專題09近代物理考點五年考情（2021-2025）命題趨勢考點1光電效應2025年廣東近五年廣東高考物理對近代物理考查頻繁，多以選擇題呈現。光電效應、能級躍遷、原子核衰變、核反應方程及核能計算等為重點。如2024年考核反應相關，2023年涉及氫原子能級躍遷。該部分知識細碎，需準確理解概念，把握規(guī)律，通過典型題強化訓練，提升解題能力與知識運用水平?？键c2原子物理2024年廣東2023年廣東2022年廣東考點01光電效應1．（2025·廣東·高考真題）有甲、乙兩種金屬，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某頻率的光分別照射這兩種金屬，只有甲發(fā)射光電子，其最大初動能為，下列說法正確的是（

）A．使用頻率更小的光，可能使乙也發(fā)射光電子B．使用頻率更小的光，若仍能使甲發(fā)射光電子，則其最大初動能小于C．頻率不變，減弱光強，可能使乙也發(fā)射光電子D．頻率不變，減弱光強，若仍能使甲發(fā)射光電子，則其最大初動能小于【答案】B【詳解】A．某頻率的光不能使乙金屬發(fā)生光電效應，說明此光的頻率小于乙金屬的截止頻率，則換用頻率更小的光不能發(fā)生光電效應，A錯誤；B．由光電效應方程可知頻率越大最大初動能越大，換用頻率更小的光最大初動能小于，B正確；C．頻率不變則小于乙金屬的截止頻率，不會發(fā)生光電效應，C錯誤；D．由可知頻率不變最大初動能不變，D錯誤。故選B?？键c02原子物理2．（2024·廣東·高考真題）我國正在建設的大科學裝置——“強流重離子加速器”。其科學目標之一是探尋神秘的“119號”元素，科學家嘗試使用核反應產生該元素。關于原子核Y和質量數A，下列選項正確的是（）A．Y為 B．Y為C．Y為 D．Y為【答案】C【詳解】根據核反應方程根據質子數守恒設Y的質子數為y，則有可得即Y為；根據質量數守恒，則有可得故選C。3．（2023·廣東·高考真題）理論認為，大質量恒星塌縮成黑洞的過程，受核反應的影響。下列說法正確的是（

）A．Y是粒子，射線穿透能力比射線強B．Y是粒子，射線電離能力比射線強C．Y是粒子，射線穿透能力比射線強D．Y是粒子，射線電離能力比射線強【答案】D【詳解】根據受核反應滿足質量數和電荷數守恒可知，Y是粒子（），三種射線的穿透能力，射線最強，射線最弱；三種射線的電離能力，射線最強，射線最弱。故選D。4．（2022·廣東·高考真題）目前科學家已經能夠制備出能量量子數n較大的氫原子。氫原子第n能級的能量為，其中。圖是按能量排列的電磁波譜，要使的氫原子吸收一個光子后，恰好失去一個電子變成氫離子，被吸收的光子是（）A．紅外線波段的光子 B．可見光波段的光子C．紫外線波段的光子 D．X射線波段的光子【答案】A【詳解】要使處于n=20的氫原子吸收一個光子后恰好失去一個電子變成氫離子，則需要吸收光子的能量為因為則被吸收的光子是紅外線波段的光子。故選A。一、單選題1．（2025·廣東茂名·模擬預測）關于近代物理知識，下列說法中正確的是（）A．結合能越大的原子核越牢固B．光電效應能否發(fā)生，與光的照射時間長短無關C．放射性元素發(fā)出的射線來自原子核外電子D．處于基態(tài)的氫原子能吸收任意能量的光子而躍遷到激發(fā)態(tài)【答案】B【詳解】A．比結合能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，結合能越大的原子核不一定越牢固，故A錯誤；B．當入射光的頻率大于金屬的極限頻率時，光照射在金屬上會立即發(fā)生光電效應，光電效應能否發(fā)生與光的照射時間長短無關，故B正確；C．放射性元素發(fā)出的β射線實質是原子核內的一個中子轉變?yōu)橐粋€質子和一個電子，β射線是釋放出來的電子，故C錯誤；D．只有當光子的能量等于氫原子兩能級的能量差時，才能被處于基態(tài)的氫原子吸收，氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)，并不是任意能量的光子都能被氫原子吸收，故D錯誤。故選B。2．（2021·廣東·高考真題）科學家發(fā)現銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26，鋁26的半衰期為72萬年，其衰變方程為，下列說法正確的是（）A．Y是氦核B．Y是質子C．再經過72萬年，現有的鋁26衰變一半D．再經過144萬年，現有的鋁26全部衰變【答案】C【詳解】AB．根據核反應的質量數和電荷數守恒可知，該核反應是即Y是正電子，選項AB錯誤；CD．因72萬年是一個半衰期，可知再過72萬年，現有的鋁26衰變一半；再過144萬年，即兩個半衰期，現有的鋁26衰變四分之三，選項C正確，D錯誤；故選C。3．（2025·廣東·模擬預測）患有嚴重心衰及具有高風險心臟驟停的病人，植入心臟起搏器（如圖所示）是現在比較有效的治療方式，有些心臟起搏器的電池是Z粒子輻射電池，它是一種利用放射性同位素衰變時釋放的Z粒子直接轉換為電能的裝置，衰變方程為，下列說法正確的是（）A．衰變方程中的Z為，來自原子核內部B．該衰變過程吸收能量C．的比結合能大于的比結合能D．植入人體后，會加速衰變【答案】A【詳解】A．根據反應過程滿足質量數和電荷數守恒可知，衰變方程中的Z為電子，Z粒子是原子核內部中子轉化為質子而釋放出來的電子，故A正確；BC．該衰變過程釋放能量，存在質量虧損，衰變后的比衰變前的更穩(wěn)定，所以的比結合能大于的比結合能，故BC錯誤；D．衰變的快慢只由自身原子核內部決定，植入人體后，不會加速衰變，故D錯誤。故選A。4．（2025·廣東廣州·三模）如圖所示，“核反應堆”通過可控的鏈式反應實現核能的釋放，核燃料是鈾棒，在鈾棒周圍放“慢化劑”，快中子與慢化劑中的原子核碰撞后，中子速度減小變?yōu)槁凶印Ｏ铝姓f法正確的是（

）A．“慢化劑”使快中子變慢中子，慢中子更難被鈾核俘獲B．當核反應過于緩慢時，可以適當的插入鎘棒，達到加快核反應速度的目的C．鈾塊體積越小，越容易發(fā)生鏈式反應，能發(fā)生鏈式反應的鈾塊最大體積叫作它的臨界體積D．鏈式反應是指讓一個原子核的裂變引發(fā)其他原子核發(fā)生裂變，讓核裂變過程自己持續(xù)下去的反應【答案】D【詳解】A．慢中子更容易被鈾核俘獲，中子的速度不能太快，否則無法被鈾核捕獲，裂變反應不能進行下去，故A錯誤；B．核反應堆中，鎘棒的作用是吸收中子，以控制反應速度，當核反應過于緩慢時，可以適當的抽出鎘棒，以達到加快核反應速度的目的，故B錯誤。C．鈾塊體積越大，越容易發(fā)生鏈式反應，能發(fā)生鏈式反應的鈾塊最大體積叫作它的臨界體積，選項C錯誤；D．鏈式反應是指讓一個原子核的裂變引發(fā)其他原子核發(fā)生裂變，讓核裂變過程自己持續(xù)下去的反應，選項D正確。故選D。5．（2025·廣東茂名·模擬預測）研究表明，香煙中含有多種放射性物質，其中最主要的是，會發(fā)生衰變，半衰期為138天，吸入肺部后會明顯增加罹患癌癥的風險，下列說法正確的是（）A．發(fā)生衰變的方程為B．發(fā)生衰變時，會吸收能量C．香煙燃燒時的高溫會加快發(fā)生衰變的速度D．發(fā)生衰變生成的鉛核中含有120個中子【答案】A【詳解】A．根據反應過程滿足質量數和電荷數守恒可知，發(fā)生衰變的方程為，故A正確；B．發(fā)生衰變時，會釋放能量，故B錯誤；C．衰變的速度由自身性質決定，與外界溫度、壓強等無關，故C錯誤；D．發(fā)生衰變生成的鉛核中含有中子數為，故D錯誤。故選A。6．（2025·廣東·模擬預測）中國科學院近代物理研究所成功合成出新核素錒，錒的衰變方程為，下列說法正確的是（）A．發(fā)生的是衰變B．由組成的射線具有較強的穿透性C．的比結合能大于的比結合能D．通過化學方法可以改變錒的半衰期【答案】C【詳解】A．由質量數和電荷數守恒可知X為，衰變?yōu)樗プ?，故A錯誤；B．射線具有較強的電離能力，但穿透能力較弱，故B錯誤；C．衰變反應為放能反應，則衰變后核子的比結合能更大，故C正確；D．半衰期非常穩(wěn)定，與化學性質無關，故D錯誤。故選C。7．（2025·廣東汕頭·二模）如圖所示，用頻率為的光照射陰極K，閉合開關，調節(jié)滑動變阻器的滑片，使微安表的示數減小為0，此時電壓表的示數為。已知普朗克常量為，電子電荷量為，下列說法正確的是（

）A．端為電源正極B．K板材料的逸出功為C．若保持入射光的頻率不變，增大入射光的強度，遏止電壓會增大D．只要照射足夠長的時間，任何頻率的光都能夠使K板發(fā)出光電子【答案】B【詳解】A．調節(jié)滑動變阻器的滑片，使微安表的示數減小為0，此時電壓表的示數為，可知此時所加電壓為反向電壓，則K板帶正電，A板帶負電，端為電源正極，端為電源負極，故A錯誤；BC．根據光電效應方程可得根據動能定理可得聯(lián)立可得K板材料的逸出功為若保持入射光的頻率不變，增大入射光的強度，逸出的光電子最大初動能不變，則遏止電壓不變，故B正確，C錯誤；D．只有當入射光的頻率大于等于K板材料對應的截止頻率時，才能產生光電效應，使K板發(fā)出光電子，故D錯誤。故選B。8．（2025·廣東惠州·模擬預測）鈣基電池是未來電池技術的重要發(fā)展方向，如圖（a）是某研究團隊研究金屬鈣光電效應的電路圖，已知金屬鈣的逸出功為2.87eV。圖（b）是氫原子能級圖，若用大量氫原子從能級向低能級躍遷輻射出的光照射陰極K，則下列說法中正確的是（）A．可以輻射出4種不同頻率的光 B．光電子的最大初動能為9.88eVC．只有1種光能使鈣發(fā)生光電效應 D．滑片P向右移動，電流表示數一定不變【答案】B【詳解】AC．大量氫原子從能級向低能級躍遷可以輻射出種不同頻率的光；從n=4躍遷到n=1，從n=3躍遷到n=1，從n=2躍遷到n=1輻射的光子能量大于逸出功，可知能使金屬鈣發(fā)生光電效應的光只有三種，故AC錯誤；B．從n=4躍遷到n=1輻射的光子能量最大，有根據光電效應方程知，光電子的最大初動能為故B正確；D．滑片P向右移動，電流表示數可能變大，故D錯誤；故選B。9．（2025·廣東湛江·二模）下圖為氫原子的能級示意圖，通過激光技術把處于基態(tài)的一群氫原子躍遷到的激發(fā)態(tài)上，又再向低能級躍遷而發(fā)出光子，下列說法正確的是（）A．發(fā)出光子的能量連續(xù)分布在0~13.6eV之間B．發(fā)出光子的能量連續(xù)分布在0.31eV~12.06eV之間C．發(fā)出光子可能是10個特定的能量值D．發(fā)出光子只能是4個特定的能量值【答案】C【詳解】AB．根據兩個能級躍遷的能量差，可知發(fā)出光子的能量是不連續(xù)的，故AB錯誤；CD．而從向低能級躍遷，根據排列組合的知識，可知發(fā)出光子的能量可能達到10個能量值，而不只是4個能量值，故C正確，D錯誤。故選C。二、多選題10．（2025·廣東·三模）在探究光電效應的規(guī)律的實驗中，金屬鈉的遏止電壓與入射光頻率的關系圖像如圖中的直線所示。元電荷為，金屬鈉的截止頻率為，逸出功為，金屬鋅的逸出功大于金屬鈉的逸出功。下列說法正確的是（）A．直線的斜率為B．直線的斜率為C．金屬鋅的圖像可能為圖中的直線①D．金屬鋅的圖像可能為圖中的直線②【答案】AD【詳解】AB．根據愛因斯坦光電效應方程有可得則所有金屬的圖像的斜率均為又聯(lián)立可得，故A正確，B錯誤；CD．設金屬鋅的逸出功為，由題意可知金屬鋅的逸出功大于金屬鈉的逸出功，即；根據可知金屬鋅的圖像的橫軸截距大于金屬鈉的圖像的橫軸截距，則金屬鋅的圖像可能為題圖中的直線②，故C錯誤，D正確。故選AD。11．（2025·浙江溫州·二模）如圖所示為一種光電效應演示儀，光電管與電流計、電源相連，其入射光的波長與光強可以通過光調節(jié)器調節(jié)。逐漸調節(jié)照射到金屬板M的入射光波長，當波長為時，電流計的示數剛好為零，此時將電源正負極對調，電流計示數不為零，再逐漸調節(jié)入射光照的波長至，電流計的示數恰好變成零。已知電源路端電壓為U，不考慮電流計內阻，元電荷為e，真空中光速為c，則（）A．B．可求得普朗克常量C．當光的波長為時，僅增大光的波長，電流計示數將不為零D．當光的波長為時，僅增大光的強度，電流計示數將不為零【答案】AB【詳解】AB．根據題意可知，當波長為時，電流計的示數剛好為零，此時將電源正負極對調，電流計示數不為零，電源路端電壓為U，則有再逐漸調節(jié)入射光照的波長至，電流計的示數恰好變成零，則有聯(lián)立可得，故AB正確；CD．根據題意可知，為入射光為極限頻率的波長，僅增大光的波長，光的頻率減小，不能發(fā)生光電效應，電流計示數仍為零，僅增大光的強度，光的頻率不增加，不能發(fā)生光電效應，電流計示數仍為零，故CD錯誤。故選AB。12．（2025·廣東·模擬預測）太陽能量的來源主要通過質子一質子鏈反應（簡稱PP鏈），太陽產生的能量約99%來自該鏈反應。科學研究發(fā)現，該鏈反應主要通過如下方程發(fā)生：①；②，其中為正電子，為太陽中微子，下列說法正確的是（）A．方程式中X為，Y為B．方程式中X為，Y為C．反應①屬于核聚變反應D．Y的比結合能大于X的比結合能【答案】ACD【詳解】AB．根據質量數守恒和電荷數守恒，方程式中X為，Y為，故A正確，B錯誤；CD．反應①、②均屬于核聚變反應，Y的比結合能大于X的比結合能，故CD正確。故ACD。13．（2024·廣東惠州·二模）圖中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅圖涉及不同的原子物理知識，其中說法正確的是（

）A．根據圖（a）所示的三種射線在磁場中的軌跡，可以判斷出“1”為γ射線B．如圖（b）所示，發(fā)生光電效應時，入射光光強越強，光電子的最大初動能越大C．盧瑟福通過圖（c）所示的α粒子散射實驗，提出了原子的核式結構模型D．利用圖（d）所示的氫原子能級示意圖，可以解釋氫原子為何具有分立光譜【答案】CD【詳解】A．圖（a）所示放射源射出的三種射線在磁場中運動軌跡不同，射線帶正電，根據左手定則判斷出射線1為射線，γ射線不帶電，運動軌跡應該是直線，故射線2是γ射線，故A錯誤；B．如圖（b）所示，發(fā)生光電效應時，入射光頻率越大，光電子的最大初動能也就越大，與入射光的強度無關，故B錯誤；C．盧瑟福通過圖（c）所示在α粒子散射實驗的基礎上，提出了原子核式結構模型，故C正確；D．利用圖（d）所示的氫原子能級示意圖，玻爾將量子觀念引入原子領域，并能夠解釋氫原子的光譜特征，氫原子能級是分立的，光譜也是分立的，故D正確；故選CD。14．（2023·廣東梅州·二模）如圖所示，為關于近代物理學的圖象，則下列說法正確的有（

）A．如圖甲所示，由黑體的輻射強度與輻射光波長的關系可知，隨溫度的升高，輻射強度的極大值向波長較長方向移動B．如圖乙所示，發(fā)生光電效應時，入射光光強越強，光電子的最大初動能也就越大C．如圖丙所示，粒子散射實驗中，粒子與金原子中的原子核碰撞可能會發(fā)生大角度偏轉D．如圖丁所示，大量氫原子處于的激發(fā)態(tài)，躍遷過程中可能釋放出6種頻率的光子，