2026年高考物理一轮复习第51讲近代物理初步(复习讲义)(安徽专用)(学生版+解析)

这是一份2026年高考物理一轮复习第51讲近代物理初步(复习讲义)(安徽专用)(学生版+解析)，共9页。
\l "_Tc24510" 02体系构建·思维可视 PAGEREF _Tc24510 \h 3
\l "_Tc5924" 03核心突破·靶向攻坚 PAGEREF _Tc5924 \h 4
\l "_Tc31215" 考点一 光电效应 PAGEREF _Tc31215 \h 4
\l "_Tc21258" 知识点1 光电效应现像及规律 PAGEREF _Tc21258 \h 4
\l "_Tc11766" 知识点2 与光电效应有关的五组概念对比 PAGEREF _Tc11766 \h 4
\l "_Tc27236" 知识点3 光电效应的研究思路 PAGEREF _Tc27236 \h 4
\l "_Tc3508" 知识点4 光电效应中三个重要关系 PAGEREF _Tc3508 \h 5
\l "_Tc6505" 考向 光电效应的理解及规律 PAGEREF _Tc6505 \h 5
\l "_Tc30413" 考点二 光电效应的四类图像 6
\l "_Tc23741" 知识点 光电效应四类图像对比6
\l "_考向 光电效应图像问题" 考向 光电效应图像问题7
\l "__x0001_ _x0001_ 考点三 原子的核式结构 _x0001_ _x0001_" 考点三 原子的核式结构 PAGEREF _Tc21470 \h 8
\l "_知识点 原子的核式结构模型" 知识点 原子的核式结构模型 PAGEREF _Tc27583 \h 9
\l "_考向 原子的核式结构" 考向 原子的核式结构 PAGEREF _Tc24799 \h 9
\l "__x0001_ _x0001_ 考点四 氢原子能级及能级跃迁_x0001_ _x0001_ _x0001_" 考点四 氢原子能级及能级跃迁 10
\l "_知识点1.玻尔的原子模型" 知识点1 玻尔的原子模型10
\l "_知识点2 能级跃迁的理解" 知识点2 能级跃迁的理解11
\l "_考向1 玻尔理论的理解与计算" 考向1 玻尔理论的理解与计算11
\l "_考向2 能级跃迁与光学结合" 考向2 能级跃迁与光学结合13
\l "__x0001_ _x0001_ 考点五 原子核的衰变与半衰期_x0001_ _x0001_ _x0001_" 考点五 原子核的衰变与半衰期 14
\l "_知识点1 三种射线的比较" 知识点1 三种射线的比较14
\l "_知识点2 α衰变、β衰变" 知识点2 α衰变、β衰变14
\l "_考向 α、β衰变的理解和计算" 考向 α、β衰变的理解和计算 PAGEREF _Tc21766 \h 15
\l "__x0001_ _x0001_ 考点六 核反应方程 _x0001_ _x0001_" 考点六 核反应方程 PAGEREF _Tc9255 \h 16
\l "_知识点1 核反应的四种类型" 知识点 1. 核反应的四种类型 PAGEREF _Tc13687 \h 16
知识点2 \l "_知识点2 核力、结合能、质量亏损" 核力、结合能、质量亏损
\l "_考向1 核力 结合能 比结合能" 考向1 核力 结合能 比结合能 PAGEREF _Tc24652 \h 18
\l "_考向2 核反应的辨别与应用" 考向2 核反应的辨别与应用 PAGEREF _Tc508 \h 19
\l "_Tc23626" 04真题溯源·考向感知20


考点一 光电效应
\l "_Tc25045" 知识点1 光电效应现像及规律
1．光电效应现象
(1)定义：在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子。
(2)产生条件：入射光的频率大于或等于金属的极限频率。
2．光电效应的三条规律
(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于或等于这个极限频率才能产生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。
\l "_Tc25045" 知识点2 与光电效应有关的五组概念对比
(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。光子是因，光电子是果。
(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。
(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。
(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，而光子能量E＝hν。
(5)光的强度与饱和光电流：频率相同的光照射金属产生光电效应，入射光越强，饱和光电流越大，但不是简单的正比关系。
\l "_Tc25045" 知识点3 光电效应的研究思路
(1)两条线索：
(2)两条对应关系：
入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
\l "_Tc25045" 知识点4 光电效应中三个重要关系
(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。
(2)光电子的最大初动能Ek与遏止电压Uc的关系：Ek＝eUc。
(3)逸出功W0与极限频率νc的关系：W0＝ hνc。
\l "_Tc17630" 考向 光电效应的理解及规律
例1（24-25高三上·安徽多校·大联考）如图所示，用能量为4.5eV的光照射光电管阴极，调节滑动变阻器，当电压表的示数达到1.5V时，微安表的示数恰好变为零。已知该光电管阴极材料在不同温度下的逸出功会有微小变化，在实验温度下，其逸出功的理论值范围是2.8~3.0eV。以下说法中合理的是（ ）
A．本次实验中光电子的最大初动能为3.0eV
B．若将实验装置整体移至强磁场环境中，微安表的读数一定增大
C．考虑逸出功的理论变化范围，此次实验结果与理论值不完全相符
D．若换用光子能量为2.5eV的光照射，且保证光强不变，微安表可能无示数
【答案】D
【详解】A．由遏止电压可知，光电子的最大初动能为，故A错误；
B．强磁场并不会必然增加光电子数或其能量，无法保证微安表读数一定增大，故B错误；
C．实验测得逸出功约为
正好在2.8~3.0eV的理论范围内，故C错误；
D．若换用能量2.5eV的光照射，低于该材料2.8~3.0eV的逸出功，不能发生光电效应，则无光电子发射，微安表读数为零，故D正确。
故选D。
【变式训练】（24-25高三下·安徽合肥一中&168中学·4月联考）下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦发现了光电效应，并提出相应理论，合理地解释了光电效应
B．康普顿效应表明光有波动性；光电效应说明光有粒子性
C．α粒子散射实验中，α粒子碰到电子会出现大角度散射
D．电子的波动是概率波
【答案】D
【详解】A．光电效应不是爱因斯坦发现的，爱因斯坦提出了光子说，合理地解释了光电效应，A错误；
B．康普顿效应表明光有粒子性，光电效应也说明光有粒子性，B错误；
C．α粒子散射实验中，α粒子的质量远大于电子的质量，α粒子碰到电子，α粒子的运动不会改变，不会出现大角度散射，C错误；
D．电子是实物粒子，其波动是概率波，D正确。
故选D。

考点二 光电效应的四类图像
知识点 光电效应四类图像对比
考向 光电效应图像问题
例1（24-25高三下·安徽合肥一中·最后一卷）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于n=4能级的氢原子，发出不同频率的光，其中只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为、的两种光照射阴极K，测得光电流随电压变化的图像如图丙中a、b所示，已知电子电量大小为e、普朗克常量为h，则下列说法中错误的是（ ）
A．这群处于能级的氢原子，最多能发出6种不同频率的光
B．频率为光的光子能量为12.09eV
C．光电管阴极K材料的逸出功可以表达为
D．光电管阴极K材料的逸出功可能为10.09eV
【答案】D
【详解】A．这群处于能级的氢原子，最多能发出种不同频率的光，选项A正确，不符合题意；
BC．由于只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极发生光电效应，且，由
故频率为光的光子能量较大，则为
频率为光的光子能量为
由光电效应方程可知，光电管阴极逸出功可以表达为，选项BC正确，不符合题意；
D．若光电管阴极逸出功为10.09eV，则并非只有两种频率的光可让图乙所示的光电管阴极发生光电效应，还有2→1的跃迁中辐射的光子能量为10.2eV也能使光电管发生光电效应，选项D错误，符合题意。
故选D。
【变式训练】（24-25高三下·安徽六安一中·模拟预测）在光学天文望远镜中，光电倍增管利用光电效应将微弱的光线信号转换为电子信号并进行放大。光电效应实验装置如图甲所示，用①、②、③三种单色光分别照射光电管的阴极K，得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示。则（ ）
A．一切光照射到阴极K都能发生光电效应B．测量Uc的大小时，滑片P应向a端移动
C．③光的频率小于①光的频率D．②光的强度大于①光的强度
【答案】B
【详解】A．只有频率大于截止频率的光才可以发生光电效应，故A错误；
B．Uc是遏止电压，测量遏止电压时，A，K两极上所加电压为减速电压，即K极电势比A极高，可知滑片P应向a移动，故B正确；
C．根据，
可知遏止电压越大，频率越大，所以③光的频率大于①光的频率，故C错误；
D．①、②光频率一样，饱和光电流由光强决定，所以②光的强度小于①光的强度，故D错误。
故选B。

考点三 原子的核式结构
\l "_Tc25045" 知识点 原子的核式结构模型
1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。
2．α粒子散射实验
(1)装置：1909—1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验装置如图所示。
(2)现象：实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。(如图所示)
3．原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。
\l "_Tc17630" 考向 原子的核式结构
例1（24-25高三下·安徽六安一中·模拟预测）下列各种关于近代物理学的现象中，与原子核内部变化有关的是（ ）
A．紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象
B．粒子轰击金箔时，少数发生大角度偏转的现象
C．氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象
D．含铀的矿物质自发向外放出射线（高速电子流）的现象
【答案】D
【详解】A．紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象是属于光电效应，与原子核外部的电子变化有关，故A错误；
B．粒子轰击金箔时，少数发生大角度偏转的现象说明原子核带有正电，并不涉及原子核内部的变化，故B错误；
C．氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象是核外电子在各个能级之间跃迁产生的，不涉及原子核内部变化，故C错误；
D．含铀的矿物质自发向外放出射线（高速电子流）的现象是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子产生的，与原子核内部变化有关，故D正确。
故选D。
【变式训练】（24-25高三下·安徽合肥一中·素养拓展训练4）图中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅图涉及不同的原子物理知识，其中说法正确的是（ ）
A．根据图（a）所示的三种射线在磁场中的轨迹，可以判断出“1”为射线
B．如图（b）所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能越大
C．玻尔通过图（c）所示的粒子散射实验，揭示了原子核还可以再分
D．利用图（d）所示的氢原子能级示意图，可以解释氢原子光谱为何不是连续光谱
【答案】D
【详解】A．图（a）所示放射源射出的三种射线在磁场中运动轨迹不同，射线带正电，根据左手定则判断出射线1为射线，故A错误；
B．如图（b）所示，发生光电效应时，根据光电效应方程
可知入射光频率越大，光电子的最大初动能也就越大，与入射光的强度无关，故B错误；
C．卢瑟福通过图（c）所示在α粒子散射实验的基础上，提出了原子核式结构模型，故C错误；
D．利用图（d）所示的氢原子能级示意图，玻尔将量子观念引入原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征，氢原子能级是分立的，光谱也是分立的，故D正确。
故选D。

考点四 氢原子能级及能级跃迁
知识点1.玻尔的原子模型
（1）玻尔理论
①轨道量子化与定态：电子的轨道是 量子化 的。电子在这些轨道上绕核的运动是 稳定 的，不产生电磁辐射。因此，原子的能量也只能取一系列 特定 的值，这些量子化的能量值叫作 能级 。原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。能量最低的状态叫作 基态 ，其他的状态叫作 激发态 。
②频率条件：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝ En－Em （m＜n，h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s）。
（2）氢原子的能级图
知识点2 能级跃迁的理解
1.（1）自发跃迁：高能级（n）低能级（m）→放出能量，发射光子，hν＝En－Em。
（2）受激跃迁：低能级（m）高能级（n）→吸收能量。
①光照（吸收光子）：光子的能量必须恰好等于能级差，hν＝En－Em。
注意 如果光子的能量大于电离能，光子也会被吸收，原子会发生电离。
②碰撞、加热等：只要入射粒子的能量大于或等于能级差即可，E外≥En－Em。
2.电离的理解
（1）电离态：n＝∞，E＝0。
（2）电离能：指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量。
例如，对于氢原子：
①基态→电离态：E吸＝0－（－13.6 eV）＝13.6 eV，即为基态的电离能。
②n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4 eV，即为n＝2激发态的电离能。
如果吸收能量足够大，克服电离能后，电离出的自由电子还具有动能。
考向1 玻尔理论的理解与计算
例1（24-25高三下·安徽六安一中·学业水平考试）氢原子部分能级示意图如题所示，不同色光的光子能量如下表所示。
处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为（ ）
A．红、蓝靛
B．黄、绿
C．红、紫
D．蓝靛、紫
【答案】A
【详解】如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09eV、10.2eV、1.89eV的三种光子，只有1.89eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55eV、1.89eV、0.66eV的六种光子，1.89eV和2.55eV属于可见光，1.89eV的光子为红光，2.55eV的光子为蓝-靛。
故选A。
【变式训练】（24-25高三·安徽合肥集团校·最后一卷）氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率 1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率 2的光子，若 2＞ 1则当它从能级C跃迁到能级B将（ ）
A．吸收频率为 2 +1的光子B．吸收频率为 2 −1的光子
C．放出频率为2 + 1的光子D．放出频率为 2 − 1的光子
【答案】A
【来源】2025届安徽省合肥市集团校高三下学期“最后一卷” 物理试卷
【知识点】定态和原子的能级结构
【详解】从能级A跃迁到能级B，吸收频率 1的光子，AB的能极差为h1，且能级B高于能级A；从能级A跃迁到能级C释放频率 2的光子，AC的能极差为h2，且能级A高于能级C；所以C的能级低于B的能级，两者的能级差为h1+h2，所以从能级C跃迁到能级B时，吸收光子，有
h3=h1+h2
所以
3=1+2
故选A。
考向2 能级跃迁与光学结合
例2 （2025·安徽阜阳一中·高考模拟八）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
【答案】D
【详解】A．同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程，氢原子发光是先吸收能量到高能级，在回到基态时辐射光，两者的机理不同，故A错误；
B．用同步辐射光照射氢原子，总能量约为104eV大于电离能13.6eV，则氢原子可以电离，故B错误；
C．同步辐射光的波长范围约为10-5m～10-11m，与蛋白质分子的线度约为10-8 m差不多，故能发生明显的衍射，故C错误；
D．以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV，则电子回旋一圈后能量不会明显减小，故D正确；
故选D。
【变式训练】（2025·安徽合肥八中·模拟预测）图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=4的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠，则（ ）
A．用0.80eV的光子照射n=4能级的氢原子，可使氢原子电离
B．n=4跃迁到n=1放出的光子波长最长
C．有4种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．逸出光电子的最大初动能为12.75eV
【答案】C
【详解】A．由能级图可知，n=4能级的氢原子电离需要的能量至少为0.85eV，故用0.80eV的光子照射n=4能级的氢原子，不可使氢原子电离，故A错误；
B．n=4跃迁到n=1放出的光子能量最大，根据
可知放出的光子波长最短，故B错误；
C．由能级图可知，
可知有4种频率的光子能使金属钠产生光电效应，故C正确；
D．n=4跃迁到n=1放出的光子能量最大，则有
根据光电效应方程可得逸出光电子的最大初动能为
故D错误。
故选C。

考点五 原子核的衰变与半衰期
知识点1 三种射线的比较
知识点2 α衰变、β衰变
1.α衰变、β衰变的比较
2.衰变次数的计算方法
若 ZAX→Z'A'Y+n24He+m-10e
则A=A'+4n,Z=Z'+2n-m
解以上两式即可求出m和n。
3..半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少量原子核,无半衰期可言。
根据半衰期的概念,可总结出公式N余=N原12 tτ,m余=m原12 tτ。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量,N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量,t表示衰变时间,τ表示半衰期。
考向 α、β衰变的理解和计算
例1（24-25高三下·安徽蚌埠二中·最后一卷）下列说法正确的是（ ）
A．产物结合能大于反应物的结合能
B．光电效应中仅增强入射光的强度，饱和光电流及遏止电压将变大
C．用α粒子轰击得到了和一种新的粒子，这种粒子是质子
D．某元素的半衰期为10天，若有100个此原子核，经过20天将衰变75个原子核
【答案】A
【详解】A．核反应中，若释放能量，产物的总结合能应大于反应物的总结合能。氘（2H）和氦-3（3He）的结合能总和约为9.9 MeV，而产物质子（1H）的结合能为0，氦-4（4He）的结合能约为28.3 MeV，总和更大，故A正确；
B．增强入射光强度会增大饱和光电流（与光子数成正比），但遏止电压仅由入射光频率决定，与强度无关，故B错误；
C．α粒子（4He）轰击铍-9（9Be）生成碳-12（12C）和中子（1n），而非质子，故C错误；
D．半衰期公式计算衰变数目为75个，但该结论仅适用于大量原子核的统计规律，题目中100个原子核的实际衰变数目存在随机性，不能断言“将衰变75个”，故D错误。
故选A。
【变式训练】（2025·安徽六安一中·模拟预测）根据所学的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．β衰变的本质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流
B．在核反应方程中，X是正电子
C．铀核（92238U）衰变为铅核（82206Pb）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变
D．是重核裂变，X是α粒子
【答案】C
【详解】A．β衰变释放的电子来自原子核，不是核外电子，选项A错误；
B．根据质量数和电荷数守恒可知，中，X是质子，选项B错误；
C．衰变为，根据质量数守恒可知，发生8次α衰变，根据电荷数守恒可知92-82=2×8-x×1可得发生6次β衰变，选项C正确；
D．根据质量数守恒和电荷数守恒知，X为α粒子，该反应为α衰变，选项D错误。
故选C。

考点六 核反应方程
知识点1 核反应的四种类型
1.核反应的四种类型
2.核反应方程的书写
(1)熟记常见粒子的符号是正确书写核反应方程的基础。如质子(11H)、中子(01n)、α粒子(24He)、β粒子(-10e)、正电子(10e)、氘核(12H)、氚核(13H)等。
(2)掌握核反应方程遵循的规律是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据。由于核反应不可逆,因此书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。
(3)核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒。
知识点2 核力、结合能、质量亏损
1.核力
（1）定义：原子核中的核子之间存在的一种很强的相互作用力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核。
（2）特点
①核力是强相互作用的一种表现。
②核力是短程力，作用范围只有约10－15 m，即原子核的大小。
2.结合能
原子核是核子凭借 核力 结合在一起构成的，要把它们分开，也需要 能量 ，这就是原子核的结合能。
3.比结合能
（1）定义：原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能。
（2）特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
4.质能方程、质量亏损
爱因斯坦质能方程E＝ mc2 。原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这就是质量亏损。质量亏损表明，的确存在着原子核的 结合能 。
5.计算核能的三种方法
（1）根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”。
（2）根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算。因1原子质量单位（u）相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。
（3）根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数。
考向1 核力 结合能 比结合能
例1（2025·安徽合肥八中·模拟预测）1896年，法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射性现象，推开了原子世界的大门。关于原子物理，下列说法正确的是（ ）
A．衰变释放出电子，说明原子核内有电子
B．原子核的比结合能越大，原子核越稳定
C．某放射性元素的半衰期为3小时，4个该元素的原子核经过3小时之后变成2个
D．科学家寻找“119号”元素的方程为，其中A=296
【答案】B
【详解】A．β衰变的电子来源于中子转化为质子的过程，原子核内并无电子，故A错误；
B．比结合能越大，原子核越稳定，故B正确；
C．半衰期是统计规律，对少数原子核不适用，无法确定剩余个数，故C错误；
D．根据质量数守恒，左边总质量数为54+243=297，右边应为A+2×1=297，解得A=295≠296，故D错误。
故选B。
【变式训练1】（24-25高三下·安徽九师联考·模拟）已知氕核质量为2.0141u，氚核质量为3.0161u，氦核质量为4.0026u，中子质量为1.0087u，阿伏加德罗常数，氘核摩尔质量为，相当于931MeV，核聚变反应方程式为，下列说法正确的是（ ）
A．核聚变反应中每个核子释放的能量跟核裂变反应中相等
B．氘核的比结合能比氦核的小，氘核比氦核更稳定
C．氘核与氚核的间距达到就能发生核聚变，聚变反应比裂变反应更安全，清洁
D．6g的氘完全参与聚变释放出能量约为
【答案】D
【详解】A．核聚变反应中每个核子释放的能量比核裂变反应中每个核子释放的能量多，故A错误；
B．反应后的原子核比反应前的原子核更稳定，所以氦核比氘核更稳定，氘核的比结合能比氦核的小，故B错误；
C．氘核与氚核发生核聚变，要使它们间的距离达到以内，聚变反应比裂变反应更安全，清洁，故C错误；
D．一个氘核与一个氚核聚变反应的质量亏损为
聚变反应释放的能量为
则6g的氘完全参与聚变释放出能量约为
故D正确。
故选D。
【变式训练2】（2025·安徽·一模）钾是一种自然存在的放射性同位素，可以发生和两种衰变。发生衰变的核反应方程为，释放的核能为；发生衰变的核反应方程为，释放的核能为，且。已知钾的比结合能为E，若测得实验室中发生衰变部分的钾质量为m，下列说法正确的是（ ）
A．原子核的质量小于原子核的质量
B．原子核的质量大于原子核的质量
C．的比结合能为
D．
【答案】B
【详解】AB．由于两核反应释放的能量，由爱因斯坦质能方程可知，释放能量越多，质量亏损越大，故的质量大于的质量，A错误，B正确；
C．设的比结合能为，由能量关系可得
解得
C错误；
D．设的比结合能为，由能量关系满足
并无
D错误。
故选B。
考向2 核反应的辨别与应用
例2 （24-25高三下·安徽芜湖安师大附中·模拟）下列图片及其相应描述正确的是（ ）
A．图1中的核反应是一种链式反应，其中的质量大于、 与一个中子的质量之和
B．图2中三种射线中丙射线的贯穿本领最强
C．图3中电子干涉图样证实了电子的粒子性
D．图4中为使快中子减速，需将镉棒插入深些
【答案】A
【详解】A．图1中的核反应是核裂变反应，属于链式反应。在核裂变过程中会发生质量亏损，释放出能量，所的质量大于、与一个中子的质量之和，A正确；
B．在图2的三种射线中，根据左手定则，丙射线的粒子带正电，所以丙是α射线，α射线的电离本领最强，贯穿本领最弱，B错误；
C．图3中电子干涉图样证实了电子的波动性，而不是粒子性。 C错误；
D．图4中棒的作用是吸收中子来控制反应速度，将棒插入深些是为了吸收更多中子，使反应速率减慢。而不是使快中子减速。使快中子减速应使用慢化剂如重水，D错误。
故选A。
【变式训练】（2025·安徽芜湖·二模）2025年3月28日，中核集团新一代人造太阳“中国环流三号”，首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的参数水平，标志着中国可控核聚变向工程化应用迈出重要一步。下列关于轻核聚变说法正确的是（ ）
A．与核裂变相比，相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较少
B．“人造太阳”中的核反应方程为，其中X为中子
C．目前我国利用核聚变发电已进入实用阶段
D．轻核发生聚变后，比结合能减少，因此反应中释放能量
【答案】B
【详解】A．与核裂变相比，轻核聚变的产能效率更高，即相同质量的核燃料，聚变反应中产生的能量比较多，A错误；
B．“人造太阳”中的核反应方程为
根据核反应方程前后质量数和核电荷数守恒可知X为中子，B正确；
C．我国利用核聚变发电的研究取得了重大进展，目前还只是在实验研究阶段，没有进入实用阶段，C错误；
D．轻核发生聚变后比结合能增加，因此反应中会释放能量，D错误。
故选B。
1．（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，当大量处于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
辐射出光子的能量分别为
其中
，，
所以辐射不同频率的紫外光有2种。
故选B。
2．（2023·全国乙卷·高考真题）2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为 。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】根据质能方程可知，则每秒钟平均减少的质量为
则每秒钟平均减少的质量量级为。
故选C。
考点
要求
考频
2025年
2024年
2023年
（1）光电效应
（2）原子结构与原子核
应用
高频
2025•安徽T1
2024.安徽T1
2023.全国乙.T3
考情分析：
1.命题形式：单选题非选择题
2.命题分析：高考对光电效应和波粒二象性、原子结构和原子核的考查较为频繁，大多以选择题中出现，题目难度要求大多不是太高，较为基础。
3.备考建议：本讲内容备考时候，需理解光电效应的实验规律，会利用光电效应方程计算逸出功、最大初动能、截止频率等物理量，会分析光电效应的图像问题，理解物质波的概念，理解光的波粒二象性。
4.命题情境：
①生活实践类：光电开关/自动门，太阳能电池板等；
②学习探究类：光电子能谱仪，激光器工作原理、光电效应实验现象解释等。
5.常用方法：图像法、公式法
复习目标：
1.理解和掌握光电效应的规律及光电效应方程。
2.理解和掌握光的波粒二象性
图像名称
图线形状
读取信息
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线
①截止频率(极限频率)：横轴截距
②逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E
③普朗克常量：图线的斜率k＝h
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线
①截止频率νc：横轴截距
②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大
③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke
颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系
①遏止电压Uc：横轴截距
②饱和光电流Im：电流的最大值
③最大初动能：Ekm＝eUc
颜色不同时，光电流与电压的关系
①遏止电压Uc1、Uc2
②饱和光电流
③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
色光
赤
橙
黄
绿
蓝—靛
紫
光子能量范围（eV）
1.61~2.00
2.00~2.07
2.07~2.14
2.14~2.53
2.53~2.76
2.76~3.10
种类
α射线
β射线
γ射线
组成
高速氦核流
高速电子流
光子流(高频电磁波)
电荷量
2e
-e
0
质量
4mp,
mp=1.67×10-27 kg
mp1 836
静止质量为零
速度
0.1c
0.99c
c
在电场、
磁场中
偏转
与α射线偏转方向相反
不偏转
贯穿本领
最弱,用纸能挡住
较强,能穿透几毫米的铝板
最强,能穿透几厘米的铅板
对空气的
电离作用
很强
较弱
很弱
衰变类型
α衰变
β衰变
衰变方程
ZAX→Z−2A−4Y+24He
ZAX→Z+1AY+-10e
衰变实质
2个质子和2个中子结合成一个整体射出
1个中子转化为1个质子和1个电子
211H+201n→24He
01n→11H+-10e
衰变规律
电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒
类型
可控性
核反应方程典例
衰变
α衰变
自发
92238U→90234Th+24He
β衰变
自发
90234Th→91234Pa+-10e
人工转变
人工控制
714N+24He→817O+11H(卢瑟福发现质子)
24He+49Be→612C+01n(查德威克发现中子)
1327Al+24He→1530P+01n
(约里奥-居里夫妇发现放射性同位素)
1530P→1430Si+10e
重核
裂变
比较容易进
行人工控制
92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n
92235U+01n→54136Xe+3890Sr+1001n
轻核聚变
很难控制
12H+13H→24He+01n