(2013-2022)十年高考物理真題17近代物理（學(xué)生版+解析版）

專題17近代物理

一、單選題

1.（2022?遼寧）2022年1月，中國錦屏深地實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了首個(gè)核天體物理研究實(shí)驗(yàn)成果。表明我國核天體

物理研究已經(jīng)躋身國際先進(jìn)行列。實(shí)驗(yàn)中所用核反應(yīng)方程為X+；；Mgf'A】，己知X、的質(zhì)量

分別為碼、叫、叫,真空中的光速為c,該反應(yīng)中釋放的能量為E。下列說法正確的是（）

A.X為笊核；HB.X為疑核:H

C.￡?=（〃％+〃4+"%），D.E=（叫+"4-網(wǎng)）。

2.（2022?河北）如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電壓。，與入射光頻率v的實(shí)臉曲線,

該實(shí)驗(yàn)直接證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測定了普朗克常量力。由圖像可知

（）

~k?10（I?2.IO1I,

A.鈉的逸出功為B.鈉的截止頻率為8.5x1。'4Hz

C.圖中直線的斜率為普朗克常量力D.遏止電壓也與入射光頑率v成正比

3.（2022?湖北）上世紀(jì)四十年代初，我國科學(xué)家王法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(gè)新原子核X,并放出中微子Ve，即：Be+」：e-X+：%。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。卜列說法

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.中微子匕的電荷量與電子的相同

4.（2022?浙江）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(shí)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（）

"￡/cV

0

4.......................-085

3-I.SI

2-34

I-13.6

A.逸出光電子的圾大初動能為10.80eV

B.n=3躍遷到"=1放出的光子動量談大

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)

5.（2022?廣東）目前科學(xué)家一經(jīng)能夠制備出能吊3,「數(shù)”較大的氫原氫原子第”能級的能吊為￡,=與.

H*

其中￡=-13.6eV0圖是按能量排列的電磁波譜，要使〃=20的氫原子吸收一個(gè)光子后，恰好失去一個(gè)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

23

10210-'10c10,io16

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

6.（2022?湖南）美于原子結(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

7.（2022?山東）碘125衰變時(shí)產(chǎn)生7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(shí)的（）

8.（2022?全國）兩種放射性元素的半衰期分別為小和2，“，在/=（）時(shí)刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N,在r=2r.

時(shí)刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為弓，則在，=乜,時(shí)刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為（）

9.（2022?全國）一點(diǎn)光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長約為6xl0-7m的光，在離點(diǎn)光源

距離為R處每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3x1014個(gè)。普朗克常量為//=6.63x10^J.s.R約為（）

A.1x102mB.3x102mC.6x102mD.9x102m

10.（2021?重慶）放射性元素⑶I會衰變?yōu)榉€(wěn)定的⑵Te,半衰期約為13h,可以用于檢測人體的甲狀腺對碘

的吸收。若某時(shí)刻叫與小Te的原子數(shù)量之比為4:1,則通過26h后⑵1與出Tc的質(zhì)量之比（）

A.1:2B.1:4C.1:8D.1:16

12.（2013?江蘇）如果一個(gè)電子的德布羅意波長和一個(gè)中子的相等，則它們相等的是（）

A.速度8.動能C.動量D.總能量

13.（2021?江蘇）用"中子活化"技術(shù)分析某樣品的成分，中子襲擊樣品中的;'N產(chǎn)生:」C和另一種粒子X,則

X是（）

A.質(zhì)子B.“粒子C.B粒子D.正電子

14.（2021?江蘇）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，其截止頻率匕〈匕.保持入

射光不變，則光電子到達(dá)力極時(shí)動能的最大值隨電壓。,變化關(guān)系的圖像是（)

15.（2021?海南）1932年，考克饒夫和瓦爾頓用質(zhì)子加速器進(jìn)行人工核蛻變實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了質(zhì)能關(guān)系的正確

性。在實(shí)驗(yàn)中，鋰原子核俘獲一個(gè)質(zhì)子后成為不穩(wěn)定的鍍原子核，隨后又蛆變?yōu)閮蓚€(gè)原子核，核反應(yīng)方程

為；Li+：H->：Be-2X。已知;H、；Li、X的質(zhì)量分別為叫=L（）（）728u、，%=7.0I601U、碼=4.00⑸u,

光在真空中的傳播速度為c,則任該核反應(yīng)中（）

A.質(zhì)量虧損&”=4.02178u

B.釋放的核能=（〃4+ni2-2/7/Jr

C.被原子核內(nèi)的中子數(shù)是5

D.X表示的是瓶原子核

16.（2021?海南）某金屬在一束單色光的照射下發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動能為心,已知該金屬的

逸出功為此，普朗克常量為人根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)理論，該單色光的頻率丫為（）

17.（2021?湖北）20世紀(jì)60年代，我國以國防為主的尖端科技取得了突破性的發(fā)展。1964年，我國第一顆

原子彈試爆成功；1967年，我國第一顆氫彈試爆成功。關(guān)于原子彈和氫彈，下列說法正確的是（）

A.原子彈和氮彈都是根據(jù)核裂變原理研制的

B.原子彈和氫彈都是根據(jù)核聚變原理研制的

C.原子彈是根據(jù)核裂變原理研制的，氫彈是根據(jù)核聚變原理研制的

D.原干彈是根據(jù)核聚變原理研制的，氫彈是根據(jù)核裂變原理研制的

18.（2021?天津）光刻機(jī)是制造芯片的核心裝備，利用光源發(fā)出的紫外線，將精細(xì)圖投影在硅片上，再經(jīng)技

術(shù)處理制成芯片。為提高光刻機(jī)清晰投影最小圖像的能力，在透鏡組和硅片之間充有液體。紫外線進(jìn)入液

體后與其在真空中相比（）

A.波長變短B.光子能量增加C.頻率降低D.傳播速度增大

19.（2021?北京）硼（B）中子俘獲治療是目前最先進(jìn)的癌癥治療手段之一、治療時(shí)先給病人注射一種含硼

的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺飭力的a粒子和鋰（Li）離子。這個(gè)核反應(yīng)的方程是（）

A.；Li+；HeB.'；B+；He->'；Z+：n

C.，；N+；Hc-'；O+：HD.'；N+>f'：C+；H

20.（2021?北京）北京高能光源是我國首個(gè)第四代同步輻射光源，計(jì)劃于2025年建成。同步輻射光具有光

譜范圍寬（從遠(yuǎn)紅外到X光波段，波長范圍約為10$m?對應(yīng)能量范圍約為lOXV-lOSeV）、光源

亮度高、偏振性好等諸多特點(diǎn)，在基礎(chǔ)科學(xué)研究、應(yīng)用科學(xué)和工藝學(xué)等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。速度接近光

速的電子在磁場中偏轉(zhuǎn)時(shí)，會沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射，這個(gè)現(xiàn)象最初是在同步加速器上觀察到的，

稱為“同步輻射"。以接近光速運(yùn)動的單個(gè)電子能量約為109eV,回旋一圈輻射的總能量約為10/V。下列說

法正確的是（）

A.同步輾射的機(jī)理與氫原了?發(fā)光的機(jī)理一樣

B.用同步輻射光照射氫原子，不能使氫原子電離

C.蛋白質(zhì)分子的線度約為108m,不能用同步輻射光得到其衍射圖樣

D.盡管向外輻射能量，但電子回旋一圈后能量不會明顯減小

21.（2021?山東）在測定年代較近的湖泊沉枳物形成年份時(shí)，常利用沉積物中半衰期較為:的芝Pb,其衰變

方程為:，Pbf；：Bi+X。以下說法正確的是（）

A.衰變方程中的X是電子

B.升高溫度可以加快:「Pb的衰變

C.；；Pb與；；0Bi的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損

D.方程中的X來自于；：Pb內(nèi)質(zhì)子向中子的轉(zhuǎn)化

22.（2017?全國）一靜止的鈾核放出一個(gè)a粒子衰變成針核，衰變方程為嗡UT戢77?+；4%下列說法正

確的是（）

A.衰變后杜核的動能等于a粒子的動能

B.衰變后缸核的動量大小等于a粒子的動量大小

C.鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)a粒子所經(jīng)歷的時(shí)間

D.衰變后a粒子與針核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量

23.（2021?河北）普朗克常旱"1=6.626x1（）7J-s，光速為c,電子質(zhì)量為，，，一則會在國際單位制下的單位

是（）

A.J/sB.mC.JinD.nVs

24.（2021?浙江）己知普朗克常量/?=6.63xl07Js,電子的質(zhì)量為9.11x10”kg,一個(gè)電子和一滴直徑約

為411m的油滴具有相同動能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數(shù)量級為（）

A.10sB.IO6C.10sD.1016

25.（2021?廣東）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)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:；Al-＞：；Mg+Y,下列說法正確的是（）

A.Y是氮核

B.Y是質(zhì)子

C.再經(jīng)過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半

D.再經(jīng)過144萬年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變

26.（2021?湖南）核廢料具有很強(qiáng)的放射性，需要妥善處理。下列說法正確的是（）

A.放射性元素經(jīng)過兩個(gè)完整的半衰期后，將完全衰變殆盡

B.原子核衰變時(shí)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒

C.改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期

D.過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，但輻射強(qiáng)度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害

27.（2021?全國）如圖，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的一系列“、夕衰變后，生成融定的原子核Y,在此過程

中放射出電子的總個(gè)數(shù)為（）

A.6B.8C.10□.14

28.（2021?全國）醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素"In產(chǎn)生C射線，而"Hn是由半衰期相對較長的?Sn衰變產(chǎn)

生的。對于質(zhì)量為，島的“0】,經(jīng)過時(shí)間，后剩余的質(zhì)量為w，其型一/圖線如圖所示。從圖中可以得

‘為

到u*n的半衰期為（）

A.67.3dB.lOl.OdC.115.1dD.124.9d

29.（2021?河北）銀河系中存在大量的鋁同位素"Al36Al核夕衰變的衰變方程為:;Al-＞；；Mg+；e,測得“Al

核的半衰期為72萬年，下列說法正確的是（〉

A.26AI核的質(zhì)量等于"Mg核的質(zhì)量

B.”A1核的中子數(shù)大于Mg核的中子數(shù)

C.將鋁同位素26內(nèi)放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變

D,銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素〃A/將在144萬年后全部衰變?yōu)?Mg

30.（2018?全國）1934年，約里奧?居里夫婦用。粒子聚擊鋁核:;A】，產(chǎn)生了人工放射性同位素X,并放出

一個(gè)中子：：He+^Al-^n+X。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為（）

A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31

31.（2017?全國）大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將兄核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電.笊核聚變反應(yīng)方程是：

:H+：H-；Hc+：n。已知；H的質(zhì)量為2.0136u,汨c的質(zhì)量為3.0150u,標(biāo)的質(zhì)量為1.0087u,：Lu=931

MeV/c2.笊核聚變反應(yīng)中料放的核能約為（）

A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV

32.（2021?浙江）下列說法正確的是（）

A.光的波動性是光子之間相互作用的結(jié)果

B.玻爾第一次將"量子"入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念

C.光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，證明了光子除了能量之外還具有動量

D.〃射線經(jīng)過置于空氣中帶正電驗(yàn)電黑金屬小球的上方，驗(yàn)電滯金屬箔的張用會變大

33.（2021?浙江）2020年12月我國科學(xué)家在量子計(jì)算領(lǐng)域取得了重大成果，構(gòu)建了一臺76個(gè)光子100個(gè)

模式的量子計(jì)算機(jī)"九章"，它處理"高斯玻色取樣"的速度比目前最快的超級計(jì)算機(jī)"富岳"快一百萬億倍.關(guān)

于量子，下列說法正確的是（）

A.是計(jì)完機(jī)運(yùn)算的一種程序B.表示運(yùn)算速度的一個(gè)單位

C.表示微觀世界的不連續(xù)性觀念D.類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子

34.（2020?海南）100年前，盧瑟福猜想在原子核內(nèi)除質(zhì)子外還存在著另一種粒子X,后來科學(xué)家用“粒子

襲擊被核證實(shí)了這一猜想，該核反應(yīng)方程為：；He+：Be-＞：C+：X,則（）

A.m=\,〃=O,X是中子

B."1=1,〃=(),X是電子

C.6=0,?=1,X是中子

D.加=(),〃=1,X是電子

35.（2020?北京）氫原子能級示意如圖。現(xiàn)有大量氫原子處于〃=3能級上，下列說法正確的是（）

〃E/cV

OP...........0

5--0.54

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

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

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

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

A.這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子

B.從〃=3能級跌遷到〃=1能級比躍遷到〃=2能級輻射的光子須率低

C.從〃=3能級躍遷到〃=4能級需吸收0.66eV的能量

D.〃=3能級的氫原了?電離至少需要吸收l3.6eV的能量

36.（2020?天津）在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人們通過為某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的理

論認(rèn)識。下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是（）

c.

37.（2020?江蘇）"測溫槍"（學(xué)名"紅外線輻射測溫儀"）具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。它是根據(jù)

黑體輻射規(guī)律設(shè)訶出來的，能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強(qiáng)

度/及其極大值對應(yīng)的波長2的變化情況是（）

A./增大，2增大B./增大，義減小

C./減小，4增大D./減小，2減小

38.（2020?山東）瓶核:H發(fā)生夕衰變成為氧核;He。假設(shè)含瓶材料中;H發(fā)生/?衰變產(chǎn)生的電子可以全部定

向移動，在3.2'10?時(shí)間內(nèi)形成的平均電流為5QX10-8A。已知電子電荷量為1.6xi（yi9c,在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)

生6衰變的鴕核:H的個(gè)數(shù)為（）

A.5.0x10"B.1.0x10'*'C.2.0x10”D.1.0x10"*

39.（202。浙江）下列說法正確的是（）

A.質(zhì)子的德布羅意波長與其動能成正比

B.天然放射的三種射線，穿透能力最強(qiáng)的是a射線

C.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)

D.電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動性

40.（2020?全國）笊核;H可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式

6；HT2；He+2；11+2：n+43.15MeV表示。海水中富含笊，已知1kg海水中含有的定核約為IQxlO?：個(gè),若全都

發(fā)生聚變反應(yīng)，其釋放的能量與質(zhì)量為例的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)釋放的熱量相等：已知1kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱

量約為2.9xl07j,jMeV=1.6xlO-13J,則“約為（）

A.40kgB.100kgC.400kgD.1000kg

41.（2014?北京）質(zhì)子、中子和笊核的質(zhì)量分別為，"八""和，"3。當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成笊核時(shí)，釋

放的能量是（c表示真空中的光速）（）

A.（叫+，％—叫）＜：B.（叫一，，4一，"Jc

2

C.（/H）+W2—；H,）CD.（?/,—m2-m3）c'

43.（2020?浙江）下列說法正確的是（）

A.a射線的穿透能力比7射戊強(qiáng)

B.天然放射現(xiàn)象說明原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

C.核聚變中平均每個(gè)核子放出的能量比裂變中平均每個(gè)核子的小

D.半衰期跟放射性元素以單質(zhì)或化合物形式存在無關(guān)

44.（2018?全國）用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出錚板表面的最大初動能為1.28x1。叼,己知普朗

克常量為6.63xl（y34js,真空中的光速為3xl（）8m/s,能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)單色光的最低頻率（）

A.lxlO14Hz

B.8xlO15Hz

C..2xlO15Hz

D.8xlO14Hz

45.（2019?北京）光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí)，可能形成光電

流.表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果.

組次入射光子的能量/eV相對光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的鼓大動能

14.0弱290.9

第一組24.041430.9

34.0強(qiáng)600.9

46.0弱272.9

第二組56.0中402.9

66.0強(qiáng)552.9

由表中數(shù)據(jù)得M的論斷中不正確的是A.兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同順率的入射光

B.兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同

C.若入射光子的能量為5.0eV,逸出光電子的最大動能為1.9eV

D.若入射光子的能量為5.0eV,相時(shí)光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大

46.（2019,天津）如圖為。、b、c三種光在同一光電效應(yīng)裝置中測的光電流和電壓的關(guān)系.山。、〃、c組

成的復(fù)色光通過三棱鏡時(shí)，下述光路圖中正確的是（）

47.（2019?全國）太陽內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子-質(zhì)子循環(huán)，循環(huán)的結(jié)果可表示為4；Hf；HL2：c+2v,

己知;H和；He的質(zhì)量分別為"“I.0078U和,"*=4.0O26u,iu=931MeV/<--.C為光速.在4個(gè);H轉(zhuǎn)變成1個(gè);He的

過程中，釋放的能量約為

A.8MeVB.16MeVC.26MeVD.52MeV

48.（2019?全國）氫原子能級示意圖如圖所示，光子能量在1.63eV-3.10eV的光為可見光,要使處于基態(tài)（〃=1）

的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，或少應(yīng)給氫原子提供的能量為（）

nEJcM

4-0.85

3-1>l

2-37

-136

A.12.09eVB.10.20eVC.1.89eVD.1.51eV

SO.（2014?重慶）碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為，”的碘131,經(jīng)過32天后，該藥物中碘

131的含量大約還有（）

51.（2013?天津）下列說法正確的是（）

A.原子核發(fā)生衰變時(shí)要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律

B.a射線、尸射線、〉射線都是高速運(yùn)動的帶電粒子流

C.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子

D.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的動能只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)

二、多選題

52.（2022?浙江）秦山核電站生產(chǎn)的核反應(yīng)方程為i；N+：nfl；C+X,其產(chǎn)物'：C的衰變方程為

'：C一＞'；N+；c。下列說法正確的是（）

A.X是;HB.'：C可以用作示蹤原子

C.J；e來自原子核外D.經(jīng)過一個(gè)半衰期，10個(gè)'：C將剩下5個(gè)

53.（2022-浙江）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(jì)發(fā)電約6,9*10叫3山,

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1需要用鎘棒控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度

D.反應(yīng)堆中存在曙U+；nfBa+Kr+3：n的核反應(yīng)

53.（2022?浙江）電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是近代證實(shí)物質(zhì)波存在的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，電子槍持續(xù)發(fā)射的電子動量

為1.2xl0-23kgm/s,然后讓它們通過雙縫打到屏上。已知電子質(zhì)量取9.1xl（ynkg,普朗克常量取6.6xlO"J$

下列說法正確的是（）

A.發(fā)射電子的動能約為8.0X10TSJ

B.發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為55xl0Ti（n

C.只有成對電子分別同時(shí)通過雙縫才能發(fā)生干涉

D.如果電子是一個(gè)一個(gè)發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣

54.（2021浙江）對四個(gè)核反應(yīng)方程（1）：，u￡'Th+：Hc；（2）”ThPa+：e：（3）：N+；HeT?O+：H：

（4）:H+：HHe+，+17.6MeV。下列說法正確的是（）

A.（1）（2）式核反應(yīng)沒有釋放能量

B.（1）（2）（3）式均是原子核衰變方程

C.（3）式是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程

D.利用激光引發(fā)可控的（4）式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之

54.（2021?浙江）如圖所示是我國全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。2018年11月，該裝置實(shí)現(xiàn)了1x10粗

等離子體運(yùn)行等多項(xiàng)重大突破，為未來和平利用聚變能量邁出了重要一步。關(guān)于核聚變，下列說法正確的

是（）

A.聚變又叫熱核反應(yīng)

B.太陽就是一個(gè)巨大的熱核反應(yīng)堆

C.高溫能使原子核克服核力而聚變

D.為相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變產(chǎn)能多

55.（2017?全國）在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為匕、9的單色光，J力照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的

假止電壓分別為。。和為、光電子的最大初功能分別為端，和4,?力為普朗克常量.卜列說法正確的是（）

A.若匕>4，則一定有B.若v“>\，*,則一定有4,>與”

C.若。。<力，則一定有D.若%>%,則一定有牝-%>八%-%,

56.（2020?浙江）太陽輻射的總功率約為寸lO^W,其輻射的能量來自于聚變反應(yīng)。在聚變反應(yīng)中，一個(gè)質(zhì)

量為1876」McV/d（c為真空中的光速）的笊核（,H）和一個(gè)質(zhì)量為2809.5MeV/i的前核（：H）結(jié)合為

一個(gè)質(zhì)量為3728.4McV/d的氮核（：He）,并放出一個(gè)X粒子，同時(shí)糅放大約l7.6MeV的能量。下列說法

正確的是（）

A.X粒子是質(zhì)子

B.X粒子的質(zhì)量為939.6MeVI<?

C.太陽每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為4.4xl09kg

D.太陽每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為17.6MeV/d

56.（2020?全國）1934年，約里奧一居里夫婦用a粒j轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X,反應(yīng)方

程為：：He+；；AI-X+：n。X會衰變成原子核Y,衰變方程為X-Y+；e,則（）

A.X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等B.X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1

C.X的電荷數(shù)比;;A1的電荷數(shù)多2D.X的質(zhì)量數(shù)與的質(zhì)量數(shù)相等

57.（2020全國）下列核反應(yīng)方程中，Xi,X2,X3,X”代表a粒子的有（）

A.汨+；H7>+X,B.；H+]H-,；n+X,

C.第U+：n-2Ba+￡Kr+3X,D.：n+：Li-：H+X」

58.（202。浙江）由玻爾原子模型求得氫原子能級如圖所示，已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之

間.則（）

HE'cV

4-OSS

3-I.JI

2-3.40

1-13.60

A.氫原子從高能級向低能級躍遷時(shí)可能輻射出Y射線

B.氫原子從〃=3的能級向n=2的能級躍遷時(shí)會輻射出紅外線

C.處于〃=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線并發(fā)生電離

D.大量氫原子從〃=4能級向低能級躍遷時(shí)可輻射出2種頻率的可見光

59.（2019?海南）對于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓”與入射光頻率v的關(guān)系如圖所示.用h、e分別表示

普朗克常量和電子電荷量，則（）

A.鈉的逸出功小于鈣的逸出功

B.圖中直線的斜率為“

e

C.在得到這兩條直線時(shí)，必須保證入射光的光強(qiáng)相同

D.若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較高

60.（2019?天津）我國核聚變反應(yīng)研究大科學(xué)裝置"人造太陽”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度

首次達(dá)到1億度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ).下列關(guān)于聚變的說法正確的是（）

A.核聚變比核裂變更為安全、清潔

B.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變

C.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，總質(zhì)量較聚變而增加

D.兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核子的比結(jié)合能增加

61.（2016?全國）一靜止的鋁原子核:;A1俘獲一速度為LOxlO'm/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子

核::Si\下列說法正確的是

A.核反應(yīng)方程為P+：；AlT；：Si~

B.核反應(yīng)方程過程中系統(tǒng)動量守恒

C.核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒

D.核反應(yīng)前后核子數(shù)相等,所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和

E.硅原子核速度的數(shù)量級為10$m/s,方向與質(zhì)子初速度方向一致

62.（2019?浙江）【加試題】波長為入1和七的兩束可見光入射到雙縫，在光醉上觀察到干涉條紋，其中波長

為入1的光的條紋間距大于波長為入2的條紋間距.則（卜,列表述中，腳標(biāo)"1"和"2"分別代表波長為瓦和N的

光所對應(yīng)的物理量）

A.這兩束光的光子的動量Pl>P2

B.這兩束光從玻璃射向真空時(shí)，其臨界角Ci>C2

C.這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則遏止電壓Ui>U2

D.這兩束光由氯原子從不同激發(fā)態(tài)躍遷到n=2能級時(shí)產(chǎn)生，則相應(yīng)激發(fā)態(tài)的電離能。EI>%2

62.（2019?浙江）靜止在勻強(qiáng)磁場中的原在核X發(fā)生a衰變后變成新原子核Y.己知核X的質(zhì)量數(shù)為從電

荷數(shù)為Z,核X、核Y和a粒子的質(zhì)量分別為"次,如和a粒子在磁場中運(yùn)動的半徑為上則（）

2

A.衰變方程可表示為；X->+；HeB.核Y的結(jié)合能為（?ix-m,.-mri）c

C.核Y在磁場中運(yùn)動的半徑為普D.核Y的動能為線￥:叫（叫I"、一"。卜二

Z-2加丫十〃%

62.（2013?江蘇）根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氨離子（He+）的能級圖如圖所示。電子處在〃=3軌道上比處在

〃=5軌道上離氮核的距離（選填"近"或"遠(yuǎn)當(dāng)大量He+處在〃=4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所發(fā)射的

譜線有條。

nHcE（eV）

oo.........0

6I51

5-218

4-3：40

3-6.04

2-13.6

I-54.4

63.（2021?福建）核污水中常含有?。?；H）等放射性核素，處置不當(dāng)將嚴(yán)重威脅人類安全。瓶。衰變的半衰期

長達(dá)12.5年，衰變方程為；H-）He+_；e+k，其中［是質(zhì)量可忽略不計(jì)的中性粒子，Z=,

A=。若將含有質(zhì)量為，”的旅的核污水排入大海，即使經(jīng)過50年，排入海中的篇還剩

m（用分?jǐn)?shù)表示）。

64.（2011?海南）2011年3月11口，口本發(fā)生九級大地震，造成福島核電站的核泄漏事故，在泄漏的污染

物中含有⑶|和137cs兩種放射性核素，它們通過一系列衰變產(chǎn)生對人體有危害的輻射，在下列四個(gè)式子中，

有兩個(gè)能分別反映1311和137cs衰變過程，它們分別是和（填入正確選項(xiàng)前的字母），13”和137cs

原子核中的中子數(shù)分別是和.

A.X|T「Ba+：n

B.X,—>'；：Xe+_：e

C.X,+

D.X,f^Xe+M

65.（2020?江蘇）大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子輻射出多條諧線，其中最長和最短波長分別為4和4,則該

激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為，波長為人的光子的動量為.（已知普朗克常量為力.光速為c）

65.（2019,江蘇）100年前，盧瑟福用a粒子轟擊氮核打出了質(zhì)子.后來，人們用a粒了?轟擊鼻刖核也打出

了質(zhì)子："e+黑Ni-瓢u+W+X：該反應(yīng)中的X是（選填"電子"飛電子"或"中子”）.此后,對原子核反

應(yīng)的持續(xù)研究為核能利用提供了可能.目前人類獲得核能的主要方式是（選填"核衰變""核裂變"或

"核聚變"）.

66.（2019?天津）第26屆國際計(jì)量大會決定，質(zhì)量單位"千克"用普朗克常量/，定義."國際千克原器”于2019

年5月20日正式"退役"八的數(shù)值為6.63x10-",根據(jù)能量子定義，〃的單位是，該單位用國際單位制

中的力學(xué)基本單位表示，則為.

67.（2015?全國）在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，得到的遏制電壓，，。與入射光的頻率V的關(guān)系如圖所示，若該直線

的斜率和截距分別為A和力，電子電荷量的絕對值為，則普朗克常量可表示為，所用材料的逸出功

可表示為

67.（2019?江蘇）在"焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中，所用激光的波KA=6.4xlO-7m,每個(gè)激光脈沖的能量

￡=1.5x102J.求每個(gè)脈沖中的光子數(shù)目.（已知普朗克常量〃=6.63x10?以Is,光速c=3xlC）8m/s.計(jì)算結(jié)果保留

一位有效數(shù)字）

專題17近代物理

一、單選題

1.（2022?遼寧）2022年1月，中國錦屏深地實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了首個(gè)核天體物理研究實(shí)驗(yàn)成果。表明我國核天體

物理研究已經(jīng)躋身國際先進(jìn)行列。實(shí)驗(yàn)中所用核反應(yīng)方程為X+：：Mg己知X、?Mg、［Al的質(zhì)量

分別為網(wǎng)、叫、外，真空中的光速為c,該反應(yīng)中糅放的能量為E。下列說法正確的是（）

A.X為笊核：HB.X為晁核:H

C.E=（"4+，％+"b）c?D,￡=（"4+，&-'%）/

【答案】D

【解析】

AB.根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為1,為代核;H,AB錯誤：

CD.根據(jù)質(zhì)能方程可知,由于質(zhì)量虧損核反應(yīng)放出的能量為

2:

E=&jnc=（“4+m2-wi,）c,

C錯誤、D正確.

故選D。

2.（2022?河北）如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電壓外與入射光頻率的實(shí)驗(yàn)曲線,

該實(shí)驗(yàn)直接證明了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實(shí)險(xiǎn)測定「普朗克常量入由圖像可知

()

A.鈉的逸出功為〃匕B.鈉的做止頻率為8.5xl（）UHz

C.圖中直線的斜率為普朗克常量力D.遏止電壓以與入射光頻率u成正比

【答案】A

【解析】

A.根據(jù)遏止電壓與最大初動能的關(guān)系有

eU<=J

根據(jù)電效應(yīng)方程有

當(dāng)結(jié)合圖像可知，當(dāng)”為0時(shí)，解得

1%=牝

A正確；

B.鈉的截止頻率為匕,根據(jù)圖像可知，截止頻率小于8.5x1（嚴(yán)Hz，B錯誤；

C.結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可解得

〃h%

u=-y--------

*ee

可知，圖中真線的斜率表示2,C借誤；

e

D.根據(jù)遏止電壓與入射光的頻率關(guān)系式可知，遏止電壓心與入射光頻率丫成線性關(guān)系，不是成正比，D錯

誤.

故選A,

3.（2022?湖北）上世紀(jì)四十年代初，我國科學(xué)家王添昌先生首先提出證明中微子存在的實(shí)臉方案：如果靜

止原子核：Be俘獲核外K層電子e,可生成一個(gè)新原子核X,并放出中微子ve,即：Be+＜：etX+江。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.中微子匕的電荷量與電子的相同

【答案】A

【解析】

AC.根據(jù)質(zhì)量數(shù)可恒和電荷數(shù)力恒有.X的質(zhì)量數(shù)為7,電荷數(shù)為3,可知原子核X是；Li,A正確、C錯誤：

B.由選項(xiàng)A可知，原子核X是；Li.則核反應(yīng)方程為：Be+g；Li+也，則反應(yīng)前的總質(zhì)子數(shù)為4,

反應(yīng)后的總質(zhì)子數(shù)為3,B錯誤：

D.小微子不帶電.則小微子吸的電荷量與電子的不相同，D錯誤。

故選A

4.（2022?浙江）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(shí)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（）

|?機(jī)V

...........................0

4-0.85

3-1.51

2-3*

I---------------------116

A.逸出光電子的最大初動能為10.80eV

B."=3躍遷到"=1放出的光子動量展大

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)

【答案】B

【解析】

A.從"=3躍遷到"=1放出的光電子能量最大，根據(jù)

與=￡_嗎

可得此時(shí)最大初動能為

Et=9.8eV

故A錯誤:

B.根據(jù)

hhv

P=TA=—C

E=lw

又因?yàn)閺摹?3躍遷到〃:1放出的光廣能量最大,故可知動量最大，故B正確：

C.大量氫原子從〃=3的激發(fā)態(tài)躍遷加態(tài)能放出C；=3種頻率的光子，其中從"=3躍遷到”=2放出的光「能

量為

△E*=3.4eV-1.5lcV=l.89eV<2.29eV

不能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)，其他兩種均可以，故C錯誤；

D.由于從?=3躍遷到"=4能級需要吸收的光了?能量為

A￡=1.5leV-O.85eV=O.66eV+O.85cV

所以用0.8SeV的光子照射，不能使氫原T'?躍遷到"=4激發(fā)態(tài)，故D錯誤。

故選B.

5.（2022?廣東）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。氫原子第"能級的能量為E“=&,

n~

其中四=-l3.6eV。圖是按能量排列的電磁波譜，要使〃=20的氫原子吸收一個(gè)光子后，恰好失去一個(gè)電子

變成氯離子，被吸收的光子是（）

TiT

紅外線見紫外線射線

!)■X

光.?

10-'10?10'I02103

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射線波段的光了

【答案】A

【解析】

要使處于〃=20的氫原F吸收一個(gè)光子后恰好失去一個(gè)電子變成氫離子，則需要吸收光子的能量為

-136

￡=0-（—）cV=0.034cV

202

則被吸收的光子是紅外線波段的光子。

故選A：

6.（2022?湖南）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

【答案】C

【解析】

A.波爾的量子化模型很好地解擇了原子光譜的分立特征，A錯誤；

B.玻爾的原子理論成功的解釋了氫原子的分立光譜，但不足之處，是它保留/經(jīng)典理論中的一些觀點(diǎn)，如

電子軌道的概念，還不成完全揭示微觀粒子的運(yùn)動規(guī)律，B錯誤；

C.光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，C正確：

D.電子束穿過鉛箔后的衍射圖樣,證實(shí)了電子的波動性,質(zhì)子、中子及原子、分子均具有波動性,D錯誤。

故選Co

7.（2022?山東）碘125衰變時(shí)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(shí)的（）

【答案】B

【解析】

設(shè)剛植入時(shí)碘的質(zhì)量為外，經(jīng)過180天后的質(zhì)量為根據(jù)

代入數(shù)據(jù)解得

故選B.

8.（2022?全國泗種放射性元素的半衰期分別為九和2%，在f=（）時(shí)刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N,在，=2%

時(shí)刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為與，則在，=44時(shí)刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為（）

【答案】C

【解析】

根據(jù)題意設(shè)半衰期為to的元素原子核數(shù)為X,另一種元素原子核數(shù)為‘依題意有

.v+y=N

經(jīng)歷2to后有

聯(lián)立可得

2A,1X

x=—/V,v=-N

3.3

在/=市。時(shí).原子核數(shù)為x的元素經(jīng)歷了4個(gè)半衰期,原子核數(shù)為y的元索經(jīng)歷了2個(gè)半衰期，則此時(shí)未衰

變的原廣核總數(shù)為

11/V

//=—X-TTV=一

2422-8

故選Co

9.（2022,全國）點(diǎn)光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長約為6x10-7m的光，在離點(diǎn)光源

距離為K處每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3x10"個(gè)。普朗克常量為〃=6.63x10^6。R約為（）

A.1x102mB.3x102mC.6*102mD.9x102m

【答案】B

【解析】

一個(gè)光子的能量為

E=hv

為光的頻率，光的波長與頻率有以下關(guān)系

光源每秒發(fā)出的光子的個(gè)數(shù)為

pP入

H-.=--

Avhe

P為光源的功率，光了?以球I小波的形式傳播，那么以光源為原點(diǎn)的球面上的光子數(shù)相同，此時(shí)距光源的距離

為8處，每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3xl0】4個(gè)，那么此處的球而的表面積為

S=4n/??

則