2024年高考真題和模擬題物理分類匯編專題16 原子物理（原卷版）

專題16原子物理1.(2024年河北卷考題)1.鋰是新能源汽車、儲能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料．研究表明，鋰元素主要來自宇宙線高能粒子與星際物質(zhì)的原子核產(chǎn)生的散裂反應(yīng)，其中一種核反應(yīng)方程為，式中的X為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得，故式中的X為，故選D。2.(2024年湖北卷考題)2.硼中子俘獲療法是目前治療癌癥最先進(jìn)的手段之一、是該療法中一種核反應(yīng)的方程，其中X、Y代表兩種不同的原子核，則（）A.a=7，b=1 B.a=7，b=2 C.a=6，b=1 D.a=6，b=2【答案】B【解析】由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，解得故選B。3.（2024年廣東卷考題）2.我國正在建設(shè)的大科學(xué)裝置——“強(qiáng)流重離子加速器”。其科學(xué)目標(biāo)之一是探尋神秘的“119號”元素，科學(xué)家嘗試使用核反應(yīng)產(chǎn)生該元素。關(guān)于原子核Y和質(zhì)量數(shù)A，下列選項(xiàng)正確的是（）A.Y為 B.Y為C.Y為為 D.Y為【答案】C【解析】根據(jù)核反應(yīng)方程根據(jù)質(zhì)子數(shù)守恒設(shè)Y的質(zhì)子數(shù)為y，則有可得，即Y為；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，則有可得故選C。4.（2024年安徽卷考題）1.大連相干光源是我國第一臺高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所應(yīng)用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級示意圖，已知紫外光的光子能量大于，當(dāng)大量處于能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，輻射不同頻率的紫外光有（）A.1種 B.2種 C.3種 D.4種【答案】B【解析】大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，能夠輻射出不同頻率的種類為輻射出光子的能量分別為其中，，所以輻射不同頻率的紫外光有2種。故選B。5.（2024年江西卷考題）2.近年來，江西省科學(xué)家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管，開創(chuàng)了國際上第三條技術(shù)路線。某氮化鎵基材料的簡化能級如圖所示，若能級差為（約）,普朗克常量，則發(fā)光頻率約為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根據(jù)題意可知，輻射出的光子能量，由光子的能量得故選C。6.(2024年江蘇卷考題)3.用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程式是，粒子X為（）A.正電子 B.中子C氘核 D.氦核【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知X質(zhì)量數(shù)為根據(jù)電荷守恒可知X的電荷數(shù)為可知X為中子。故選B。7.(2024年江蘇卷考題)5.在原子躍遷中，輻射如圖所示的4種光子，其中只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，是哪一種（）A.λ1 B.λ2 C.λ3 D.λ4【答案】C【解析】根據(jù)光電方程可知當(dāng)只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，該光子對應(yīng)的能量最大，根據(jù)圖中能級圖可知躍遷時(shí)對應(yīng)波長為的光子能量最大。故選C。8.（2024全國甲卷考題）1.氘核可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，總的反應(yīng)效果可用表示，式中x、y的值分別為（）A.， B.， C.， D.，【答案】C【解析】根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，解得，故選C。9.（2024年山東卷考題）1.2024年是中國航天大年，神舟十八號、嫦娥六號等已陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有抗干擾性強(qiáng)的核電池。已知衰變?yōu)榈陌胨テ诩s為29年；衰變?yōu)榈陌胨テ诩s87年。現(xiàn)用相同數(shù)目的和各做一塊核電池，下列說法正確的是（）A.衰變?yōu)闀r(shí)產(chǎn)生α粒子B.衰變?yōu)闀r(shí)產(chǎn)生β粒子C.50年后，剩余的數(shù)目大于的數(shù)目D.87年后，剩余的數(shù)目小于的數(shù)目【答案】D【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知衰變?yōu)闀r(shí)產(chǎn)生電子，即β粒子，故A錯誤；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知衰變?yōu)闀r(shí)產(chǎn)生，即α粒子，故B錯誤；CD．根據(jù)題意可知的半衰期大于的半衰期，現(xiàn)用相同數(shù)目的和各做一塊核電池，經(jīng)過相同的時(shí)間，經(jīng)過的半衰期的次數(shù)多，所以數(shù)目小于的數(shù)目，故D正確，C錯誤。故選D。10.(2024浙江1月卷考題)7.已知氘核質(zhì)量為，氚核質(zhì)量為，氦核質(zhì)量為，中子質(zhì)量為，阿伏加德羅常數(shù)取，氘核摩爾質(zhì)量為，相當(dāng)于。關(guān)于氘與氚聚變成氦，下列說法正確的是（）A.核反應(yīng)方程式B.氘核的比結(jié)合能比氦核的大C.氘核與氚核的間距達(dá)到就能發(fā)生核聚變D.氘完全參與聚變釋放出能量的數(shù)量級為【答案】D【解析】A．核反應(yīng)方程式為，故A錯誤；B．氘核的比結(jié)合能比氦核的小，故B錯誤；C．氘核與氚核發(fā)生核聚變，要使它們間距離達(dá)到以內(nèi)，故C錯誤；D．一個氘核與一個氚核聚變反應(yīng)質(zhì)量虧損聚變反應(yīng)釋放的能量是氘完全參與聚變釋放出能量數(shù)量級為，故D正確。故選D。11.（2024年湖南卷考題）1．量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點(diǎn)，下列關(guān)于量子論的說法正確的是（）A．普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的B．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出，若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出C．康普頓研究石墨對X射線散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分D．德布羅意認(rèn)為質(zhì)子具有波動性，而電子不具有波動性【答案】B【解析】A．普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是一份一份的，是量子化的，故A錯誤；B．產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是光的頻率大于金屬的極限頻率，紫光的頻率大于紅光，若紅光能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，可知紫光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；C．石墨對X射線的散射過程遵循動量守恒，光子和電子碰撞后，電子獲得一定的動量，光子動量變小，根據(jù)可知波長變長，故C錯誤；D．德布羅意認(rèn)為物質(zhì)都具有波動性，包括質(zhì)子和電子，故D錯誤。故選B。12.(2024浙江1月卷考題)14.下列說法正確的是（）A.相同溫度下，黑體吸收能力最強(qiáng)，但輻射能力最弱B.具有相同動能的中子和電子，其德布羅意波長相同C.電磁場是真實(shí)存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量D.自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時(shí)可觀察到明暗變化【答案】CD【解析】A．相同溫度下，黑體吸收和輻射能力最強(qiáng)，故A錯誤；B．根據(jù)，具有相同動能的中子和電子，電子質(zhì)量較小，德布羅意波長較長，故B錯誤；C．電磁場是真實(shí)存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量，故C正確；D．自然光在玻璃、水面等表面反射時(shí)，反射光可視為偏振光，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時(shí)能觀察到明暗變化，故D正確。故選CD。13.(2024年遼寧卷考題)8.X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發(fā)出光電子，并對光電子進(jìn)行分析的科研儀器，用某一頻率的X光照射某種金屬表面，逸出了光電子，若增加此X光的強(qiáng)度，則（）A.該金屬逸出功增大 B.X光的光子能量不變C.逸出的光電子最大初動能增大 D.單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)增多【答案】BD【解析】A．金屬的逸出功是金屬的自身固有屬性，僅與金屬自身有關(guān)，增加此X光的強(qiáng)度，該金屬逸出功不變，故A錯誤；B．根據(jù)光子能量公式可知增加此X光的強(qiáng)度，X光的光子能量不變，故B正確；C．根據(jù)愛因斯坦光電方程，可知逸出的光電子最大初動能不變，故C錯誤；D．增加此X光的強(qiáng)度，單位時(shí)間照射到金屬表面的光子變多，則單位時(shí)間逸出的光電子數(shù)增多，故D正確。故選BD。14.（2024年上海卷考題）6.某紫外激光波長為，其單個光子能量為______。若用該激光做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，所用光電材料的截止頻率為，則逸出光電子的最大初動能為______。（普朗克常量為h，真空中光速為c）【答案】①.②.【解析】[1]單個光子頻率為根據(jù)普朗克量子化思想，單個光子能量[2]所用光電材料的截止頻率為，則逸出功為根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，逸出光電子最大初動能為15.（2024年上海卷考題）9.原子核之間由于相互作用會產(chǎn)生新核，這一過程具有多種形式。（1）質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的過程稱為______A．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)B．衰變C．核聚變D．核裂變（2）核的質(zhì)量為，核的質(zhì)量為，它們通過核反應(yīng)形成一個質(zhì)量為的氮原子核，此過程釋放的能量為______。（真空中光速為c）【答案】①.C②.【解析】[1]質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的反應(yīng)稱為核聚變，C正確。故選C。[2]根據(jù)質(zhì)能方程可知，此過程釋放的能量為16．（2024福建高考真題）1.，則其中的X表示（）A． B． C． D．【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)，則X為。故選B。17.（2024年北京卷考題）1．已知釷234的半衰期是24天。1g釷234經(jīng)過48天后，剩余釷234的質(zhì)量為（

）A．0g B．0.25g C．0.5g D．0.75g【答案】B【解析】半衰期1g釷234經(jīng)過48天后，剩余質(zhì)量故選B。18，（2024年廣西卷考題）4．近期，我國科研人員首次合成了新核素鋨（）和鎢（）。若鋨經(jīng)過1次衰變，鎢經(jīng)過1次衰變（放出一個正電子），則上述兩新核素衰變后的新核有相同的（）A．電荷數(shù) B．中子數(shù) C．質(zhì)量數(shù) D．質(zhì)子數(shù)【答案】C【解析】鋨經(jīng)過1次衰變后產(chǎn)生的新核素質(zhì)量數(shù)為156，質(zhì)子數(shù)為74，鎢經(jīng)過1次衰變后質(zhì)量數(shù)為156，質(zhì)子數(shù)為73，可知兩新核素衰變后的新核有相同的質(zhì)量數(shù)。故選C。19.（2024年海南卷考題）2．人工核反應(yīng)中的X是（）A．中子 B．質(zhì)子 C．電子 D．α粒子【答案】A【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，則X是中子。故選A。20（2024年甘肅卷考題）1.2024年2月，我國科學(xué)家在蘭州重離子加速器國家大科學(xué)裝置上成功合成了新核素，核反應(yīng)方程如下：該方程中X是（）A.質(zhì)子 B.中子 C.電子 D.粒子【答案】B【解析】根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得X是。故選B。一、單選題1．（2024·海南·高考真題）利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，閉合單刀雙擲開關(guān)，用頻率為的光照射光電管，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0，此時(shí)電壓表的示數(shù)為，已知電子電荷量為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是（）A．其他條件不變，增大光強(qiáng)，電壓表示數(shù)增大B．改用比更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時(shí)電壓表示數(shù)仍為UC．其他條件不變，使開關(guān)接，電流表示數(shù)仍為零D．光電管陰極材料的截止頻率【答案】D【解析】A．當(dāng)開關(guān)S接1時(shí)，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程故其他條件不變時(shí)，增大光強(qiáng)，電壓表的示數(shù)不變，故A錯誤；B．若改用比更大頻率的光照射時(shí)，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，而金屬的逸出功不變，故遏止電壓變大，即此時(shí)電壓表示數(shù)大于U，故B錯誤；C．其他條件不變時(shí)，使開關(guān)S接2，此時(shí)可發(fā)生光電效應(yīng)，故電流表示數(shù)不為零，故C錯誤；D．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程其中聯(lián)立解得，光電管陰極材料的截止頻率為故D正確。故選D。2．（2024·北京·高考真題）產(chǎn)生阿秒光脈沖的研究工作獲得2023年的諾貝爾物理學(xué)獎，阿秒（as）是時(shí)間單位，1as=1×10?18s，阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時(shí)間在阿秒量級的極短閃光，提供了阿秒量級的超快“光快門”，使探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程成為可能。設(shè)有一個持續(xù)時(shí)間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時(shí)間內(nèi)至少包含一個完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.6×10?34J?s，下列說法正確的是（

）A．對于0.1mm寬的單縫，此阿秒光脈沖比波長為550nm的可見光的衍射現(xiàn)象更明顯B．此阿秒光脈沖和波長為550nm的可見光束總能量相等時(shí)，阿秒光脈沖的光子數(shù)更多C．此阿秒光脈沖可以使能量為?13.6eV（?2.2×10?18J）的基態(tài)氫原子電離D．為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時(shí)間應(yīng)大于電子的運(yùn)動周期【答案】C【解析】A．此阿秒光脈沖的波長為λ=cT=30nm<550nm由障礙物尺寸與波長相差不多或比波長小時(shí)，衍射現(xiàn)象越明顯知，波長為550nm的可見光比此阿秒光脈沖的衍射現(xiàn)象更明顯，故A錯誤；B．由知，阿秒光脈沖的光子能量大，故總能量相等時(shí)，阿秒光脈沖的光子數(shù)更少，故B錯誤；C．阿秒光脈沖的光子能量最小值故此阿秒光脈沖可以使能量為?13.6eV（?2.2×10?18J）的基態(tài)氫原子電離，故C正確；D．為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時(shí)間應(yīng)小于電子的運(yùn)動周期，故D錯誤。故選C。3．（2024·湖北武漢·二模）研究表明，某些元素的原子核有可能從靠它很近的核外電子中“俘獲”一個電子而形成一個新原子，人們把這種現(xiàn)象叫做“K俘獲”。例如：一個鈹原子核（）會從K層電子軌道上俘獲一個電子后生成一個處于激發(fā)態(tài)的鋰核，和一個具有能量且不帶電的質(zhì)量數(shù)為零的中微子v。處于激發(fā)態(tài)的鋰核（）又自發(fā)地放出γ光子而回到基態(tài)。下列說法正確的是（）A．該反應(yīng)屬于β衰變B．該反應(yīng)前后沒有質(zhì)量虧損C．鈹原子核內(nèi)有4個中子，3個質(zhì)子D．該反應(yīng)的本質(zhì)是一個質(zhì)子俘獲一個電子后生成一個中子【答案】D【解析】AD．該反應(yīng)的本質(zhì)是一個質(zhì)子俘獲一個電子后生成一個中子；不是放出一個電子，所以不屬于β衰變，故A錯誤，D正確；B．該反應(yīng)釋放能量，反應(yīng)前后有質(zhì)量虧損，故B錯誤；C．鈹原子核（）內(nèi)有3個中子，4個質(zhì)子，故C錯誤。故選D。4．（2024·江西上饒·模擬預(yù)測）當(dāng)太陽內(nèi)部的氫元素消耗殆盡后，內(nèi)部高溫高壓使三個氨核發(fā)生短暫的熱核反應(yīng)，被稱為氦閃，核反應(yīng)方程為，已知的結(jié)合能為，X的結(jié)合能為，則下列判斷正確的是（）A．該核反應(yīng)是衰變 B．X的中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多C． D．核反應(yīng)放出的熱量為【答案】D【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，可知核反應(yīng)方程為屬于輕原子核結(jié)合成較重原子核反應(yīng)，所以該反應(yīng)屬于核聚變，不屬于衰變，A錯誤；B．中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，因此X核中有6個中子，有6個質(zhì)子，B錯誤；CD．該反應(yīng)存在質(zhì)量虧損，會釋放大量熱量，由能量守恒定律知，釋放的熱量為即，C錯誤，D正確；故選D。5．（2024·甘肅張掖·高臺縣第一中學(xué)校考模擬預(yù)測）氘核可以發(fā)生一系列聚變反應(yīng)釋放核能，其總效果可以用反應(yīng)式表示。鈾核的某種裂變反應(yīng)為，下列說法正確的是（）A．X是正電子B．核內(nèi)有57個中子C．上述核聚變反應(yīng)中平均每個核子釋放的核能約為D．上述兩反應(yīng)中，聚變比裂變平均每個核子多釋放核能【答案】C【解析】A.根據(jù)核反應(yīng)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0，是中子，A錯誤；B．同理，有56個中子，B錯誤；C．上述核聚變反應(yīng)平均每個核子釋放的核能為C正確；D．上述核裂變反應(yīng)平均每個核子釋放的核能為D錯誤。故選C。6．（2024·江西·校聯(lián)考二模）1919年，盧瑟福首創(chuàng)用原子核人工轉(zhuǎn)變的方法，用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。當(dāng)裝置的容器內(nèi)通入氮?dú)鈺r(shí)，熒光屏上觀察到閃光。該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程式正確的是（

）A． B．C． D．【答案】C【解析】A．因該反應(yīng)打出的是質(zhì)子，A錯誤；BCD．方程中質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)應(yīng)守恒，故實(shí)驗(yàn)使用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，BD錯誤，C正確。故選C。7．（2023·河北保定·統(tǒng)考三模）中國實(shí)驗(yàn)快堆工程（CEFR）已經(jīng)成功并網(wǎng)發(fā)電，這標(biāo)志著國家“863”計(jì)劃重大項(xiàng)目目標(biāo)的全面實(shí)現(xiàn)，中國實(shí)驗(yàn)快堆采用钚（）作燃料，在堆心燃料钚的外圍再生區(qū)里放置不易發(fā)生裂變的鈾（），钚239裂變釋放出的快中子，被再生區(qū)內(nèi)的鈾238吸收，鈾238轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39，鈾239極不穩(wěn)定，經(jīng)過衰變，進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎兊念?39，從而實(shí)現(xiàn)核燃料的“增殖”，關(guān)于中國實(shí)驗(yàn)快堆，下列說法正確的是（）A．鈾239發(fā)生衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，核反應(yīng)方程為：B．鈾239經(jīng)過衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，質(zhì)量不變C．鈾238轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39的核反應(yīng)方程為：D．鈾238吸收快中子轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39是核聚變【答案】C【解析】A．鈾239發(fā)生衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，核反應(yīng)方程為故A錯誤；B．鈾239經(jīng)過衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，釋放能量，質(zhì)量虧損，故B錯誤；CD．鈾238轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39的核反應(yīng)方程為該核反應(yīng)方程不是核聚變，故C正確，D錯誤。故選C。8．（2024上·甘肅武威·高三統(tǒng)考期末）質(zhì)子在加速器中加速到接近光速后，常被用來與其他粒子碰撞。下列核反應(yīng)方程中，X代表電子的是（）A． B．C． D．【答案】B【解析】A．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表，故A錯誤；B．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表，故B正確；C．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表，故C錯誤；D．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表，故D錯誤；故選B。9．（2024·山東濟(jì)南·統(tǒng)考三模）2024年4月20日，我國首次利用核電商用堆批量生產(chǎn)碳14同位素，這標(biāo)志著將徹底破解國內(nèi)碳14同位素依賴進(jìn)口的難題，實(shí)現(xiàn)碳14供應(yīng)全面國產(chǎn)化。碳14發(fā)生β衰變時(shí)的反應(yīng)方程為，則是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】由質(zhì)量數(shù)守恒有解得由電荷數(shù)守恒有解得綜上所述，其為。故選B。10．（2021·重慶·統(tǒng)考模擬預(yù)測）下列核反應(yīng)方程正確的是（

）A． B．C． D．【答案】A【解析】正確的核反應(yīng)方程應(yīng)質(zhì)子數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒。A．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，故A正確；B．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)不守恒，故B錯誤；C．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)不守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，故C錯誤；D．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)不守恒，故D錯誤。故選A。11．（2024·河北·高三學(xué)業(yè)考試）大氣層中碳14不斷產(chǎn)生又不斷衰變，達(dá)到了動態(tài)平衡，在大氣中的含量保持穩(wěn)定。這種機(jī)制的核反應(yīng)方程為，，其中X、Y、Z所代表的粒子分別為（）A．質(zhì)子、中子、電子 B．中子、質(zhì)子、電子C．中子、電子、質(zhì)子 D．電子、中子、質(zhì)子【答案】B【解析】核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒。由可知，Z為電子。由可知，若X為質(zhì)子，則Y的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為1，不符合實(shí)際；可知X為中子，Y為質(zhì)子，故ACD錯誤，B正確。故選B。12．（2023·河北滄州·河北省吳橋中學(xué)校考模擬預(yù)測）新疆發(fā)現(xiàn)的鈹?shù)V，價(jià)值超過了稀土礦，將來會成為一種新的航天材料。鈹（Be）的原子核在被X射線、γ等照射時(shí)，會產(chǎn)生中子，因此它是核工業(yè)中的重要中子源。一個鈹9的原子核吸收一個中子后變成2個氦原子核，同時(shí)放出2個中子，這種1變2，2變4，4變8的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以很平穩(wěn)地進(jìn)行，并產(chǎn)生大量中子給反應(yīng)堆使用。下列有關(guān)鈹?shù)暮朔磻?yīng)方程中正確的是（）A．B．C．D．【答案】B【解析】根據(jù)題意可知，一個鈹9的原子核吸收一個中子后變成2個氦原子核，同時(shí)放出2個中子，由核反應(yīng)方程中，質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為故選B。13．（2024·廣西河池·統(tǒng)考一模）人工核轉(zhuǎn)變是指人類通過特定的實(shí)驗(yàn)手段，將原子核中的質(zhì)子、中子和其他粒子進(jìn)行增加、減少、替換等改變，從而使原子核的性質(zhì)發(fā)生變化的過程。在核反應(yīng)方程中，X表示的是（

）A．電子 B．質(zhì)子 C．中子 D．α粒子【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為1，則X表示的是質(zhì)子。故選B。14．（2023上·廣西柳州·高三柳州高級中學(xué)?？茧A段練習(xí)）一質(zhì)子束入射到靜止靶核上，產(chǎn)生如下核反應(yīng)：，則產(chǎn)生的新核含有質(zhì)子和中子的數(shù)目分別為（）A．28和15 B．14和13 C．15和13 D．27和14【答案】B【解析】根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得，新核質(zhì)量數(shù)為27，電荷數(shù)為14，電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，因此可得新核含有質(zhì)子數(shù)為14，中子數(shù)為13，B正確。故選B。15．（2024·廣西·統(tǒng)考高考真題）近期，我國科研人員首次合成了新核素鋨（）和鎢（）。若鋨經(jīng)過1次衰變，鎢經(jīng)過1次衰變（放出一個正電子），則上述兩新核素衰變后的新核有相同的（）A．電荷數(shù) B．中子數(shù) C．質(zhì)量數(shù) D．質(zhì)子數(shù)【答案】C【解析】鋨經(jīng)過1次衰變后產(chǎn)生的新核素質(zhì)量數(shù)為156，質(zhì)子數(shù)為74，鎢經(jīng)過1次衰變后質(zhì)量數(shù)為156，質(zhì)子數(shù)為73，可知兩新核素衰變后的新核有相同的質(zhì)量數(shù)。故選C。16．（2024·山東濰坊·三模）如圖所示為氫原子能級圖，用頻率為ν的單色光照射大量處于基態(tài)的氫原子，氫原子輻射出頻率分別為的ν1、ν2、ν3三種光子，且ν1<ν2<ν3。用該單色光照射到某新型材料上，逸出光電子的最大初動能與頻率為ν2光子的能量相等。下列說法正確的是（

）A．ν3>ν1＋ν2 B．ν=ν1＋ν2＋ν3C．該單色光光子的能量為12.75eV D．該新型材料的逸出功為1.89eV【答案】D【解析】由題知，頻率為ν的單色光照射大量處于基態(tài)的氫原子，氫原子輻射出頻率分別為的ν1、ν2、ν3三種光子，且ν1<ν2<ν3，則說明hν=hν3=12.09eV，hν2=10.2eV，hν1=1.89eVA．則可知ν3=ν1＋ν2故A錯誤；BC．根據(jù)以上分析可知ν=ν3，且該單色光光子的能量為12.09eV，故BC錯誤；D．用該單色光照射到某新型材料上，逸出光電子的最大初動能與頻率為ν2光子的能量相等，則由hν－W0=hν2解得W0=1.89eV故D正確。故選D。17．（2024下·江西·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）2023年11月16日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的文章顯示我國高海拔宇宙線觀測站“拉索”精確測量了迄今最亮的伽馬射線暴GRB221009A的高能輻射能譜，揭示了宇宙背景光在紅外波段的強(qiáng)度低于預(yù)期，開啟了新物理探索之門。“拉索”記錄到史上最亮的伽馬射線暴GRB221009A產(chǎn)生的光子，其最高能量達(dá)（萬億電子伏特）。已知普朗克常量，下列說法正確的是（

）A．射線在真空中的傳播速度小于光速B．紅外線的波長比射線短C．的光子能量約為D．的光子頻率約為【答案】D【解析】A．射線是電磁波，在真空中的傳播速度等于光速，故A錯誤；B．紅外線的波長比射線長，故B錯誤；C．根據(jù)換算可得故C錯誤；D．根據(jù)可得頻率為故D正確。故選D。18．（2024·陜西榆林·?？家荒＃?023年10月3日，諾貝爾物理學(xué)獎揭曉，三位科學(xué)家以阿秒激光技術(shù)奠基人的身份共同獲獎。阿秒激光脈沖是目前人類所能控制的最短時(shí)間過程，可用來測量原子內(nèi)繞核運(yùn)動電子的動態(tài)行為等超快物理現(xiàn)象。若實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生了1個阿秒激光脈沖，該激光在真空中的波長，真空中的光速，普朗克常量，則該阿秒激光脈沖的光子的能量約為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】根據(jù)題意，由光子的能量公式有代入數(shù)據(jù)可得故選B。19．（2024·遼寧·校聯(lián)考一模）智能手機(jī)的攝像頭光圈尺寸和曝光時(shí)間會影響照片的成像質(zhì)量。某智能手機(jī)的攝像頭光圈的面積為，標(biāo)準(zhǔn)曝光時(shí)間為，暗室中有一個黃色的點(diǎn)光源，發(fā)光功率為，現(xiàn)用該手機(jī)在距離點(diǎn)光源處正對光源拍照。已知黃光的波長為，真空中的光速為。普朗克常量為，不考慮空氣對光子的吸收，則單次拍照進(jìn)入手機(jī)攝像頭快門的光子個數(shù)為（）A． B． C． D．【答案】A【解析】由光的頻率與波長的關(guān)系為所以一個光子的能量為該光源在曝光時(shí)間t內(nèi)發(fā)出的光能為在曝光時(shí)間t內(nèi)進(jìn)入手機(jī)攝像頭的光所具有的能量為，有則曝光時(shí)間t內(nèi)穿過該攝像頭的光子數(shù)為故選A。20．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）銫原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，銫原子鐘利用的兩能級的能量差量級為10-5eV，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為（普朗克常量，元電荷）（）A．103Hz B．106Hz C．109Hz D．1012Hz【答案】C【解析】銫原子利用的兩能極的能量差量級對應(yīng)的能量為由光子能量的表達(dá)式可得，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為109Hz。故選C。21．（2024·陜西渭南·統(tǒng)考一模）2022年10月，我國自主研發(fā)的“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星成功發(fā)射?！翱涓敢惶枴碧柼綔y衛(wèi)星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子，設(shè)波長為λ。若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測儀鏡頭正對著太陽，每秒接收到N個該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S，衛(wèi)星離太陽中心的距離為R，普朗克常量為h，光速為c，則太陽輻射硬X射線的總功率P為（）A． B． C． D．【答案】C【解析】每個光子的能量為太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，根據(jù)題意設(shè)t秒發(fā)射總光子數(shù)為n，則可得所以t秒輻射光子的總能量太陽輻射硬X射線的總功率故選C。22．（2024上·江蘇揚(yáng)州·高二統(tǒng)考期末）某種捕蚊器采用蚊子喜愛的紫外線誘捕蚊子，它發(fā)射的紫外線的頻率為，波長為，光子的能量為，EUV光刻機(jī)產(chǎn)生的極深紫外線頻率為，波長為，光子的能量為。已知，則（）A． B． C． D．【答案】A【解析】AB．由于，根據(jù)能量子公式所以有故A正確，B錯誤；CD．由于，由公式所以有故CD錯誤。故選A。23．（2023上·安徽·高二統(tǒng)考階段練習(xí)）某氦氖激光器的發(fā)光功率為，能發(fā)射波長為的單色光，則（取普朗克常量，真空中光速）A．一個光子的能量為B．一個光子的能量為C．每秒發(fā)射的光子數(shù)為個D．每秒發(fā)射的光子數(shù)為個【答案】A【解析】一個光子的能量為每秒發(fā)射的光子數(shù)為故選A。24．（2023上·內(nèi)蒙古包頭·高三統(tǒng)考開學(xué)考試）太陽不斷向外輻射能量，太陽的質(zhì)量在不斷的減小，已知地球所處位置每平方米每秒接收到的太陽能約為，日地間距離約為，設(shè)太陽輻射的能量均勻分布在以太陽為球心、日地距離為半徑的球面上，則太陽每秒減少的質(zhì)量約為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】由題可知太陽每秒輻射的能量為根據(jù)質(zhì)能方程解得太陽每秒減少的質(zhì)量為約為；故選B。25．（2024·山東濟(jì)寧·三模）某興趣小組設(shè)計(jì)了一種光電煙霧報(bào)警器，其結(jié)構(gòu)和原理如圖所示。光源向外發(fā)射某一特定頻率的光，發(fā)生火情時(shí)有煙霧進(jìn)入報(bào)警器內(nèi)，會使部分光改變傳播方向，繞過擋板進(jìn)入光電管從而發(fā)生光電效應(yīng)，于是有電流輸入報(bào)警系統(tǒng)，電流大于就會觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。某次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑動變阻器的滑片P處于圖示位置，煙霧濃度增大到n時(shí)恰好報(bào)警。假設(shè)煙霧濃度越大，單位時(shí)間內(nèi)光電管接收到的光子數(shù)越多。下列說法可能正確的是（）A．光線繞過擋板進(jìn)入光電管利用了光的折射B．為提高光電煙霧報(bào)警器的靈敏度，可以將滑片P向右移動少許C．僅將電源的正負(fù)極反接，在煙霧濃度為n時(shí)也可能觸發(fā)報(bào)警D．報(bào)警器恰好報(bào)警時(shí)，將滑片P向右移動后，警報(bào)有可能會被解除【答案】B【解析】A．光電煙霧報(bào)警器利用了煙霧對光的散射，是光的反射原理，故A錯誤；B．將滑片P向右移動少許，可增加光電管的正向電壓，從而增加光電流，提高光電煙霧報(bào)警器的靈敏度，故B正確；C．圖中光電管兩端加的是正向電壓，若正負(fù)極反接則光電管兩端加負(fù)向電壓，光照強(qiáng)度一定時(shí)，根據(jù)光電流與電壓的關(guān)系，可知接正向電壓在單位時(shí)間內(nèi)會比接負(fù)向電壓有更多光電子到達(dá)A極，所以反接后光電流會減小，在煙霧濃度為時(shí)無法觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)，故C錯誤；D．恰好報(bào)警時(shí)將滑片P向右移動，會增大兩極間的正向電壓，不可能降低報(bào)警器的靈敏度，所以不會解除警報(bào)，故D錯誤。故選B。26．（2023上·河北邯鄲·高三統(tǒng)考期末）2022年7月5日和7月6日，嫦娥四號任務(wù)“玉兔二號”月球車和著陸器分別完成休眠設(shè)置，完成第44月晝工作，進(jìn)入第44月夜休眠。月球車采用同位素電池為其保暖供電，是人工放射性元素，可用吸收一個中子得到。衰變時(shí)只放出射線，其半衰期為88年，則下列說法正確的是（）A．吸收一個中子得到時(shí)，還要釋放一個電子B．衰變時(shí)放出射線的衰變方程為C．100個原子核經(jīng)過88年后剩余50個D．月球晝夜溫差是左右，在白天衰變速度比夜晚快【答案】A【解析】A．是人工放射性元素，可用吸收一個中子得到，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，吸收中子的核反應(yīng)方程為故A正確；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程為故B錯誤；C．半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對大量原子核適用，對少量原子核不適用，故C錯誤；D．半衰期是原子核內(nèi)部自身的因素決定的，和物理、化學(xué)環(huán)境無關(guān)，故D錯誤。故選A。27．（2024·吉林白城·校考二模）圖為鈾238衰變?yōu)殁Q234過程中鈾核質(zhì)量隨時(shí)間變化圖像，則（）A．原子核衰變過程中不釋放核能B．鈾238衰變?yōu)殁Q234同時(shí)放出電子C．鈾238半衰期為年D．環(huán)境溫度降低衰變速度將變慢【答案】C【解析】A．原子核衰變過程中有質(zhì)量虧損，會釋放核能，故A錯誤；B．鈾238衰變?yōu)殁Q234，質(zhì)量數(shù)減少4，為衰變，故B錯誤；C．由圖可知鈾238從衰變到的時(shí)間為年，則可知半衰期為年，故C正確；D．外界因素不會影響半衰期大小，故D錯誤。故選C。28．（2024·江西鷹潭·統(tǒng)考二模）2023年8月，日本不顧多個國家的反對，公然將含有大量放射性物質(zhì)的核廢水排放到太平洋中，其中有一種放射性物質(zhì)是碳14，它的半衰期大約為5730年，其衰變方程為；則下列說法正確的是（

）A．衰變方程中X為粒子B．衰變產(chǎn)生的X粒子電離本領(lǐng)比光子強(qiáng)C．碳14半衰期很長，所以短期內(nèi)不會對人類造成影響D．如果有100個碳14，經(jīng)過2865年將有25個原子核發(fā)生衰變【答案】B【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，衰變方程為可知衰變方程中X為電子，故A錯誤；B．衰變產(chǎn)生的X粒子電離本領(lǐng)比光子強(qiáng)，故B正確；C.碳14半衰期很長，短期內(nèi)會對人類造成影響，故C錯誤；D．半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對少量原子核衰變不適用，故D錯誤。故選B。29．（2022上·廣東茂名·高三茂名市電白區(qū)第一中學(xué)統(tǒng)考階段練習(xí)）放射性同位素是核醫(yī)學(xué)診斷和治療的基礎(chǔ)。鉬和锝都是放射性元素，在醫(yī)院里利用放射性同位素發(fā)生器可以由鉬99制備锝99，病人服用含锝99的藥物后可用于內(nèi)臟器官造影。下列說法正確的是（）A．對鉬99密封并低溫保存可以減緩其衰變速度B．病人體溫升高會加快锝99的衰變速度C．利用鉬99制備锝99的核反應(yīng)方程為D．利用鉬99制備锝99的核反應(yīng)方程為【答案】C【解析】AB．放射性元素的半衰期由原子核決定，與外界的溫度無關(guān)，故AB錯誤；CD．根據(jù)題意，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，利用鉬99制備锝99的核反應(yīng)方程為故D錯誤，C正確。故選C。30．（2024·全國·模擬預(yù)測）據(jù)2023年8月22日《人民日報(bào)》消息，日本政府宣布將從24日開始將福島核電站核污染水排入海洋。核污水中含有多種放射性成分，其中有一種難以被清除的同位素氚可能會引起基因突變，氚亦稱超重氫，是氫的同位素之一，有放射性，會發(fā)生β衰變，其半衰期為年。下列有關(guān)氚的說法正確的是（）A