(2013-2022)十年高考物理真题17近代物理（学生版+解析版）

专题17近代物理

一、单选题

1.（2022・辽宁）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体

物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为X+；；Mgf'A】，己知X、的质量

分别为码、叫、叫,真空中的光速为c,该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是（）

A.X为笊核；HB.X为疑核:H

C.£?=（〃％+〃4+"%），D.E=（叫+"4-网）。

2.（2022・河北）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压。，与入射光频率v的实脸曲线,

该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量力。由图像可知

（）

~k♦10（I»2.IO1I,

A.钠的逸出功为B.钠的截止频率为8.5x1。'4Hz

C.图中直线的斜率为普朗克常量力D.遏止电压也与入射光顽率v成正比

3.（2022・湖北）上世纪四十年代初，我国科学家王法昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静

止原子核：Be俘获核外K层电子e,可生成一个新原子核X,并放出中微子Ve，即：Be+」：e-X+：%。根据

核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。卜列说法

正确的是（）

A.原子核X是；LiB.核反应前后的总质子数不变

C.核反应前后总质量数不同D.中微子匕的电荷量与电子的相同

4.（2022•浙江）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于〃=3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.下列说法正确的是（）

"£/cV

0

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

3-I.SI

2-34

I-13.6

A.逸出光电子的圾大初动能为10.80eV

B.n=3跃迁到"=1放出的光子动量谈大

C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应

D,用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到〃=4激发态

5.（2022・广东）目前科学家一经能够制备出能吊3,「数”较大的氢原氢原子第”能级的能吊为£,=与.

H*

其中£=-13.6eV0图是按能量排列的电磁波谱，要使〃=20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子

变成氢离子，被吸收的光子是（）

可

红外线见紫外线X射线

光

23

10210-'10c10,io16

能量（eV）

A,红外线波段的光子B,可见光波段的光子

C.紫外线波段的光子D.X射线波段的光子

6.（2022・湖南）美于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（）

A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征

B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律

C.光电效应揭示了光的粒子性

D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性

7.（2022•山东）碘125衰变时产生7射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天,

若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（）

8.（2022•全国）两种放射性元素的半衰期分别为小和2，“，在/=（）时刻这两种元素的原子核总数为N,在r=2r.

时刻，尚未衰变的原子核总数为弓，则在，=乜,时刻，尚未衰变的原子核总数为（）

9.（2022•全国）一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6xl0-7m的光，在离点光源

距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3x1014个。普朗克常量为//=6.63x10^J.s.R约为（）

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

10.（2021・重庆）放射性元素⑶I会衰变为稳定的⑵Te,半衰期约为13h,可以用于检测人体的甲状腺对碘

的吸收。若某时刻叫与小Te的原子数量之比为4:1,则通过26h后⑵1与出Tc的质量之比（）

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

12.（2013•江苏）如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们相等的是（）

A.速度8.动能C.动量D.总能量

13.（2021•江苏）用"中子活化"技术分析某样品的成分，中子袭击样品中的;'N产生:」C和另一种粒子X,则

X是（）

A.质子B.“粒子C.B粒子D.正电子

14.（2021•江苏）如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率匕〈匕.保持入

射光不变，则光电子到达力极时动能的最大值随电压。,变化关系的图像是（)

15.（2021•海南）1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确

性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的镀原子核，随后又蛆变为两个原子核，核反应方程

为；Li+：H->：Be-2X。已知;H、；Li、X的质量分别为叫=L（）（）728u、，%=7.0I601U、码=4.00⑸u,

光在真空中的传播速度为c,则任该核反应中（）

A.质量亏损&”=4.02178u

B.释放的核能=（〃4+ni2-2/7/Jr

C.被原子核内的中子数是5

D.X表示的是瓶原子核

16.（2021•海南）某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为心,已知该金属的

逸出功为此，普朗克常量为人根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率丫为（）

17.（2021・湖北）20世纪60年代，我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。1964年，我国第一颗

原子弹试爆成功；1967年，我国第一颗氢弹试爆成功。关于原子弹和氢弹，下列说法正确的是（）

A.原子弹和氮弹都是根据核裂变原理研制的

B.原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的

C.原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是根据核聚变原理研制的

D.原干弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是根据核裂变原理研制的

18.（2021•天津）光刻机是制造芯片的核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技

术处理制成芯片。为提高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜组和硅片之间充有液体。紫外线进入液

体后与其在真空中相比（）

A.波长变短B.光子能量增加C.频率降低D.传播速度增大

19.（2021•北京）硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一、治疗时先给病人注射一种含硼

的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀饬力的a粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（）

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$m〜对应能量范围约为lOXV-lOSeV）、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10/V。下列说

法正确的是（）

A.同步辗射的机理与氢原了•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108m,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

21.（2021•山东）在测定年代较近的湖泊沉枳物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较为:的芝Pb,其衰变

方程为:，Pbf；：Bi+X。以下说法正确的是（）

A.衰变方程中的X是电子

B.升高温度可以加快:「Pb的衰变

C.；；Pb与；；0Bi的质量差等于衰变的质量亏损

D.方程中的X来自于；：Pb内质子向中子的转化

22.（2017•全国）一静止的铀核放出一个a粒子衰变成针核，衰变方程为嗡UT戢77?+；4%下列说法正

确的是（）

A.衰变后杜核的动能等于a粒子的动能

B.衰变后缸核的动量大小等于a粒子的动量大小

C.铀核的半衰期等于其放出一个a粒子所经历的时间

D.衰变后a粒子与针核的质量之和等于衰变前铀核的质量

23.（2021・河北）普朗克常旱"1=6.626x1（）7J-s，光速为c,电子质量为，，，一则会在国际单位制下的单位

是（）

A.J/sB.mC.JinD.nVs

24.（2021•浙江）己知普朗克常量/?=6.63xl07Js,电子的质量为9.11x10”kg,一个电子和一滴直径约

为411m的油滴具有相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（）

A.10sB.IO6C.10sD.1016

25.（2021•广东）科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26,铝26的半衰期为72万年，其衰变

方程为:；Al-＞：；Mg+Y,下列说法正确的是（）

A.Y是氮核

B.Y是质子

C.再经过72万年，现有的铝26衰变一半

D.再经过144万年，现有的铝26全部衰变

26.（2021•湖南）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（）

A.放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽

B.原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒

C.改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期

D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害

27.（2021•全国）如图，一个原子核X经图中所示的一系列“、夕衰变后，生成融定的原子核Y,在此过程

中放射出电子的总个数为（）

A.6B.8C.10□.14

28.（2021•全国）医学治疗中常用放射性核素"In产生C射线，而"Hn是由半衰期相对较长的®Sn衰变产

生的。对于质量为，岛的“0】,经过时间，后剩余的质量为w，其型一/图线如图所示。从图中可以得

‘为

到u*n的半衰期为（）

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

29.（2021・河北）银河系中存在大量的铝同位素"Al36Al核夕衰变的衰变方程为:;Al-＞；；Mg+；e,测得“Al

核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（〉

A.26AI核的质量等于"Mg核的质量

B.”A1核的中子数大于Mg核的中子数

C.将铝同位素26内放置在低温低压的环境中，其半衰期不变

D,银河系中现有的铝同位素〃A/将在144万年后全部衰变为"Mg

30.（2018・全国）1934年，约里奥•居里夫妇用。粒子聚击铝核:;A】，产生了人工放射性同位素X,并放出

一个中子：：He+^Al-^n+X。X的原子序数和质量数分别为（）

A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31

31.（2017•全国）大科学工程“人造太阳”主要是将兄核聚变反应释放的能量用来发电.笊核聚变反应方程是：

:H+：H-；Hc+：n。已知；H的质量为2.0136u,汨c的质量为3.0150u,标的质量为1.0087u,：Lu=931

MeV/c2.笊核聚变反应中料放的核能约为（）

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

32.（2021・浙江）下列说法正确的是（）

A.光的波动性是光子之间相互作用的结果

B.玻尔第一次将"量子"入原子领域，提出了定态和跃迁的概念

C.光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量

D.〃射线经过置于空气中带正电验电黑金属小球的上方，验电滞金属箔的张用会变大

33.（2021•浙江）2020年12月我国科学家在量子计算领域取得了重大成果，构建了一台76个光子100个

模式的量子计算机"九章"，它处理"高斯玻色取样"的速度比目前最快的超级计算机"富岳"快一百万亿倍.关

于量子，下列说法正确的是（）

A.是计完机运算的一种程序B.表示运算速度的一个单位

C.表示微观世界的不连续性观念D.类似于质子、中子的微观粒子

34.（2020•海南）100年前，卢瑟福猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子X,后来科学家用“粒子

袭击被核证实了这一猜想，该核反应方程为：；He+：Be-＞：C+：X,则（）

A.m=\,〃=O,X是中子

B."1=1,〃=(),X是电子

C.6=0,«=1,X是中子

D.加=(),〃=1,X是电子

35.（2020・北京）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于〃=3能级上，下列说法正确的是（）

〃E/cV

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

5--0.54

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

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

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

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

A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子

B.从〃=3能级跌迁到〃=1能级比跃迁到〃=2能级辐射的光子须率低

C.从〃=3能级跃迁到〃=4能级需吸收0.66eV的能量

D.〃=3能级的氢原了•电离至少需要吸收l3.6eV的能量

36.（2020・天津）在物理学发展的进程中，人们通过为某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理

论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（）

c.

37.（2020・江苏）"测温枪"（学名"红外线辐射测温仪"）具有响应快、非接触和操作方便等优点。它是根据

黑体辐射规律设诃出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高，则人体热辐射强

度/及其极大值对应的波长2的变化情况是（）

A./增大，2增大B./增大，义减小

C./减小，4增大D./减小，2减小

38.（2020•山东）瓶核:H发生夕衰变成为氧核;He。假设含瓶材料中;H发生/?衰变产生的电子可以全部定

向移动，在3.2'10«时间内形成的平均电流为5QX10-8A。已知电子电荷量为1.6xi（yi9c,在这段时间内发

生6衰变的鸵核:H的个数为（）

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

39.（202。浙江）下列说法正确的是（）

A.质子的德布罗意波长与其动能成正比

B.天然放射的三种射线，穿透能力最强的是a射线

C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关

D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性

40.（2020•全国）笊核;H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式

6；HT2；He+2；11+2：n+43.15MeV表示。海水中富含笊，已知1kg海水中含有的定核约为IQxlO?：个,若全都

发生聚变反应，其释放的能量与质量为例的标准煤燃烧时释放的热量相等：已知1kg标准煤燃烧释放的热

量约为2.9xl07j,jMeV=1.6xlO-13J,则“约为（）

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

41.（2014•北京）质子、中子和笊核的质量分别为，"八""和，"3。当一个质子和一个中子结合成笊核时，释

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）下列说法正确的是（）

A.a射线的穿透能力比7射戊强

B.天然放射现象说明原子具有复杂的结构

C.核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小

D.半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关

44.（2018•全国）用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出铮板表面的最大初动能为1.28x1。叼,己知普朗

克常量为6.63xl（y34js,真空中的光速为3xl（）8m/s,能使锌产生光电效应单色光的最低频率（）

A.lxlO14Hz

B.8xlO15Hz

C..2xlO15Hz

D.8xlO14Hz

45.（2019•北京）光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电

流.表中给出了6次实验的结果.

组次入射光子的能量/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的鼓大动能

14.0弱290.9

第一组24.041430.9

34.0强600.9

46.0弱272.9

第二组56.0中402.9

66.0强552.9

由表中数据得M的论断中不正确的是A.两组实验采用了不同顺率的入射光

B.两组实验所用的金属板材质不同

C.若入射光子的能量为5.0eV,逸出光电子的最大动能为1.9eV

D.若入射光子的能量为5.0eV,相时光强越强，光电流越大

46.（2019,天津）如图为。、b、c三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系.山。、〃、c组

成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（）

47.（2019・全国）太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环，循环的结果可表示为4；Hf；HL2：c+2v,

己知;H和；He的质量分别为"“I.0078U和,"*=4.0O26u,iu=931MeV/<--.C为光速.在4个;H转变成1个;He的

过程中，释放的能量约为

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

48.（2019•全国）氢原子能级示意图如图所示，光子能量在1.63eV-3.10eV的光为可见光,要使处于基态（〃=1）

的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，或少应给氢原子提供的能量为（）

nEJcM

4-0.85

3-1>l

2-37

-136

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

SO.（2014•重庆）碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为，”的碘131,经过32天后，该药物中碘

131的含量大约还有（）

51.（2013•天津）下列说法正确的是（）

A.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律

B.a射线、尸射线、〉射线都是高速运动的带电粒子流

C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子

D.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关

二、多选题

52.（2022•浙江）秦山核电站生产的核反应方程为i；N+：nfl；C+X,其产物'：C的衰变方程为

'：C一＞'；N+；c。下列说法正确的是（）

A.X是;HB.'：C可以用作示踪原子

C.J；e来自原子核外D.经过一个半衰期，10个'：C将剩下5个

53.（2022-浙江）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6,9*10叫3山,

相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热.下列说法

正确的是（）

A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量

B.秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kg

C.核电站反应堆1需要用镉棒控制链式反应的速度

D.反应堆中存在曙U+；nfBa+Kr+3：n的核反应

53.（2022・浙江）电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示，电子枪持续发射的电子动量

为1.2xl0-23kgm/s,然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1xl（ynkg,普朗克常量取6.6xlO"J$

下列说法正确的是（）

A.发射电子的动能约为8.0X10TSJ

B.发射电子的物质波波长约为55xl0Ti（n

C.只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉

D.如果电子是一个一个发射的，仍能得到干涉图样

54.（2021浙江）对四个核反应方程（1）：，u£'Th+：Hc；（2）”ThPa+：e：（3）：N+；HeT?O+：H：

（4）:H+：HHe+，+17.6MeV。下列说法正确的是（）

A.（1）（2）式核反应没有释放能量

B.（1）（2）（3）式均是原子核衰变方程

C.（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程

D.利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之

54.（2021•浙江）如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月，该装置实现了1x10粗

等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变，下列说法正确的

是（）

A.聚变又叫热核反应

B.太阳就是一个巨大的热核反应堆

C.高温能使原子核克服核力而聚变

D.为相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多

55.（2017・全国）在光电效应实验中，分别用频率为匕、9的单色光，J力照射到同种金属上，测得相应的

假止电压分别为。。和为、光电子的最大初功能分别为端，和4,•力为普朗克常量.卜列说法正确的是（）

A.若匕>4，则一定有B.若v“>\，*,则一定有4,>与”

C.若。。<力，则一定有D.若%>%,则一定有牝-%>八%-%,

56.（2020•浙江）太阳辐射的总功率约为寸lO^W,其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质

量为1876」McV/d（c为真空中的光速）的笊核（,H）和一个质量为2809.5MeV/i的前核（：H）结合为

一个质量为3728.4McV/d的氮核（：He）,并放出一个X粒子，同时糅放大约l7.6MeV的能量。下列说法

正确的是（）

A.X粒子是质子

B.X粒子的质量为939.6MeVI<?

C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4xl09kg

D.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6MeV/d

56.（2020・全国）1934年，约里奥一居里夫妇用a粒j轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X,反应方

程为：：He+；；AI-X+：n。X会衰变成原子核Y,衰变方程为X-Y+；e,则（）

A.X的质量数与Y的质量数相等B.X的电荷数比Y的电荷数少1

C.X的电荷数比;;A1的电荷数多2D.X的质量数与的质量数相等

57.（2020全国）下列核反应方程中，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）由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之

间.则（）

HE'cV

4-OSS

3-I.JI

2-3.40

1-13.60

A.氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出Y射线

B.氢原子从〃=3的能级向n=2的能级跃迁时会辐射出红外线

C.处于〃=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离

D.大量氢原子从〃=4能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光

59.（2019•海南）对于钠和钙两种金属，其遏止电压”与入射光频率v的关系如图所示.用h、e分别表示

普朗克常量和电子电荷量，则（）

A.钠的逸出功小于钙的逸出功

B.图中直线的斜率为“

e

C.在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同

D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高

60.（2019•天津）我国核聚变反应研究大科学装置"人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度

首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础.下列关于聚变的说法正确的是（）

A.核聚变比核裂变更为安全、清洁

B.任何两个原子核都可以发生聚变

C.两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变而增加

D.两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加

61.（2016・全国）一静止的铝原子核:;A1俘获一速度为LOxlO'm/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子

核::Si\下列说法正确的是

A.核反应方程为P+：；AlT；：Si~

B.核反应方程过程中系统动量守恒

C.核反应过程中系统能量不守恒

D.核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和

E.硅原子核速度的数量级为10$m/s,方向与质子初速度方向一致

62.（2019•浙江）【加试题】波长为入1和七的两束可见光入射到双缝，在光醉上观察到干涉条纹，其中波长

为入1的光的条纹间距大于波长为入2的条纹间距.则（卜,列表述中，脚标"1"和"2"分别代表波长为瓦和N的

光所对应的物理量）

A.这两束光的光子的动量Pl>P2

B.这两束光从玻璃射向真空时，其临界角Ci>C2

C.这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压Ui>U2

D.这两束光由氯原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生，则相应激发态的电离能。EI>%2

62.（2019•浙江）静止在匀强磁场中的原在核X发生a衰变后变成新原子核Y.己知核X的质量数为从电

荷数为Z,核X、核Y和a粒子的质量分别为"次,如和a粒子在磁场中运动的半径为上则（）

2

A.衰变方程可表示为；X->+；HeB.核Y的结合能为（»ix-m,.-mri）c

C.核Y在磁场中运动的半径为普D.核Y的动能为线¥:叫（叫I"、一"。卜二

Z-2加丫十〃%

62.（2013♦江苏）根据玻尔原子结构理论，氨离子（He+）的能级图如图所示。电子处在〃=3轨道上比处在

〃=5轨道上离氮核的距离（选填"近"或"远当大量He+处在〃=4的激发态时，由于跃迁所发射的

谱线有条。

nHcE（eV）

oo.........0

6I51

5-218

4-3：40

3-6.04

2-13.6

I-54.4

63.（2021•福建）核污水中常含有病（；H）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。瓶。衰变的半衰期

长达12.5年，衰变方程为；H-）He+_；e+k，其中［是质量可忽略不计的中性粒子，Z=,

A=。若将含有质量为，”的旅的核污水排入大海，即使经过50年，排入海中的篇还剩

m（用分数表示）。

64.（2011•海南）2011年3月11口，口本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故，在泄漏的污染

物中含有⑶|和137cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射，在下列四个式子中，

有两个能分别反映1311和137cs衰变过程，它们分别是和（填入正确选项前的字母），13”和137cs

原子核中的中子数分别是和.

A.X|T「Ba+：n

B.X,—>'；：Xe+_：e

C.X,+

D.X,f^Xe+M

65.（2020・江苏）大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谐线，其中最长和最短波长分别为4和4,则该

激发态与基态的能量差为，波长为人的光子的动量为.（已知普朗克常量为力.光速为c）

65.（2019,江苏）100年前，卢瑟福用a粒子轰击氮核打出了质子.后来，人们用a粒了•轰击鼻刖核也打出

了质子："e+黑Ni-瓢u+W+X：该反应中的X是（选填"电子"飞电子"或"中子”）.此后,对原子核反

应的持续研究为核能利用提供了可能.目前人类获得核能的主要方式是（选填"核衰变""核裂变"或

"核聚变"）.

66.（2019•天津）第26届国际计量大会决定，质量单位"千克"用普朗克常量/，定义."国际千克原器”于2019

年5月20日正式"退役"八的数值为6.63x10-",根据能量子定义，〃的单位是，该单位用国际单位制

中的力学基本单位表示，则为.

67.（2015•全国）在某次光电效应实验中，得到的遏制电压，，。与入射光的频率V的关系如图所示，若该直线

的斜率和截距分别为A和力，电子电荷量的绝对值为，则普朗克常量可表示为，所用材料的逸出功

可表示为

67.（2019•江苏）在"焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波KA=6.4xlO-7m,每个激光脉冲的能量

£=1.5x102J.求每个脉冲中的光子数目.（已知普朗克常量〃=6.63x10•以Is,光速c=3xlC）8m/s.计算结果保留

一位有效数字）

专题17近代物理

一、单选题

1.（2022・辽宁）2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体

物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为X+：：Mg己知X、?Mg、［Al的质量

分别为网、叫、外，真空中的光速为c,该反应中糅放的能量为E。下列说法正确的是（）

A.X为笊核：HB.X为晁核:H

C.E=（"4+，％+"b）c?D,£=（"4+，&-'%）/

【答案】D

【解析】

AB.根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1,电荷数为1,为代核;H,AB错误：

CD.根据质能方程可知,由于质量亏损核反应放出的能量为

2:

E=&jnc=（“4+m2-wi,）c,

C错误、D正确.

故选D。

2.（2022・河北）如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压外与入射光频率的实验曲线,

该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实险测定「普朗克常量入由图像可知

()

A.钠的逸出功为〃匕B.钠的做止频率为8.5xl（）UHz

C.图中直线的斜率为普朗克常量力D.遏止电压以与入射光频率u成正比

【答案】A

【解析】

A.根据遏止电压与最大初动能的关系有

eU<=J

根据电效应方程有

当结合图像可知，当”为0时，解得

1%=牝

A正确；

B.钠的截止频率为匕,根据图像可知，截止频率小于8.5x1（严Hz，B错误；

C.结合遏止电压与光电效应方程可解得

〃h%

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

*ee

可知，图中真线的斜率表示2,C借误；

e

D.根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压心与入射光频率丫成线性关系，不是成正比，D错

误.

故选A,

3.（2022•湖北）上世纪四十年代初，我国科学家王添昌先生首先提出证明中微子存在的实脸方案：如果静

止原子核：Be俘获核外K层电子e,可生成一个新原子核X,并放出中微子ve,即：Be+＜：etX+江。根据

核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法

正确的是（）

A.原子核X是；LiB.核反应前后的总质子数不变

C.核反应前后总质量数不同D.中微子匕的电荷量与电子的相同

【答案】A

【解析】

AC.根据质量数可恒和电荷数力恒有.X的质量数为7,电荷数为3,可知原子核X是；Li,A正确、C错误：

B.由选项A可知，原子核X是；Li.则核反应方程为：Be+g；Li+也，则反应前的总质子数为4,

反应后的总质子数为3,B错误：

D.小微子不带电.则小微子吸的电荷量与电子的不相同，D错误。

故选A

4.（2022•浙江）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于〃=3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。下列说法正确的是（）

|»机V

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

4-0.85

3-1.51

2-3*

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

A.逸出光电子的最大初动能为10.80eV

B."=3跃迁到"=1放出的光子动量展大

C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应

D.用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到〃=4激发态

【答案】B

【解析】

A.从"=3跃迁到"=1放出的光电子能量最大，根据

与=£_吗

可得此时最大初动能为

Et=9.8eV

故A错误:

B.根据

hhv

P=TA=—C

E=lw

又因为从〃=3跃迁到〃:1放出的光广能量最大,故可知动量最大，故B正确：

C.大量氢原子从〃=3的激发态跃迁加态能放出C；=3种频率的光子，其中从"=3跃迁到”=2放出的光「能

量为

△E*=3.4eV-1.5lcV=l.89eV<2.29eV

不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误；

D.由于从»=3跃迁到"=4能级需要吸收的光了•能量为

A£=1.5leV-O.85eV=O.66eV+O.85cV

所以用0.8SeV的光子照射，不能使氢原T'•跃迁到"=4激发态，故D错误。

故选B.

5.（2022•广东）目前科学家已经能够制备出能量量子数”较大的氢原子。氢原子第"能级的能量为E“=&,

n~

其中四=-l3.6eV。图是按能量排列的电磁波谱，要使〃=20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子

变成氯离子，被吸收的光子是（）

TiT

红外线见紫外线射线

!)■X

光.♦

10-'10®10'I02103

能量（eV）

A.红外线波段的光子B.可见光波段的光子

C.紫外线波段的光子D.X射线波段的光了

【答案】A

【解析】

要使处于〃=20的氢原F吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为

-136

£=0-（—）cV=0.034cV

202

则被吸收的光子是红外线波段的光子。

故选A：

6.（2022•湖南）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（）

A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征

B,玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律

C.光电效应揭示了光的粒子性

D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性

【答案】C

【解析】

A.波尔的量子化模型很好地解择了原子光谱的分立特征，A错误；

B.玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处，是它保留/经典理论中的一些观点，如

电子轨道的概念，还不成完全揭示微观粒子的运动规律，B错误；

C.光电效应揭示了光的粒子性，C正确：

D.电子束穿过铅箔后的衍射图样,证实了电子的波动性,质子、中子及原子、分子均具有波动性,D错误。

故选Co

7.（2022•山东）碘125衰变时产生Y射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天,

若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（）

【答案】B

【解析】

设刚植入时碘的质量为外，经过180天后的质量为根据

代入数据解得

故选B.

8.（2022•全国泗种放射性元素的半衰期分别为九和2%，在f=（）时刻这两种元素的原子核总数为N,在，=2%

时刻，尚未衰变的原子核总数为与，则在，=44时刻，尚未衰变的原子核总数为（）

【答案】C

【解析】

根据题意设半衰期为to的元素原子核数为X,另一种元素原子核数为‘依题意有

.v+y=N

经历2to后有

联立可得

2A,1X

x=—/V,v=-N

3.3

在/=市。时.原子核数为x的元素经历了4个半衰期,原子核数为y的元索经历了2个半衰期，则此时未衰

变的原广核总数为

11/V

//=—X-TTV=一

2422-8

故选Co

9.（2022,全国）点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6x10-7m的光，在离点光源

距离为K处每秒垂直通过每平方米的光子数为3x10"个。普朗克常量为〃=6.63x10^6。R约为（）

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

【答案】B

【解析】

一个光子的能量为

E=hv

为光的频率，光的波长与频率有以下关系

光源每秒发出的光子的个数为

pP入

H-.=--

Avhe

P为光源的功率，光了•以球I小波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离

为8处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3xl0】4个，那么此处的球而的表面积为

S=4n/??

则