2024年高考物理復(fù)習(xí)試題匯編：原子物理（教師卷）

復(fù)習(xí)材料

專題16原子物理

2024

高考真題

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

?C+；H—；Li+2；H+X,式中的x為（）

A.giiB.\eC.:eD.:He

【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

2=12+1—7—2x1=4,Z=6+l—3—2x1=2

故式中的X為：He,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、2B+：nf；X+：Y

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.折7,ZFIB..3=7,ZF2C.左1D.?3=6,左2

【答案】B

【解析】由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得10+1=。+4,5+0=3+5

解得a=7,6=2

故選B。

3.（2024年廣東卷考題）2.我國正在建設(shè)的大科學(xué)裝置一一“強(qiáng)流重離子加速器”。其科學(xué)目標(biāo)之一

是探尋神秘的“H9號”元素，科學(xué)家嘗試使用核反應(yīng)Y+瞳X+2；n產(chǎn)生該元素。關(guān)于原子核Y

和質(zhì)量數(shù)A,下列選項正確的是（）

A.Y為::Fe,A=299B.Y為北Fe,A=301

C.Y為為::Cr,A=295D.Y為::Cr,A=297

【答案】C

【解析】根據(jù)核反應(yīng)方程Y+2：；Am-■X+2：n

根據(jù)質(zhì)子數(shù)守恒設(shè)Y的質(zhì)子數(shù)為y,則有>+95=119+0

可得>=24,即Y為；：Cr；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，則有54+243=A+2

可得A=295

故選Co

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

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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3.11eV,當(dāng)大量處于〃=3能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射不同頻率的紫外光有()

nE/eV

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

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

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

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

113.6

A.1種B.2種C.3種D.4種

【答案】B

【解析】大量處于爐3能級的氫原子向低能級躍遷時，能夠輻射出不同頻率的種類為C；=3種

輻射出光子的能量分別為

AE]=片—片=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV

AE,=￡3-￡2=-1.5leV-(-3.4eV)=1.89eV

AE3=￡,2-￡1=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV

其中^>3.1leV,A^^S.lleV,AEp>3]leV

所以輻射不同頻率的紫外光有2種。

故選Bo

5.(2024年江西卷考題)2.近年來，江西省科學(xué)家發(fā)明硅襯底氮化錢基系列發(fā)光二極管，開創(chuàng)了國際

上第三條LED技術(shù)路線。某氮化銳基LED材料的簡化能級如圖所示，若能級差為2.20eV(約

3.52xl()T9j),普朗克常量力=6.63xl(f34j.s，則發(fā)光頻率約為()

----------T-----------Ec

2.20eV

----------Eh

A.6.38X1014HZB.5.67X1014HZC.5.31X1014HZD.4.67X1014HZ

【答案】C

【解析】根據(jù)題意可知，輻射出的光子能量￡=3.52X10T9J,由光子的能量￡=和得

=-=5.31X1014HZ

Vh

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故選Co

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，該實驗的核反應(yīng)方程式是

X+；4N.；H+：C,粒子*為（）

A.正電子：eB.中子；n

C旅核；HD.氯核

【答案】B

【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為機(jī)=14+1-14=1

根據(jù)電荷守恒可知X的電荷數(shù)為〃=6+1-7=0

可知X為中子；no

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（）

【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對應(yīng)波長為4的光子能量最大。

故選Co

8.（2024全國甲卷考題）1.笊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

6；H->2；He+x；n+Mp+43.15MeV主一..1Vl/古八口"班,、

120/I卜表示，式中￡、y的值分別為（）

A.x=l,y=2B.x=l,〉=3C.x=2,y=2D.x=3,y=1

【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6x2=2x4+x+yf6=2x2+y

解得x=2,y=2

故選Co

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

90s90Y238p234TT

器裝載了具有抗干擾性強(qiáng)的核電池。已知38、r衰變?yōu)?9丫的半衰期約為29年；9.U衰變?yōu)?2U的半衰期

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約87年?，F(xiàn)用相同數(shù)目的38.和94「u各做一塊核電池，下列說法正確的是（）

A.累Sr衰變?yōu)楹谘緯r產(chǎn)生a粒子

B.2；；Pu衰變?yōu)槌時產(chǎn)生B粒子

C.50年后，剩余的數(shù)目大于黑Pu的數(shù)目

D.87年后，剩余的;;Sr數(shù)目小于琵Pu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;;Sr衰變?yōu)橹緯r產(chǎn)生電子，即B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2j：Pu衰變?yōu)閍U時產(chǎn)生；He,即a粒子，故B錯誤；

CD.根據(jù)題意可知q：Pu的半衰期大于累Sr的半衰期，現(xiàn)用相同數(shù)目的;;Sr和q：Pu各做一塊核電池,

經(jīng)過相同的時間，；；Sr經(jīng)過的半衰期的次數(shù)多，所以北Sr數(shù)目小于/Pu的數(shù)目，故D正確，C錯誤。

故選D。

10.（2024浙江1月卷考題）7.己知笊核質(zhì)量為2.0141U,瓶核質(zhì)量為3.0161U,氫核質(zhì)量為

4.0026U,中子質(zhì)量為1.0087U,阿伏加德羅常數(shù)NA取G.OxK^moL,笊核摩爾質(zhì)量為2g-1110尸，lu

相當(dāng)于931.5MeV。關(guān)于求與旅聚變成氨，下列說法正確的是（）

A.核反應(yīng)方程式為；H+：H-；He+；n

B.笊核的比結(jié)合能比氫核的大

C.笊核與氤核的間距達(dá)到10T°m就能發(fā)生核聚變

D.4g笊完全參與聚變釋放出能量的數(shù)量級為i（）25MeV

【答案】D

【解析】A.核反應(yīng)方程式為：H+jH-jHe+In,故A錯誤；

B.笊核的比結(jié)合能比氫核的小，故B錯誤；

C.笊核與氤核發(fā)生核聚變，要使它們間的距離達(dá)到KT15m以內(nèi)，故C錯誤；

D.一個笊核與一個旅核聚變反應(yīng)質(zhì)量虧損

Am=（2.0141+3.0161-4.0026-1.0087）u=0.0189u

聚變反應(yīng)釋放的能量是AE=Am-931.5MeV~17.6MeV

4g笊完全參與聚變釋放出能量￡=|X6X1023XAE?2.11X1025MeV

數(shù)量級為1（）25MeV，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

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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)實驗中，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，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，

h

根據(jù)2=一可知波長變長，故C錯誤；

P

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Bo

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；

hh

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

P<2mEk

誤；

C.電磁場是真實存在的物質(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，反射光可視為偏振光，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時能觀察

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，貝U（）

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.單位時間逸出的光電子數(shù)增多

【答案】BD

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【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，單位時間照射到金屬表面的光子變多，則單位時間逸出的光電子數(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X,其單個光子能量為=若用該激光做光電效

應(yīng)實驗，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=（普朗克常量為久真空中

光速為c）

【解析】［1］單個光子頻率為v=-

根據(jù)普朗克量子化思想，單個光子能量E0=hv=hj-

［2］所用光電材料的截止頻率為%,則逸出功為W0=hv0

he

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E^=hv-W=--hvQ

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）:H核的質(zhì)量為機(jī)一；H核的質(zhì)量為機(jī)2,它們通過核反應(yīng)形成一個質(zhì)量為加3的氮原子核（：He）,

此過程釋放的能量為o（真空中光速為c）

2

【答案】①.C②.（ffl；+m2-ffl3）c

【解析】口］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Co

22

［2］根據(jù)質(zhì)能方程可知，此過程釋放的能量為￡,=Amc=（?!+m2-m3）c

16.（2024福建高考真題）1.；；Nif；：Cu+X,則其中的X表示（）

A.；HeB._；eC.:eD.\n

【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)-1,則X為_：e。

故選Bo

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17.（2024年北京卷考題）1.已知社234的半衰期是24天。1g牡234經(jīng)過48天后，剩余牡234的質(zhì)

量為（）

A.0gB.0.25gC.0.5gD.0.75g

【答案】B

【解析】半衰期lg鉉234經(jīng)過48天后，剩余質(zhì)量

m=（3）「機(jī)0=0.25g

故選Bo

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鉞-160（黑Os）和鴇-156

（弁W）。若餓-160經(jīng)過1次a衰變，鴇-156經(jīng)過1次［3+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】餓-160經(jīng)過1次a衰變后產(chǎn)生的新核素質(zhì)量數(shù)為156,質(zhì)子數(shù)為74,鴇-156經(jīng)過1次W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Co

19.（2024年海南卷考題）2.人工核反應(yīng);:Si+；H-X+；；P中的乂是（）

A.中子B.質(zhì)子C.電子D.a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Ao

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

了新核素黑°s,核反應(yīng)方程如下：；2Cd+蓑NiOs+4X該方程中*是（）

A.質(zhì)子B.中子C.電子D.a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：n。

故選Bo

2024

高考模擬題

復(fù)習(xí)材料

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)，，用頻率為匕

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,此時電壓表的示數(shù)為g,己知電子電荷量

為e,普朗克常量為力，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.改用比匕更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時電壓表示數(shù)仍為〃

C.其他條件不變，使開關(guān)接S2,電流表示數(shù)仍為零

D.光電管陰極材料的截止頻率/=匕-學(xué)

h

【答案】D

【解析】A.當(dāng)開關(guān)S接1時，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程

叫=牝-%

故其他條件不變時，增大光強(qiáng)，電壓表的示數(shù)不變，故A錯誤；

B.若改用比匕更大頻率的光照射時，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,

即此時電壓表示數(shù)大于上故B錯誤；

C.其他條件不變時，使開關(guān)S接2,此時

牝＞/）

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

叫=牝-%

其中

鷲=牝

聯(lián)立解得，光電管陰極材料的截止頻率為

故D正確。

故選Do

復(fù)習(xí)材料

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）

是時間單位，las=1X10-^s,阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時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)時間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時

間內(nèi)至少包含一個完整的光波周期。取真空中光速c=3.0X108m/s,普朗克常量力=6.6X10-MJ.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，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（-2.2X10-町）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

A=cT=30nm<550nm

由障礙物尺寸與波長相差不多或比波長小時，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，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

I]

s=hv=-=6.6x10-18j>22x1（）T8j

T

故此阿秒光脈沖可以使能量為T3.6eV（-2.2X10->8J）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)時間應(yīng)小于電子的運(yùn)動周期，故D錯誤。

故選Co

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：一個鍍原子核（；Be）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)為零的中微子力處

于激發(fā)態(tài)的鋰核（；Li）又自發(fā)地放出丫光子而回到基態(tài)。下列說法正確的是（）

A.該反應(yīng)屬于B衰變

B.該反應(yīng)前后沒有質(zhì)量虧損

C.鍍原子核內(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B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；

復(fù)習(xí)材料

C.鍍原子核（；Be）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)，被稱為氫閃，核反應(yīng)方程為3：HefX,已知;He的結(jié)合能為片，X的結(jié)合能為反，則下列

判斷正確的是（）

A.該核反應(yīng)是a衰變B.X的中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多

C.芻=3&D.核反應(yīng)放出的熱量為芻-3月

【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

3；He—1X

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

Q-E2-3EX

即4>3&,C錯誤，D正確；

故選Do

5.（2024?甘肅張掖?高臺縣第一中學(xué)?？寄M預(yù)測）笊核可以發(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2：He+2；H+2X+43.15MeV表示。鈾核的某種裂變反應(yīng)為

UnBa<Kr+3^n+200.55MeV,下列說法正確的是（）

A.X是正電子

B.［注核內(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3.60MeV

D.上述兩反應(yīng)中，聚變比裂變平均每個核子多釋放核能2.00MeV

【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/=92,1匕有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

43.15MeV

E\=~3.60MeV

12

C正確；

D.上述核裂變反應(yīng)平均每個核子釋放的核能為

200.55MeV

~0.85MeV

-236-

復(fù)習(xí)材料

AE=E]-4=2.75MeV

D錯誤。

故選Co

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，實驗裝置如圖所示。當(dāng)裝置的容器內(nèi)通入氮?dú)鈺r，熒光屏上觀察到閃光。該實驗的核

反應(yīng)方程式正確的是（）

A.b+Un+fOB.->+'4N^；H42C

C.；He+；，NTH+?OD.:He+tNf；H+rF

【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，故實驗使用a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Co

7.（2023?河北保定?統(tǒng)考三模）中國實驗快堆工程（CEFR）已經(jīng)成功并網(wǎng)發(fā)電，這標(biāo)志著國家

“863”計劃重大項目目標(biāo)的全面實現(xiàn)，中國實驗快堆采用杯（魯Pu）作燃料，在堆心燃料杯的外圍再生區(qū)

里放置不易發(fā)生裂變的鈾（■Pu）,杯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)?/p>

鈾239,鈾239極不穩(wěn)定，經(jīng)過衰變，進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎兊谋?39,從而實現(xiàn)核燃料的“增殖”，關(guān)于中

國實驗快堆，下列說法正確的是（）

A.鈾239發(fā)生衰變轉(zhuǎn)變?yōu)楸?39,核反應(yīng)方程為：翼u-貫pu+_e

B.鈾239經(jīng)過衰變轉(zhuǎn)變?yōu)楸?39,質(zhì)量不變

C.鈾238轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39的核反應(yīng)方程為：置

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)楸?39,核反應(yīng)方程為

瞪U-康pu+2_：e

故A錯誤；

B.鈾239經(jīng)過衰變轉(zhuǎn)變?yōu)楸?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

復(fù)習(xí)材料

置U+；nf>U

該核反應(yīng)方程不是核聚變，故C正確，D錯誤。

故選Co

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.:H+；Hf；He+XB.$ThT『Pa+X

C.Z：He+；/Nfo；70+XD.=ZHe+；；IDAl-13P+X

【答案】B

【解析】A.根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表懶，故A錯誤；

B.根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表:e,故B正確；

C.根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表;H,故C錯誤；

D.根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表；n,故D錯誤：

故選Bo

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，實現(xiàn)碳14供應(yīng)全面國產(chǎn)化。碳14發(fā)生B衰變時的

反應(yīng)方程為『Cf/X+te,則，*是（）

A.￡xB.C.；xD.s4X

【答案】B

【解析】由質(zhì)量數(shù)守恒有

14=A+O

解得

A=14

由電荷數(shù)守恒有

6=Z-1

解得

Z=7

綜上所述，其；x為;“X。

故選Bo

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.苗u+\n.Rb+；?Cs+2；nB.1'U+ln.事Ba+4Kr+3；n

C.[SU+；nf[Br+fLa+3；HD.n/Sr+普Xe+9；n

【答案】A

復(fù)習(xí)材料

【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；N+Xf[C+Y,fCf0N+Z,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fCf：N+Z可知，Z為電子。由;"N+Xffc+Y可知，

若X為質(zhì)子，則Y的電荷數(shù)為2,質(zhì)量數(shù)為1,不符合實際；可知X為中子，Y為質(zhì)子，故ACD錯誤，B正

確。

故選Bo

12.（2023?河北滄州?河北省吳橋中學(xué)?？寄M預(yù)測）新疆發(fā)現(xiàn)的被礦，價值超過了稀土礦，將來會

成為一種新的航天材料。被（Be）的原子核在被X射線、丫等照射時，會產(chǎn)生中子，因此它是核工業(yè)中的

重要中子源。一個被9的原子核吸收一個中子后變成2個氯原子核，同時放出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)被的核反應(yīng)方程中正確

的是（）

A.:H+[Be—C+J1n

B.\n+：Be-2；He+21n

C.y+4Be—>2；He+；n

D.4e+4Be—Li+；n

【答案】B

【解析】根據(jù)題意可知，一個被9的原子核吸收一個中子后變成2個氫原子核，同時放出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

Be.2；He+21n

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驗手段，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

；He+；Nf，o+x中，x表示的是（）

復(fù)習(xí)材料

A.電子B.質(zhì)子C.中子D.a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Bo

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;;A1上，產(chǎn)生如

下核反應(yīng)：；H+；；AlfX+；,n,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15B.14和13C.15和13D.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Bo

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鍬-160（黑。s）和鴇-156

（弁W）。若鉞-160經(jīng)過1次a衰變，鴇-156經(jīng)過1次［3+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】餓-160經(jīng)過1次a衰變后產(chǎn)生的新核素質(zhì)量數(shù)為156,質(zhì)子數(shù)為74,鴇-156經(jīng)過1次夕衰變

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Co

16.（2024?山東濰坊?三模）如圖所示為氫原子能級圖，用頻率為丫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乙、匕、J三種光子，且、〈匕〈Q。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匕光子的能量相等。下列說法正確的是（）

nE/eV

2---------------------3.40

1-13.6

A.J>勺+aB.丫=勺+七+j

C.該單色光光子的能量為12.75eVD.該新型材料的逸出功為1.89eV

【答案】D

【解析】由題知，頻率為1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勺、K

2、?三種光子，且勺〈匕〈J，則說明

hv=hv3=12.09eV,hv2=10.2eV,hv1=\.89eV

復(fù)習(xí)材料

A.則可知

%=勺+%

故A錯誤；

BC.根據(jù)以上分析可知■=J,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七光子的能量相等，則由

hv-%=hv2

解得

%=1.89eV

故D正確。

故選Do

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?！袄鳌庇涗浀绞飞献盍恋馁ゑR射線暴

GRB221009A產(chǎn)生的7光子，其最高能量達(dá)13TeV（萬億電子伏特）。已知普朗克常量九=6.63乂10-34>$,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.13TeV的/光子能量約為2.08x1CT'j

D.13TeV的/光子頻率約為3x1027Hz

【答案】D

【解析】A.7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

13TeV=13x1012xl.6x10-19J=2.08xIO-6J

故C錯誤；

D.根據(jù)

E=hv

可得頻率為

V=—?3X1027HZ

h

故D正確。

故選Do

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間過程，可用來測量原子內(nèi)繞核

復(fù)習(xí)材料

運(yùn)動電子的動態(tài)行為等超快物理現(xiàn)象。若實驗室中產(chǎn)生了1個阿秒激光脈沖，該激光在真空中的波長

A=50nm,真空中的光速c=3.0xl（）8m/s,普朗克常量捫=6.63x10*J.s,則該阿秒激光脈沖的光子的能量

約為（）

A.3.98X10-17JB.3.98xl0-18JC.3.98xlO-19J

D.3.98xlO-20J

【答案】B

【解析】根據(jù)題意，由光子的能量公式有

E=hv=h—

A

代入數(shù)據(jù)可得

￡,=3.98X10-18J

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S,標(biāo)準(zhǔn)曝光時間為，，暗室中有一個黃色的點(diǎn)光源，發(fā)光功率為尸，現(xiàn)用該

手機(jī)在距離點(diǎn)光源廠處正對光源拍照。已知黃光的波長為2,真空中的光速為普朗克常量為力，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（）

AP尢StBPcStcP入StD3尸-St

4cc4仃17rr2he4Qhe

【答案】A

【解析】由光的頻率與波長的關(guān)系為

c=Av

所以一個光子的能量為

Eo=hv

該光源在曝光時間t內(nèi)發(fā)出的光能為

E=Pt

在曝光時間t內(nèi)進(jìn)入手機(jī)攝像頭的光所具有的能量為有

E{S

E4仃?

則曝光時間t內(nèi)穿過該攝像頭的光子數(shù)為

復(fù)習(xí)材料

E.PASt

n=-L=----、—

Eo4萬廠為C

故選A。

20.（2023?全國?統(tǒng)考高考真題）葩原子基態(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，

鈉原子鐘利用的兩能級的能量差量級為10qV,躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為（普朗克常量h=6.63xIO-，1s,

元電荷e=1.60xl（）T9c）（）

A.103HzB.106HzC.109HzD.1012Hz

【答案】C

【解析】葩原子利用的兩能極的能量差量級對應(yīng)的能量為

551924

f=10-eV=10-xl.6xl0-J=1.6xl0-J

由光子能量的表達(dá)式e=6可得，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為

1.6x10-24

HZ?2.4X109HZ

h6.63x103

躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為109Hzo

故選Co

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L

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"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尼普朗克常量為力，光速為c,則太陽輻射硬X射線的總功

率戶為（）

22

ASNhc07rRNhc「47rRNhcnwR2a

A?D?（_/?U?

萬浦

42SASXSNhc

【答案】C

【解析】每個光子的能量為

E=hv=h—

太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，根據(jù)題意設(shè)右秒發(fā)射總光子數(shù)為〃，則

n_"R?

1N~S

可得

4兀片Nt

n=---------

S

所以大秒輻射光子的總能量

^TIR1Nthc

W=E,^nh-=

2

復(fù)習(xí)材料

太陽輻射硬X射線的總功率

AW一4兀R2Nhc

1一_52-

故選Co

22.（2024±?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

線的頻率為匕，波長為4,光子的能量為劣，EUV光刻機(jī)產(chǎn)生的極深紫外線頻率為%,波長為4,光子的

能量為運(yùn)。已知V2＞匕，貝（J（）

A.￡I＜￡2B.￡x＞￡2C.4=4D.

【答案】A

【解析】AB.由于%＞匕，根據(jù)能量子公式

￡=hv

所以有

與＜￡2

故A正確，B錯誤；

CD.由于%＞匕，由公式

c=Av

所以有

4＞4

故CD錯誤。

故選Ao

23.（2023上?安徽?高二統(tǒng)考階段練習(xí)）某氫鏡激光器的發(fā)光功率為18mW,能發(fā)射波長為632.8nm

的單色光，則（取普朗克常量〃=6.6xl03j.s,真空中光速c=3xl（）8m/s）

A.一個光子的能量為3.13xlO"J

B.一個光子的能量為3.13xlO-2°J

C.每秒發(fā)射的光子數(shù)為5.75X10M個

D.每秒發(fā)射的光子數(shù)為5.75x10、個

【答案】A

【解析】一個光子的能量為

8

CQX1A

￡=力1/=〃一=6.6、10-34、---------19

A632.8x10-9-J?3.13X10J

每秒發(fā)射的光子數(shù)為

18xl0~3xl

?5.75xl016

3.13xl0-19

故選Ao

復(fù)習(xí)材料

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1.56X103J,日地間距離約為r=L5xl（）U