专题6-2 近代物理 -高考物理冲刺考点逐一排查（解析版）

2022年高考物理冲刺考点逐一排查专题六热学和近代物理第2课时近代物理一、命题规律分析命题规律命题角度(1)光电效应、能级跃迁；(2)原子核常考题型选择题二、题型分析和规律方法总结【高考题型分析】高考题型1光电效应、能级跃迁【规律总结】1．光电效应两条对应关系(1)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大；(2)光照强度大(同种频率的光)→光子数目多→发射光电子多→光电流大．2．定量分析时应抓住三个关系式爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0最大初动能与遏止电压的关系Ek＝eUc逸出功与截止频率的关系W0＝hνc3.光电效应的四类图像分析图像名称图线形状由图线直接(或间接)得到的物理量最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线Ek＝hν－hνc(1)截止频率：图线与ν轴交点的横坐标νc(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系(1)遏止电压Uc：图线与横轴交点的横坐标(2)饱和光电流Im1、Im2：光电流的最大值(3)最大初动能：Ek＝eUc颜色不同时，光电流与电压的关系(1)遏止电压Uc1>Uc2，则ν1>ν2(2)最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线(1)截止频率νc：图线与横轴的交点的横坐标(2)遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大，Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)(3)普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke(注：此时两极之间接反向电压)1．（2021·江苏·高考真题）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，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是（）A．B．C．D．【答案】C【解析】光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值可知图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因，则图像C正确，ABD错误。故选C。2．（2021·海南·高考真题）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，已知该金属的逸出功为，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率为（）A． B． C． D．【答案】D【解析】【分析】根据爱因斯坦的光电效应方程可知解得该单色光的频率为故选D。3．（2021·辽宁·高考真题）赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的电极如果受到光照，就更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是（）A．玻尔 B．康普顿C．爱因斯坦 D．德布罗意【答案】C【解析】A．玻尔引入量子化的观念解释了氢原子光谱，与题意不符，A错误；B．康普顿提出康普顿效应，发现了光子不仅具有能量，还具有动量，证明了光具有粒子性，与题意不符，B错误；C．爱因斯坦提出光子说，从理论上解释了光电效应的实验现象，符合题意，C正确；D．德布罗意提出一切物质都具有波粒二象性，与题意不符，D错误。故选C。4．（2021·天津·高考真题）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【答案】A【解析】紫外线进入液体后与真空相比，频率不变，传播速度减小，根据可知波长变短；根据可知，光子能量不变。故选A。5．（2021·河北·高考真题）普朗克常量，光速为c，电子质量为，则在国际单位制下的单位是（）A． B．m C． D．【答案】B【解析】根据可得它们的单位为：故选B。6．（2021·浙江·高考真题）已知普朗克常量，电子的质量为，一个电子和一滴直径约为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． B． C． D．【答案】C【解析】根据德布罗意波长公式解得由题意可知，电子与油滴的动能相同，则其波长与质量的二次方根成反比，所以有代入数据解得所以C正确；ABD错误；故选C。7．（2021·浙江·高考真题）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．是计算机运算的一种程序 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【答案】C【解析】量子是不可分割的最小的单元，体现了物质的不连续性，即通常所说的“量子化”。故选C。【方法总结】解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧(1)原子跃迁时，所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差．(2)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能．(3)一个氢原子跃迁发出的可能光谱线条数最多为(n－1)，而一群氢原子跃迁发出的可能光谱线条数可用N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)求解高考题型2原子核【规律总结】1.原子核的衰变问题(1)衰变实质：α衰变是原子核中的2个质子和2个中子结合成一个氦核并射出；β衰变是原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，再将电子射出；γ衰变伴随着α衰变或β衰变同时发生，不改变原子核的质量数与电荷数，以光子形式释放出衰变过程中的多余能量。(2)核衰变规律：，其中t为衰变的时长，τ为原子核的半衰期。衰变的快慢由原子核内部因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律，对个别、少数原子核无意义。(3)α衰变和β衰变次数的确定方法①方法一：由于β衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定α衰变的次数，再根据电荷数守恒确定β衰变的次数。②方法二：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解。2．三种射线(1)α射线：穿透能力最弱，电离作用最强。(2)β射线：穿透能力较强，电离作用较弱。(3)γ射线：穿透能力更强，电离作用更弱。3．核反应方程(1)核反应方程遵循的规律核反应方程遵循质量数、电荷数守恒，但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能。核反应过程一般不可逆，所以核反应方程中用“→”表示方向而不能用等号代替。(2)核反应类型①衰变α衰变：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heβ衰变：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e②原子核的人工转变质子的发现：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H中子的发现：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n人工放射性同位素的发现：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)neq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e③重核裂变例如：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n。④轻核聚变例如：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n。4．核能的计算方法(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)。(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏(MeV)的能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)。(3)如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。1．（2021·江苏·高考真题）用“中子活化”技术分析某样品的成分，中子轰击样品中的产生和另一种粒子X，则X是（）A．质子 B．粒子 C．粒子 D．正电子【答案】A【解析】该核反应方程为可知X是质子。故选A。2．（2021·海南·高考真题）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铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。已知、、X的质量分别为、、，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（）A．质量亏损B．释放的核能C．铍原子核内的中子数是5D．X表示的是氚原子核【答案】B【解析】CD．根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为则，，铍原子核内的中子数是4，X表示的是氦核，故CD错误；AB．核反应质量亏损为则释放的核能为故A错误，B正确；故选B。3．（2021·湖北·高考真题）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．原子弹和氢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．原子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【答案】C【解析】原子弹是根据重核裂变研制的，而氢弹是根据轻核聚变研制的，故ABD错误，C正确。故选C。4．（2021·北京·高考真题）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，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（

）A． B．C． D．【答案】A【解析】由题知，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子，而α粒子为氦原子核，则这个核反应方程为故选A。5．（2021·山东·高考真题）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的，其衰变方程为。以下说法正确的是（）A．衰变方程中的X是电子B．升高温度可以加快的衰变C．与的质量差等于衰变的质量亏损D．方程中的X来自于内质子向中子的转化【答案】A【解析】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，A正确；B．半衰期非常稳定，不受温度，压强，以及该物质是单质还是化合物的影响，B错误；C．与和电子X的质量差等于衰变的质量亏损，C错误；D．方程中的X来自于内中子向质子的转化，D错误。故选A。6．（2021·广东·高考真题）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，下列说法正确的是（）A．Y是氦核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【答案】C【解析】AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，该核反应是即Y是正电子，选项AB错误；CD．因72万年是一个半衰期，可知再过72万年，现有的铝26衰变一半；再过144万年，即两个半衰期，现有的铝26衰变四分之三，选项C正确，D错误；故选C。7．（2021·湖南·高考真题）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【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变的统计规律，对少量的个别的原子核无意义，则放射性元素完全衰变殆尽的说法错误，故A错误；B．原子核衰变时满足电荷数守恒，质量数守恒，故B错误；C．放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状态无关，故C错误；D．过量放射性辐射包含大量的射线，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，故D正确；故选D。8．（2021·全国·高考真题）如图，一个原子核X经图中所示的一系列、衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为（）A．6 B．8 C．10 D．14【答案】A【解析】由图分析可知，核反应方程为设经过次衰变，次衰变。由电荷数与质量数守恒可得；解得，故放出6个电子。故选A。9．（2021·全国·高考真题）医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为（）A． B． C． D．【答案】C【解析】由图可知从到恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为故选C。10．（2021·河北·高考真题）银河系中存在大量的铝同位素，核衰变的衰变方程为，测得核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（）A．核的质量等于核的质量B．核的中子数大于核的中子数C．将铝同位素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将在144万年后全部衰变为【答案】C【解析】A．和的质量数均为相等，但是二者原子核中的质子数和中子数不同，所以质量不同，A错误；B．核的中子数为个，核的中子数为个，B错误；C．半衰期是原子核固有的属性，与外界条件无关，C正确；D．质量为的的半衰期为万年，经过万年为个半衰期，剩余质量为，不会全部衰变为，D错误。故选C。11．（2021·浙江·高考真题）对四个核反应方程（1）；（2）；（3）；（4）。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一【答案】CD【解析】A．（1）是衰变，（2）是衰变，均有能量放出，故A错误；B．（3）是人工核转变，故B错误；C．（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程，故C正确；D．利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一，故D正确。故选CD。12．（2021·浙江·高考真题）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1×108℃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．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多【答案】ABD【解析】A．聚变又叫热核反应，选项A正确；B．太阳就是一个巨大的热核反应堆，选项B正确；

C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10-15m以内，核力才能起作用，那么热核反应时要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能来克服核力而聚变在一起形成新的原子核，即高温能使轻核克服核力而聚变，但不是能使所有的原子核克服核力而聚变，选项C错误；D．对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多，选项D正确；故选ABD。【方法总结】1．核衰变问题(1)核衰变规律：m＝，N＝.(2)α衰变和β衰变次数的确定方法①方法一：由于β衰变不改变质量数，故可以先由质量数改变确定α衰变的次数，再根据电荷数守恒确定β衰变的次数．②方法二：设α衰变次数为x，β衰变次数为y，根据质量数和电荷数守恒列方程组求解．2．核能的计算方法(1)根据爱因斯坦质能方程，用核反应亏损的质量乘真空中光速c的平方，即ΔE＝Δmc2(J)．(2)根据1u(原子质量单位)相当于931.5MeV的能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘931.5MeV，即ΔE＝Δm×931.5(MeV)．3．核反应方程中电荷数守恒，质量数守恒，有质量亏损．三、最新模拟专练1.（2022·广东普通高中高三下学期一模）中俄核能合作项目——田湾核电站和徐大堡核电站于2021年5月举行开工仪式。下列有关核电站采用何种核变化及其对应核反应方程的说法，正确的是（）A.衰变，B.衰变，C.核聚变，D核裂变，【答案】D【解析】核电站采用的是铀发生核裂变的反应故选D。2.（2022·北京市海淀区高三下学期一模）如图所示为氦离子的能级图，根据玻尔原子理论，关于氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（）A.大量处于能级的氦离子，最多可辐射2种不同频率的光子B.从向能级跃迁，需吸收能量C.处于能级的氦离子，可以吸收的能量而发生电离D.从跃迁到能级比从跃迁到能级辐射出的光子频率低【答案】D【解析】A．大量处于能级的氦离子，最多可辐射种不同频率的光子，故A错误；B．因为从向能级跃迁，是从高能级向低能级跃迁，要释放能量，故B错误；C．由图可知，处于能级的氦离子要发生电离，需要吸收的能量应满足故C错误；D．因为从跃迁到能级辐射的光子能量为而从跃迁到能级辐射的光子能量为即从跃迁到能级比从跃迁到能级辐射出的光子的能量小，又因为所以从跃迁到能级比从跃迁到能级辐射出的光子频率低，故D正确。故选D。3.（2022·山东潍坊市高三下学期一模）如图所示，分别用a、b两束单色光照射阴极K均可产生光电流。调节滑片P，当光电流恰好减小到零时，a、b对应的电压表示数分别为、，已知，下列说法正确的是（）A.a光束比b光束弱B.a光子动量小于b光子动量C.经过同一单缝，b光产生的衍射现象更明显D.经过同一双缝干涉装置得到的图样，a光条纹间距小【答案】B【解析】由题意可知，a的截止电压小于b的遏止电压，则有可得，A．根据已知条件只能判断两者的频率关系，无法判断光束强弱，A错误；B．a的频率小，则波长大，根据可知，a的光子动量小于b光子动量，B正确；C．a的频率小，则波长大，经过同一单缝产生的衍射现象更明显，C错误；D．根据a频率小，波长大，则经过同一双缝干涉装置的得到的图样，a光的条纹间距大，D错误。故选B。4.（2022·山东潍坊市高三下学期一模）已知半衰期为，其衰变方程为，X是某种粒子，为释放的核能。真空中光速为c，用质谱仪测得原子核质量为m。下列说法正确的是（）A.发生的是衰变B.原子核质量大于mC.100个原子核经过，一定有75个发生了衰变D.若中子质量为，质子质量为，则核的比结合能为【答案】D【解析】A．根据质量数守恒电荷数守恒可知，X是，发生的是衰变，故A错误；B．因为衰变过程有质量亏损，所以原子核质量小于m，故B错误；C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，统计少量个数原子核是没有意义的，故C错误；D．若中子质量为，质子质量为，则核的比结合能为N为核子数，故D正确。故选D。5.（2022·江苏南京盐城市高三下学期二模）贫铀弹在爆炸中有很多U残留，其半衰期极为漫长且清理困难，所以对环境的污染严重而持久。设U发生α衰变形成新核X，以下说法正确的是（）A.U的比结合能小于新核X的比结合能B.该衰变过程的方程可写为U+He→XC.衰变反应中的α射线在几种放射线中电离能力最弱D.2个U原子核经过一个半衰期后必定有一个发生衰变【答案】A【解析】A.重核衰变较轻质量的核时,比结合能变大,U比结合能小于新核X的比结合能,A正确;B.该衰变过程的方程应写为U→X+He,B错误;C.衰变反应中的α射线在几种放射线中电离能力最强,C错误;D.半衰期是大量原子核衰变的统计结果,单个原子核的衰变时间无法预测,D错误;故选A。6.（2022·山东济南市高三下学期一模）光电管是一种利用光照产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可以形成光电流。下表中记录了某同学进行光电管实验时的数据。次入射光子能量/eV相对光强饱和光电流大小/mA逸出光电子的最大初动能/eV14.0弱290.824.0中430.834.0强600.8由表中数据得出的以下论断中正确的是（）A.三次实验采用了不同频率的入射光B.三次实验光电管中的金属板材质不同C.若入射光子的能量为5.0eV，不论光强多大，饱和光电流一定大于60mAD.若入射光子的能量为5.0eV，逸出光电子的最大初动能为1.8eV【答案】D【解析】A．入射光子的能量相同，根据可知三次实验采用了相同频率的入射光，故A错误；B．根据可知，最大初动能相同，则逸出功相同，因此金属板材质相同，故B错误；C．饱和光电流，只与光照强度有关，故C错误；D．根据，代入数据得故D正确。故选D。7.（2022·江苏如皋市高三下学期一调）利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则（）A.减弱入射光的强度，遏止电压变小B.P不移动时，微安表的示数为零C.P向a端移动，微安表的示数增大D.P向b端移动，光电子到达阳极A的最大动能增大【答案】D【解析】A．遏止电压仅与入射光频率有关，与强度无关，故A错误；B．P不移动时，由于图中在光电管中所加电压为正向电压，管中电场向左，电子从K向右逸出所受电场力向右，电子加速从A端流出形成光电流，微安表应有示数，故B错误；C．P向a端移动，则分压所得正向电压变小，电子加速从A端出去的速度变小，则光电流变小，微安表的示数变小，故C错误；D．P向b端移动，则分压所得正向电压变大，由光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。故选D。8.（2022·山东菏泽高三下学期一模）下列说法正确的是（）A.银河系中存在大量的铝同位素，它的衰变方程为，其中Y是质子B.核废料具有很强的放射性，放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽C.裂变反应有质量亏损，聚变反应没有质量亏损D.射线是原子核能级跃迁释放出的能量，是一种电磁波【答案】D【解析】A．根据质量数和电荷数守恒可知，Y质量数为0，电荷数为+1，是正电子，A错误；B．核废料具有很强的放射性，放射性元素经过两个完整的半衰期后，将剩余原来的四分之一，B错误；C．裂变反应有质量亏损，聚变反应也有质量亏损，C错误；D．射线是原子核能级跃迁释放出的能量，是一种电磁波，D正确。故选D。9.（2022·山东烟台市德州市高三下学期一模）有些元素的原子核有可能从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子形成一个新原子核，从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”。现有一个铍原子核（）发生了“K俘获”，生成一个新的原子核，并放出一个不带电的、质量接近于零的中微子（），核反应方程为。关于铍原子核（）的“K俘获”的过程，下列说法正确的是（）A.新原子核带负电B.新原子核比原来的铍原子核少一个中子C.新原子核比原来的铍原子核少一个质子D.新原子核与原来铍原子核的核子数不同【答案】C【解析】A．根据电荷数守恒得，新原子核X的电荷数是3，则新原子核X带正电，故A错误；BCD．根据电荷数和质量数守恒得，新原子核X的电荷数是3，核子数是7，新原子核与铍核相比，电荷数少一个而核子数相同，所以是质子数少一个，中子数多一个，故BD错误，C正确。故选C。10.（2022·湖南岳阳市高三下学期二模）在火星上，太阳能电池板的发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。中的元素是，具有天然放射性，半衰期为87.7年。发生衰变的核反应方程为，则下列说法正确的是（）A.原子核的中子数为141B.原子核发生衰变后产生的新核的比结合能比核的比结合能小C.10个原子核经过87.7年后一定还会剩余5个D.的半衰期是由核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系【答案】D【解析】A．根据质量数和电荷数守恒可知，原子核的中子数为故A错误；B．原子核发生衰变后产生的新核更稳定，所以新核的比结合能比核的比结合能大，故B错误；C．半衰期是针对大量原子核的统计规律，对少量原子核不适用，故C错误；D．半衰期是由原子核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部的物理条件没有关系，故D正确。故选D。11.（2022·湖北八市高三下学期二模）下列说法正确的是（）A.在光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关B.结合能越大的原子核核子平均质量越小C.汤姆孙通过研究阴极射线精确测定出电子所带的电荷量D.泊松亮斑说明光具有粒子性【答案】A【解析】A．根据光电效应方程根据动能定理得解得在光电效应实验中，遏止电压与入射光的频率有关，A正确；B．根据结合能曲线，随着原子核质量的增大，结合能先增大后减小，B错误；C．密立根精确测定出电子所带的电荷量，C错误；D．泊松亮斑说明光具有波动性，D错误。故选A。12.（2022·河北唐山市高三下学期一模）氚是氢的一种放射性同位素，简写为H，氟核发生β衰变后变成另一种新原子核，氚的半衰期为12.43年，下列关于氚核衰变说法正确的（）A.经过12.43年，6个氚核还剩余3个没有衰变B.经过12.43年，质量为m的氚核还剩余仍没有衰变C.增加气体中氚的浓度可以缩短其半衰期D.改变氚核存放环境可改变其半衰期【答案】B【解析】AB．半衰期是大量放射性原子核衰变的统计规律，对个别的原子核没有意义，故A错误B正确；CD．半衰期由放射性元素的原子核本身因素决定，跟原子核所处的物理或化学状态无关，故CD错误。故选B。13.（2022·河北石家庄高三下学期一模）核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。钚-238同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的热能转化为电能。已知钚-238的半衰期为88年，其衰变方程为。下列说法正确的是（）A.衰变放出的射线是高速氦核流，它的贯穿能力很强B.的比结合能小于的比结合能C.的核子平均质量小于的核子平均质量D.钚-238在极高压下可加速衰变，其半衰期可小于88年【答案】B【解析】A．根据质量数和电荷数守恒，可判断X是He，氦核流的贯穿能力很弱，电离能力很强，故A错误；B．比更稳定，则比结合能更大，故B正确；C．因为释放能量，存在质量亏损，所以的核子平均质量小于，故C错误；D．原子核半衰期与外界环境无关，故D错误故选B。14.（2022·广东汕头市高三下学期一模）如图烟雾自动报警器的探测器中装有放射性元素镅241，其衰变方程为。下列说法正确的是（）A.是光子，不具有能量B.是粒子，有很强的电离本领C.冬天气温较低，镅241的衰变速度会变慢D.镅241衰变过程要吸收能量，故比的原子核更稳定【答案】B【解析】A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，的质量数和电荷数均为零，是光子，具有能量，选项A错误；B．是粒子，有很强电离本领，选项B正确；C．镅241的衰变速度与外界因素无关，选项C错误；D．镅241衰变过程要放出能量，故比的原子核更稳定，选项D错误。故选B15.（2022·广东江门市高三下学期一模）入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则（）A.从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加B.逸出的光电子的最大初动能将减小C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少D.有可能不发生光电效应【答案】C【解析】A．光的强弱影响的是单位时间内发出的光电子的数目，不影响发射出光电子的时间间隔，故A错误；B．根据光电效应方程可知，入射光的频率不变，则最大初动能不变，故B错误；C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少，故C正确；D．入射光频率不变，故仍然能发生光电效应，故D错误。故选C。16.（2022·广东广州市高三下学期一模）“嫦娥五号”返回器于2020年12月带回1731克月球土壤，月球土壤富含的氦元素是理想的热核反应原料，其核反应方程为，则（）A.该核反应类型为重核裂变 B.X为质子C.该核反应可在常温下发生 D.X为中子【答案】B【解析】AC．热核反应指的是轻核聚变，需要很高的温度才能发生，故AC错误；BD．由电荷数守恒和质量数守恒，可推出X的电荷数为1，质量数为1，则X为质子，故B正确，D错误；故选B。17.（2022·四川成都市高三下学期二模）2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置一中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电。中国“人造太阳”最高温度能达近2亿度，或将造福全人类。该装置中的核反应方程式为：，则X是（）A.电子 B.中子C.质子 D.正电子【答案】B【解析】根据质量数守恒算出X的质量数为1,根据核电荷数守恒算出X的核电荷数为0,从而得知X为中子.ACD,错误.B正确。故选B。18.（2022·福建漳州市高三下学期二模）2020年11月27日，我国具有完全知识产权的三代百万千瓦级核电技术电站“华龙一号”全球首堆并网成功。“华龙一号”发电机利用的是铀核裂变释放的核能，则下列叙述正确的是（）A.铀核的中子数为92B.核裂变遗留物对环境没有污染C.该核裂变反应生成物的质量小于反应物的质量D.该核裂变可能的一种核反应方程式是【答案】C【解析】A．铀核的中子数为235−92=143，A错误；B．核裂变遗留物对环境仍有污染，B错误；C．该核裂变反应中放出能量，由质能方程可知，有质量亏损，反应生成物的质量小于反应物的质量，C正确；D．该核裂变可能的一种核反应方程式是D错误。故选C。19.（2022·福建泉州市高三下学期三检）某金属在黄光照射下不能发生光电效应，以下可能使它发生光电效应是（）A.增加黄光的照射时间 B.增大黄光的照射强度C.改用红光照射 D.改用紫光照射【答案】D【解析】要使该金属产生光电效应，可以增大入射光的频率（或减短入射光的波长），延长作用时间，增大光的强度都不会使金属发生光电效应，所以可能使它发生光电效应的是改用频率更大的紫光照射。故选D。20.（2022·北京市延庆区高三下学期一模）2020年11月27日，华龙一号核电5号机（如图）组首次并网成功，标志着我国正式进入核电技术先进国家行列。华龙一号发电机利用的是铀核裂变释放的核能，则下列说法正确的是（）A.太阳辐射能量的主要来源也是重核裂变B.铀核裂变的核反应方程之一为：C.裂变反应为吸收核能的反应D.锶90是铀235的裂变产物，其半衰期为28年，那么经过56年锶90就衰变没了【答案】B【解析】A．太阳内部发生聚变，故A错误；B．典型的裂变方程为故B正确；C．裂变反应为释放核能的反应，故C错误；D．经过56年锶90剩下原来的四分之一，故D错误。故选B。21.（2022·北京市延庆区高三下学期一模）2020年12月17日凌晨，嫦娥五号携带2公斤月壤回归地球。数十亿年太阳风的吹拂下，月壤奇迹般收藏了几百万吨氦3，这是大自然赐给人类的宝贵财富，先到先得。随着能源危机的加剧和航天成本的降低，使得登陆月球有了现实意义。用氦3替代具有放射性的氚与氘聚变时，不产生中子，是完美的核燃料，按目前的用电量，可以支撑人类一万年。然而，这种完美的能源地球上几乎不存在。根据文中信息和所学知识判断，下列说法正确的是（）A.对于星球来说几百万吨不算多，是由于月球引力小，只能吸住较少的氦3B.由于月球的遮挡，地球上很难通过太阳风获得氦3C.地球引力比月球大很多，所以地球大气中含有大量的氢气D.氚与氘聚变时产生的中子辐射强且不带电，是磁约束可控核聚变的一大难题【答案】D【解析】A．对于星球来说几百万吨不算多，不是由于月球引力小，只是氦3本来就很少，只能吸住较少的氦3，A错误；B．因为氦3是氢元素受到宇宙射线的辐射产生物理变化形成的，而地球大气层对宇宙射线的消弱作用强，月球上没有大气层，所以导致地球上氦3储量远少于月球，B错误；C．地球引力虽大，可也不会束缚住氢气，地球上的氢气主要由岩石在水里经高压产生化学变化形成蛇纹石，释放出大量游离态的氢，这些氢会经地壳裂缝或火山释放到地表，C错误；D．氚与氘聚变时产生的中子辐射强且不带电，是磁约束可控核聚变的一大难题，D正确。故选D。22.（2022·福建厦门市高三下学期二模）如图甲所示，某同学探究光电效应实验中遏止电压Uc随入射光频率变化的关系。现用单色光照射光电管的阴极K，发生了光电效应。图乙为测得的遏止电压Uc随入射光频率变化的关系图像。已知图线的横坐标截距为，斜率为k，普朗克常量为h，则该光电管阴极材料的逸出功为____________，若换用不同阴极材料制成的光电管，图像的斜率____________（选填“不变”或“改变”）。【答案】①.②.不变【解析】[1]根据故可得该光电管阴极材料的逸出功为。[2]由可知，图像的斜率为所以换用不同阴极材料制成的光电管，Uc-图像的斜率不变。23.（2022·福建省莆田市高三下学期二检）氦原子被电离一个核外电子后形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量，氦离子能级结构如图所示。现有大量类氢结构的氦离子从能级向低能级跃