物理高考真题（-）分类汇编专题16近代物理（3年汇编）（全国通用）（解析版）（2024）.docx

中小学试卷

物理高考真题（-）分类汇编
专题16近代物理（3年汇编）
（全国通用）（解析版）

学　　科：物理
班　　级：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
姓　　名：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
使用日期：＿＿＿＿年＿＿月

专题16近代物理

考点分类
三年考情(2024-2026)
命题规律
考 点 1 波 粒二象性
2026湖北卷、2026湖南卷、2026 山东卷、2025重庆卷、2025河北 卷、2025安徽卷、2024天津卷、 2024浙江卷
真实情境深度渗透：以量子通信、国产核 反应堆、医用放射性诊疗设备等前沿科技 场景为载体，不再使用纯理论裸模型出题， 要求学生从复杂场景中提炼原子物理相关 规律。
综合关联属性突出：不再孤立考查原子物 理基础概念，会联动能量守恒、动量守恒、 光电效应等考点，强化"能级跃迁-光电效 应-核反应”的综合链条考查。
能力导向持续强化：弱化机械繁琐的代数 运算，重点考查概念辨析、规律理解能力， 规避死记硬背知识点的考法，侧重对近代 物理核心思维的考查。
考点2原子
结构
2026河北卷、2026湖北卷、2026 湖南卷、2025江西卷、2025天津 卷、2025江苏卷、2024贵州卷、 2024浙江卷、2024甘肃卷

考点3原子 核

2026江苏卷、2026湖北卷、2026 山东卷、2025天津卷、2025重庆 卷、2025北京卷、2024浙江卷、 2024海南卷、2024北京卷

考点01 波粒二象性
1. (2026-贵州 · 高考真题)如图，密闭真空中，有一竖直放置的金属靶和水平放置的两平行极板，极板与

金属靶受光面垂直，板间存在竖直向上的匀强电场E 。 用频率为v₁和 v₂ 的光分别照射靶时，垂直靶面逸出

最大初动能分别为E 和 E₂ 的光电子，经狭缝S 、S₂ 后进入电场，分别落到下极板M 、N 处。忽略极板边

缘效应及电子间的相互作用，则( )

光 束
窗 口

s₂
E
金属靶

A.E<E₂,v<V₂ B.E<E₂,v₁>V₂

C.E₁>E,v₁<V₂ D.E₁>E,V₁>V₂
【答案】A
【详解】光电子进入匀强电场后做类平抛运动，竖直方向：加速度

对所有电子，竖直方向加速度和位移均相同，根据 可知，运动时间相同

水平方向做匀速运动，则落在M的电子初速度较小，即E,<E₂

对光电效应过程，根据爱因斯坦光电效应方程E=hv-W , 可 知v<V₂。

故选A。
2. (2026云南 ·高考真题)云南省锡、铟等有色金属储量丰富。已知锡和锢的逸出功分别为4.42eV和4.09eV, 若用光子能量为4.30eV的紫外线分别照射这两种金属，则( )
A. 只有锡能发生光电效应 B. 只有铟能发生光电效应
C. 锡和铟都能发生光电效应 D. 锡和铟都不能发生光电效应
【答案】B
【详解】光电效应的发生条件为：入射光子的能量E 大于等于金属的逸出功W₀, 即 E≥W 时可发生光电效 应。
锡的逸出功W.=4.42eV>4.30eV, 不满足光电效应发生条件，锡不能发生光电效应；

铟的逸出功W =4.09eV<4.30eV,满足光电效应发生条件，只有铟能发生光电效应。

故选B。
3. (2026-湖北高考真题)光伏产业已发展成为我国新能源三大名片之一。太阳能电池发电时，材料原子 中的电子被光子激发(这也是一种光电效应),激发后的电子向电池负极移动、形成一个持续的电动势。 关于太阳能电池，下列说法正确的是()

A. 任何频率的光均可使太阳能电池发电
B. 太阳光的能量可以全部转化为电池的电能
C. 太阳能电池在多云的白天，仍然可以发电
D. 太阳能电池发电的功率与太阳光的照射方向无关
【答案】C
【详解】已知光电效应方程为E,=hv-W , 其中逸出功W=1, 为材料的极限频率。

A. 只有入射光频率v≥v₀ 时，才能激发出光电子实现发电，低于极限频率的光无法产生光电效应，故 A 错 误；
B. 太阳能电池的光电转化效率远小于100%,太阳光的能量会有部分转化为内能等其他形式的能量，不可 能全部转化为电能，故B 错误；
C. 多云的白天仍有频率满足要求的太阳光透过云层照射到电池板，可发生光电效应，因此仍然可以发电， 故C 正确；
D. 设垂直于光传播方向的光强为1。,太阳光入射方向与电池板法线的夹角为θ,则电池板单位面积接收的

光功率为1= I₆cosθ ,θ 不同时接收的光功率不同，发电功率也不同，因此发电功率与照射方向有关，故D
错误。
故选C,

4. (2026-陕晋青宁卷 · 高考真题)正电子 e+ 与电子e “湮灭产生的光子是探测中微子的重要信号。 一个静止 的正电子与一个静止的电子湮灭转化为两个Y光子，该过程动量和能量都守恒。已知正电子与电子的质量 均为m, 光速为c, 普朗克常量为h, 则这两个7光子( )
A. 总能量为mc²B. 频率均为 C. 总动量为2mc D. 波长均为
【答案】B
【详解】静止的正电子和电子总静能为2mc², 总动量为0,湮灭过程满足能量守恒和动量守恒，因此两个 光子总能量为2 mc ²,总动量为0,两光子反向运动，每个光子的能量、动量大小均相等，单个光子能量为mc²,
动量大小
A. 两个光子总能量等于正负电子总静能2 mc² , 并 非mc², 故 A 错误；
B. 单个光子能量满足E=hv=mc² , 解得频率 故 B 正 确；
C. 初始系统总动量为0,由动量守恒可知两个光子总动量为0,并非2 mc, 故 C 错误：

D. 光子动量满足
解得波长 并非 故D 错误。 故选B.
5. (2026-河南 · 高考真题)(多选)不同材料的金属板M 、N的逸出功分别为W 和W₂。用波长为A的光照 射，M 、N 均能发生光电效应，出射光电子的最大初动能分别为E, 和E₂; 改用波长为 的光照射，仅M 能 发生光电效应，出射光电子的最大初动能为E₃。则 ( )
A.W,<W₂ B.i>A₂ C.E<E₂ D.E>E,
【答案】AD
【详解】A. 波长为A₂的光照射时，仅M 能发生光电效应，说明

可得 W<W₂ , 故 A 正确；
B. 波长为A的光照射时，N 也能发生光电效应，说明
结合
可得
化简得 <4₂ , 故B 错误；

C. 波长为名的光照射时，

已知W<W₂

因此E>E₂ , 故C 错误；

D. 根据爱因斯坦光电效应方程

因 为 < 元

所以E>E , 故D 正确。
故选AD。
6. (2026-浙江 ·高考真题)俄歇电子能谱( AES) 广泛应用于材料表面成分分析。如图1所示，一束高能 电子入射到样品表面，将某原子内层(如K 层)的一个电子击出，形成一个空穴。随后，较外层(如L 层 ) 的一个电子跃迁至该空穴，并释放出能量，该能量可能以X 光子的形式射出，也可能立即将另一核外电子

( 如L 层或M 层的电子)电离而逸出样品表面，该电子称为俄歇电子：现用电子动能E=15.0keV 的电子 束轰击某样品表面，成功激发KLM 俄歇过程(即初始空穴为K 层、跃迁电子来自L 层、逸出电子来自M 层)和KLL 俄歇过程(逸出电子来自L 层)。已知该原子K 层的电离能Eg≈10.0keVL 层的电离能E₁=1.0keV
已知电子的电荷量e=1.60×10-1C, 电子质量m=9.1×10⁻³¹kg, 光速c=3×10³m/s, 普朗克常量

h=6.63×10-J.s 。 (计算结果保留一位有效数字)请回答：

跃迁 电 子

逸出(俄歇)电子
击出电子 入射电子
KLM俄歇过程示意图
(1)入射电子的德布罗意波长。

(2)求射出的X 光子的波长2x:
(3)甲同学利用带电粒子在磁场中的运动规律，设计了如图2所示的测量俄歇电子动能的方案；俄歇电子从 原点O 垂直y 轴和磁场方向进入匀强磁场，则yr=10.0cm 和 yz=10.5cm 处被探测到，通过测得的俄歇电子的 动能，求原子M 层的电离能E;
(4)乙同学认为用带电粒子在电场中的运动规律，测出俄歇电子的动能，请你帮乙同学设计一个方案，列出 所需要测量的物理量，并给出计算俄歇电子动能的表达式。
【答案】(1)λ=1×10⁻¹"m

(2)2x=1×10⁻1⁰m

(3)E≈0.2keV

(4)见解析
【详解】(1)由德布罗意公式

解得

(2)因Ka 线是由电子从L 层跃迁到K 层时释放的光子，则光子的能量为E=E-E=9keV
则由
解得
(3)电子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力
俄歇电子的动能为 (d 表示直径)
设KLL 俄歇电子的动能为Ek; KLM 俄歇电子的动能为ExLM, 则有 ·
KLL俄歇电子：K 层空穴由L 层电子填充，释放的能量为Er-EL, 并传递给L 层另一个电子使其逸出，又 消耗E, 则 KLL 俄歇电子的动能为Ezz =(Eg-E)-E,=8.0keV
同理可得，KLM俄歇电子的动能为Ew=(E-E₂)-EM

解得EM=0.18keV≈0.2keV
(4)让待测电子束以水平初速度射入两块平行金属板之间，金属板长为L, 板间距为d, 两板之间加恒定 的电压U, 形成匀强电场，在离开金属板右侧距离L 处垂直电子入射方向放置一荧光屏，如图所示

需要测量的物理量：金属板长度L, 板间电压U, 板间距d 以及Li, 电子飞出电场后打到荧光屏时垂直电子 入射方向的侧移量y;
计算方法：电子在水平方向做匀速直线运动，则
电子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，则加速度 侧移量满足
俄歇电子动能表达式
7. (2025-浙江 ·高考真题)一束高能电子穿过铝箔，在铝箔后方的屏幕上观测到如图所示的电子衍射图样 则 ( )

A. 该实验表明电子具有粒子性 B. 图中亮纹为电子运动的轨迹
C. 图中亮纹处电子出现的概率大 D. 电子速度越大，中心亮斑半径越大
【答案】C
【详解】A. 该实验表明电子具有波动性， A 错误：
BC. 根据“概率波”特点可知，图中亮纹处电子出现的概率大，亮纹处并非电子运动的轨迹，B 错 误 ，C 正 确；
D. 根据物质波的表达式有
可知，电子的速度越大，其物质波波长变短，衍射现象越不明显，则中心亮斑半径越小，D 错误。 故选C。

8. (2025 · 浙江 · 高考真题)光子能量E=hv, 式 中V 是光子的频率， h 是普朗克常量。 h 的单位是( )
A.J·s B.N·s C.kg D.m
【答案】A
【详解】根据公式E=Iv ,能 量E 的单位是焦耳( J), 频 率v 的单位是赫兹( Hz, 即 s-¹) 。 因此，普朗

克常量h 的单位为 故选A。

9. (2025-四川高考真题)某多晶薄膜晶格结构可以等效成缝宽约为3.5×10-10m 的狭缝。下列粒子束穿过 该多晶薄膜时，衍射现象最明显的是( )
A. 德布罗意波长约为7.9×10-¹³m的中子
B. 德布罗意波长约为8.7×10-¹²m的质子
C. 德布罗意波长约为2.6×10-¹m 的氮分子
D. 德布罗意波长约为1.5×10-10m 的电子
【答案】D
【详解】当波通过尺寸与其波长相近的障碍物或狭缝时，会发生明显的衍射现象。对于粒子而言，德布罗

意波长决定了其波动性，衍射的明显程度通常与波长2和狭缝宽度的比值相关，当 接近或大于1时，衍 射现象非常明显，则可知电子的衍射现象最明显。

故选D。

10. (2025-广东 · 高考真题)有甲、乙两种金属，甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这 两种金属，只有甲发射光电子，其最大初动能为E, 下列说法正确的是( )
A. 使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子

B. 使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于E
C. 频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子

D. 频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电子，则其最大初动能小于E
【答案】B
【详解】A. 某频率的光不能使乙金属发生光电效应，说明此光的频率小于乙金属的截止频率，则换用频率 更小的光不能发生光电效应， A 错误；
B. 由光电效应方程E=hv-W 可知频率越大最大初动能越大，换用频率更小的光最大初动能小于E,B

正确；
C. 频率不变则小于乙金属的截止频率，不会发生光电效应，C 错误；

D. 由 E=hv-W 。 可知频率不变最大初动能不变，D 错误。

故选B.

11. (2025-陕晋青宁卷 · 高考真题)我国首台拥有自主知识产权的场发射透射电镜TH—F120 实现了超高分 辨率成像，其分辨率提高利用了高速电子束波长远小于可见光波长的物理性质。 一个静止的电子经100V 电 压加速后，其德布罗意波长为λ,若加速电压为10kV, 不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为( )
A.1002 B.102
【答案】C
【详解】设电子经过电压加速后速度大小为v, 由动能定理得
电子的动量大小为P=my
电子的德布罗意波长为
联立解得
因为U' :U=100:1
可解得

C正确，ABD 错误。 故选C。

12. (2025-山东 ·高考真题)在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的 金属，所得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能E 的大小关系正确的是( )

A.E₁>E₂>E₃ B.E>E₃>E

C.E₃>E₂>E D.E₃>E>E₂
【答案】B
【详解】根据光电子最大初动能与遏制电压的关系E=eU。

根据图像有U₂>U>U.

故E₂ >E₃ >1 ;
故选B.

13. (2025-广西 ·高考真题)已知金属铷、钾、钠、钙的逸出功分别为2.13eV 、2.25eV 、2.29eV 、3.20eV. 用 光子能量为2.20eV的单色光照射这些金属的表面，能逸出光电子的金属是()
A. 铷 B. 钾 C. 钠 D. 钙
【答案】A
【详解】当光子的能量大于金属的逸出功时就能发生光电效应，可知能量是2.20eV的光子分别照射到四种 金属板上，会发生光电效应的金属板是铷。
故选A。
14. (2025-河北 ·高考真题)光纤光谱仪的部分工作原理如图所示。待测光在光纤内经多次全反射从另一端 射出，再经棱镜偏转，然后通过狭缝进入光电探测器。

(1)若将光纤简化为真空中的长玻璃丝，设玻璃丝的折射率为 求光在玻璃丝内发生全反射时的最小入 射角。
(2)若探测器光阴极材料的逸出功为9.939×10J, 求该材料的截止频率。(普朗克常量h=6.626×10⁻"Js)
【答案】(1)60°
(2)1.5×10¹⁴Hz
【详解】(1)光在玻璃丝内发生全反射的最小入射角满足：
可得C=60°
(2)根据爱因斯坦光电方程 = W

可得v₀= 1.5×10⁴Hz

15. (2025-江苏 · 高考真题)江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管，利用光电效应捕捉中微子 信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为W, 普朗克常量为h。
(1)求该金属的截止频率₀ :

(2)若频率为v 的入射光能使该金属发生光电效应，求光电子的最大初动能E。
【答案】(1)

(2)v-W。

【详解】(1)根据题意，由光电效应方程有E=hv,-W₀
当E=0 时，可得该金属的截止频率
(2)根据题意，由光电效应方程可得，光电子的最大初动能为E=hv-W
16. (2025-江西 · 高考真题)精密条纹相机通过将时域信号转换成空间信息可实现超短激光脉冲持续时间的 测量，其简化原理如图所示。某个待测激光脉冲的持续时间为A, 经过狭缝和聚焦透镜入射至真空条纹管 的光电阴极中心。由于光电效应，产生与输入激光脉冲持续时间相同的电子脉冲，电子脉冲先后经加速和
偏转等过程打到荧光屏上。阳极与光电阴极间的加速电压为U₁, 距离为4。偏转极板间距和长度分别为d₂

和L₂, 其左端与阳极的距离为L, 右端与荧光屏的距离为L 。 光电效应产生电子的初速度忽略不计，电子 不会打到偏转极板上。电子质量为m, 电荷量为e, 不考虑电场力和相对论效应，以及电子之间相互作用。 所有元件的中心在同一条直线上，并以荧光屏中心0为原点、竖直方向为y 轴建立坐标系。(普朗克常量 h=6.63×10⁻J ·s, 光 速c=3×10m/s)
电子脉冲

(1)现有多碱、Au 和 CsI 三种常用的光电阴极材料，它们的逸出功分别约为1.1eV 、4.5eV.6.2eV 。若要使波长 范围为200-900nm 的入射激光都能打出光电子，请通过定量分析确定应选用哪种光电阴极材料。
(teV=1.6×10¹⁹J)
(2)当偏转极板间电压U 为常数时，求电子打在荧光屏上的位置，
(3)真实情况下，偏转极板间电压U 与时间r 的关系为U=U₀+k(U₀ 和 k 为大于零的常数),其零时刻与

激光脉冲刚入射至光电阴极的时刻相同。
①求最后进入偏转极板间的电子离开偏转极板时y 方向速度的大小；

② 若L₂小且L₂KL,, 此时可忽略不同时刻电子在偏转极板间y 方向位移的差别，求电子脉冲在荧光屏上的 空间宽度Δy 与激光脉冲持续时间 的关系。
【答案】(1)多碱

;②

【详解】(1)根据题意，设入射激光波长为λ,则对应的光子能量为

可得波长范围为200~900 nm 的入射激光的能量范围为1.38eV~6.2eV
要使入射激光都能打出光电子，则所有入射激光的能量应大于光电阴极材料的逸出功，所以应选择多碱光 电阴极材料。
(2)电子在光电阴极与阳极之间做匀加速直线运动，设电子在此过程中的加速度大小为a, 运动时间为r,
离开阳极时的速度大小为v, 则 有,v²=2a,d₁,
电子在离开阳极到偏转极板左端的过程中做匀速直线运动，设运动时间为t₂, 则L=yt₂
当偏转电压U 为常数时，电子在偏转极板内水平方向做匀速直线运动，在竖直y 方向做匀加速直线运动。 设y 方向的加速度大小为a₂, 在偏转极板内运动时间为t, 离开偏转极板时y 方向速度为，,偏转位移为y,
, L₂= 吗 ， v,=az5,
设电子离开偏转极板至打到荧光屏上的时间为I₄, 在此时间内电子在y 方向的位移为y₂, 则 L₃=v4a,

y₂=V,t

设电子离荧光屏中心的距离为y, 则 y=y+y₂

联立解得

(3)当偏转极板间电压U=U₀+k 时 ，电子在偏转极板内y 方向做加速度线性增加的变加速直线运动，

①在l+t₂+△r 时刻，最后的电子进入偏转极板间，此时极板间的电压为U₀+k(t+t₂+△t ), 设电子在偏转

极板内运动时y 方向的加速度为4₃, 离开偏转极板时y 方向的速度为Vy₂, 则 · 则a₃-r 图像，如图所示
a/m-s-²

0 t+t₂+△t t₁+t₂+t₃+△t ts
由上述分析，结合图像可得

联立小问2分析可得

②在I₁+t₂ 时刻，最前面的电子进入偏转极板间，此时极板间的电压为U₀+k(₁+t) 。 同理可得，该电子离
开偏转极板时Y方向的速度% , 则 有
设电子脉冲打在荧光屏上的空间宽度为△y,电子从离开偏转极板至打到荧光屏上的时间为t, 则 L,= ,

△y=(₂-v,a)t

联立解得

17. (2026-广东 ·高考真题)核钟是基于原子核能级跃迁来建立高精度时间标准的装置，原子核可吸收光子 发生类似原子的能级跃迁。现有一种激光能够激发某原子核从基态跃迁至激发态，其能级差约为1.3×10⁻¹⁸J, 普朗克常量h=6.6×10⁻J·s, 真空中光速c=3.0×10³m/s 。 关于该激光，下列说法正确的是( )
A. 光强倍增，此能级跃迁不能发生 B. 光强减半，此能级跃迁不能发生
C. 频率约为2.0×10¹Hz D. 波长约为1.5×10⁻²m
【答案】D
【详解】A. 原子核能级跃迁的条件是入射光子能量等于能级差，与光强无关，光强倍增只要光子能量匹配 仍可发生跃迁，故A 错误；
B. 同理，光强减半不影响光子能量，只要能量匹配仍能发生跃迁，故B 错误；
C. 根据光子能量公式AE=v , 可得频率 ,与选项给出的2.0×10 Hz 不 符，故C 错误；
D. 根据波长与频率关系 ,代入数值计算得 故D 正确。 故选D。

18. (2026-江苏 · 高考真题)氢原子基态轨道的能量为E₇, 激发态轨道的能量为E2, 已知普朗克常量为h。 则电子从该激发态跃迁至基态轨道释放的光子频率为()

A.Er


B.Ez



D.

【答案】D
【详解】根据玻尔跃迁理论，氢原子从高能级(激发态)跃迁至低能级(基态)时，释放光子的能量等于 两能级的能量差，即△E=E₂-E

再结合光子能量与频率的关系△E=hv

联立可得光子频率
故选D。

考 点02 原 子 结 构

1. (2025-浙江 · 高考真题)一束α粒子撞击一静止的金原子核，它们的运动轨迹如图所示。图中虚线是以 金原子核为圆心的圆。已知静电力常量k=9.0×10°N·m²/C², 元电荷e=1.6×10⁻¹C, 金原子序数为79,不 考虑α粒子间的相互作用，则( )

A. 沿轨迹1运动的α粒子受到的库仑力先做正功，后做负功
B. 沿轨迹2运动的α粒子到达P 时动能为零、电势能最大
C. 位于图中虚线圆周上的3个α粒子的电势能不相等
D. 若α粒子与金原子核距离为10⁻¹⁴ m, 则库仑力数量级为10²N
【答案】D
【详解】A. 沿轨迹1运动的α粒子受到的库仑力先做负功，后做正功， A 错 误 ；
B. 沿轨迹2运动的α粒子因为做曲线运动，则到达P 时动能不为零，因距离原子核最近，则电势能最大， B 错误；
C. 位于图中虚线圆周上各点的电势都相等，可知虚线圆周上的3个α粒子的电势能相等，C 错误；
D. 若α粒子与金原子核距离为10- ¹⁴ m , 则根据库仑定律可知库仑力

即数量级为10²N , D 正确。
故选D。
2. (2025-重庆 · 高考真题)在科学实验中可利用激光使原子减速，若一个处于基态的原子朝某方向运动，

吸收一个沿相反方向运动的能量为E 的光子后跃迁到相邻激发态，原子速度减小，动量变为P 。 普朗克常 量为h, 光速为c, 则 ( )
A. 光子的波长为
B. 该原子吸收光子后质量减少了
C. 该原子吸收光子后德布罗意波长为
D. 一个波长更长的光子也能使该基态原子跃迁到激发态
【答案】C
【详解】A. 光子能量公式为
解得波长 ,故 A 错误；
B. 原子吸收光子后，能量增加 E, 根据质能方程 质量应增加而非减少，故B 错误；
C. 德布罗意波长公式为 ,题目明确吸收后原子动量为 P, 因此波长为 , 故 C 正确；
D. 吸收光子跃迁需光子能量严格等于能级差。波长更长的光子能量更低 ),无法满足跃迁条 件，故D 错误。
故选C.

3. ( 2025 ·甘肃-高考真题)利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。 He 离子相对基态 的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞He+离子使其从基态激发到可能的激发态，若所用电子 的能量为50eV, 则 He 离子辐射的光谱中，波长最长的谱线对应的跃迁为( )
E/eV

4— —51.02 3— 48.37
2— —40.81

1 — 0(基态)
A. n= 4→n =3 能 级 B. n= 4→ n=2 能 级
C . n=3→n= 2能 级 D. n=3→n=1 能 级
【答案】C

【详解】根据题意可知，用能量为50eV 的电子碰撞He+离子，可使He+离子跃迁到n=3 能级和n=2 能级，

可知，波长最长的谱线对应的跃迁为n=3→n=2 能级。 故选C,

4. (2025-北京 · 高考真题)自然界中物质是常见的，反物质并不常见。反物质由反粒子构成，它是科学研 究的前沿领域之一。目前发现的反粒子有正电子、反质子等：反氢原子由正电子和反质子组成。粒子与其 对应的反粒子质量相等，电荷等量异种。粒子和其反粒子碰撞会湮灭。反粒子参与的物理过程也遵守电荷 守恒、能量守恒和动量守恒。下列说法正确的是( )
A. 已知氢原子的基态能量为-13.6eV, 则反氢原子的基态能量也为-13.6eV
B. 一个中子可以转化为一个质子和一个正电子
C. 一对正负电子等速率对撞，湮灭为一个光子
D. 反氘核和反氚核的核聚变反应吸收能量
【答案】A
【详解】A. 氢原子基态能量由电子与质子决定。反氢原子由正电子和反质子构成，电荷结构相同，能级结 构不变，基态能量仍为-13.6 eV , 故 A 正确；
B. 若中子衰变(β'衰变)生成质子、正电子n→ |p+e , 不符合电荷数守恒，故B 错误：
C. 正负电子对撞湮灭时，总动量为零，需产生至少两个光子以保证动量守恒。单个光子无法满足动量守恒， 故C 错误；
D. 核聚变通常释放能量(如普通氘核、氚聚变)。反氘和反氚核聚变遵循相同规律，应释放能量而非吸收， 故 D 错误。
故选A。

5. ( 2025-黑吉辽蒙卷 · 高考真题)(多选)某理论研究认为，42Mo 原子核可能发生双β衰变，衰变方程为

Mo→Ru+y1e 。 处于第二激发态的Ru 原子核先后辐射能量分别为0.5908MeV 和0.5395MeV的X 、₂

两光子后回到基态。下列说法正确的是()
A.A=100 B.y=2

C. x 的频率比γ₂ 的大 D. z 的波长比γ₂ 的大
【答案】ABC
【详解】AB. 由核反应方程质量数和电荷数守恒可得100= A+0,42=44-y

解得A=100,y=2 , AB 正确；
CD. 由题可得x 光子的能量大于Y₂光子的能量，光子的能量公式c=hv, 波 长 可得x 的频率大于Y₂的频率，7的波长小于y₂的波长，C 正确，D 错误；
故选ABC。

6. (2025-浙江，高考真题)(多选)如图1所示，三束由氢原子发出的可见光P 、Q 、R 分别由真空玻璃管 的窗口射向阴极K 。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2所示。下列说法正确的 是 ( )

图1 图 2
A. 分别射入同一单缝衍射装置时，Q的中央亮纹比R 宽
B.P 、Q 产生的光电子在K 处最小德布罗意波长，P 大于Q
C. 氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q 对应的能级最高
D. 对应于图2中的M 点，单位时间到达阳极A 的光电子数目，P 多 于Q
【答案】BC
【详解】A. 根据
因Q 的截止电压大于R, 可 知Q 的频率大于R 的频率，Q 的波长小于R 的波长，则分别射入同一单缝衍射 装置时，R 的衍射现象比Q 更明显，则Q 的中央亮纹比R 窄，选项A 错误；
B. 同理可知P、Q 产生的光电子在K 处 Q的最大初动能比P 较大，根据

可知最小德布罗意波长，P 大于Q, 选 项B 正确：
C. 因 Q 对应的能量最大，则氢原子向第一激发态跃迁发光时，根据hv=E-E₂ 可知三束光中Q 对应的能级最高，选项C 正确：
D. 对应于图2中的M 点 ，P 和Q 的光电流相等，可知 P 和Q 单位时间到达阳极A的光电子数目相等，选
项D 错误。

故选BC。

7. (2024-浙江 · 高考真题)玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n=3 能级的原子向低能级跃迁，会 产生三种频率为V₃ 、V₃₂ 、V₂ 的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h, 光速为c 。正确的
是 ( )

A. 频率为v₃ 的光，其动量为
B. 频率为V₃ 和V₂ 的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为hv₃

C. 频率为v₃ 和v₂ 的两种光分别射入双缝间距为d, 双缝到屏的距离为L 的干涉装置，产生的干涉条 纹间距之差为
D. 若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，入射光的频率!
【答案】B
【详解】A. 根据玻尔理论可知

Iv₃=E-E

则频率为V₃ 的光，其动量为

选 项A 错误：

B. 频率为V₃ 和V₂ 的两种光分别射入同一光电效应装量，均产生光电子，其最大初动能分别为

E = Iv³-W 出功

Em₂ = hv₂ -W 出功
最大初动能之差为

△E=hv₃-hv₂=hv32
选项B 正确；

C. 频率为v₃ 和 v₂ 的两种光分别射入双缝间距为d, 双缝到屏的距离为L 的干涉装置，根据条纹间距表达 式

产生的干涉条纹间距之差为

选 项C 错误；
D. 若原子n=3 跃迁至 n=4 能级，则

E₄-E₃=hv₄
可得入射光的频率

选 项D 错误；
故选B。

8. (2024-北京 · 高考真题)产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿秒( as) 是时间 单 位 ，las=1×10-¹s, 阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快 门”,使探测原子内电子的动态过程成为可能。设有一个持续时间为100as 的阿秒光脉冲，持续时间内至少 包含一个完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s, 普朗克常量h=6.6×10-j.s, 下列说法正确的 是 ( )
A. 对于0.1mm 宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为550nm 的可见光的衍射现象更明显
B. 此阿秒光脉冲和波长为550nm 的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多
C. 此阿秒光脉冲可以使能量为-13.6eV(-2.2×10-¹8J) 的基态氢原子电离
D. 为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期
【答案】C
【详解】A. 此阿秒光脉冲的波长为
2=cT=30nm<550nm
由障碍物尺寸与波长相差不多或比波长小时，衍射现象越明显知，波长为550nm 的可见光比此阿秒光脉冲 的衍射现象更明显，故A 错误：

B. 由 知，阿秒光脉冲的光子能量大，故总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更少，故B 错误；
C. 阿秒光脉冲的光子能量最小值

故此阿秒光脉冲可以使能量为-13.6eV( -2.2×10-18J) 的基态氢原子电离，故C 正确；
D. 为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应小于电子的运动周期，故D 错误。 故选C.

9. (2024-安徽 · 高考真题)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射所应用 的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于 3.1leV, 当大量处于n=3 能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有( )

A.1 种 B.2 种 C.3 种 D.4 种
【答案】B
【详解】大量处于 n=3 能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出不同频率的种类为
C}=3 种

辐射出光子的能量分别为
△E₁=