2020-2024年高考物理试题分类汇编：近代物理（解析版）

与题12近代物理

・

5年考情•探规律

1.考情分析

考点要求考题统计

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2022•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江•高考真题、2021•浙江

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2.试题情境：医用放射性核素、霓虹灯、窗管、光谱仪、原子钟、威耳逊云室、射线测厚仪、原子弹、反应

堆与核电站、太阳、氢弹、环流器装置等

3.常见问题模型：光电效应现象、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光谱、原子的能级结构、

射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应和核聚变反应等

3.命题方向：本章内容在高考中属于热点问题。考试以选择题为主，计算题中也可能涉及到，考向有①光电

效应与波粒二象性物质波：光电效应的规律、光电效应的图像问题、波粒二象性、物质波②原子结构与原

子核核能：能级跃迁、核反应式、半衰期、核能计算

4.备考策略：在复习本章时，可以从以下几个方面进行系统的学习和准备：

①理解基本概念和规律：首先，深入理解光电效应的定义及其产生的条件，即只有在入射光的频率超

过一定阈值时，物体才会发射出电子。其次，要熟悉光电效应的基本规律，例如饱和电流的存在。接着，

学习波粒二象性的概念，理解光同时具备波动性（如干涉、衍射、偏振等现象）和粒子性（如光电效应和

康普顿效应）。此外，物质波的概念也非常重要，即所有运动的物体，无论是微观粒子还是宏观物体，都有

对应的波，且其波长与物体的动量成反比。

②深入学习相关实验和现象：研究历史实验，了解光电效应的发现过程以及它在当时物理学界引发的

争议，这将有助于深化对光电效应本质的理解。同时，通过分析光电效应实验中观察到的现象，探究不同

光线引发光电效应的原因，以及不同金属对同一光源反应差异的内在机制。

③掌握数学表达式：记忆并理解光电效应和物质波相关的数学表达式，如爱因斯坦的光电效应方程和

德布罗意波长公式。通过解题练习，运用这些公式解决具体问题，从而提升解题技巧和计算能力。

④联系实际应用：学习原子的模型，例如波尔模型，以理解电子的能级分布和跃迁过程。同时，了解

原子核的组成，包括质子和中子，以及核力的作用。最后，掌握核裂变和核聚变的基本概念，并探讨它们

在能源生产中的应用及潜在风险。

5年真题•分点精准练

考点01近代物理

1.（2024•浙江•高考真题）发现中子的核反应方程为:He+：BefX+；n,"玉兔二号"巡视器的核电池中杯238

的衰变方程为型2j；U+Y,下列正确的是（）

A.核反应方程中的X为黑

B.衰变方程中的Y为;He

C.中子;n的质量数为零

D.杯238的衰变吸收能量

【考点】根据条件写出核反应方程

【答案】A

【详析】AB.根据质量数和电荷数守恒可知X为［C,Y为:He,故A正确，B错误；

C.中子的质量数为1,故C错误；

D.衰变过程中质量亏损，释放能量，故D错误。

故选Ao

2.（2024•浙江•高考真题）如图所示，金属极板M受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为嗫。正对M

放置一金属网N,在M、N之间加恒定电压U。已知M、N间距为d（远小于板长），电子的质量为m,

电荷量为e,贝U（）

A.M、N间距禺增大时电子到达N的动能也增大

B.只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大动能:

C.电子从M到N过程中y方向位移大小最大为％八陛

D.M、N间加反向电压些时电流表示数恰好为零

4e

【考点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算光电子的最大初速度遏止电压的本质

及其决定因素

【答案】C

【详析】AB.根据动能定理，从金属板M上逸出的光电子到到达N板时eU=%根年

则到达N板时的动能为纥“=et7+—mv^

与两极板间距无关，与电子从金属板中逸出的方向无关，选项AB错误；

C.平行极板M射出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M到N过程中y方向最大位移为

y=vmt

1Ue

dJ=------r2

2dm

解得y=

VeU

选项C正确；

D.M、N间加反向电压电流表示数恰好为零时，则7m

解得S=竺总

选项D错误。

故选C。

3.（2024•浙江•高考真题）已知笊核质量为2.0141U,氤核质量为3.0161U,氢核质量为4.0026u,中子质量

为L0087u,阿伏加德罗常数踵取6.0x1023moi-,笊核摩尔质量为2g.mo『，lu相当于931.5MeV。关

于笊与笳聚变成氨，下列说法正确的是（）

A.核反应方程式为:H+：Hf；He+；1n

B.笊核的比结合能比氢核的大

C.笊核与能核的间距达到10T°m就能发生核聚变

D.4g笊完全参与聚变释放出能量的数量级为If^MeV

【考点】分析原子核的结合能与比结合能利用质能方程公式进行计算典型的核聚变方程

【答案】D

【详析】A.核反应方程式为;H+；Hf；He+[n

故A错误；

B.笊核的比结合能比氢核的小，故B错误；

C.笊核与瓶核发生核聚变，要使它们间的距离达到以内，故C错误；

D.一个笊核与一个常核聚变反应质量亏损Am=（2.0141+3.0161-4.0026-L0087）u=0.0189u

聚变反应释放的能量是AE=Am-931.5MeVal7.6MeV4g

4

笊完全参与聚变释放出能量E=—x6xlO23xAEa2.11xlC）25MeV

2

数量级为10%MeV,故D正确。

故选D。

4.（2024•浙江•高考真题）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式

A.照射同一单缝衍射装置，4光的中央明条纹宽度宽

B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，4光的侧移量小

C.以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上匕光的平均光子数多

D.相同光强的光分别照射同一光电效应装置，修光的饱和光电流小

【考点】波的衍射概念及产生明显衍射的条件光的折射定律、折射率影响光电流大小的因

素理解氢原子光谱的特点

【答案】C

【详析】A.根据巴耳末公式可知，匕光的波长较长。波长越长，越容易发生明显的衍射现象，故照射

同一单缝衍射装置，力光的中央明条纹宽度宽，故A错误；

B.以光的波长较长，根据/=£

可知以光的频率较小，则居光的折射率较小，在平行玻璃砖的偏折较小，匕光的侧移量小，故B错误；

C.匕光的频率较小，七光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束，匕光的光子数较多，真空中

单位长度上耳光的平均光子数多，故c正确；

D.若入、七光均能发生光电效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置，力光的频率较小，H,

光的光子能量较小，g光的光子数较多，则七光的饱和光电流大，心光的饱和光电流小，故D错误。

故选C。

5.（2024•浙江•高考真题）（多选）下列说法正确的是（）

A.相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱

B.具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同

C.电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量

D.自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化

【考点】偏振现象及其解释电磁场理论与电磁波的发现热辐射、黑体和黑体辐射德布罗意

波的公式

【答案】CD

【详析】A.相同温度下，黑体吸收和辐射能力最强，故A错误；

hh

B.根据彳n=二=方〒

PpmEk

具有相同动能的中子和电子，电子质量较小，德布罗意波长较长，故B错误；

C.电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量，故C正确；

D.自然光在玻璃、水面等表面反射时，反射光可视为偏振光，透过偏振片观察，转动偏振片时能观察

到明暗变化，故D正确。

故选CDo

6.（2024•浙江•高考真题）（多选）下列说法正确的是（）

A.中子整体呈电中性但内部有复杂结构

B.真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同

C.增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号

D.分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少

【考点】变压器原理与结构分子势能随间距的变化E-r图强子、轻子和媒介子狭义相对论

的两个基本假设

【答案】AB

【详析】A.中子靠弱相互作用结合成整体，则中子呈电中性但内部有复杂结构，故A正确；

B.根据爱因斯坦的相对论可知，真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同，故B正确；

u根据人品^

可知，增加接收电路的线圈匝数，可减小振荡电路的固有频率，则可接收较低频率的电台信号，故c错

误；

D.分子间作用力从斥力变为引力的过程中，即分子距离从小于2=10T°m到大于％的过程，分子力先做

正功后做负功，则分子势能先减小后增大，故D错误。

故选ABo

7.（2023•浙江•高考真题）"玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将%Pu衰变释放的核能

一部分转换成电能。的衰变方程为窜女U+；"e,则（）

A.衰变方程中的X等于233B.；He的穿透能力比y射线强

C.雷尸"比1U的比结合能小D.月夜的寒冷导致的半衰期变大

【考点】a衰变的特点、本质及其方程的写法半衰期的概念分析原子核的结合能与比结合

能a和B、丫三种射线的性质

【答案】C

【详析】A.根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为瞪Pu-空U+：He

即衰变方程中的X=234,故A错误；

B.:He是a粒子，穿透能力比丫射线弱，故B错误；

C.比结合能越大越稳定，由于」:Pu衰变成为了奸U,故空U比/Pu稳定，即登Pu比%U的比结合能

小，故C正确；

D.半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。

故选Co

8.（2023•浙江•高考真题）被誉为“中国天眼〃的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。

天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有

<1）倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h,则该天体

发射频率为v光子的功率为（）

ANl3hvINlJhvr)l3hvrjJshv

\.9D.ZC.-D.-

RFR-ri4R°N2R-N

【考点】光子能量的公式

【答案】A

【详析】设天体发射频率为v光子的功率为P,由题意可知=N%

4万C

廿上wn4N?hv

其中t=ls，斛倚尸=三丁

故选Ao

9.（2023•浙江•高考真题）宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生

44

以下核反应：*N+*n^*C+；H,产生的（C能自发进行尸衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰

变规律可推断古木的年代.下列说法正确的是（）

A.I4c发生月衰变的产物是；N

B.尸衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子

C.近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化

D.若测得一古木样品的（C含量为活体植物的;，则该古木距今约为U460年

【考点】B衰变的特点、本质及其方程的写法半衰期的概念半衰期相关的计算

【答案】D

【详析】A.根据：C-0N+JJe

即：C发生/衰变的产物是;"N,选项A错误；

B.夕衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；

C.半衰期是核反应，与外界环境无关，选项C错误；

D.若测得一古木样品的［C含量为活体植物的;，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为5730x2

年=11460年，选项D正确。

故选D。

10.（2023•浙江•高考真题）（多选）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料

时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测

屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为上。已知电子质量为m,普朗克常量为h,光速为c,则（）

hlLT2

A.电子的动量区=华B.电子的动能E*=吐,

d\x2md&-

C.光子的能量£=叱,+等D.光子的动量p=%+2

d\xc2cmd2Ax2

【考点】干涉条纹间距与波长的关系爱因斯坦光电效应方程德布罗意波的公式

【答案】AD

【详析】根据条纹间距公式垓=。几

a

r,日.\xd

可得4=一二

A.根据％=?可得区=差

Za/\x

故A正确；

2

B.根据动能和动量的关系Ek=2

2m

h2l3

结合A选项可得%=

2md2I

故B错误;

/r£2

C.光子的能量E=网+耳=网+

Inid'/\x1

故C错误；

D.光子的动量。=%c

光子的能量石=//

F

联立可得p=—

c

则光子的动量〃=呸+〃辽2

C2cmd2Ax2

故D正确。

故选AD。

11.（2023•浙江•高考真题）（多选）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如

图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I,从能级3跃迁到能级2产生可见光II。用同一双

缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示

的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（

图2

iiiiiiniin

图3图4

A.图1中的对应的是I

B.图2中的干涉条纹对应的是H

c.I的光子动量大于n的光子动量

D.P向a移动，电流表示数为零时I对应的电压表示数比H的大

【考点】干涉条纹间距与波长的关系遏止电压的本质及其决定因素光子的动量及其公式计

算电子跃迁时吸收或释放光子的频率和波长

【答案】CD

【详析】根据题意可知。氢原子发生能级跃迁时，由公式可得&-纥=加=?

可知，可见光I的频率大，波长小，可见光II的频率小，波长大。

A.可知，图1中的Ha对应的是可见光n,故A错误;

B.由公式有，干涉条纹间距为Ar=

a

由图可知，图2中间距较小，则波长较小，对应的是可见光I,故B错误;

C.根据题意，由公式可得，光子动量为p="=：

CZ

可知，I的光子动量大于n的光子动量，故c正确;

D.根据光电效应方程及动能定理可得eS=/n/-网

可知，频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电流表示数为零时I对应的电压表示数比n的大，故

D正确。

故选CDo

12.（2022•浙江•高考真题）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=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（）

nE/eV

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

5---------------0.54

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

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

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

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

A.逸出光电子的最大初动能为10.80eV

B.n=3跃迁到n=l放出的光子动量最大

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

【考点】光电子的最大初速度光子的动量及其公式计算电子跃迁中释放的光子频率种数计

算电子跃迁时吸收或释放光子的频率和波长

【答案】B

【详析】A.从n=3跃迁到n=l放出的光电子能量最大，根据4=E-网

可得此时最大初动能为々=9.8eV

故A错误；

B.根据p=g==

2c

又因为从n=3跃迁到n=l放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B正确；

C.大量氢原子从n=3的激发态跃迁基态能放出C；=3种频率的光子，其中从n=3跃迁到n=2放出的光子

能量为=3.4eV-1.5leV=1.89eV<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n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为AE=1.51eV-0.85eV=0.66eVw0.85eV

所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4激发态，故D错误。

故选Bo

13.（2022•浙江•高考真题）（多选）秦山核电站生产々C的核反应方程为i：N+f2C+X,其产物的衰

变方程为为CfVN+上。下列说法正确的是（)

A.X是:HB.IC可以用作示踪原子

C._；e来自原子核外D.经过一个半衰期，10个将剩下5个

【考点】B衰变的特点、本质及其方程的写法半衰期的概念根据条件写出核反应方程放射

性同位素的应用

【答案】AB

【详析】A.根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质子数为1,中子数为1,即为;H,故A正确；

B,常用的示踪原子有：CC,1O,；H,故B正确；

C._；e由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，所以_；e来自原子核内，故

C错误；

D.半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立，故D错误。

故选ABo

14.（2022•浙江•高考真题）（多选）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1.2xl0-23kg・m/s,然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取9.1xl0-31kg,普

朗克常量取6.6xlO-34J-s,下列说法正确的是（）

A.发射电子的动能约为8.0xl（yi5j

B.发射电子的物质波波长约为5.5xl0-iim

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

【考点】实物粒子的波动性德布罗意波的公式用概率波观点解释干涉图样的形成

【答案】BD

【详析】A.根据动量的大小与动能的关系可知发射电子的动能约为纭=2=9^2J~8.0xl0T7j

k2m2x9.1x10-31

故A错误;

B.发射电子的物质波波长约为2=1=ma5.5xl0Tm

P1.2x10-23

故B正确；

CD.物质波也具有波粒二象性，故电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通过双缝都能

发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉图样，故C错误，D正确；

故选BDo

15.（2022•浙江•高考真题）（多选）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6.9xl011kW-h,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.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度

D.反应堆中存在/U+-T^Ba+^Kr+3'n的核反应

【考点】核裂变现象和产生条件铀核的典型裂变方程计算核裂变反应中释放的能量核裂变

的应用

【答案】CD

【详析】A.秦山核电站利用的是重核裂变变释放的能量，故A错误；

B.原子核亏损的质量全部转化为电能时，约为△加=绰=2史与镖也3kg，27.6kg

核电站实际发电还要考虑到核能的转化率和利用率，则原子核亏损的质量大于27.6kg,故B错误；

C.核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性，通过中子的数量控制链式反应的速度，故C正确；

D.反应堆利用铀235的裂变，生成多个中核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在

-U+jnf嗡Ba+,Kr+3；n的核反应,故D正确;

故选CD。

16.（2021•浙江•高考真题）己知普朗克常量/?=6.63x10-34J»电子的质量为"IxlO^kg,一个电子和一

滴直径约为曲m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（）

（p油=O.8xlO*g/〃/）

A.10-8B.106C.108D.1016

【考点】德布罗意波的公式

【答案】C

【详析】根据德布罗意波长公式4=：,〃=卢瓦

。h

解得4=7=^

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

篇_J加油

m

，油1

=2.7xl()T4kg

代入数据解得t

所以C正确；ABD错误；

故选C。

17.（2021•浙江•高考真题）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.a射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大

【考点】光电效应现象及其解释光的波粒二象性a粒子射向原子核的微观分析玻尔原子理

论的基本假设

【答案】B

【详析】A.在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达

光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹。这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起

的，故A错误；

B.玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故B正确；

C.光电效应揭示了光的粒子性，但是不能证明光子除了能量之外还具有动量，选项C错误；

D.a射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方时，会使金属球附近的空气电离，金属球吸引负

离子而使验电器金属箔的张角会变小，选项D错误。

故选Bo

18.（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

【考点】理解量子化与能量子

【答案】C

【详析】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。

19.(2021•浙江•高考真题)(多选)对四个核反应方程(1)记Th+；He；(2)^4ThPa+^e；(3)

fN+ReT'O+lH；(4)出+；HfHe+—+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一

【考点】核聚变现象和产生条件

【答案】CD

【详析】A.(1)是a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。

20.(2021•浙江•高考真题)(多选)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lxl08℃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

【考点】受控热核反应

【答案】ABD

【详析】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

核克服库仑斥力而聚变，但不是能使所有的原子核克服库仑斥力而聚变，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。

21.（2020•浙江•高考真题）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，穿透能力最强的是夕射线

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

【考点】光电效应的极限频率德布罗意波的公式电子束衍射和衍射图样a和B、Y三种射

线的性质

【答案】D

,hh

【详析】A.由公式S=—=历一

可知质子的德布罗意波长彳口工，40c今，故A错误；

Pg

B.天然放射的三种射线，穿透能力最强的是7射线，故B错误；

C.由舔=加-卬

当〃%=卬，可知截止频率与入射光频率无关，由材料决定，故c错误；

D.电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性，故D正确。

故选D。

22.（2020•浙江•高考真题）下列说法正确的是（）

A.0射线的穿透能力比/射线强

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

【考点】天然放射现象的发现过程半衰期的概念计算核聚变反应中释放的能量a和B、丫

三种射线的性质

【答案】D

【详析】A.。射线可以被一张A4纸挡住，而7射线可以穿透几厘米厚的铅板，所以/射线的穿透能

力比a射线的穿透能力强，故A错误；

B.天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故B错误；

C.聚变前要先使原有的原子结构破坏，发生类似裂变，然后重新组合成新的原子发生聚变，有质量亏损

会对外再次释放能量，因此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大，故C错误；

D.半衰期是放射性元素固有的属性，和元素存在的形式无关，故D正确。

故选D.

23.（2020•浙江•高考真题）（多选）太阳辐射的总功率约为4,l（）26w,其辐射的能量来自于聚变反应。在聚

变反应中，一个质量为1876.1MeV/c2（c为真空中的光速）的笊核（：H）和一个质量为2809.5MeV/c2

的氤核（：H）结合为一个质量为3728.4MeV/c?的氢核（；He）,并放出一个X粒子，同时释放大约17.6MeV

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939.6MeV/<?

C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4xl（）9kg

D.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6MeV/02

【考点】根据条件写出核反应方程利用质能方程公式进行计算

【答案】BC

【详析】A.由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1,电荷数为0,则X为中子，选项A错误；

B.根据能量关系可知〃=1876.1+2809.5—3728.4—17.6

2

解得mn=939.6MeV/c,选项B正确；

C.太阳每秒放出的能量E=Pt=4xl（）26j

F4x1026

损失的质量=*=----77-kg«4.4xl09kg

c29xio16

选项C正确；

4x[026

D.因为E=4X1（）26J=----------eV=2.5xlO45eV=2.5x1039MeV

1.6x10”

则太阳每秒因为辐射损失的质量为=4=2.5xlO39MeV/c2

c

选项D错误。

故选BCo

24.（2020•浙江•高考真题）（多选）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()

H£/eV

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

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

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/射线

B.氢原子从〃=3的能级向"=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

【考点】氢原子能级图

【答案】CD

【详析】A.7射线为重核衰变或裂变时才会放出，氢原子跃迁无法辐射7射线，故A错误；

B.氢原子从〃=3的能级向"=2的能级辐射光子的能量：E=-1.51eV-(-3.40eV)=1.89eV

在可见光范围之内，故B错误；

C.氢原子在〃=3能级吸收1.51eV的光子能量就可以电离，紫外线的最小频率大于L51eV,可以使处于

九=3能级的氢原子电离，故C正确；

D.氢原子从〃=4能级跃迁至"=2能级辐射光子的能量：E'=-O.85eV-(-3.40eV)=2.55eV

在可见光范围之内；同理，从〃=3的能级向〃=2的能级辐射光子的能量也在可见光范围之内，所以大量

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，故D正确。

故选CD.

1年模拟•精选模考题

考点01近代物理

1.(2024•浙江•一模)下列四幅图中的实验现象能说明光具有粒子性的是()

A.照射彳5光电效应B.

［薄膜干涉

0,外线)1

【考点】薄膜干涉现象和原理单缝衍射和小孔衍射图样偏振现象及其解释光电效应现象及

其解释

【答案】A

【详析】A.光电效应说明光具有粒子性，A正确；

BCD.光的干涉、衍射和偏振都是波的特性，说明光具有波动性，BCD均错误。

故选A。

2.（2024•浙江嘉兴•二模）如图所示的射线测厚仪采用放射性元素2Tc作为放射源，其发生B衰变的半衰期

为6h。则该测厚仪（）

放大器

厚度控制装置

塑料板

或金属板

射性

放

位素

同

A.■Tc衰变产物为胃Nb

B.%Tc衰变的原因是弱相互作用

c.用于监测与控制钢板厚度的最佳选择是B射线

D.20g放射源工Tc经12h后剩余物质的质量为5g

【考点】B衰变的特点、本质及其方程的写法半衰期的概念a和8、丫三种射线的性质

【答案】B

【详析】A.0衰变放出的粒子是电子一；e,根据质量数和电荷数守恒可知，黑Tc衰变产物为胃Ru,故A

错误；

B.发生0衰变的原因是弱相互作用，故B正确；

C.用于监测与控制钢板厚度的最佳选择是Y射线，故C错误；

D.20g放射源工Tc经12h后剩余5g的北Tc未发生衰变，但剩余物质的质量大于5g,故D错误。

故选Bo

3.（2024•浙江金华•三模）2024年4月5日全国首批"港澳药械通”进口心脏起搏器在穗通关，这批心脏起搏

器使用"旅电池”供电，笳电池能将旅核衰变产生的核能转化为电能，旅核方程为;H-»；He+X+AE,已

知危核发生衰变的半衰期为12.5年，当电池中瓶的含量低于初始值的25%时便无法正常工作。下列说法

正确的是（）

A.X粒子是来自原子的内层电子

B.起搏器所处环境的湿度、温度可以改变笳的半衰期

C.汨的比结合能比汨的比结合能小

D.这种核能电池的寿命大约是35年

【考点】8衰变的特点、本质及其方程的写法半衰期的概念半衰期相关的计算分析原子核

的结合能与比结合能

【答案】C

【详析】A.根据质量数和核电荷数守恒可知，X粒子为电子，即旅核发生。衰变，其中电子由原子核

内一个中子转化为一个质子和一个电子而来，故A错误；

B.放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度、压强等因素无关，故B错误；

C.氤核发生B衰变的过程中释放能量，根据质能方程可知，总质量减小，产生的新核的比结合能比瓶核

大，故C正确；

D.电池中氤的含量等于初始值的25%时，即剩余的旅核为原来的四分之一，根据加=（g）2%

可知经过了两个半衰期，即/=27=2x12.5年=25年

故D错误。

故选C。

4.（2024•浙江•二模）氢原子光谱按波长展开的谱线如图甲所示，此谱线满足巴耳末公式:

“=3,4,5,6,7...,图乙为氢原子能级图。普朗克常量约为6.63X103J.S,则（）

E/eV

0

-0.54

410.29-0.85

397.12434.17486.27656.47X/nm-1.51

A.垂直入射到同一单缝衍射装置，”尸光的衍射中央亮条纹宽度小于

B.氢原子从"=3跃迁到“=2能级时会辐射出Y射线

C.氢原子从n=5跃迁到〃=2与"=4跃迁到“=2产生光子的动量之比为2860255

D.在同一光电效应装置中，与光照射产生的光电子初动能都大于光照射产生的光电子

【考点】爱因斯坦光电效应方程基态、激发态、跃迁、电离

【答案】C

【详析】A.由图甲可知，“尸的波长大于垂直入射到同一单缝衍射装置，”尸光的衍射中央亮条

纹宽度大于A错误；

B.氢原子从"=3跃迁到〃=2能级辐射出光的波长由配二月-刍，v=~7

/t

求得2=434.17nm

氢原子从〃=3跃迁到〃=2能级时会辐射出与光，不会辐射出v射线，B错误；

hchv

c.根据P=?及彳=£可得。=竺

XVC

C正确;

D.在同一光电效应装置中，居,光的能量大于H“光，照射产生的光电子最大初动能大于光照射产生

的光电子的最大初动能,而不是光照射产生的光电子初动能都大于H