波概念以及對(duì)光的粒子性與波動(dòng)性統(tǒng)一的認(rèn)知；相比之下，“原子結(jié)構(gòu)”和“原子核”雖非連年出現(xiàn)，但作為重要基礎(chǔ)內(nèi)容仍需關(guān)注。命題情境高度依托國家重大科技成就與量子科技前沿。題型為選擇題，側(cè)重考查對(duì)核心概念（如光子說、能級(jí)、半衰期、核反應(yīng)守恒律）的準(zhǔn)確辨析、基礎(chǔ)規(guī)律的定性應(yīng)用與簡單定量計(jì)算。未來趨勢(shì)將穩(wěn)固“波粒二象性”的核心地位，深化對(duì)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)圖像的解讀能力；命題情境更趨尖端化，并可能強(qiáng)化對(duì)原子核物理中“守恒思想”與“模型構(gòu)建”的理解，要求考生在具體科技情境中靈活運(yùn)用量子觀念分析現(xiàn)象（如解釋光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、估算物質(zhì)波波長）、辨析核過程性質(zhì)（如區(qū)分衰變、聚變、裂變），進(jìn)一步滲透現(xiàn)代物理思想方法和科學(xué)本質(zhì)觀?？键c(diǎn)2原子結(jié)構(gòu)2024考點(diǎn)3原子核2024、2021考點(diǎn)01波粒二象性1．（2022·江蘇·高考）光源通過電子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（）A．頻率減小 B．波長減小 C．動(dòng)量減小 D．速度減小【答案】B【詳析】AB．根據(jù)E=hν可知光子的能量增加后，光子的頻率增加，又根據(jù)λ=cν，CD．根據(jù)p=hλ，故選B。2．（2021·江蘇·高考）如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究，其截止頻率ν1<ν2，保持入射光不變，則光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值A(chǔ)． B． C．D．【答案】C【詳析】光電管所加電壓為正向電壓，則根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值Ekm=Ue+hν-hν截止，可知Ekm故選C。3．（2025·江蘇·高考）江門中微子實(shí)驗(yàn)室使用我國自主研發(fā)的光電倍增管，利用光電效應(yīng)捕捉中微子信息。光電倍增管陰極金屬材料的逸出功為W0，普朗克常量為h(1)求該金屬的截止頻率ν0(2)若頻率為ν的入射光能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，求光電子的最大初動(dòng)能Ek【答案】(1)W(2)h【詳析】（1）根據(jù)題意，由光電效應(yīng)方程有E當(dāng)Ek=0（2）根據(jù)題意，由光電效應(yīng)方程可得，光電子的最大初動(dòng)能為E4．（2023·江蘇·高考）“夸父一號(hào)”太陽探測衛(wèi)星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子，設(shè)波長為λ。若太陽均勻地向各個(gè)方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測儀鏡頭正對(duì)著太陽，每秒接收到N個(gè)該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S，衛(wèi)星離太陽中心的距離為R，普朗克常量為h，光速為c，求：（1）每個(gè)光子的動(dòng)量p和能量E；（2）太陽輻射硬X射線的總功率P?！敬鸢浮浚?）p=hλ，E=h【詳析】（1）由題意可知每個(gè)光子的動(dòng)量為p每個(gè)光子的能量為E（2）太陽均勻地向各個(gè)方向輻射硬X射線，根據(jù)題意設(shè)t秒發(fā)射總光子數(shù)為n，則n可得n所以t秒輻射光子的總能量W太陽輻射硬X射線的總功率P考點(diǎn)02原子結(jié)構(gòu)5．（2024·江蘇·高考）如圖所示，納原子在幾個(gè)能級(jí)間躍遷時(shí)輻射的光的波長分別為λ1、λ2、λ3A．λ1 B．λ2 C．λ3 D．λ4【答案】C【詳析】根據(jù)光電方程可知當(dāng)只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，該光子對(duì)應(yīng)的能量最大，根據(jù)圖中能級(jí)圖可知躍遷時(shí)對(duì)應(yīng)波長為λ3故選C?？键c(diǎn)03原子核6．（2024·江蘇·高考）2024年我國實(shí)現(xiàn)了612C批量生產(chǎn)。用于生產(chǎn)612C的核反應(yīng)方程為A．正電子10e B．中子C．氘核12H D．氦核【答案】B【詳析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為m根據(jù)電荷守恒可知X的電荷數(shù)為n可知X為中子01故選B7．（2021·江蘇·高考）用“中子活化”技術(shù)分析某樣品的成分，中子轟擊樣品中的714N產(chǎn)生614C和另一種粒子A．質(zhì)子 B．α粒子 C．β粒子 D．正電子【答案】A【詳析】該核反應(yīng)方程為7可知X是質(zhì)子。故選A。1．（2025·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)·二模）如圖所示為電子穿過金屬箔片后形成的圖樣，此現(xiàn)象說明電子具有（）A．能量 B．動(dòng)量 C．波動(dòng)性 D．粒子性【答案】C【詳析】該圖樣為電子的衍射圖樣，說明電子具有波動(dòng)性。故選C。2．（2025·江蘇蘇州八?！と＃┤鐖D所示是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置。大量處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子能量為12.09eV，用此光束照射到光電管電極K上。移動(dòng)滑片P，當(dāng)電壓表的示數(shù)為7V時(shí)，微安表的示數(shù)恰好為零。圖示位置中滑片P和O點(diǎn)剛好位于滑動(dòng)變阻器的上、下中點(diǎn)位置。則（）A．要使微安表的示數(shù)恰好為零，滑片P應(yīng)由圖示位置向b端移動(dòng)B．不同頻率的光子照射電極K，只要能發(fā)生光電效應(yīng)，遏止電壓是相同的C．電極K處金屬的逸出功是7eVD．從圖示位置滑動(dòng)滑片P，微安表的讀數(shù)可能先增加后不變【答案】D【詳析】A．要使微安表的示數(shù)恰好為零，光電管應(yīng)接入反向電壓，即K板電勢(shì)高于A板電勢(shì)，則滑片P應(yīng)由圖示位置向a端移動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)eUc=Ek=hC．用光子能量為12.09eV照射到光電管電極K上，當(dāng)電壓表的示數(shù)為7V時(shí)，微安表的示數(shù)恰好為零，可知遏止電壓為7V，根據(jù)eUc=故C錯(cuò)誤；D．圖示電壓趨近于零，未能達(dá)到飽和電流，若從圖示位置向b端滑動(dòng)滑片P，正向電壓增大，則微安表的讀數(shù)會(huì)先增加后不變，故D正確。故選D。3．（2025·江蘇南通如皋·三模）我國托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置中用熱中子轟擊鋰制取氚，核反應(yīng)方程為36A．X是氦核 B．X是氘核C．反應(yīng)是α衰變 D．反應(yīng)是核裂變【答案】A【詳析】AB．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為36Li+01n→CD．該核反應(yīng)為人工核反應(yīng)，不是衰變，也不是核裂變，故CD錯(cuò)誤。故選A。4．（2025·江蘇蘇州八校·三模）電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是十大最美物理實(shí)驗(yàn)之一，其原理簡化示意圖如圖所示，通電后燈絲發(fā)熱釋放出的電子（初速度可認(rèn)為等于零）經(jīng)加速電壓U加速后形成高速電子流，電子束照射間距為d的雙縫，在與雙縫相距為L的屏幕上形成干涉條紋。已知電子質(zhì)量為m、電荷量為e，普朗克常量為h，真空中的光速為c，則干涉條紋間距Δx為（）A．Lhd2C．Lh2demU【答案】A【詳析】電子被加速eU=12mv2，光子的動(dòng)量p=mv=故選A。5．（2025·江蘇南通如皋·三模）某實(shí)驗(yàn)小組用同一光電管完成了光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，得到了如圖所示的光電流與對(duì)應(yīng)電壓的關(guān)系圖像，則（）A．甲光的頻率大于乙光的頻率 B．甲光的光強(qiáng)大于丙光的光強(qiáng)C．乙光的波長大于丙光的波長 D．乙光光子的動(dòng)量小于丙光光子的動(dòng)量【答案】B【詳析】A．根據(jù)eUc=Ek=hB．由于甲光的飽和光電流大于丙光飽和光電流，兩光頻率相等，所以甲光的強(qiáng)度大于丙光的強(qiáng)度，故B正確；C．丙光的遏止電壓小于乙光的遏止電壓，所以丙光的頻率小于乙光的頻率，則乙光的波長小于丙光的波長，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)p=hλ，故選B。6．（24-25高三下·江蘇宿遷泗陽·一模）甲、乙兩種光子的能量之比為1:2，則甲、乙兩種光子的（）A．動(dòng)量之比為1:2 B．頻率之比為1:1C．波速之比為1:2 D．波長之比為1:1【答案】A【詳析】B．由光子的能量ε=hν可得ε甲C．甲、乙兩種光子的波速均為光速，故得v甲v乙D．由光子的速度c=νλ可得λ甲A．由光子的動(dòng)量p=hλ可得p故選A。7．（2025·江蘇泰州姜堰區(qū)·二模）激光致冷技術(shù)中原子通過吸收迎面而來的激光光子來降低速度。已知激光波長為λ，普朗克常量為h，光速為c。則下列說法正確的是（）A．激光是自然光 B．該光子的能量為hC．該光子的動(dòng)量為hλ D【答案】C【詳析】A．自然光的光矢量在各個(gè)方向上均勻分布，而激光是受激輻射產(chǎn)生的，具有高度的方向性、單色性、相干性和高亮度等特性，不是自然光，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)光子能量公式E=hv=hcC．根據(jù)光子的動(dòng)量公式p=hλ，D．激光致冷技術(shù)中原子通過吸收迎面而來的激光光子來降低速度，主要利用的是激光的動(dòng)量特性，而非相干性好的特點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。故選C。8．（2025·江蘇蘇州·三模）某放射性元素的半衰期為5天，現(xiàn)有該元素80g，經(jīng)過15天后，剩余未衰變的質(zhì)量是（）A．5g B．10g C．20g D．40g【答案】B【詳析】半衰期是5天，經(jīng)過t=15天即n=3故選B。9．（2025·江蘇南通·四模）如圖所示是α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)在圖中甲、乙、丙、丁四處觀察，相同時(shí)間內(nèi)熒光屏上閃光點(diǎn)最多的位置是（）A．甲 B．乙 C．丙 D．丁【答案】A【詳析】在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至超過90°故選A。10．（2025·江蘇南通·四模）我國科研團(tuán)隊(duì)在微型核電池的研究方面取得新突破，該微型核電池的能量主要來自镅（243）衰變成镎（239）釋放的核能，核反應(yīng)方程為95243A．X是電子 B．镎（239）的核子數(shù)為93C．镎（239）的結(jié)合能比X的大 D．镎（239）的比結(jié)合能比镅（243）的小【答案】C【詳析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知X是24HeB．镎（239）的核子數(shù)為239，故B錯(cuò)誤；C．镎（239）的核子數(shù)比X大太多，所以結(jié)合能比X的大，故C正確；D．反應(yīng)后產(chǎn)物更加穩(wěn)定，比結(jié)合能更大，故镎（239）的比結(jié)合能比镅（243）的大，故D錯(cuò)誤。故選C。11．（2025·江蘇蘇州八?！と＃┪覈鬃Q基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆采用釷90232Th作為燃料，并使用熔鹽冷卻劑，避免了核污水排放。90232Th吸收中子后會(huì)發(fā)生的一系列核反應(yīng)：90232ThA．x衰變?yōu)棣了プ傿．92233U比90232C．92233U的比結(jié)合能小于D．經(jīng)過32萬年，剩余92233U【答案】D【詳析】A．根據(jù)核反應(yīng)方程90233Th→x衰變91233B．92233U比90232Th多2C．因反應(yīng)放出能量，生成物更加穩(wěn)定，可知92233U的比結(jié)合能大于91233D．經(jīng)過32萬年，即經(jīng)過兩個(gè)半衰期，則剩余92233U質(zhì)量為m=m故選D。12．（2025·江蘇泰州·四調(diào)）月壤中含有大量的氦-3，氦-3是一種清潔、安全和高效的核聚變發(fā)電的燃料．發(fā)生聚變反應(yīng)的方程是：?2A．X是中子B．X是正電子C．?23HeD．?23He【答案】D【詳析】AB．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷守恒定律可知X是質(zhì)子，故AB錯(cuò)誤；C．結(jié)合能的大小由質(zhì)量數(shù)決定，故?23He的結(jié)合能比?D．原子越穩(wěn)定，比結(jié)合能越大，?23He的比結(jié)合能比?故選D。13．（2025·江蘇宿遷·考前模擬）放射性同位素918F放出某種粒子后轉(zhuǎn)變成A．11H B．-10e C．【答案】D【詳析】根據(jù)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)守恒，可知該粒子質(zhì)量數(shù)為a=18-18=0，根據(jù)核反應(yīng)過程電荷數(shù)守恒，可知該粒子電荷數(shù)為b=9-8=1，可知該粒子為故選D。14．（2025·江蘇揚(yáng)州·考前調(diào)研）利用高壓電場研究粒子的波動(dòng)性，氘核（12H）與氦核（23He）從靜止經(jīng)相同電壓加速后，動(dòng)能分別為Ek1A．Ek1<Ek2，C．Ek1>Ek2，【答案】A【詳析】氘核（12H）電荷量q1=e，氦核（23He）電荷量q2=2e，加速電壓U相同，根據(jù)動(dòng)能定理有Ek1=eU，Ek2=2eU，可得Ek1<Ek2，根據(jù)德布羅意波長公式有λ=h故選A。15．（2025·江蘇泰州·四調(diào)）如圖為研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置，用光照射K極，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則（

）A．流過電流計(jì)的電流方向向右B．僅增大照射光的頻率，電流計(jì)示數(shù)增大C．僅增大照射光的強(qiáng)度，電流計(jì)示數(shù)增大D．滑片從最左端滑至最右端的過程中，電流計(jì)示數(shù)先變大后不變【答案】C【詳析】A．流過電流計(jì)的電流方向由A指向K，向左，故A錯(cuò)誤；B．僅增大照射光的頻率，由光電效應(yīng)方程可知，光子的最大初動(dòng)能變大，光電流不一定增大，故B錯(cuò)誤；C．僅增大照射光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)光電子的個(gè)數(shù)增加，由電流的微觀式可知電流計(jì)示數(shù)增大，故C正確；D．滑片從最左端滑至最右端的過程中，光電管兩端的反向電壓增大，電流計(jì)示數(shù)一直減小，故D錯(cuò)誤。故選C。16．（2025·江蘇宿遷·考前模擬）一群處于n=4能級(jí)的氫原子，在向低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出不同頻率的光，將這些光分別照射到光電管陰極K上，實(shí)驗(yàn)得到3條電流隨電壓變化的圖像，如圖所示。則下列說法正確的是（）A．飽和光電流IB．遏止電壓UC．逸出光電子的最大初動(dòng)能ED．三種光的波長λ【答案】C【詳析】A．圖像可知飽和光電流Ic>IbB．圖像可知遏止電壓Ua>Ub>C．光電子的最大初動(dòng)能Ek=eU（U為遏止電壓），結(jié)合故C正確；D．根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hv-W0=hcλ故選C。17．（2025·江蘇揚(yáng)州新華中學(xué)·二模）圖甲是光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖乙是通過改變電源極性得到的光電流與加在陰極K和陽極A上的電壓的關(guān)系圖像，下列說法正確的有（）A．由圖甲可知，閉合開關(guān)，電子飛到陽極A的動(dòng)能比其逸出陰極K表面時(shí)的動(dòng)能小B．由圖甲可知，閉合開關(guān)，向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器，當(dāng)電壓表示數(shù)增大到某一值后，電流表的讀數(shù)將不再增大C．由