專題20 原子物理-五年（2020-2024）高考物理真題分類匯編（解析版）

2020-2024年五年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題20原子物理考點五年考情（2020-2024）命題趨勢考點1能量量子化光電效應波粒二象性2020年江蘇卷、浙江卷；2021年遼寧卷、浙江卷；2022年江蘇卷、湖南卷、浙江卷；2023年江蘇卷、湖南卷、浙江卷；2024年上海卷、湖南卷、浙江卷、遼寧卷等原子部分考點的特點是“點多面寬”，“考點分散”，高考對本部分內(nèi)容的能力考查以識記為主，知識考查主要從對基本概念的理解、辨別方面進行，一般結(jié)合經(jīng)典物理理論和現(xiàn)代科技最新成果的命題趨勢較強，以選擇題的形式出現(xiàn)?？疾楦怕首畲蟮目键c分別是光電效應、氫原子的能級躍遷、核反應方程、半衰期等。復習建議（1）要精讀教材，了解教材中對各知識點的描述，重視課后習題。（2）對考查概率最大的幾個考點要注重記憶和理解，強化訓練?？键c2原子結(jié)構(gòu)2020年北京卷、浙江卷；2021年北京卷、浙江卷；2022年重慶卷、湖南卷、廣東卷、海南卷、浙江卷；2023年山東卷、遼寧卷、湖北卷、浙江卷；2024年安徽卷、江西卷、江蘇卷等考點2原子核核反應2020年海南卷、山東卷、全國卷、浙江卷；2021年重慶卷、江蘇卷、北京卷、浙江卷、海南卷、湖北卷、山東卷、廣東卷、全國卷；2022年天津卷、湖北卷、山東卷、福建卷、北京卷、遼寧卷、全國卷、浙江卷；2023年全國卷、北京卷、海南卷、天津卷、山西卷、湖南卷、浙江卷；2024年河北卷、湖北卷、廣東卷、全國卷、山東卷、浙江卷、上海卷、北京卷、江蘇卷、廣西卷、海南卷、甘肅卷等考點01能量量子化光電效應波粒二象性1.（2024·湖南·高考真題）量子技術(shù)是當前物理學應用研究的熱點，下列關(guān)于量子論的說法正確的是（）A．普朗克認為黑體輻射的能量是連續(xù)的B．光電效應實驗中，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，可知紫光也能使該金屬發(fā)生光電效應，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。2.（多選）（2024·浙江1月·高考真題）下列說法正確的是（）A.相同溫度下，黑體吸收能力最強，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，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。3.（多選）（2024·遼寧·高考真題）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。4.（2024·上?！じ呖颊骖}）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)愛因斯坦光電效應方程可知，逸出光電子最大初動能為5.（2020·江蘇·高考真題）“測溫槍”（學名“紅外線輻射測溫儀”）具有響應快、非接觸和操作方便等優(yōu)點。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計出來的，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，則人體熱輻射強度I及其極大值對應的波長的變化情況是（）A．I增大，增大 B．I增大，減小C．I減小，增大 D．I減小，減小【答案】B【解析】黑體輻射的實驗規(guī)律如圖特點是，隨著溫度升高，各種波長的輻射強度都有增加，所以人體熱輻射的強度增大；隨著溫度的升高，輻射強度的峰值向波長較短的方向移動，所以減小。故選B。6.（2021·遼寧·高考真題）赫茲在研究電磁波的實驗中偶然發(fā)現(xiàn)，接收電路的電極如果受到光照，就更容易產(chǎn)生電火花。此后許多物理學家相繼證實了這一現(xiàn)象，即照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出。最初用量子觀點對該現(xiàn)象給予合理解釋的科學家是（）A．玻爾 B．康普頓C．愛因斯坦 D．德布羅意【答案】C【解析】A．玻爾引入量子化的觀念解釋了氫原子光譜，與題意不符，A錯誤；B．康普頓提出康普頓效應，發(fā)現(xiàn)了光子不僅具有能量，還具有動量，證明了光具有粒子性，與題意不符，B錯誤；C．愛因斯坦提出光子說，從理論上解釋了光電效應的實驗現(xiàn)象，符合題意，C正確；D．德布羅意提出一切物質(zhì)都具有波粒二象性，與題意不符，D錯誤。故選C。7.（2022·江蘇·高考真題）上海光源通過電子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后（）A．頻率減小 B．波長減小 C．動量減小 D．速度減小【答案】B【解析】AB．根據(jù)可知光子的能量增加后，光子的頻率增加，又根據(jù)可知光子波長減小，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)可知光子的動量增加；又因為光子質(zhì)量不變，根據(jù)可知光子速度增加，故C錯誤，D錯誤。故選B。8．（2022·湖南·統(tǒng)考高考真題）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動的規(guī)律C．光電效應揭示了光的粒子性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釋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，是它保留了經(jīng)典理論中的一些觀點，如電子軌道的概念，還不成完全揭示微觀粒子的運動規(guī)律，B錯誤；C．光電效應揭示了光的粒子性，C正確；D．電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證實了電子的波動性，質(zhì)子、中子及原子、分子均具有波動性，D錯誤。故選C。9．（2021·浙江·高考真題）已知普朗克常量，電子的質(zhì)量為，一個電子和一滴直徑約為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． B． C． D．【答案】C【解析】根據(jù)德布羅意波長公式解得由題意可知，電子與油滴的動能相同，則其波長與質(zhì)量的二次方根成反比，所以有代入數(shù)據(jù)解得所以C正確；ABD錯誤；故選C。10．（2020·浙江·統(tǒng)考高考真題）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，穿透能力最強的是射線C．光電效應實驗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【答案】D【解析】A．由公式可知質(zhì)子的德布羅意波長，，故A錯誤；B．天然放射的三種射線，穿透能力最強的是射線，故B錯誤；C．由當，可知截止頻率與入射光頻率無關(guān)，由材料決定，故C錯誤；D．電子束穿過鋁箱后的衍射圖樣說明電子具有波動性，故D正確。故選D。11．（多選）（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）已知一個激光發(fā)射器功率為，發(fā)射波長為的光，光速為，普朗克常量為，則（

）A．光的頻率為 B．光子的能量為C．光子的動量為 D．在時間內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為【答案】AC【解析】A．光的頻率選項A正確；B．光子的能量選項B錯誤；C．光子的動量選項C正確；D．在時間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)選項D錯誤。故選AC。12．（多選）（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）有一種新型光電效應量子材料，其逸出功為W0。當紫外光照射該材料時，只產(chǎn)生動能和動量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L的觀測屏上形成干涉條紋，測得條紋間距為?x。已知電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h，光速為c，則（

）A．電子的動量 B．電子的動能C．光子的能量 D．光子的動量【答案】AD【解析】根據(jù)條紋間距公式可得A．根據(jù)可得:,故A正確；B．根據(jù)動能和動量的關(guān)系,結(jié)合A選項可得,故B錯誤；C．光子的能量故C錯誤；D．光子的動量光子的能量聯(lián)立可得則光子的動量故D正確。故選AD。13．（多選）（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）電子雙縫干涉實驗是近代證實物質(zhì)波存在的實驗。如圖所示，電子槍持續(xù)發(fā)射的電子動量為1.2×10-23kg·m/s，然后讓它們通過雙縫打到屏上。已知電子質(zhì)量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列說法正確的是（）A．發(fā)射電子的動能約為8.0×10-15JB．發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為5.5×10-11mC．只有成對電子分別同時通過雙縫才能發(fā)生干涉D．如果電子是一個一個發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣【答案】BD【解析】A．根據(jù)動量的大小與動能的關(guān)系可知發(fā)射電子的動能約為故A錯誤；B．發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為故B正確；CD．物質(zhì)波也具有波粒二象性，故電子的波動性是每個電子本身的性質(zhì)，則每個電子依次通過雙縫都能發(fā)生干涉現(xiàn)象，只是需要大量電子顯示出干涉圖樣，故C錯誤，D正確；故選BD。14．（2020·江蘇·統(tǒng)考高考真題）大量處于某激發(fā)態(tài)的氫原子輻射出多條譜線，其中最長和最短波長分別為和，則該激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為_____，波長為的光子的動量為_____。（已知普朗克常量為h，光速為c）【答案】【解析】[1]根據(jù)可知波長越短，對應光子的頻率越大，對應躍遷的能級差越大；可知最短波長對應基態(tài)到激發(fā)態(tài)的能量差最大，結(jié)合得[2]波長為對應的光子動量為15．（2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題）“夸父一號”太陽探測衛(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。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，求：（1）每個光子的動量p和能量E；（2）太陽輻射硬X射線的總功率P?！敬鸢浮浚?），；（2）【解析】（1）由題意可知每個光子的動量為每個光子的能量為（2）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射線的總功率考點02原子結(jié)構(gòu)1.（2024·安徽·統(tǒng)考高考真題）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，當大量處于能級的氫原子向低能級躍遷時，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，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。2.（2024·江西·統(tǒng)考高考真題）近年來，江西省科學家發(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。3.（2024·江蘇·統(tǒng)考高考真題）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，是哪一種（）A.λ1 B.λ2 C.λ3 D.λ4【答案】C【解析】根據(jù)光電方程可知當只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應，該光子對應的能量最大，根據(jù)圖中能級圖可知躍遷時對應波長為的光子能量最大。故選C。4．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）“夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發(fā)射升空，對提升我國導航定位、深空探測等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系，原子吸收頻率為的光子從基態(tài)能級I躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1，實現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率為（

）

A． B． C． D．【答案】D【解析】原子吸收頻率為的光子從基態(tài)能級I躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ時有且從激發(fā)態(tài)能級Ⅱ向下躍遷到基態(tài)I的過程有聯(lián)立解得故選D。5．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂。某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則（）

A．①和③的能量相等B．②的頻率大于④的頻率C．用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應D．用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek【答案】A【解析】A．由圖可知①和③對應的躍遷能級差相同，可知①和③的能量相等，選項A正確；B．因②對應的能級差小于④對應的能級差，可知②的能量小于④的能量，根據(jù)可知②的頻率小于④的頻率，選項B錯誤；C．因②對應的能級差小于①對應的能級差，可知②的能量小于①，②的頻率小于①，則若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應，用②照射該金屬不一定能發(fā)生光電效應，選項C錯誤；D．因④對應的能級差大于①對應的能級差，可知④的能量大于①，即④的頻率大于①，因用①照射某金屬表面時能逸出光電子的最大初動能為Ek，根據(jù)則用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能大于Ek，選項D錯誤。故選A。6．（2023·湖北·統(tǒng)考高考真題）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。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠鏡可用于探測波長為的氫原子譜線（對應的光子能量為）。根據(jù)如圖所示的氫原子能級圖，可知此譜線來源于太陽中氫原子（

）

A．和能級之間的躍遷 B．和能級之間的躍遷C．和能級之間的躍遷 D．和能級之間的躍遷【答案】A【解析】由圖中可知n=2和n=1的能級差之間的能量差值為與探測器探測到的譜線能量相等，故可知此譜線來源于太陽中氫原子n=2和n=1能級之間的躍遷。故選A。7．（2022·重慶·高考真題）如圖為氫原子的能級示意圖。已知藍光光子的能量范圍為2.53~2.76eV，紫光光子的能量范圍為2.76~3.10eV。若使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)后，可輻射藍光，不輻射紫光，則激發(fā)氫原子的光子能量為（

）A．10.20eV B．12.09eV C．12.75eV D．13.06eV【答案】C【解析】由題知使處于基態(tài)的氫原子被激發(fā)后，可輻射藍光，不輻射紫光，則由藍光光子能量范圍可知從氫原子從n=4能級向低能級躍遷可輻射藍光，不輻射紫光（即從n=4，躍遷到n=2輻射藍光），則需激發(fā)氫原子到n=4能級，則激發(fā)氫原子的光子能量為E=E4－E1=12.75eV故選C。8．（2022·北京·高考真題）氫原子從某激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，則該氫原子（

）A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量減少C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量減少【答案】B【解析】氫原子從某激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，則該氫原子放出光子，且放出光子的能量等于兩能級之差，能量減少。故選B。9．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖為氫原子的能級圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷時放出光子，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（）A．逸出光電子的最大初動能為10.80eVB．n=3躍遷到n=1放出的光子動量最大C．有3種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應D．用0.85eV的光子照射，氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)【答案】B【解析】A．從n=3躍遷到n=1放出的光電子能量最大，根據(jù)可得此時最大初動能為故A錯誤；B．根據(jù),又因為從n=3躍遷到n=1放出的光子能量最大，故可知動量最大，故B正確；C．大量氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷基態(tài)能放出種頻率的光子，其中從n=3躍遷到n=2放出的光子能量為不能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應，其他兩種均可以，故C錯誤；D．由于從n=3躍遷到n=4能級需要吸收的光子能量為所以用0.85eV的光子照射，不能使氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)，故D錯誤。故選B。10．（2022·廣東·高考真題）目前科學家已經(jīng)能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子。氫原子第n能級的能量為，其中。圖是按能量排列的電磁波譜，要使的氫原子吸收一個光子后，恰好失去一個電子變成氫離子，被吸收的光子是（）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【答案】A【解析】要使處于n=20的氫原子吸收一個光子后恰好失去一個電子變成氫離子，則需要吸收光子的能量為則被吸收的光子是紅外線波段的光子。故選A。11．（2022·湖南·統(tǒng)考高考真題）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動的規(guī)律C．光電效應揭示了光的粒子性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釋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，是它保留了經(jīng)典理論中的一些觀點，如電子軌道的概念，還不成完全揭示微觀粒子的運動規(guī)律，B錯誤；C．光電效應揭示了光的粒子性，C正確；D．電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證實了電子的波動性，質(zhì)子、中子及原子、分子均具有波動性，D錯誤。故選C。12．（2021·北京·高考真題）北京高能光源是我國首個第四代同步輻射光源，計劃于2025年建成。同步輻射光具有光譜范圍寬（從遠紅外到X光波段，波長范圍約為10-5m～10-11m，對應能量范圍約為10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等諸多特點，在基礎(chǔ)科學研究、應用科學和工藝學等領(lǐng)域已得到廣泛應用。速度接近光速的電子在磁場中偏轉(zhuǎn)時，會沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射，這個現(xiàn)象最初是在同步加速器上觀察到的，稱為“同步輻射”。以接近光速運動的單個電子能量約為109eV，回旋一圈輻射的總能量約為104eV。下列說法正確的是（）A．同步輻射的機理與氫原子發(fā)光的機理一樣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10-8m，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【答案】D【解析】A．同步輻射是在磁場中圓周自發(fā)輻射光能的過程，氫原子發(fā)光是先吸收能量到高能級，在回到基態(tài)時輻射光，兩者的機理不同，故A錯誤；B．用同步輻射光照射氫原子，總能量約為104eV大于電離能13.6eV，則氫原子可以電離，故B錯誤；C．同步輻射光的波長范圍約為10-5m～10-11m，與蛋白質(zhì)分子的線度約為10-8m差不多，故能發(fā)生明顯的衍射，故C錯誤；D．以接近光速運動的單個電子能量約為109eV，回旋一圈輻射的總能量約為104eV，則電子回旋一圈后能量不會明顯減小，故D正確；故選D。13．（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）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．α射線經(jīng)過置于空氣中帶正電驗電器金屬小球的上方，驗電器金屬箔的張角會變大【答案】B【解析】A．在光的雙縫干涉實驗中，減小光的強度，讓光子通過雙縫后，光子只能一個接一個地到達光屏，經(jīng)過足夠長時間，仍然發(fā)現(xiàn)相同的干涉條紋。這表明光的波動性不是由光子之間的相互作用引起的，故A錯誤；B．玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，故B正確；C．光電效應揭示了光的粒子性，但是不能證明光子除了能量之外還具有動量，選項C錯誤；D．α射線經(jīng)過置于空氣中帶正電驗電器金屬小球的上方時，會使金屬球附近的空氣電離，金屬球吸引負離子而使驗電器金屬箔的張角會變小，選項D錯誤。故選B。14．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）氫原子能級示意如圖。現(xiàn)有大量氫原子處于能級上，下列說法正確的是（）A．這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子B．從能級躍遷到能級比躍遷到能級輻射的光子頻率低C．從能級躍遷到能級需吸收的能量D．能級的氫原子電離至少需要吸收的能量【答案】C【解析】A．大量氫原子處于能級躍遷到最多可輻射出種不同頻率的光子，故A錯誤；B．根據(jù)能級圖可知從能級躍遷到能級輻射的光子能量為從能級躍遷到能級輻射的光子能量為比較可知從能級躍遷到能級比躍遷到能級輻射的光子頻率高，故B錯誤；C．根據(jù)能級圖可知從能級躍遷到能級，需要吸收的能量為故C正確；D．根據(jù)能級圖可知氫原子處于能級的能量為-1.51eV，故要使其電離至少需要吸收1.51eV的能量，故D錯誤；故選C。15．（多選）（2023·浙江·高考真題）氫原子從高能級向低能級躍遷時，會產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光I，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實驗裝置，都能產(chǎn)生光電效應。下列說法正確的是（）A．圖1中的對應的是ⅠB．圖2中的干涉條紋對應的是ⅡC．Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量D．P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大【答案】CD【解析】根據(jù)題意可知。氫原子發(fā)生能級躍遷時，由公式可得可知，可見光I的頻率大，波長小，可見光Ⅱ的頻率小，波長大。A．可知，圖1中的對應的是可見光Ⅱ，故A錯誤；B．由公式有，干涉條紋間距為由圖可知，圖2中間距較小，則波長較小，對應的是可見光I，故B錯誤；C．根據(jù)題意，由公式可得，光子動量為可知，Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量，故C正確；D．根據(jù)光電效應方程及動能定理可得可知，頻率越大，遏止電壓越大，則P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大，故D正確。故選CD。16．（多選）（2022·海南·高考真題）一群處于激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷向外輻射出不同頻率的光子，則（）A．需要向外吸收能量B．共能放出6種不同頻率的光子C．向躍遷發(fā)出的光子頻率最大D．向躍遷發(fā)出的光子頻率最大【答案】BD【解析】A．高能級向低能級躍遷向外放出能量，以光子形式釋放出去，故A錯誤；B．最多能放不同頻率光子的種數(shù)為故B正確；CD．從最高能級向最低能級躍遷釋放的光子能量最大，對應的頻率最大，波長最小，則向躍遷發(fā)出的光子頻率最大，故D正確，C錯誤。故選BD。17．（多選）（2020·浙江·高考真題）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（

）A．氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出射線B．氫原子從的能級向的能級躍遷時會輻射出紅外線C．處于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．大量氫原子從能級向低能級躍遷時可輻射出2種頻率的可見光【答案】CD【解析】A．射線為重核衰變或裂變時才會放出，氫原子躍遷無法輻射射線，故A錯誤；B．氫原子從的能級向的能級輻射光子的能量：在可見光范圍之內(nèi)，故B錯誤；C．氫原子在能級吸收的光子能量就可以電離，紫外線的最小頻率大于，可以使處于能級的氫原子電離，故C正確；D．氫原子從能級躍遷至能級輻射光子的能量：在可見光范圍之內(nèi)；同理，從的能級向的能級輻射光子的能量也在可見光范圍之內(nèi)，所以大量氫原子從能級向低能級躍遷時可輻射出2種頻率的可見光，故D正確。故選CD．考點03原子核核反應1.（2024·河北·高考真題）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，其中一種核反應方程為，式中的X為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】根據(jù)核反應前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得，故式中的X為，故選D。2.（2024·湖北·高考真題）硼中子俘獲療法是目前治療癌癥最先進的手段之一、是該療法中一種核反應的方程，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·廣東·高考真題）我國正在建設(shè)的大科學裝置——“強流重離子加速器”。其科學目標之一是探尋神秘的“119號”元素，科學家嘗試使用核反應產(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 B.Y為C.Y為為 D.Y為【答案】C【解析】根據(jù)核反應方程根據(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·江蘇·高考真題）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。5.（2024·全國甲卷·高考真題）氘核可通過一系列聚變反應釋放能量，總的反應效果可用表示，式中x、y的值分別為（）A.， B.， C.， D.，【答案】C【解析】根據(jù)反應前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，解得，故選C。6.（2024·山東·高考真題）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?，F(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產(chǎn)生α粒子B.衰變?yōu)闀r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。7.（2024·浙江·高考真題）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，相當于。關(guān)于氘與氚聚變成氦，下列說法正確的是（）A.核反應方程式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，要使它們間距離達到以內(nèi)，故C錯誤；D．一個氘核與一個氚核聚變反應質(zhì)量虧損聚變反應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。8.（2024·上?！じ呖颊骖}）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．鏈式反應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9.（2024·福建·高考真題），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。10.（2024·北京·高考真題）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。11.（2024·廣西·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。12.（2024·海南·高考真題）人工核反應中的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。13.（2024·甘肅·高考真題）2024年2月，我國科學家在蘭州重離子加速器國家大科學裝置上成功合成了新核素，核反應方程如下：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)反應前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得X是。故選B。14.（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）在下列兩個核反應方程中、，X和Y代表兩種不同的原子核，以Z和A分別表示X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，則（

）A．， B．， C．， D．，【答案】D【解析】設(shè)Y電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為m和n，根據(jù)核反應方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知第一個核反應方程的核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)滿足，第二個核反應方程的核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)滿足，聯(lián)立解得，故選D。15．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）下列核反應方程中括號內(nèi)的粒子為中子的是（

）A． B．C． D．【答案】A【解析】A．根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應方程為故A符合題意；B．根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應方程為故B不符合題意；C．根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應方程為故C不符合題意；D．根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，核反應方程為故D不符合題意。故選A。16．（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）釷元素衰變時會放出β粒子，其中β粒子是（

）A．中子 B．質(zhì)子 C．電子 D．光子【答案】C【解析】放射性元素衰變時放出的三種射線α、β、γ分別是氦核流、電子流和光子流。故選C。17．（2023·天津·統(tǒng)考高考真題）關(guān)于太陽上進行的核聚變，下列說法正確的是（）A．核聚變需要在高溫下進行 B．核聚變中電荷不守恒C．太陽質(zhì)量不變 D．太陽核反應方程式：【答案】A【解析】A．因為高溫時才能使得粒子的熱運動劇烈，才有可能克服他們自身相互間的排斥力，使得它們間的距離縮短，才能發(fā)生聚變，故A正確；B．核聚變中電荷是守恒的，故B錯誤；C．因為太陽一直在發(fā)生核聚變，需要放出大量能量，根據(jù)質(zhì)能方程可知是要消耗一定的質(zhì)量的，故C錯誤；D．核聚變的方程為題中為核裂變方程，故D錯誤。故選A。18．（2023·山西·統(tǒng)考高考真題）一電子和一α粒子從鉛盒上的小孔O豎直向上射出后，打到鉛盒上方水平放置的屏幕P上的a和b兩點，a點在小孔O的正上方，b點在a點的右側(cè)，如圖所示。已知α粒子的速度約為電子速度的，鉛盒與屏幕之間存在勻強電場和勻強磁場，則電場和磁場方向可能為（）

A．電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向里B．電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向外C．電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向里D．電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向外【答案】C【解析】A．帶電粒子在電場和磁場中運動，打到a點的粒子電場力和洛倫茲力平衡，當電場向左磁場垂直直面向里時，因粒子帶正電，則受到向左的電場力和向左的洛倫茲力，則會打到a點左側(cè)；同理電子帶負電，受到向右的電場力和向右的洛倫茲力，則電子會打到a點右側(cè)，A錯誤；B．因粒子帶正電，設(shè)帶電量為2q，速度v，電子帶負電，電量-q，電子速度v＇>v，若電場方向向左，磁場方向向外，則如果粒子打在a點則受到向左的電場力和向右的洛倫茲力平衡因電子帶負電，電量-q，且電子速度大，受到向左的洛倫茲力qv＇B大于向右的電場力qE，則電子從而向左偏轉(zhuǎn)；同理如果電子打在a點，則，所以此時粒子向左的電場力2qE大于向右的洛倫茲力2qvB，則向左偏轉(zhuǎn)，不會打在b點，B錯誤；CD．電場方向向右，磁場垂直紙面向里，如果粒子打在a點，即向右的電場力和向左的洛倫茲力平衡電子速度大，受到向右的洛倫茲力qv＇B大于向左的電場力qE則向右偏轉(zhuǎn)，從而達到b點；同理如果電子打在a，則粒子向右的電場力2qE大于向左的洛倫茲力2qvB從而向右偏轉(zhuǎn)，會打在b點；同理電場向右磁場垂直紙面向外時，粒子受到向右的電場力和洛倫茲力，電子受到向左的電場力和洛倫茲力不能受力平衡打到a點，故C正確，D錯誤；故選C。19．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）“玉兔二號”裝有核電池，不懼漫長寒冷的月夜。核電池將衰變釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能。的衰變方程為，則（）A．衰變方程中的X等于233 B．的穿透能力比γ射線強C．比的比結(jié)合能小 D．月夜的寒冷導致的半衰期變大【答案】C【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，衰變方程為即衰變方程中的X=234，故A錯誤；B．是α粒子，穿透能力比γ射線弱，故B錯誤；C．比結(jié)合能越大越穩(wěn)定，由于衰變成為了，故比穩(wěn)定，即比的比結(jié)合能小，故C正確；D．半衰期由原子核本身決定的，與溫度等外部因素無關(guān)，故D錯誤。故選C。20．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）2023年4月13日，中國“人造太陽”反應堆中科院環(huán)流器裝置創(chuàng)下新紀錄，實現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，為可控核聚變的最終實現(xiàn)又向前邁出了重要的一步，下列關(guān)于核反應的說法正確的是（

）A．相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多B．氘氚核聚變的核反應方程為C．核聚變的核反應燃料主要是鈾235D．核聚變反應過程中沒有質(zhì)量虧損【答案】A【解析】A．相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多，A正確；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可知，氘氚核聚變的核反應方程為B錯誤；C．核聚變的核反應燃料主要是氘核和氚核，C錯誤；D．核聚變反應過程中放出大量能量，有質(zhì)量虧損，D錯誤。故選A。21．（2023·全國·統(tǒng)考高考真題）2022年10月，全球眾多天文設(shè)施觀測到迄今最亮伽馬射線暴，其中我國的“慧眼”衛(wèi)星、“極目”空間望遠鏡等裝置在該事件觀測中作出重要貢獻。由觀測結(jié)果推斷，該伽馬射線暴在1分鐘內(nèi)釋放的能量量級為。假設(shè)釋放的能量來自于物質(zhì)質(zhì)量的減少，則每秒鐘平均減少的質(zhì)量量級為（光速為）A． B． C． D．【答案】C【解析】根據(jù)質(zhì)能方程可知，則每秒鐘平均減少的質(zhì)量為則每秒鐘平均減少的質(zhì)量量級為。故選C。22．（2023·浙江·高考真題）宇宙射線進入地球大氣層與大氣作用會產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14會產(chǎn)生以下核反應：，產(chǎn)生的能自發(fā)進行衰變，其半衰期為5730年，利用碳14的衰變規(guī)律可推斷古木的年代．下列說法正確的是（）A．發(fā)生衰變的產(chǎn)物是B．衰變輻射出的電子來自于碳原子的核外電子C．近年來由于地球的溫室效應，引起的半衰期發(fā)生微小變化D．若測得一古木樣品的含量為活體植物的，則該古木距今約為11460年【答案】D【解析】A．根據(jù)即發(fā)生衰變的產(chǎn)物是，選項A錯誤；B．衰變輻射出的電子來自于原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時放出的電子，選項B錯誤；C．半衰期是核反應，與外界環(huán)境無關(guān)，選項C錯誤；D．若測得一古木樣品的含量為活體植物的，可知經(jīng)過了2個半衰期，則該古木距今約為5730×2年=11460年，選項D正確。故選D。23．（2022·天津·高考真題）從夸父逐日到羲和探日，中華民族對太陽的求知探索從未停歇。2021年10月，我國第一顆太陽探測科學技術(shù)試驗衛(wèi)星“羲和號”順利升空。太陽的能量由核反應提供，其中一種反應序列包含核反應：，下列說法正確的是（

）A．X是中子 B．該反應有質(zhì)量虧損C．比的質(zhì)子數(shù)多 D．該反應是裂變反應【答案】B【解析】A．根據(jù)核反應過程滿足質(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，可知X是質(zhì)子，故A錯誤；BD．兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，核反應屬于聚變反應，反應過程存在質(zhì)量虧損，釋放能量，故B正確，D錯誤；C．與的質(zhì)子數(shù)相同，均為2個質(zhì)子，故C錯誤。故選B。24．（2022·福建·高考真題）2011年3月，日本發(fā)生的大地震造成了福島核電站核泄漏。在泄露的污染物中含有大量放射性元素，其衰變方程為，半衰期為8天，已知，，，則下列說法正確的是（）A．衰變產(chǎn)生的射線來自于原子的核外電子B．該反應前后質(zhì)量虧損C．放射性元素發(fā)生的衰變?yōu)樗プ僁．經(jīng)過16天，75%的原子核發(fā)生了衰變【答案】D【解析】A．衰變時，原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子，大量電子從原子核釋放出來形成射線，故A錯誤；B．該反應前后質(zhì)量虧損為故B錯誤；C．放射性元素發(fā)生的衰變?yōu)樗プ?，故C錯誤；D．由于半衰期為8天，可知經(jīng)過16天，即經(jīng)過兩個半衰期，75%的原子核發(fā)生了衰變，故D正確。故選D。25．（2022·北京·高考真題）正電子是電子的反粒子，與電子質(zhì)量相同、帶等量正電荷。在云室中有垂直于紙面的勻強磁場，從P點發(fā)出兩個電子和一個正電子，三個粒子運動軌跡如圖中1、2、3所示。下列說法正確的是（）A．磁場方向垂直于紙面向里 B．軌跡1對應的粒子運動速度越來越大C．軌跡2對應的粒子初速度比軌跡3的大 D．軌跡3對應的粒子是正電子【答案】A【解析】AD．根據(jù)題圖可知，1和3粒子繞轉(zhuǎn)動方向一致，則1和3粒子為電子，2為正電子，電子帶負電且順時針轉(zhuǎn)動，根據(jù)左手定則可知磁場方向垂直紙面向里，A正確，D錯誤；B．電子在云室中運行，洛倫茲力不做功，而粒子受到云室內(nèi)填充物質(zhì)的阻力作用，粒子速度越來越小，B錯誤；C．帶電粒子若僅在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律可知解得粒子運動的半徑為根據(jù)題圖可知軌跡3對應的粒子運動的半徑更大，速度更大，粒子運動過程中受到云室內(nèi)物質(zhì)的阻力的情況下，此結(jié)論也成立，C錯誤。故選A。26．（2022·遼寧·高考真題）2022年1月，中國錦屏深地實驗室發(fā)表了首個核天體物理研究實驗成果。表明我國核天體物理研究已經(jīng)躋身國際先進行列。實驗中所用核反應方程為，已知、、的質(zhì)量分別為，真空中的光速為c，該反應中釋放的能量為E。下列說法正確的是（

）A．X為氘核 B．X為氚核C． D．【答案】D【解析】AB．根據(jù)核反應的質(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，為氕核，AB錯誤；CD．根據(jù)質(zhì)能方程可知，由于質(zhì)量虧損核反應放出的能量為C錯誤、D正確。故選D。27．（2022·湖北·統(tǒng)考高考真題）上世紀四十年代初，我國科學家王淦昌先生首先提出證明中微子存在的實驗方案：如果靜止原子核俘獲核外K層電子e，可生成一個新原子核X，并放出中微子νe，即。根據(jù)核反應后原子核X的動能和動量，可以間接測量中微子的能量和動量，進而確定中微子的存在。下列說法正確的是（）A．原子核X是 B．核反應前后的總質(zhì)子數(shù)不變C．核反應前后總質(zhì)量數(shù)不同 D．中微子的電荷量與電子的相同【答案】A【解析】AC．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒有，X的質(zhì)量數(shù)為7，電荷數(shù)為3，可知原子核X是，A正確、C錯誤；B．由選項A可知，原子核X是，則核反應方程為+→+，則反應前的總質(zhì)子數(shù)為4，反應后的總質(zhì)子數(shù)為3，B錯誤；D．中微子不帶電，則中微子的電荷量與電子的不相同，D錯誤。故選A。28．（2022·山東·統(tǒng)考高考真題）碘125衰變時產(chǎn)生射線，醫(yī)學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)量為剛植入時的（）A． B． C． D．【答案】B【解析】設(shè)剛植入時碘的質(zhì)量為，經(jīng)過180天后的質(zhì)量為m，根據(jù)代入數(shù)據(jù)解得故選B。29．（2022·全國·統(tǒng)考高考真題）兩種放射性元素的半衰期分別為和，在時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N，在時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為，則在時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為（）A． B． C． D．【答案】C【解析】根據(jù)題意設(shè)半衰期為t0的元素原子核數(shù)為x，另一種元素原子核數(shù)為y，依題意有經(jīng)歷2t0后有聯(lián)立可得，在時，原子核數(shù)為x的元素經(jīng)歷了4個半衰期，原子核數(shù)為y的元素經(jīng)歷了2個半衰期，則此時未衰變的原子核總數(shù)為故選C。30．（2021·重慶·高考真題）放射性元素會衰變?yōu)榉€(wěn)定的，半衰期約為，可以用于檢測人體的甲狀腺對碘的吸收。若某時刻與的原子數(shù)量之比為，則通過后與的質(zhì)量之比（）A． B． C． D．【答案】B【解析】根據(jù)題述，與原子數(shù)量之比為，則通過（兩個半衰期）后，4份衰變剩余1份，生成了3份原子，剩余與原子數(shù)量之比為，因為與原子質(zhì)量相同，所以通過（兩個半衰期）后，與原子的質(zhì)量之比為，故B正確，ACD錯誤。故選B。31．（2021·江蘇·高考真題）用“中子活化”技術(shù)分析某樣品的成分，中子轟擊樣品中的產(chǎn)生和另一種粒子X，則X是（）A．質(zhì)子 B．粒子 C．粒子 D．正電子【答案】A【解析】該核反應方程為可知X是質(zhì)子。故選A。32．（2021·海南·高考真題）1932年，考克饒夫和瓦爾頓用質(zhì)子加速器進行人工核蛻變實驗，驗證了質(zhì)能關(guān)系的正確性。在實驗中，鋰原子核俘獲一個質(zhì)子后成為不穩(wěn)定的鈹原子核，隨后又蛻變?yōu)閮蓚€原子核，核反應方程為。已知、、X的質(zhì)量分別為、、，光在真空中的傳播速度為c，則在該核反應中（）A．質(zhì)量虧損B．釋放的核能C．鈹原子核內(nèi)的中子數(shù)是5D．X表示的是氚原子核【答案】B【解析】CD．根據(jù)核反應方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知方程為則，，鈹原子核內(nèi)的中子數(shù)是4，X表示的是氦核，故CD錯誤；AB．核反應質(zhì)量虧損為則釋放的核能為故A錯誤，B正確；故選B。33．（2021·湖北·統(tǒng)考高考真題）20世紀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．原子彈和氫彈都是根據(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．原子彈是根據(jù)核聚變原理研制的，氫彈是根據(jù)核裂變原理研制的【答案】C【解析】原子彈是根據(jù)重核裂變研制的，而氫彈是根據(jù)輕核聚變研制的，故ABD錯誤，C正確。故選C。34．（2021·北京·高考真題）硼（B）中子俘獲治療是目前最先進的癌癥治療手段之一、治療時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)生高殺傷力的α粒子和鋰（Li）離子。這個核反應的方程是（

）A． B．C． D．【答案】A【解析】由題知，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺傷力的α粒子和鋰（Li）離子，而α粒子為氦原子核，則這個核反應方程為故選A。35．（2021·山東·高考真題）在測定年代較近的湖泊沉積物形成年份時，常利用沉積物中半衰期較短的，其衰變方程為。以下說法正確的是（）A．衰變方程中的X是電子B．升高溫度可以加快的衰變C．與的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損D．方程中的X來自于內(nèi)質(zhì)子向中子的轉(zhuǎn)化【答案】A【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X是電子，A正確；B．半衰期非常穩(wěn)定，不受溫度，壓強，以及該物質(zhì)是單質(zhì)還是化合物的影響，B錯誤；C．與和電子X的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損，C錯誤；D．方程中的X來自于內(nèi)中子向質(zhì)子的轉(zhuǎn)化，D錯誤。故選A。36．（2021·廣東·高考真題）科學家發(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，下列說法正確的是（）A．Y是氦核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【答案】C【解析】AB．根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，該核反應是,即Y是正電子，選項AB錯誤；CD．因72萬年是一個半衰期，可知再過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半；再過144萬年，即兩個半衰期，現(xiàn)有的鋁26衰變四分之三，選項C正確，D錯誤；故選C。37．（2021·全國·高考真題）醫(yī)學治療中常用放射性核素產(chǎn)生射線，而是由半衰期相對較長的衰變產(chǎn)生的。對于質(zhì)量為的，經(jīng)過時間t后剩余的質(zhì)量為m，其圖線如圖所示。從圖中可以得到的半衰期為（）A． B． C． D．【答案】C【解析】由圖可知從到恰好衰變了一半，根據(jù)半衰期的定義可知半衰期為故選C。38．（2021·全國·高考真題）如圖，一個原子核X經(jīng)圖中所示的一系列、衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過程中放射出電子的總個數(shù)為（）A．6 B．8 C．10 D．14【答案】A【解析】由圖分析可知，核反應方程為設(shè)經(jīng)過次衰變，次衰變。由電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒可得；解得，故放出6個電子。故選A。39．（2021·河北·高考真題）銀河系中存在大量的鋁同位素，核衰變的衰變方程為，測得核的半衰期為72萬年，下列說法正確的是（）A．核的質(zhì)量等于核的質(zhì)量B．核的中子數(shù)大于核的中子數(shù)C．將鋁同位素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)有的鋁同位素將在144萬年后全部衰變?yōu)椤敬鸢浮緾【解析】A．和的質(zhì)量數(shù)均為相等，但是二者原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不同，所以質(zhì)量不同，A錯誤；B．核的中子數(shù)為個，核的中子數(shù)為個，B錯誤；C．半衰期是原子核固有的屬性，與外界條件無關(guān)，C正確；D．質(zhì)量為的的半衰期為萬年，經(jīng)過萬年為個半衰期，剩余質(zhì)量為，不會全部衰變?yōu)?，D錯誤。故選C。40．（2021·湖南·高考真題）核廢料具有很強的放射性，需要妥善處理。下列說法正確的是（）A．放射性元素經(jīng)過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡B．原子核衰變時電荷數(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，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害【答案】D【解析】A．放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少量的個別的原子核無意義，則放射性元素完全衰變殆盡的說法錯誤，故A錯誤；B．原子核衰變時滿足電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，故B錯誤；C．放射性元素的半衰期是由原子核的自身結(jié)構(gòu)決定的，而與物理環(huán)境如壓力、溫度或濃度無關(guān)，與化學狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤；D．過量放射性輻射包含大量的射線，對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內(nèi)則沒有傷害，故D正確；故選D。41．（2020·海南·統(tǒng)考高考真題）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，后來科學家用粒子轟擊鈹核證實了這一猜想，該核反應方程為：，則（

）A．，，X是中子B．，，X是電子C．，，X是中子D．，，X是電子【答案】A【解析】根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，則有，解得m=1，n=0，故X是中子故選A。42．（2020·山東·統(tǒng)考高考真題）氚核發(fā)生β衰變成為氦核。假設(shè)含氚材料中發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動，在3.2104s時間內(nèi)形成的平均電流為5.010-8A。已知電子電荷量為1.610-19C，在這段時間內(nèi)發(fā)生β衰變的氚核的個數(shù)為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】根據(jù)可得產(chǎn)生的電子數(shù)為個因在β衰變中，一個氚核產(chǎn)生一個電子，可知氚核的個數(shù)為1.0×1016個。故選B．43．（2020·全國·統(tǒng)考高考真題）氘核可通過一系列聚變反應釋放能量，其總效果可用反應式表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個，若全都發(fā)生聚變反應，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標準煤燃燒時釋放的熱量相等；已知1kg標準煤燃燒釋放的熱量約為2.9×107J，1MeV=1.6×10–13J，則M約為（）A．40kg B．100kg C．400

kg D．1000kg【答案】C【解析】氘核可通過一系列聚變反應釋放能量，其總效果可用反應式則平均每個氘核聚變釋放的能量為1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個，可以放出的總能量為由可得，要釋放的相同的熱量，需要燃燒標準煤燃燒的質(zhì)量44．（2020·浙江·高考真題）下列說法正確的是（

）A．射線的穿透能力比射線強B．天然放射現(xiàn)象說明原子具有復雜的結(jié)構(gòu)C．核聚變中平均每個核子放出的能量比裂變中平均每個核子的小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)【答案】D【解析】A．射線可以被一張A4紙擋住，而射線可以穿透幾厘米厚的鉛板，所以射線的穿透能力比射線的穿透能力強，故A錯誤；B．天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復雜結(jié)構(gòu)，故B錯誤；C．聚變前要先使原有的原子結(jié)構(gòu)破壞，發(fā)生類似裂變，然后重新組合成新的原子發(fā)生聚變，有質(zhì)量虧損會對外再次釋放能量，因此核聚變中平均每個核子放出的能量比裂變中平均每個核子的大，故C錯誤；D．半衰期是放射性元素固有的屬性，和元素存在的形式無關(guān)，故D正確。故選D．45．(多選)（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）秦山核電站生產(chǎn)的核反應方程為，其產(chǎn)物的