2023年高考物理母題題源解密（全國通用）：近代物理初步（原卷版）

專題13近代物理初步

【母題來源一】2022年高考湖南卷

【母題題文】（2022?湖南卷?T1）關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和微觀粒子波粒二象性，下列說法正確的

是（）

A.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型解釋了原子光譜的分立特征

B.玻爾的原子理論完全揭示了微觀粒子運(yùn)動的規(guī)律

C.光電效應(yīng)揭示了光的粒子性

D.電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣揭示了電子的粒子性

【母題來源二】2022年高考廣東卷

【母題題文】（2022?廣東卷?T5）目前科學(xué)家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)”較大的氫原子.

E

氫原子第〃能級的能量為紇=+，其中6=-13.6eV.圖是按能量排列的電磁波譜，要

n

使〃=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，被吸收的光子是（）

可；

紅外線見！紫外線X射線

光：

-IIIIII

10'210'110°10'102103

能量（eV）

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

【母題來源三】2022年高考山東卷

【母題題文】（2022?山東卷?T1）碘125衰變時產(chǎn)生Y射線，醫(yī)學(xué)上利用此特性可治療某

些疾病.碘125的半衰期為60天，若將一定質(zhì)量的碘125植入患者病灶組織，經(jīng)過180天

剩余碘125的質(zhì)量為剛植入時的（）

1111

A.—B.—C.-D.—

16842

【母題來源四】2022年高考全國甲卷

【母題題文】（2022?全國甲卷?T17）兩種放射性元素的半衰期分別為4和2f0,在/=0時

N

刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N,在f=2z0時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為w，則在f=4。

時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為（）

,NrNcNnN

A.—B.—C.—D.—

12986

【母題來源五】2022年高考浙江卷

【母題題文】（2022慚江卷T14）秦山核電站生產(chǎn)「C的核反應(yīng)方程為1；N+:n-?機(jī)+X,

其產(chǎn)物腿的衰變方程為tCT,N+JJe。下列說法正確的是（）

A.X是:HB.1C可以用作示蹤原子

C._：e來自原子核外D.經(jīng)過一個半衰期，10個［C將剩下

5個

【母題來源六】2022年高考浙江卷

【母題題文】（2022?浙江6月卷?T7）如圖為氫原子的能級圖.大量氫原子處于〃=3的激

發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷時放出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉.下列說法

正確的是（）

n￡7eV

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

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

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

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

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

A.逸出光電子的最大初動能為10.80eV

B.〃=3躍遷到?=1放出的光電子動量最大

C.有3種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)

D.用0.85eV的光子照射，氫原子躍遷到〃=4激發(fā)態(tài)

【母題來源七】2022年高考浙江1月卷

【母題題文】（2022?浙江1月卷?T14）2021年12月15日秦山核電站迎來了安全發(fā)電30

周年，核電站累計發(fā)電約6.9xlO"kW-h,相當(dāng)于減排二氧化碳六億多噸.為了提高能源利用

率，核電站還將利用冷卻水給周圍居民供熱.下列說法正確的是（）

A.秦山核電站利用的是核聚變釋放的能量

B.秦山核電站發(fā)電使原子核虧損的質(zhì)量約為27.6kg

C.核電站反應(yīng)堆中需要用鎘棒控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度

D.反應(yīng)堆中存在a13+：1171^+1€1+3（；11的核反應(yīng)

【母題來源八】2022年高考湖北卷

【母題題文】（2022?湖北?T1）上世紀(jì)四十年代初，我國科學(xué)家王瀚昌先生首先提出證明

中微子存在的實(shí)驗(yàn)方案：如果靜止原子核：Be俘獲核外K層電子e,可生成一個新原子核X,

并放出中微子ve,即：Be+_；e-X+；Ve.根據(jù)核反應(yīng)后原子核X的動能和動量，可以間

接測量中微子的能量和動量，進(jìn)而確定中微子的存在.下列說法正確的是（）

A.原子核X是；LiB.核反應(yīng)前后的總質(zhì)子數(shù)不變

C.核反應(yīng)前后總質(zhì)量數(shù)不同D.中微子/的電荷量與電子的相同

【命題意圖】本題考查近代物理知識中的一個重要考點(diǎn)一玻爾理論，意在考查考生的理

解能力.

【考試方向】近代物理部分，涉及的考點(diǎn)較多，主要有光電效應(yīng)、波粒二象性、原子結(jié)

構(gòu)、玻爾理論、衰變、核反應(yīng)和核能等，主要以選擇題的形式命題，可能單獨(dú)命題，但更多

的是通過多個選項(xiàng)命制綜合題.

【得分要點(diǎn)】光電效應(yīng)波粒二象性.主要考查方向有以下幾個方面，其主要破解方法

也一并總結(jié)如下:

1,由Ek-v圖象可以得到的信息:

(1)極限頻率：圖線與V軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)口.

(2)逸出功：圖線與以軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值后=航.

(3)普朗克常量：圖線的斜率上人

2,光電效應(yīng)中兩條線索

線索一：通過頻率分析：光子頻率高1光子能量大一產(chǎn)生光電子的最大初動能大?

線索二:通過光的強(qiáng)度分析:入射光強(qiáng)度大一光子數(shù)目多一產(chǎn)生的光電子多一光電流大.

3、對光的波粒二象性、物質(zhì)波的考查

光既有波動性，又有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機(jī)的統(tǒng)一體，其表現(xiàn)規(guī)律為:

(1)個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性.

(2)頻率越低波動性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯

著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng).

(3)光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時，往往表現(xiàn)為粒子性

(4)由光子的能量光子的動量p=《表達(dá)式也可以看出，光的波動性和粒子

A

性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量——頻

率v和波長人由以上兩式和波速公式片馥還可以得出：E=pc。

玻爾理論的主要考查方向有以下兒個方面，其主要破解方法也一并總結(jié)如下:

(1)原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)需要吸收能量，而從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)則會以光子的形

式向外放出能量,不論是吸收能量還是放出能量，這個能量值不是任意的，而是等于發(fā)生躍

遷的這兩個能級間的能量差，即〃尸Em-En.

(2)原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時發(fā)出光子的種類：當(dāng)單個氫原子自發(fā)輻射，由量子數(shù)

為n(?>1)的能級向低能級躍遷時最多只能形成(〃-1)條譜線，或者說產(chǎn)生(〃-1)種不

同頻率的光子；當(dāng)大量處于第“激發(fā)態(tài)的原子向低能級躍遷時最多可輻射

N=C：=迎二2種光子.

2

(3)原子躍遷時電子動能、原子勢能和原子能量的變化(與天體運(yùn)動規(guī)律相同)：當(dāng)軌

道半徑減小時，庫侖引力引力做正功，電子動能增大，原子的電勢能減小，原子能量減小;

當(dāng)軌道半徑增大時，庫侖引力引力做負(fù)功，電子動能減小，原子的電勢能增大，原子能量增

大.

原子核、核反應(yīng)方程主要考查方向有以下兒個方面，其主要破解方法也一并總結(jié)如下:

1、確定衰變次數(shù)的方法

(1)設(shè)放射性元素經(jīng)過〃次a衰變和〃7次乃衰變后，變成穩(wěn)定的新元素，丫，則表

示該核反應(yīng)的方程為，Xf(y+只"e+m\e

根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程：A=A'+4n,Z=Z'+2n-m

(2)確定衰變次數(shù)，因?yàn)椤Ｋプ儗|(zhì)量數(shù)無影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定a衰變的次數(shù),

然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定夕衰變的次數(shù)。

2.核能的計算方法

(1)利用愛因斯坦的質(zhì)能方程計算核能：利用愛因斯坦的質(zhì)能方程計算核能，關(guān)鍵是

求出質(zhì)量虧損，而求質(zhì)量虧損主要是利用其核反應(yīng)方程式，再利用質(zhì)量與能量相當(dāng)?shù)年P(guān)系求

出核能.

(2)利用阿伏加德羅常數(shù)計算核能：求宏觀物體原子核發(fā)生核反應(yīng)過程中所釋放的核

能，一般利用核反應(yīng)方程及其比例關(guān)系和阿伏加德羅常數(shù).

(3)由動量守恒和能量守恒計算核能：由動量守恒定律和能量守恒定律來求.

(4)說明:

①根據(jù)/E=/"?c2計算，計算時/機(jī)的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，/E的單位是“J”.

②根據(jù)』E=/MX931.5MeV計算.因1原子質(zhì)量單位(“湘當(dāng)于931.5MeV的能量，所

以計算時4"的單位是“〃”，4E的單位是“MeV”.

③利用質(zhì)能方程計算核能時，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進(jìn)行計算.

1、（2022?安徽合肥市高三下學(xué)期二模）2021年12月30日，在中科院合肥等離子體物理

研究所內(nèi)，有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）實(shí)現(xiàn)了1056秒的長脈沖

高參數(shù)等離子體運(yùn)行，這是目前世界上該裝置高溫等離子體運(yùn)行的最長時間.該裝置內(nèi)發(fā)生

的核反應(yīng)方程為1H+；HHe+X，已知笊核（：H）的質(zhì)量為2.0136U.X的質(zhì)量為1.0087u,

氨核（He）的質(zhì)量為3.0150u,u為原子質(zhì)量單位，lu相當(dāng)于931MeV,下列關(guān)于該核反應(yīng)

的說法正確的是（）

A.X為質(zhì)子

B.反應(yīng)前后核總質(zhì)量相等

C.反應(yīng)過程中中子數(shù)減少了1個

D.反應(yīng)過程中釋放的核能的=3.2585MeV

2、（2022?福建福州市高三下學(xué)期三月質(zhì)檢）下列說法正確的是（）

A.盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示子原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

B.在重核裂變過程中，原子核比結(jié)合能（即平均結(jié)合能）減小

C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中遏止電壓與人射光的頻率和金屬材料的逸出功均有關(guān)

D.氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的

動能減小，電勢能減小

3、（2022?廣東深圳市高三下學(xué)期一模）下列說法正確的是（）

A.電子的衍現(xiàn)象說明實(shí)物粒子具有波動性

B.235U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短

C.原子核內(nèi)部某個質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r，放出￡射線

D.在％仇y這三種射線中，y射線的穿透能力最強(qiáng)，a射線的電離能力最弱

4、（2022?廣東肇慶市高三下學(xué)期三模）如圖甲所示，陰極K和陽極A是密封在真空玻璃

管中的兩個電極，陰極K在受到光照時能夠發(fā)射光電子,陰極K與陽極A之間電壓U的大

小可以調(diào)整，電源的正負(fù)極也可以對調(diào).閉合開關(guān)后，陽極A吸收陰極K發(fā)出的光電子，

在電路中形成光電流.現(xiàn)分別用藍(lán)光、弱黃光、強(qiáng)黃光照射陰極K,形成的光電流與電壓的

關(guān)系圖像如圖乙示，圖中a、b、c光依次為（）

光束、必尊口

O

乙

藍(lán)光、弱黃光、強(qiáng)黃光B.弱黃光、藍(lán)光、強(qiáng)黃光

C.強(qiáng)黃光、藍(lán)光、弱黃光D.藍(lán)光、強(qiáng)黃光、弱黃光

5、（2022?河北石家莊市高三下學(xué)期二模）如圖為光電倍增管的原理圖，管內(nèi)由一個陰極K、

一個陽極A和K、A間若干對倍增電極構(gòu)成.使用時在陰極K、各倍增電極和陽極A間加

上電壓，使陰極K、各倍增電極到陽極A的電勢依次升高。當(dāng)滿足一定條件的光照射陰極K

時，就會有電子射出，在加速電場作用下，電子以較大的動能撞擊到第一個倍增電極上，電

子能從這個倍增電極上激發(fā)出更多電子，最后陰極A收集到的電子數(shù)比最初從陰極發(fā)射的

電子數(shù)增加了很多倍.下列說法正確的是（）

第一倍增極D,第二倍增極D,陽極A

陰極K第二倍"極D2第向倍增極D4

A.光電倍增管適用于各種頻率的光

B.保持人射光不變，增大各級間電壓，陽極收集到的電子數(shù)可能增多

C.增大人射光的頻率，陰極K發(fā)射出的所有光電子的初動能都會增大

D,保持人射光頻率和各級間電壓不變，增大入射光光強(qiáng)不影響陽極收集到的電子數(shù)

6、（2022?河南洛陽市高三下學(xué)期二模）下列說法正確的是（）

A.氫原子從能級3躍遷到能級2輻射出光子的波長大于從能級2躍遷到能級1輻射出光子

的波長

B.原子核的平均結(jié)合能越小表示該核中的核子結(jié)合得越牢固

C.ZU（鈾）衰變?yōu)楦蔖a（鍥）要經(jīng)過1次a衰變和2次°衰變

D.紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時，從鋅板

表面逸出光電子的最大初動能也隨之增大

7、（2022?河南許昌市高三下學(xué)期二模）下列核反應(yīng)方程中，符號“x"表示電子的是（）

A.2Mh+xB」：N+；He-[O+x

C.；H+：H-：He+xD.整r-；：Kr+2x

8、（2022?湖北省七市高三下學(xué)期三月調(diào)研）我國首輛火星車“祝融號”采用放射性材料

-PuO,作為發(fā)電能源為火星車供電。PuC>2中的元素Pu是置Pu,其發(fā)生a衰變的半衰期

為87.7年.下列說法中正確的是（）

A.a衰變是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子

B.至Pu發(fā)生a衰變的核反應(yīng)方程為非Pu+；nf旨u+；He

C.經(jīng)過263.1年，大約還有12.5%的原子核Pu沒發(fā)生衰變

D.當(dāng)氣溫和引力環(huán)境發(fā)生改變，Pu的半衰期可能會發(fā)生變化

9、（2022?湖北省七市高三下學(xué)期三月調(diào)研）波長為人的單色光可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),

已知逸出的光電子的最大初動能為瓦普朗克常量為小光速為c,則該金屬的逸出功為

（）

A.h-I-EkB.h----EkC.-D.Ek

AAA

10、（2022?湖北省常德市高三下學(xué)期高考模擬）能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決

能源問題的途徑之一.下列關(guān)于核反應(yīng)方程的說法，正確的是（）

A.:H+：HTHe+;）n是。衰變

B.U+n-普xe+Sr+10；,n是目前人類獲得核能的主要方式

C.記八一筆Pa+X中的X是質(zhì)子

D.:H+；H-；He+；,n是核聚變，反應(yīng)后的總質(zhì)量較聚變前增加

11、（2022?湖南衡陽市高三下學(xué)期一模）2021年開始實(shí)行的“十四五”規(guī)劃提出，把新材

料領(lǐng)域、生物工程、量子技術(shù)、熱核反應(yīng)和人工智能一起列為重點(diǎn)研發(fā)對象，中國已有多項(xiàng)

專利領(lǐng)先發(fā)達(dá)國家，下列有關(guān)說法正確的是（）

A.普朗克大膽地把光的波粒二象性推廣到實(shí)物粒子，預(yù)言實(shí)物粒子也具有波動性

B.原子核衰變成新核時，新原子核處于高能級狀態(tài)不穩(wěn)定，會向低能級躍遷，躍遷時放出

一些特定頻率的/射線，因此K射線是新核發(fā)生躍遷時的產(chǎn)物

C.動能相同的一個質(zhì)子和電子，電子的德布羅意波長比質(zhì)子的德布羅意波長短

D.核反應(yīng)方程：早N+：Ho+]H為熱核反應(yīng)

12、（2022?江蘇連云港市高三下學(xué)期二模）中國的火星探測車用放射性材料PuO2作為燃料.

PuCh中的Pu元素是空Pu,已知Z’Pu發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為室Pu-^’u+mx,學(xué)Pu的

半衰期為87.7年.下列說法正確的是（）

A.衰變過程一定釋放能量

B.方程中m=2,X是;H

C10000個,48Pu原子核經(jīng)過87.7年后還有5000個未衰變

D.放出的射線是高速氮核流，它的貫穿能力很強(qiáng)

13、（2022?江蘇鹽城市高三下學(xué)期二模）根據(jù)近代物理知識，你認(rèn)為下列說法中正確的是

（）

A.在原子核中，結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固

B.腎U+：n7曹）*6+；貂「+2；11是核裂變反應(yīng)

C.氨的半衰期為3.8天，現(xiàn)有16個氯原子核，經(jīng)過7.6天后剩下4個氫原子核

D.一個氫原子從〃=4的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時，最多能輻射出6種不同頻率的光子

14、（2022?山東聊城市高三下學(xué)期一模）一群處于“=4能級的氫原子，向低能級躍遷過

程中發(fā)出6種不同頻率的光，將這些光分別照射到圖甲所示電路中的陰極K上，只能測得3

條電流隨電壓變化的圖像，如圖乙所示.氫原子的能級圖如圖丙所示，可見光光子的能量范

圍為1.62~3.11eV,則下列推斷正確的是（）

A.這群氫原子躍遷時最多可發(fā)出4種可見光

B.圖乙中的6光光子能量為12.09eV

C.圖乙中的c光光子是氫原子由〃=4能級向基態(tài)躍遷發(fā)出的

D.陰極金屬的逸出功可能為%=6.75eV

15、（2022?山東聊城市高三下學(xué)期一模）如圖，煙霧自動報警器的探測器中裝有放射性元

素錮241,其衰變方程為算Amf記Np+；He+）/.下列說法正確的是（）

A./是光子，不具有能量B.:He是a粒子，有很強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)

C.常Np比言Am的原子核更穩(wěn)定D.冬天氣溫較低時，錮241的半衰期

會變小

16、（2022?山東日照市高三下學(xué)期一模）在花崗巖、大理石等裝飾材料中，都不同程度地

含有放射性元素，下列有關(guān)放射性元素的說法正確的是（）

A.P射線與Y射線都是高速運(yùn)動的光子流

B.2；；Bi的半衰期是5天，100克%Bi經(jīng)過10天后還剩下50克

C.在a、0、丫三種射線中，丫射線的穿透能力最強(qiáng)、電離能力最弱

D.放射性元素發(fā)生P衰變時，所釋放的電子是原子核外電子掙脫原子核束縛形成的

17、（2022?山東淄博市