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2026届人教版高考物理第一轮复习：近代物理综合基础练习1
一、单选题（本大题共6小题）
1．关于近代物理知识，下列描述正确的是（　　）
A．爱因斯坦首次提出能量子假说，成功解释了黑体辐射的实验规律
B．已知氡的半衰期是3.8天，则40个氡原子核经过7.6天还剩下10个氡原子核
C．一个处于n=3能级状态的氢原子自发跃迁时，能发出3种不同频率的光子
D．汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定阴极射线是电子流，并求出了其比荷
2．关于几位物理学家对光、原子的研究成果，下列说法正确的是（ ）
A．卢瑟福通过对一系列阴极射线实验研究发现了电子
B．爱因斯坦建立了光电效应理论，成功解释了光电效应现象
C．汤姆孙通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
D．玻尔理论成功解释了所有原子光谱的实验规律
3．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个γ光子.已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c.下列说法正确的是 (　　)
A．核反应方程是HnH+γ
B．聚变反应中的质量亏损Δm=m3-m1-m2
C．辐射出的γ光子的能量E=(m1+m2-m3)c2
D．γ光子的波长λ=
4．以下关于原子和原子核的认识，正确的是（　　）
A．汤姆逊研究阴极射线时发现电子，说明原子具有复杂结构
B．卢瑟福的α粒子散射实验发现了质子
C．原子核每发生一次β衰变，原子核内就失去一个电子
D．原子核的比结合能越大，平均核子质量就越大
5．近年来，我国在新能源汽车领域取得了巨大的突破和发展。目前，核能汽车处于试验阶段，车上主要搭载了核动力电池，利用原子核衰变释放的核能转化为电池的电能。某种核动力电池利用了器的衰变，衰变方程为，下列说法正确的是（　　）
A．X为粒子 B．该反应的发生需要吸收能量
C．的结合能大于的结合能 D．的原子核比例的原子核更加稳定
6．如图为光电管的示意图。若用波长为4×10-7 m的单色光照射该光电管时,两板间可产生的最大电压为1.7 V。取hc=1.25×10-6 eV·m,则下列判断正确的是 (　　)
A．该光电管K极的逸出功约为1.43 eV
B．逸出光电子的最大初动能约为1.25 eV
C．仅改变该单色光的强度,两板间的电压可能大于1.7 V
D．若改用波长更长的单色光照射,两板间的电压可能大于1.7 V
二、多选题（本大题共4小题）
7．用如图甲所示的装置研究光电效应现象，闭合开关S，用频率为的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率的关系图像，图线与横轴的交点坐标为，与纵轴的交点坐标为，下列说法中正确的是（　　）
A．普朗克常量为
B．断开开关S后，电流表G的示数为零
C．仅增加入射光的强度，光电子的最大初动能将不变
D．保持入射光强度不变，仅提高入射光频率，电流表G的示数将减小
8．核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天,会释放β射线;铯137是铯133的同位素,半衰期约为30年,发生衰变时会辐射γ射线,下列说法不正确的是 (　　)
A．碘131释放的β射线由氦核组成,β衰变的核反应方程是IXe+e
B．碘131释放的β射线是电子流,β衰变的核反应方程是Xe+e
C．与铯137相比,碘131衰变更慢,且铯133和铯137含有相同的质子数
D．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
9．太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作是4个氢核（H）结合成1个氦核同时放出2个正电子。下表中列出了部分粒子的质量（取1u=×10－26kg）。
粒子名称 质子（p） α粒子 正电子（e） 中子（n）
质量/u 1.0073 4.0015 0.00055 1.0087
以下说法正确的是（　　）
A．核反应方程为4H→He＋2e
B．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.0266kg
C．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为4.43×10－29kg
D．聚变反应过程中释放的能量约为4.0×10－12J
10．如图为某款条形码扫描笔的工作原理图，发光二极管发出的光频率为。将扫描笔笔口打开，在条形码上匀速移动，遇到黑色线条光几乎全部被吸收；遇到白色线条光被大量反射到光电管中的金属表面（截止频率），产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电信号。下列说法正确的是（　　）
A．扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔
B．频率为的光照到光电管的金属表面立即产生光电子
C．若频率为的光子能量为8 eV，则一群氢原子从能级跃迁到能级过程中发出的光，有4种光可以识别条形码
D．若部分光线被遮挡，光电子飞出阴极时的最大初动能不变，但光电流减小
三、非选择题（本大题共5小题）
11．一涵同学用金属铷作为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。已知普朗克常量。
（1）一涵同学给光电管加上正向电压，在光照条件不变时（入射光的频率大于金属铷的截止频率），一涵同学将滑片P从最左端向右慢慢滑动过程中，电流表的读数变化情况是________。
（2）实验中测得铷的遏止电压与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，逸出功_________J，如果实验中入射光的频率，则产生的光电子的最大初动能________J（结果保留3位有效数字）。
12．（12分）某点光源以功率P向外均匀辐射某频率的光子，点光源正对图中的光电管窗口，窗口的有效接收面积为S，每个光子照射到阴极K都能激发出一个光电子。已知闭合开关时电压表示数为U，阴极K的逸出功为W0，光速为c，电子电荷量为e，光子能量为E，光电管每秒接收到N个光子。求：
（1）光子的动量大小p和光电子到达阳极A时的最大动能Ekm；
（2）微安表的最大电流强度I和光电管窗口距点光源的距离R。

13．人眼对绿光最为敏感，如果每秒有个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以的功率均匀地向各个方向发射波长为的绿光，假设瞳孔在暗处的直径为，不计空气对光的吸收，普朗克常量为，光在真空中传播速度为，求：
（1）能引起视觉的最低能量；
（2）眼睛最远在多大距离能够看到这个光源？
14．2021年7月7日消息，6月份全国用电量同比增长10%左右。LED灯的优势为节能、长寿、安全等，10瓦的LED灯，有30%的能量转化为可见光。设所发射的可见光的平均频率为5.17×1014Hz，那么该LED灯每秒钟辐射的光子数为多少？（已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s）
15．如图甲所示是研究光电效应现象的实验电路，在某次光电效应实验中，得到的遏止电压与入射光频率的关系如图乙所示（图中所给坐标值均为已知量），已知电子的电荷量为e，求：
（1）普朗克常量和该金属的逸出功；
（2）若某次实验，电流表的示数不为零，电压表示数为，入射光的频率为，求光电子到达A板处的最大动能。
参考答案
1．【答案】D
【详解】
A．普朗克借助于能量子假说，完美的解释了黑体辐射规律，破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误；
B．半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故B错误；
C．一个处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，最多只能发出2种频率的光，分别为n=3跃迁到n=2，n=2跃迁到n=1，故C错误；
D．汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，故D正确。
故选D。
2．【答案】B
【详解】A．汤姆生通过对阴极射线的实验研究，发现了电子，A错误；
B．爱因斯坦建立了光电效应理论，成功解释了光电效应现象，B正确；
C．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，C正确；
D．玻尔提出的氢原子模型，能够成功解释氢原子的光谱形成原因，解释了所有原子光谱的实验规律，D错误。选B。
3．【答案】C
【解析】该核反应方程质量数不守恒,故A错误;该聚变反应中的质量亏损为Δm=m1+m2-m3,故B错误;聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出,则辐射出的γ光子的能量为E=(m1+m2-m3)c2,故C正确;γ光子的波长为λ===c×=,故D错误.
4．【答案】A
【详解】汤姆逊发现电子，揭示了原子内部具有复杂结构，A正确；卢瑟福用人工核反应的方法分别发现了质子，B错误；β衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，C错误；根据比结合能的概念可知，原子核的比结合能越大，则在核子结合为原子核的过程中平均每个核子亏损的质量越多，所以平均每个核子的质量越小，D错误。
5．【答案】C
【详解】A．由衰变过程电荷数守恒和质量数守恒可知，X为粒子，A错误；
B．衰变过程中有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知该过程会放出能量，B错误；
C．根据自然组成原子核的核子越多，它的结合能就越高，因此的核结合能大于的核结合能，C正确；
D．原子的比结合能越大，越稳定，的原子核比例的原子核更加稳定，D错误。选C。
6．【答案】A
【解析】根据Ek=hν-W0=eU,可知该光电管K极的逸出功为W0=hν-eU=-eU≈1.43 eV,A正确;逸出光电子的最大初动能Ek=eU=1.7 eV,B错误;仅改变该单色光的强度时,逸出光电子的最大初动能不变,极板间的电压不变,C错误;若改用波长更长的光照射,光的频率变小,光子能量变小,逸出功不变,光电子的最大初动能变小,两极板间的最大电压变小,D错误。
7．【答案】CD
【详解】
A．根据
得，纵轴截距的绝对值等于光电管中金属的逸出功，当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为
那么普朗克常量为
选项A错误；
B．开关断开后，光电效应仍能发生，光电流流过电流表，因此电流表的示数不为零，选项B错误；
C．根据光电效应方程可知，光电子最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，选项C正确；
D．若保持入射光强度不变，仅提高入射光频率，则光子数目减少，那么金属在单位时间内逸出的光电子数目减少，电流表的示数变小，选项D正确。
故选CD。
8．【答案】ACD
【解析】碘131释放的β射线是电子流,根据核反应电荷数和质量数守恒可得衰变方程为IXe+e,选项A错误,B正确;碘131的半衰期约为8天,铯137是铯133的同位素,半衰期约为30年,所以碘131衰变更快,选项C错误;γ射线是能量很高的电磁波,γ光子能量大于可见光光子能量,选项D错误.本题选择错误的,故选A、C、D.
9．【答案】ACD
【详解】A．由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得4H→He＋2e，A正确；
BC．反应中的质量亏损为Δm=4mp－mα－2me=(4×1.0073－4.0015－2×0.00055)u=0.0266u=4.43×10－29kg，C正确，B错误；
D．由质能方程得ΔE=Δmc2=4.43×10－29×(3×108)2J≈4×10－12J，D正确。选ACD。
10．【答案】ABD
【详解】A．由题意，可知扫描笔在条形码上移动的速度越快，相邻脉冲电信号的时间间隔就越短，所以扫描笔在条形码上移动的速度会影响相邻脉冲电信号的时间间隔，A正确；
B．只要入射光的频率大于光电管的金属的极限频率，入射光照射该金属时，金属表面瞬间就会有光电子产生，B正确；
C．若频率为的光子能量为8 eV，则一群氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级过程中发出的光，可以识别条形码的光子的能量至少要大于6.4 eV。根据氢原子从高能级向低能级跃迁时释放光子的能量，结合能级图，可知满足该条件的光子为4→1，3→1，2→1共3种光可以识别该条形码，C错误；
D．根据光电效应规律可知，若部分光线被遮挡，入射光的频率不变，光强度减弱，则光电子飞出阴极时的最大初动能不变，但光电流减弱，D正确。选ABD。
11．【答案】 电流表读数先增加，达到一定值后保持不变 3.41×10-19J/3.40×10-19J 1.23×10-19J/1.24×10-19J/1.25×10-19J
【详解】（1）[1]电子从金属板上射出后被电场加速并向A板偏转，随滑动变阻器的滑片向右滑动，电场增强，射向A板的光电子越多，电流增加，但当电流达到一定值，即饱和电流后不再增加。
（2）[2]由光电效应方程
①
②
③
因此当遏制电压UC为零时，即为零，根据图像可知，铷的截止频率，根据②式可得出该金属的逸出功大小
W0=6.63×10-34×5.15×1014=3.41×10-19J
[3]如果实验中入射光的频率，则产生的光电子的最大初动能根据①式有
12．【答案】（1），E－W0＋eU；（2）Ne，
【详解】（1）每个光子的能量
，
每个光子的动量为
，
光电子从K逸出时的最大初动能
Ek= E－W0，
光电子到达A时的最大动能
Ekm= Ek＋eU = E－W0＋eU。
（2）通过微安表的电流强度
，
设t秒发射总光子数为n，则
，
t秒辐射光子的总能量
，
太阳辐射高频光子的功率
，
光电管距太阳的距离
。
13．【答案】（1）；（2）
【详解】（1）绿光的频率为，能引起视觉的最低能量为
（2）根据能量守恒有，解得眼睛能够看到这个光源最远距离为
14．【答案】8.75×1018个
【详解】
解：频率为的光子能量为，设LED灯每秒内发出的光子数为n，LED灯电功率为P，则
式中=30%是LED灯的发光效率，联立得
代入题给数据得
n=8.75×1018（个）
15．【答案】（1），；（2）
【详解】
（1）根据爱因斯坦光电效应方程有
①
由动能定理有
②
联立①②得
③
结合题图乙中可得
④
⑤
联立④⑤解得
⑥
⑦
（2）光电子的最大初动能为
⑧
由动能定理有
⑨
联立⑥⑦⑧⑨解得
⑩
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一、单选题（本大题共6小题）
1．下列说法正确的是（　　）
A．牛顿第一定律也称惯性定律，一切物体都有惯性，惯性的大小与物体的质量和速度有关
B．由C=可知，电容器的电容由Q和U共同决定
C．在轻核聚变（）过程中，因为质量数和核电荷数守恒，故没有质量亏损
D．卢瑟福依据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型
2．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
3．下列说法正确的是（ ）
A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将会缩短
B．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时所产生的
C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强
D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过10次α衰变和6次β衰变
4．氘核H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式H→He+H+n+43.15 MeV表示.海水中富含氘，已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J，1 MeV=1.6×10-13 J，则M约为 (　　)
A．40 kg B．100 kg
C．400 kg D．1 000 kg
5．图甲为氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝3能级，用它们向低能级跃迁时发出的不同频率的光分别照射光电管的阴极K，只能测得两条光电流I随光电管两端电压U变化的关系图线，分别如图乙中的a、b图线所示，电子的电荷量大小为e，则用a光照射时，单位时间内通过光电管电子个数的最大值nm和阴极K的逸出功W分别为
甲 乙
A． E3＋E1－eUb B． E3＋E1＋eUb
C． E3－E1－eUb D． E3－E1＋eUb
6．已知太阳光垂直射到地球表面上时，地球表面的单位面积上单位时间接收到的太阳光的能量为。假如认为太阳光为单一频率的光，且波长为，光速为，普朗克常量为。由于地球离太阳很远，所以照射到地球表面的太阳光可近似看成平行光。现有一个半径为的薄壁球壳，球心为，倒扣在地面上，太阳光垂直于地面入射到半球面上，如图甲所示。图乙为平放在地面上的半径同为的圆盘。由于太阳光的作用，会使薄壁球壳或圆盘受到一个向下的压力。为研究该压力，小杨同学在半球面上取一条很窄的环带状球面是一个以为圆心的圆的直径，是以正上方离很近的（图中未画出）为圆心的圆的直径，。由于很短，整个环带状球面可看成与水平方向成角的斜面。设该环带状球面的面积为，其在地面上的投影记为。则下列说法中正确的是（ ）
A．光子动量的变化量大小
B．单位时间打到半球面上的光子数
C．假设所有照射到球面上的太阳光均被反射，反射前后频率不变，且反射方向遵循光的反射定律，则面上所受压力大小为
D．假设太阳光均直接穿过球面照射到上再被反射，反射前后频率不变，且反射方向遵循光的反射定律，则面上所受压力大小为
二、多选题（本大题共4小题）
7．下列有关黑体辐射和光电效应的说法中正确的是（ ）
A．在黑体辐射中,随着温度的升高,各种频率的辐射强度都增加,辐射强度极大值向频率较低的方向移动
B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说
C．用一束绿光照射某金属,能产生光电效应,现把这束绿光遮住一半,仍然可发生光电效应
D．在光电效应现象中,入射光的强度越大,光电子的最大初动能越大
8．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）
A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的
B．光电效应实验说明了光具有粒子性
C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性
D．极少数粒子发生大角度偏转，说明原子的质量和正电荷绝大部分集中在很小空间
9．氢原子能级图的一部分如图所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a、b、c三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，则（　　）
A．λb=λa＋λc B． =＋ C．λb=λaλc D．Eb=Ea＋Ec
10．中国自主三代核电“华龙一号”示范工程第2台机组——中核集团福清核电6号机组2022年3月25日投入商业运行,至此“华龙一号”示范工程全面建成投运.“华龙一号”在安全、技术和经济指标上已经达到或超过了国际三代核电用户需求.“华龙一号”利用了重核的裂变,一个重要的核反应方程是UnBa+Kr+n,各个核和中子的质量如下U的质量为235.043 9 uBa的质量为140.913 9 u,Kr的质量为91.897 6 un的质量为1.008 7 u,1 u的质量对应的能量为931.5 MeV,1 kg标准煤完全燃烧产生的热量约为2.9×107 J,则下列说法正确的是 (　　)
A．利用速度很大的快中子容易轰击到铀235
B．裂变反应堆中,镉棒的作用是吸收中子,控制反应速度
C．要使链式反应发生,裂变物质的体积要大于它的临界体积
D．1 kg铀全部裂变所放出的能量约为2.83×106 kg标准煤完全燃烧时放出的热量
三、非选择题（本大题共5小题）
11．如图所示，这是工业生产中大部分光电控制设备用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放电器、电磁继电器等几部分组成。其原理是：当光照射光电管时电路中产生光电流，经放大器放大的电流产生的磁场使铁芯M被磁化，将衔铁N吸住。当光照消失时，电路中电流消失，衔铁N自动离开M。
(1)示意图中，为了尽可能增大光电流，a端应是电源的极 （填“正”或“负”）。
(2)当用绿光照射光电管阴极K时，可以发生光电效应，则下列说法正确的是______。
A．增大绿光照射强度，光电子最大初动能增大
B．增大绿光照射强度，电路中光电流增大
C．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能不变
D．仅改用同等强度的紫光照射，光电子的最大初动能变大
(3)已知用光照强度为的a光和光照强度为的b光照射该光电管，分别产生的光电流I随电源电压U的关系如图中曲线所示（其中电源按（1）问连接时电压为正），且在电源电压和入射光频率确定时，光电流与光照强度成正比。则a光的频率b光的频率 （填“大于”“小于”“等于”或“无法比较”）。
12．如图甲所示，验电器与锌板相连，在处用一紫外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角。使验电器指针回到零，再用黄光灯照射锌板，验电器指针无偏转。
　　　　　图甲
(1)改用强度更大的黄光灯照射锌板，可观察到验电器指针 （选填“有”或“无”）偏转。
(2)为进一步研究光电效应的规律，某探究小组设计了如图乙所示的电路，用强蓝光、弱蓝光、强紫光、弱紫光分别照射同一个光电管做实验，得到四条光电流与电压的关系曲线，如图丙所示，其中有一条曲线在图中未画出，则未画出的曲线与棤轴的交点位于 (选填“”或“”)处；图中曲线2对应的入射光为 （选填“强蓝光”“弱蓝光”“强紫光”或“弱紫光”)。
　　　
　　　　　图乙　　　　　　　　　　　　图丙
(3)若已知实验(2)中所用紫光的频率为，对应的遏止电压为，普朗克常量为，电子电荷量大小为，则乙图中光电管的逸出功为 。(用表示)
13．(18分)[辽宁沈阳一二○中学2022高二下月考]　92232U发生α衰变时，其衰变方程为　92232U→　90228Th＋24He＋5.5 MeV，光在真空中的传播速度为c＝3×108 m/s，e＝1.6×10－19 C，求：
(1)一次衰变过程中亏损的质量(保留两位有效数字)；
(2)若静止的铀核　92232U处在匀强磁场中，释放的α粒子和产生的钍核均能在磁场中做匀速圆周运动，则α粒子和钍核在磁场中做匀速圆周运动的半径之比；
(3)若　92232U开始处于静止状态，衰变过程释放的核能全部转化为α粒子和钍核的动能，则放出的α粒子的动能是多少(单位用MeV表示，保留两位有效数字)．
14．【科学推理，科学态度与责任】太阳能资源，不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，而且也包括所有矿物燃料能、水能、风能等间接的太阳能资源，严格地说，除了地热能、潮汐能和原子核能以外，地球上所有其他能源全部来自太阳能，太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这种核反应释放出的能量就是太阳的能源．
(1)写出核反应方程；
(2)若mH＝1.007 3 u，mHe＝4.002 6 u，me＝0.000 55 u，则该反应中的质量亏损是多少？
(3)如果1 u相当于931.5 MeV的能量，则该反应中释放的能量是多少？
(4)由于核反应中的质量亏损，太阳的质量缓慢减小，与现在相比，在很久很久以前，地球公转的周期是“较长”还是“较短”，并说明理由(假设地球公转半径不变)．
15．(16分)天文学家测得银河系中氦的含量约为25%，有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两种：一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部轻核聚变反应生成的．
(1)把轻核聚变反应简化为4个氢核(H)聚变成氦核(He)，同时放出两个正电子(e)和两个中微子(ν)，请写出轻核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．
(2)研究表明，银河系的年龄约为t＝3.8×1017 s，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037 J(即P＝1×1037 J/s)，现假定该能量全部来自上述轻核聚变反应，试估算银河系中氦的质量(最后结果保留一位有效数字)．
(3)根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径做出判断．
[可能用到的数据：银河系质量为M＝3×1041 kg，原子质量1 u＝1.66×10－27 kg，1 u相当于1.5×10－10 J的能量，电子质量me＝0.000 5 u，氦核质量mα＝4.002 6 u，氢核质量mH＝1.007 8 u，中微子(ν)质量为零．]
参考答案
1．【答案】D
【详解】
A.惯性是物体的固有属性，一切物体在任何情况下都有惯性，惯性的大小只与物体的质量有关，与其它因素无关，故A错误．
B.公式C=是电容的定义式，电容器的电容C与电荷量Q和电压U无关，故B错误．
C.在轻核聚变（）过程中，质量数和核电荷数守恒，但质量不守恒，存在质量亏损，故C错误．
D.卢瑟福依据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构，故D正确．
2．【答案】D
【详解】
选项 分析 正误
A 放射性元素经过一段时间后剩下的质量m剩＝m原，其中t为经过的时间，τ为该元素的半衰期，经过两个完整的半衰期后，m剩＝m原 ×
B 原子核衰变时电荷数和质量数都守恒 ×
C 放射性元素的半衰期是由原子核内部自身因素决定的，不会受到压力、温度或浓度的影响 ×
D 过量放射性辐射对人体组织有较强的破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害 √
【易错警示】本题容易认为改变压力、温度或浓度，会影响放射性元素的半衰期，错选C。
3．【答案】C
【详解】
【详解】
A．半衰期是由放射性元素原子核的内部因素所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关，故A错误；
B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，方程为，故B错误；
C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故C正确；
D．的质子数为92，中子数为146，的质子数为82，中子数为124，因而铅核比铀核少10个质子，22个中子。注意到一次α衰变质量数减少4，故α衰变的次数为
x=次=8次
再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数y应满足
2x-y+82=92
y=2x-10=6次
故D错误。
故选C。
4．【答案】C
【思路导引】解答本题的关键是清楚核反应释放能量与标准煤完全燃烧时释放的热量相等，在进行计算时注意数量级.
【解析】由题意知，1 kg海水中全部氘核发生聚变反应所释放的能量约为×43.15×1.6×10-13 J≈1.151×1010 J，其与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等，则标准煤的质量M= kg≈400 kg，故C正确.
【一题多解】本题为估算题，所以只需要保留到整数位即可.一个氘核发生聚变释放能量大约7 MeV，1 kg海水中氘核大约释放7×1022 MeV能量，约为1×1010 J，则标准煤的质量约为400 kg.
5．【答案】C
【解析】设时间t内通过光电管电子个数的最大值为N，则Ia＝，且nm＝，解得nm＝，由题图乙可知b光的遏止电压大，则b光的频率大，所以b光为氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的，当用b光照射光电管的阴极K时，根据爱因斯坦光电效应方程得eUb＝hνb－W，其中 hνb＝E3－E1，解得W＝E3－E1－eUb，C正确。
6．【答案】D
【详解】A．若光被反射，反射前后频率不变，则，方向垂直于S1面，如图所示
A错误；
B．单位时间打到半球面上的光子数，B错误；
C．在时间内，射到S1面上的光子数为，光子被全部反射，根据动量定理，光子受到的力大小为F10，则，得，根据牛顿第三定律，S1面受到的力大小为，C错误；
D．在时间内，射到S2面上的光子数为，太阳光直接穿过球面照射到S2上再被S2反射，反射前后频率不变，根据动量定理，光子受到的力大小为，，得，由于，得，根据牛顿第三定律，S2面受到的力大小为，D正确。选D。
7．【答案】BC
【详解】
A：在黑体辐射中，随着温度的升高，各种频率的辐射强度都增加，辐射强度极大值向频率较高的方向移动．故A项错误．
B：普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，故B项正确．
C：用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光遮住一半，光的频率不变，仍然大于极限频率，可发生光电效应．故C项正确．
D：在光电效应现象中，光电子的最大初动能，与光强无关．故D项错误．
8．【答案】BCD
【详解】
A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是量子化的，只能是某些特定值，选项A错误；
B．光电效应实验说明了光具有粒子性，选项B正确；
C．衍射是波的特性，电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性，选项C正确；
D．极少数粒子发生大角度偏转，说明原子的质量和正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，选项D正确。
故选BCD。
9．【答案】BD
【详解】
D．Ea=E3 E2，Eb=E3 E1，Ec=E2 E1，所以Eb=Ea+Ec，D正确;
ABC．由得，，，取倒数后得到，B正确AC错误。
故选BD。
10．【答案】BCD
【解析】速度很大的快中子不容易被铀235俘获,所以需要慢中子轰击铀核才容易发生裂变反应,故A错误;裂变反应堆中,中子的数量是控制反应速度的关键,故利用镉棒吸收中子,控制反应速度,故B正确;要使链式反应发生,裂变物质的体积要大于它的临界体积,故C正确;铀核裂变的核反应方程是UnBaKr+n,则质量亏损为Δm=(mU+mn)-(mBa+mKr+3mn)=(235.043 9+1.008 7)u-(140.913 9+91.897 6+3×1.008 7)u=0.215 u,释放的核能为ΔE=Δmc2=0.215×931.5 MeV≈200 MeV,已知235 g铀有6.02×1023个铀核,那么1 kg铀内铀核的个数为N=×6.02×1023≈2.56×1024,由此可知1 kg铀全部裂变释放的能量为E=N·ΔE=2.56×1024×200 MeV=5.12×1032 eV≈8.2×1013 J,则相当于完全燃烧标准煤的质量为M= kg≈2.83×106 kg,故D正确.
11．【答案】(1)正，(2)BD，(3)小于
【详解】（1）为了能够吸收更多的光电子，阳极A应该带正电，即a端应是电源的正极。
（2）A．根据光电效应方程：，光电子最大初动能和光的强度无关，A错误；
B．在入射光的频率不变的情况下，入射光的强度越大，光子数越多，能够打出的光电子就越多，形成的光电流越大，B正确；
CD．由光电效应方程：，入射光的频率越大，光电子最大初动能越大，C错误，D正确。选BD。
（3）I-U图像在横坐标的截距为截止电压，由，可知，入射光的频率越大，截止电压越大，由I-U图像可知，a光的频率小于b光的频率。
12．【答案】(1)无 (2) 弱蓝光 (3)
【解析】(1)用黄光照射锌板，验电器指针无偏转，说明黄光不能使锌板产生光电效应，增大光强也不能使锌板产生光电效应，验电器指针无偏转。
(2)入射光频率越大，遏止电压越大，所以曲线1、2对应同一种入射光，且该光的频率小于曲线3对应入射光的频率，则曲线1、2对应入射光为蓝光，曲线3与未画出曲线对应入射光为紫光，则未画出的曲线与横轴的交点位于处。而同种频率的入射光越强，饱和光电流越大，所以曲线2对应的入射光为弱蓝光。
(3)根据光电效应方程可知，根据动能定理有，则乙图中光电管的逸出功。
13．【答案】(1)9.8×10－30kg；　(2)45∶1；　(3)5.4 MeV
【解析】(1)由衰变方程可知，一次衰变释放的核能ΔE＝5.5 MeV＝8.8×10－13J，
由质能方程可知ΔE＝Δmc2，
解得Δm＝9.8×10－30kg.
(2)由牛顿第二定律可得qvB＝m，
解得r＝，
根据动量守恒定律可得α粒子和钍核的动量大小关系为mαvα＝mThvTh，
联立解得＝＝.
(3)释放的核能ΔE＝5.5 MeV，根据动量守恒定律可知，α粒子和钍核动量等大反向，根据Ek＝，
可知＝＝＝57，Ekα＋EkTh＝5.5 MeV，
解得Ekα≈5.4 MeV.
14．【答案】(1)411H→24He＋210e；　(2)0.025 5 u；　(3)23.753 25 MeV；
(4)见解析
【解析】(1)核反应方程为411H→24He＋210e.
(2)核反应的质量亏损为
Δm＝4mH－mHe－2me＝4×1.007 3 u－4.002 6 u－2×0.000 55 u＝0.025 5 u.
(3)该核反应释放的能量为
ΔE＝0.025 5×931.5 MeV＝23.753 25 MeV.
(4)在很久很久以前，太阳的质量比现在的大，太阳和地球间的万有引力比现在的大，由F＝＝mR，解得T＝2π，可知很久很久以前，地球公转的周期较短．
15．【答案】(1)4→＋2＋2ν；　4.14×10－12 J；　(2)6×1039 kg；
(3)氦主要是宇宙诞生后3分钟左右生成的
【解析】(1)由质量数守恒与电荷数守恒可知，
核反应方程为4→＋2＋2ν，
核反应中的质量亏损Δm＝4mH－mα－2me，
释放出的核能ΔE＝Δmc2＝4.14×10－12 J.
(2)核反应产生的氦的质量m＝×mα≈6×1039 kg.
(3)氦的含量k＝≈＝2%；
由估算结果可知，k≈2%远小于25%的实际值，
所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后3分钟左右生成的．
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第 page number 页，共 number of pages 页2026届人教版高考物理第一轮复习：近代物理综合基础练习3
一、单选题（本大题共6小题）
1．目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子,氢原子第n能级的能量为En=,其中E1=-13.6 eV,如图是按能量排列的电磁波谱,要使n=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 (　　)
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
2．已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,电子的质量为9.11×10-31 kg.一个电子和一滴直径约为 4 μm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．10-8 B．106 C．108 D．1016
3．若原子的某内层电子被电离形成空位,其他层的电子跃迁到该空位上时,会将多余的能量以电磁辐射的形式释放出来,此电磁辐射就是原子的特征X射线,内层空位的产生有多种机制,其中的一种称为内转换,即原子中处于激发态的核跃迁回基态时,将跃迁时释放的能量交给某一内层电子,使此内层电子电离而形成空位(被电离的电子称为内转换电子).214Po的原子核从某一激发态回到基态时,可将能量E0=1.416 MeV交给内层电子(如K、L、M层电子,K、L、M标记原子中最靠近核的三个电子层)使其电离.实验测得从214Po原子的K、L、M层电离出的电子的动能分别为EK=1.323 MeV、EL=1.399 MeV、EM=1.412 MeV,则可能发射的特征X射线的能量为 (　　)
A．0.004 MeV B．0.017 MeV
C．0.076 MeV D．0.093 MeV
4．图所示四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）
A．图甲：爱因斯坦通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
5．量子技术是当前物理学应用研究的热点,下列关于量子论的说法正确的是(　　)
A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B．光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出
C．康普顿研究石墨对X射线散射时,发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D．德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性
6．氘核（H）和氚核（H）的核反应方程如下： ，设氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，中子的质量为m4，则核反应过程中释放的能量为（　　）
A．（m1+m2﹣m3）c2 B．（m1+m2﹣m4）c2
C．（m1+m2﹣m3﹣m4）c2 D．（m3+m4﹣m1﹣m2）c2
二、多选题（本大题共4小题）
7．(多选)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是(　　)
A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B．查德威克用α粒子轰击获得反冲核 ，发现了中子
C．贝可勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
8．(多选)秦山核电站生产的核反应方程为＋→＋X，其产物的衰变方程为→＋.下列说法正确的是(　　)
A．X是
B．可以用作示踪原子
C．来自原子核外
D．经过一个半衰期，10个将剩下5个
9．已知金属钙的逸出功为，氢原子的能级图如图所示。一群氢原子处于能级状态，则（　　）
A．氢原子可能辐射6种频率的光子
B．氢原子可能辐射5种频率的光子
C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
D．有4种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
10．中国自主三代核电“华龙一号”示范工程第2台机组——中核集团福清核电6号机组2022年3月25日投入商业运行，至此“华龙一号”示范工程全面建成投运．“华龙一号”在安全、技术和经济指标上已经达到或超过了国际三代核电用户需求．“华龙一号”利用了重核的裂变，一个重要的核反应方程是　＋→　＋＋3，各个核和中子的质量如下：　的质量为235.043 9 u，的质量为140.913 9 u，的质量为91.897 6 u，01n的质量为1.008 7 u，1 u的质量对应的能量为931.5 MeV，1 kg标准煤完全燃烧产生的热量约为2.9×107 J，则下列说法正确的是(　　)
A．利用速度很大的快中子容易轰击到铀235
B．裂变反应堆中，镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度
C．要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积
D．1 kg铀全部裂变所放出的能量约为2.83×106 kg标准煤完全燃烧时放出的热量
三、非选择题（本大题共5小题）
11．如图所示是对光电效应产生的光电子进行比荷测定的简要原理图，两块平行金属板相距很近，板间距为 d，放在真空中，其中 N 为锌板，受紫外线照射后将激发出沿不同方向的光电子，光电子打在 M 板上形成电流，引起微安表指针偏转，若将变阻器 R的滑动触头向上移动，则伏特表读数将变 ，（填“变大”， “变小”或“不变”）灵敏电流表的读数将变 ，（填“变大”， “变小”或“不变”）当电压表读数为 U 时，电流恰好为零；如果断开开关，而在 MN 之间加一垂直纸面磁感应强度为 B 的匀强磁场，也能使光电流恰好为零，那么光电子的比荷为： 。
12．（8分）二十世纪初期物理学家对于光电效应有许多不同的解释，密立根通过实验证实爱因斯坦的光量子理论，从而奠定了现代光电科技的基础。现代生活中常见的太阳能板，能将太阳能转化为电能，即是应用了此效应。h代表普朗克常量，e代表一个电子的电荷量大小。
（1）假设ν为光的频率，λ为光的波长，c为光速，E为光子能量，下列表达式正确的是　　　　。
A． E＝h B． E＝hλ C． E＝hλ2 D． E＝hν
（2）为了测量普朗克常量h，某同学设计了如图所示的实验电路图，其中电源　　　　（填“a”或“b”）端为正极。
（3）若对同一金属进行实验，取某一入射光频率，并调节电源电压，当电路中的光电流为　　　　时，记录此时的电压和对应频率，然后改变入射光频率，重复以上步骤，得到多组数据。
（4）作出遏止电压U随入射光频率ν变化的U－ν图像，其斜率为k，可求得普朗克常量h＝　　　　。
13．在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×10-7m，每个激光脉冲的能量E=1.5×10-2J．求每个脉冲中的光子数目．（已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，光速c=3×108m/s．计算结果保留一位有效数字）
14．已知中子的质量mn=1.6749×10-27kg，质子的质量mp=1.6726×10-27kg，氚核（）的质量mT=5.0114×10-27kg，真空中的光速c=3×108m/s，求氚核的比结合能为多少焦。
15．氢原子处于基态时，原子的能量为，当处于的激发态时，能量为，，，）则：（结果均保留三位有效数字）
（1）若有大量的氢原子处于的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子？向外辐射的光子的最小波长是多少？
（2）用（1）中最小波长的光子照射截止频率为的金属钾能否产生光电效应？（需要有简单的证明过程）若能产生，则光电子的最大初动能为多少？
参考答案
1．【答案】A
【解析】氢原子第n=20能级的能量为E20==-0.034 eV,由于n=20的氢原子恰好失去一个电子变成氢离子,被吸收的光子的能量为E=0.034 eV,对比题图可知,被吸收的光子是红外线波段的光子,故A正确.
2．【答案】C
【解析】本题考查物质波波长的计算.根据公式λ==,可知动能相同时λ∝.油的密度ρ约为0.8×103 kg/m3,油滴的体积为V=π,则m油=ρV≈2.7×10-14 kg,电子和油滴的德布罗意波长之比为==≈1.7×108,即对应的数量级为108,C正确.
3．【答案】C
【解析】电子从K层发生电离需要的能量为E0-EK=0.093 MeV,则K层能级为-0.093 MeV,同理可知L层能级为-0.017 MeV,M层能级为-0.004 MeV.电离出电子后产生相应的内层空位,当L层电子跃迁到K层空位时,发射的特征X射线的能量为-0.017 MeV-(-0.093 MeV)=0.076 MeV;当M层电子跃迁到K层空位时,发射的特征X射线的能量为-0.004 MeV-(-0.093 MeV)=0.089 MeV;当M层电子跃迁到L层空位时,发射的特征X射线的能量为-0.004 MeV-(-0.017 MeV)=0.013 MeV,故C正确.
4．【答案】B
【详解】A．图甲为黑体辐射的实验规律，为了解释这一实验规律，普朗克提出能量子概念，而爱因斯坦扩展了能量子的概念，将其应用到光电效应现象，提出了光子的概念，A错误；
B．图乙为氢原子的能级图，氢原子在不同能级间跃迁时辐射或吸收一定频率的光子，选项B正确；
C．图丙是粒子散射实验，卢瑟福根据这一结果提出了原子的核式结构模型，选项C错误；
D．图丁是电子束通过铝箔后的衍射图样，说明了电子具有波动性，选项D错误．选B。
5．【答案】B　
【解析】
A 普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量子化的,并不连续 ×
B 产生光电效应的条件是ν>νc,紫光的频率高于红光,红光能使金属产生光电效应,则紫光也能使该金属产生光电效应 √
C 石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞后,电子获得一定动量,光子动量变小,根据波长λ=可知波长变长 ×
D 德布罗意认为物质都具有波动性,包括质子和电子 ×
6．【答案】C
【详解】
核反应过程中质量亏损：△m＝m1+m2﹣m3﹣m4，由爱因斯坦的质能方程可知，核反应释放的能量：E＝△mc2＝（m1+m2﹣m3﹣m4）c2；
A. （m1+m2﹣m3）c2，与结论不相符，选项A错误；
B. （m1+m2﹣m4）c2，与结论不相符，选项B错误；
C. （m1+m2﹣m3﹣m4）c2，与结论相符，选项C正确；
D. （m3+m4﹣m1﹣m2）c2，与结论不相符，选项D错误；
7．【答案】AC
【详解】赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，贝可勒尔发现天然放射性现象，说明原子核内部有复杂结构，选项A、C正确；＋　→＋为卢瑟福发现质子的核反应方程，查德威克用α粒子轰击铍原子核，打出一种中性粒子流，其反应方程为＋→　＋，选项B错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项D错误．
8．【答案】AB
【详解】核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，故X的质量数为14＋1－14＝1，电荷数为7＋0－6＝1，X是，A正确；能发生β衰变，可知其具有放射性，故可以用作示踪原子，B正确；β衰变中的电子是核内中子转化为质子时放出的，C错误；半衰期是统计学的概念，故对于少数原子核，半衰期的概念并不适用，D错误．
9．【答案】AC
【详解】
AB．因为，所以氢原子可能辐射6种频率的光子，A正确，B错误；
CD．金属钙的逸出功为，只有能级跃迁到能级，能级跃迁到能级，能级跃迁到能级所辐射的光子能量大于该逸出功，能发生光电效应，C正确，D错误。
故选AC。
10．【答案】BCD
速度很大的快中子不容易被铀235俘获，则需要慢中子轰击铀核才容易发生裂变反应，故A错误；裂变反应堆中，中子的数量是控制反应速度的关键，故利用镉棒吸收中子，控制反应速度，故B正确；要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积，故C正确；铀核裂变的核反应方程是　＋→　＋＋3，则质量亏损为Δm＝(＋)－(＋＋3)＝(235.043 9＋1.008 7)u－(140.913 9＋91.897 6＋3×1.008 7)u＝0.215 u，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.215×931.5 MeV≈200 MeV，已知235 g铀有6.02×1023个铀核，那么1 kg铀内铀核的个数为N＝×6.02×1023≈2.56×1024，由此可知1 kg铀全部裂变释放的能量为E＝N·ΔE＝2.56×1024×200 MeV＝5.12×1032eV≈8.2×1013J，则相当于完全燃烧标准煤的质量为M＝ kg≈2.83×106 kg，故D正确．
11．【答案】变大；减小；；
【详解】
[1]将滑动触头向上移动时，加在伏特表两端的电压升高，因此伏特表读数变大。
[2]由于电容器所加的是反向电压，当电压升高时，打到M板的电子数量减小，因此电流表读数变小。
[3]由题可知
加磁场后电子恰好打不到上极板，板间的距离等于电子运动的直径
两式联立得
12．【答案】（1）AD （2分）　（2）b（2分）　（3）0（2分）
（4）ke（2分）
【解析】（1）光子能量E＝hν，ν＝，可得E＝h，A、D正确。
（2）在该实验中在A、K两端加的是遏止电压，阻止电子的移动，K极应该为高电势，b端为电源的正极。
（3）电子在电场力的作用下做减速运动，当Ue＝Ek时，电路中电流为零，即Ue＝hν－W0。
（4）利用爱因斯坦光电效应方程有Ek＝hν－W0，当Ue＝Ek时，Ue＝hν－W0，U＝ν－，斜率k＝，则h＝ke。
13．【答案】光子能量，光子数目n=，代入数据得n=5×1016
【详解】
【详解】
每个光子的能量为 ，每个激光脉冲的能量为E，所以每个脉冲中的光子个数为： ，联立且代入数据解得：．
14．【答案】
【详解】
由一个质子和两个中子结合成氚核的质量亏损为
放出的能量
则氚核的比结合能为
15．【答案】（1）3种，；（2）能产生光电效应，最大初动能为
【详解】
（1）若有大量的氢原子处于的激发态，则在跃迁过程中可能释放出不同频率的光子种类为
氢原子从的激发态跃迁到的基态向外辐射的光子能量最大，波长最短
解得
故向外辐射的光子的最小波长为。
（2）由可得，最小波长的光子频率为
故
所以，能发生光电效应。由光电效应方程
解得
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一、单选题（本大题共6小题）
1．关于黑体及黑体辐射，下列说法正确的是（　　）
A．温度升高，辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．温度升高，辐射强度的极大值向频率较高的方向移动
C．黑体既反射电磁波，也向外辐射电磁波
D．爱因斯坦最先提出了能量子的概念，很好的解释了黑体辐射
2．根据经典电磁理论，从卢瑟福原子结构模型可以得到的推论是()
A．原子十分稳定，原子光谱是连续谱
B．原子十分稳定，原子光谱是线状谱
C．原子很不稳定，原子光谱是连续谱
D．原子很不稳定，原子光谱是线状谱
3．我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应产生该元素。关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是（　　）
A．Y为 B．Y为
C．Y为为 D．Y为
4．截止到2022年9月份，用来储存福岛核废水的储存罐将会全部用完，日本已经确定将福岛第一核电站核污水排入大海。核废水中包含氘、钴60、锶90、碘129、铀235等60多种高污染核素，这些放射性物质直接排入大海，会对太平洋周边海域造成极大的危害。氚经过β衰变放出的电子被人体吸入是有害的，其他核素的半衰期更长，危害更大，例如锶90的半衰期约为28年，碘129的半衰期约为1570万年，这些核素与海洋生物具有很强的亲和力，对人类具有很强的危害性。下列判断正确的是（　　）
A．氚的β衰变方程为 B．β衰变的实质为
C．钴60的比结合能小于碘129的比结合能 D．温度升高，分子热运动剧烈程度增加，铀235的半衰期会缩短
5．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子.假设该反应中因质量亏损产生的能量全部以光子的形式放出，已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为C.下列说法正确的是 (　　)
A．核反应方程是HnH+γ
B．该聚变反应中的质量亏损Δm=m3-m1-m2
C．辐射出的γ光子的能量E=(m1+m2-m3)c2
D．γ光子的波长λ=
6．2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核污水．核污水中的发生衰变时的核反应方程为．设的比结合能为的比结合能为，的比结合能为．已知光在真空中的传播速度为的半衰期为138天，则下列说法正确的是（　　）
A．
B．该衰变过程本质是原子核中的一个中子转变为质子并放出一个电子
C．该核反应过程中的质量亏损可以表示为
D．10个核138天后剩余5个
二、多选题（本大题共4小题）
7．(多选)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是(　　)
A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B．查德威克用α粒子轰击获得反冲核 ，发现了中子
C．贝可勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
8．关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是(　　)
A．康普顿效应说明光具有粒子性
B．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率
C．对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关
D．石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应
9．用某频率为ν0的激光照射大量处于基态的氢原子，氢原子发射光谱中仅能观测到三种光a、b、c，对应频率分别为νa、νb、νc，分别用这三种频率的光照射图甲所示的实验装置，其中只有a、b两种光能得到图乙所示的电流I与电压U的关系曲线，已知氢原子基态能量E1=-13.6eV，第n能级的能量En=，普朗克常数h=6.63×10-34J·s，真空中光速c=3×108m/s，电子电荷量e=1.6×10-19C，下列说法正确的是（　　）
A．激光光子能量约为12.09eV B．阴极材料的逸出功为5.60eV
C．光电子的最大初动能为5.49eV D．c光的动量大小约为1.0×10-27kg·m/s
10．A、B两种光子的能量之比为，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为、，则下列说法正确的是（　　）
A．A、B两种光子的频率之比为 B．A、B两种光子的动量之比为
C．该金属的逸出功 D．该金属的极限频率
三、非选择题（本大题共5小题）
11．（8分）如图为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子在向低能级跃迁的过程中会释放出多种频率的光，用其中波长最短的光照射到某光电管上并发生了光电效应，该光电管阴极材料的逸出功为。求：
（1）该光子的能量；
（2）遏止电压。
12．如图所示为氢原子的能级图。一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，用n＝4的能级跃迁到n＝2的能级辐射的光子照射某种金属，测得光电流与电压的关系如图所示
(1)光电管阴极金属的逸出功W0；
(2)已知电子的质量m、电荷量e，普朗克常量h，光电子的最大动量和对应物质波的波长λ的表达式。
13．在火星上太阳能电池板发电能力有限，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。
(1)写出发生衰变的核反应方程。
(2)的半衰期是87.7年，大约要经过多少年会有的原子核发生衰变？
14．如图所示是英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箱的实验装置示意图。
（1）下列关于该实验的描述正确的是 。
A．粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成
B．该实验揭示了原子具有核式结构
C．实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后发生大角度偏转
D．该实验证实了汤姆生原子模型的正确性
（2）关于粒子散射实验的下述说法中正确的是 。
A．实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的绝大部分
B．实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部正电荷
C．实验表明原子核集中了原子几乎全部的质量
D．实验表明原子核是由质子和中子组成的
（3）有关粒子散射实验的下图中，O表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的粒子的运动轨迹的是下图中的 。
A． B．
C． D．
15．太阳能光电直接转换器的工作原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能。图示为测定光电流的电路简图。

（1）现给光电管加正向电压，则A极是电源的 极，E连线柱是电流表的 接线柱（填“正”或“负”）；
（2）入射光应照射在 极上（填“C”或“D”）；
（3）若电流表读数是，电子所带电荷量，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是 个。
参考答案
1．【答案】B
【详解】
AB．黑体辐射的实验规律即温度升高，其辐射强度的极大值向波长较短的方向（频率较高的方向）移动，A错误，B正确；
C．黑体吸收电磁波而不向外反射电磁波，但黑体会向外辐射电磁波，C错误；
D．普朗克最先提出了能量子的概念，很好的解释了黑体辐射，D错误。
故选B。
2．【答案】C
【详解】根据经典电磁理论，原子核外电子绕原子核转动会释放电磁破，因此能量降低，原子会做向心运动，且能量是连续的，因此从卢瑟福原子模型可以得到的推论是原子很不稳定，原子光谱是连续谱选C。
3．【答案】C
【详解】根据核反应方程，根据质子数守恒设Y的质子数为y，则有，可得，即Y为；根据质量数守恒，则有，可得，选C。
4．【答案】B
【详解】A．由原子核衰变时质量数和电荷数都守恒可知，氚的β衰变方程为，A错误；
B．β衰变的实质为核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子，转化方程是，B正确；
C．中等大小的核的比结合能较大，因此钴60的比结合能大于碘129的比结合能，C错误；
D．放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关，所以铀235的半衰期不会改变，D错误。选B。
5．【答案】C　
【解析】核反应方程是HnH+γ，故A错误；该聚变反应中的质量亏损为Δm=m1+m2-m3，故B错误；聚变反应中因质量亏损产生的能量全部以光子的形式放出，则辐射出的γ光子的能量为E=(m1+m2-m3)c2，故C正确；γ光子的波长为λ===c×=，故D错误.
6．【答案】C
【解析】A．比更稳定，比结合能更大，故，A错误：B．由质量数守恒和电荷数守恒可知是，该衰变的本质是原子核中两个质子和两个中子组成了，B错误：C．该核反应过程中放出能量，故C正确：D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，10个原子核的衰变不符合该统计规律，D错误：故选C．
7．【答案】AC
【详解】赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，贝可勒尔发现天然放射性现象，说明原子核内部有复杂结构，选项A、C正确；＋　→＋为卢瑟福发现质子的核反应方程，查德威克用α粒子轰击铍原子核，打出一种中性粒子流，其反应方程为＋→　＋，选项B错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项D错误．
8．【答案】ABD　
【详解】光电效应现象、康普顿效应都说明光具有粒子性，A正确；当入射光的频率大于或等于金属的截止频率时，才会发生光电效应，B正确；对于同种金属而言，由Ek＝hν－W0知入射光频率越大，光电子初动能越大，则遏止电压越大，C错误；石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变大，这个现象称为康普顿效应，D正确。
9．【答案】ACD
【详解】氢原子发射光谱中仅能观测到三种光，即氢原子吸收光子后跃迁到第3能级，则激光能量为能级3和能级1的差，，A正确；只有两种光能使材料发生光电效应，根据图像可知，两种光对应能量分别为，，设材料逸出功为，根据光电效应方程有，根据图像可知遏止电压为，由动能定理有，则，得，B错误；光电子最大初动能为，C正确；同理光能量，光的动量大小，D正确。
10．【答案】BC
【详解】A．根据可得，A、B两种光子的频率之比为，A错误；
B．根据可知A、B两种光子的动量之比为，B正确；
CD．根据光电效应方程可知，解得该金属的逸出功，该金属的极限频率，C正确，D错误。选BC。
11．【答案】（1）12.09eV；（2）9.59V
【详解】（1）波长最短，则频率最大，可知光子的能量最大，频率最大的光子能量为
E=E3-E1，
解得
E=12.09eV。
（2）根据爱因斯坦光电效应方程，有
，
根据动能定理有
，
解得
Uc=9.59V。
12．【答案】(1)W0＝0.55eV；(2) ；
【详解】
(1)根据光电效应方程
Ek＝hν－W0
可知，光电管阴极金属的逸出功
W0＝E－eUc
代入数据解得
W0＝0.55eV
(2)由德布罗意波长公式
结合动量与动能关系式
又因为
Ek＝eUc
解得
13．【答案】(1) ；(2)
【详解】
【详解】
(1)根据电荷数和质量数守恒得到衰变方程为
(2)半衰期为87.7年，根据
其中m0为衰变前的质量，m是衰变后剩余质量，有的原子核衰变，剩余质量为
可得
14．【答案】BA；CB；B
【详解】
（1）[1] A．粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成，避免粒子和空气中的原子碰撞影响实验结果，故A正确；
B．粒子的散射实验揭示了原子具有核式结构，故B正确；
C．实验结果表明绝大多数粒子穿过金箔后不发生偏转，只有极少数大角度的偏转，故C错误；
D．该实验否定了汤姆生原子模型的正确性，故D错误。
故选AB。
（2）[2] ABC．粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的核是一个极小的核，并带有原子的全部正电，故A错误BC正确；
D．卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，故D错误。
故选BC。
（3）[3]在粒子的散射实验现象中，粒子所受原子核的作用力为斥力，指向轨迹弯曲的内测，大多数粒子都穿过金属箔，偏转很小，少数粒子发生角度很大的偏转，则ACD错误B正确。
故选B。
15．【答案】 正 负 D
【详解】（1）[1]由图可知，D为阴极，C是对阴极，电子在电场力作用下，从D加速到C，则电源左边 A为正极，右边B为负极；电流应从电流表正极流入，所以电流变是上正下负；故E连线柱是电流表负接线柱。
（2）[3]从光电管阴极D发射的光电子，要在回路中定向移动形成电流，因此光射在D极上；
（3）[4]因A端应该与电源的正极相连，这样电子出来即可被加速，从而在回路中形成电流;每秒在回路中通过的电量为
Q=It
所以产生的光电子数目至少为
联立得
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第 page number 页，共 number of pages 页2026届人教版高考物理第一轮复习：近代物理综合基础练习5学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．福岛第一核电站的核污水含铯、锶、氚等多种放射性物质，一旦排海将对太平洋造成长时间的污染。氚（）有放射性，会发生衰变并释放能量，其半衰期为12.43年，衰变方程为，以下说法正确的是（　　）
A．的中子数为2
B．衰变前的质量大于衰变后和的总质量
C．自然界现存在的将在24.86年后衰变完毕
D．在不同化合物中的半衰期不相同
2．下列选项中的科学理论或实践，属于同一位科学家所做贡献的是（　　）
A．“提出光电效应方程”和“提出质能方程”
B．“统一电磁场理论”和“实验发现电磁波存在”
C．“发现万有引力定律”和“测出万有引力常量G”
D．用“轰击获得质子”和“轰击获得”
3．在物理学的发展过程中，许多科学家做出了巨大贡献，他们的科学发现和所采取的科学方法推动了人类社会的进步。以下说法中正确的是（　　）
A．用时间内的位移与的比值定义时刻的瞬时速度，运用了微元法的思想
B．光电效应和康普顿效应分别从能量和动量角度反映了光的粒子性
C．麦克斯韦预言了电磁波，并证实了电磁波的存在
D．汤姆孙发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂的结构
4．用频率为的单色光照射截止频率为的某种金属时，逸出的光电子的最大初动能为（普朗克常量为h）（　　）
A． B． C． D．
5．已知铋210的半衰期是5d。20g铋210衰变后还剩5g，需要经过（　　）
A．20d B．15d C．10d D．5d
6．我国科学家通过分析“嫦娥六号”探测器带回来的月壤发现，月球上含有丰富的（氦3），它是安全的核聚变燃料，聚变的核反应方程为，相当于931 MeV，下列表述正确的是（　　）
A．X为中子
B．方程中核子平均释放的能量约为4.28 MeV
C．反应后总质量减少0.0183 u
D．的比结合能比的比结合能小
7．太阳内部某种热核反应方程式为，并释放射线，则（　　）
A．X为质子 B．射线本质为高能量的光子
C．核反应中的比结合能较的更大 D．核电站利用核能的反应与该反应类型相同
8．我国科学家钱三强和何泽慧在核裂变领域做出了突出贡献。下面是常见的裂变反应： 下列表述正确的是（　　）
A．氪核中有36个中子，53个质子
B．铀235与铀238是同位素，具有相同的质量数
C．铀235的比结合能小于裂变产物钡144的比结合能
D．该核反应中放出的核能为
9．砹（At）元素的原子序数为85，可发生衰变，其半衰期非常短，是一种非常稀有的天然放射性元素。用回旋加速器加速粒子，使其轰击，将生成两种产物，其中一种为，在医疗领域中有一定的应用。已知发生衰变时可产生，下列说法正确的是（　　）
A．射线的穿透能力很强，电离能力很弱
B．与的核子数相同，两元素的半衰期也相同
C．用粒子轰击的核反应方程为
D．的平均核子质量比的小
10．激光是原子受激辐射产生的光。当原子处于激发态时，若恰有能量的光子从附近通过，在入射光的电磁场影响下，原子会跃迁到低能级，从而辐射出新光子。已知光速为c，普朗克常量为h，则新光子的（　　）
A．频率可能大于 B．能量可能小于 C．波长为 D．动量为
二、多选题
11．核物理是研究原子核的结构和变化规律的物理学分支，下列关于核物理知识的说法正确的是（ ）
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应
B．放射性矿物经过两个半衰期后，所有辐射都将消失
C．核反应时产生的射线的本质是高速电子流
D．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
12．从夸父逐日到羲和探日，中华民族对太阳的求知探索从未停歇。2021年10月，我国第一颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”顺利升空。太阳的能量由核反应提供，其中一种反应序列包含核反应：He＋He→He＋2X，下列说法正确的是（　　）
A．X是质子
B．该反应有质量亏损
C．He比He的质子数多
D．该反应是裂变反应
13．原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。如图甲所示，XX代表激发态1，X代表激发态2，G代表基态，由于能级劈裂，如图乙所示，X态劈裂为两支，分别为XH、XV两个能级。原子劈裂前辐射出光谱线①和②，劈裂后辐射出光谱线③、④、⑤和⑥，则（ ）
A．①的波长大于③的波长
B．③的动量小于⑤的动量
C．③和④的波长之和等于⑤和⑥波长之和
D．若用②照射某种金属能发生光电效应，则用④照射也一定能发生
14．下列关于微观世界中原子和原子核的说法，正确的是（　　）
A．玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行轨道的半径是任意的
B．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性
C．若氢原子从能级跃迁到能级时所发出的光能使某金属发生光电效应，则该原子从能级跃迁到能级时所发出的光也一定可以使该金属发生光电效应
D．某重核裂变的核反应方程为，该反应会释放出能量，且的结合能比的大
三、实验题
15．某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，将刀片在涂有墨汁的玻璃片上划过便可得到单缝、不同间距双缝的缝屏，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。
（1）某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的两种光a、b的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是 （选填“单缝”或“双缝”）；
（2）由该图像两条曲线的特征可知 。
A．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a光侧移量小
B．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差小
C．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光
D．分别照射在同一金属板，若b光能引起光电效应，a光也一定能
16．二十世纪初期对于光电效应有许多不同的解释，密立根通过实验证实爱因斯坦的光量子论，从而奠定了现代光电科技的基础，现代生活中常见的太阳能板，能将太阳能转换为电能，即是应用了此效应。令h代表普朗克常数，e代表一个电子电量。
(1)假设为光的频率，为光波长，c为光速，E为光量子能量，则下列表达式正确的是（　　）
A． B． C． D．
(2)为了测量普朗克常数h，同学设计了如图所示的实验电路图，其中电源 端为正极（填“a”或“b”）。
(3)若对同一金属实验，取某一入射光频率，并调节电源电压，当电路的光电流为 时，记录此时电压和对应频率的实验数据，然后改变入射光频率，重复以上步骤，得到多组数据。
(4)作出遏止电压U随入射光频率变化的图像，其斜率为k，可求得普朗克常数 。
四、解答题
17．太阳内部的热核反应是轻核聚变为氦核的过程，有一种反应序列是质子循环，相当于4个质子聚变生成一个氦核和另外两个相同的粒子，核反应方程为，已知质子的质量为，氦核的质量为，另外的两个粒子的质量均为，太阳每秒辐射的能量为，已知光速，求：
（1）X的质量数A、电荷数Z及一次聚变释放的能量（用字母表示）；
（2）太阳每秒亏损的质量为多少千克？（保留两位有效数字）
18．我国科学家在兰州重离子加速器上开展的实验中发现，静止的镁核（）放出两个质子后变成氖核（Ne），并放出γ射线，核反应方程为，氖核的速度大小为v1，质子的速度大小为v2，设质子和γ光子的运动方向相同。已知氖核、质子的质量分别为m1、m2，普朗克常量为h，不考虑相对论效应，求：
（1）氖核的质量数A、电荷数Z和物质波波长λ；
（2）光子的动量大小p。
19．原子核衰变时放出肉眼看不见的射线。为探测射线威耳曾用置于匀强磁场或电场中的云室来显示它们的径迹，为了研究径迹，我们将其抽象成如图甲、乙所示的情景∶一静止的氡核置于真空区域匀强磁场的边界y轴上的O点，氡核放出一个水平向右的初速度为、质量为m、电量为q的X粒子后衰变成一个质量为M的钋核。设真空中的光速为c，不计粒子的重力，衰变放出的核能全部转变成钋核和X粒子的动能。
（1）写出该衰变的核反应方程式并计算衰变过程的质量亏损m；
（2）若甲图中两个磁场区域的磁感应强度分别为B和2B，间距均为，求X粒子离开磁场的位置坐标；
（3）若磁场左边界为y轴，磁感应强度为B，X粒子在磁场中运动受到与速度方向相反、大小不变的阻力f，且恰好不能从y轴飞出磁场，求X粒子运动到y轴的时间t及阻力f。
五、综合题
原子结构与光的性质
19、20世纪，科学家们开创性地使用了许多新的实验设备和手段，一步步地揭开微观世界的神秘面纱，也揭示了光的本性。
20．粒子是（　　）
A．分子 B．原子 C．原子核 D．光子
21．关于卢瑟福原子核式结构模型的表述下列说法不正确的是（　　）
A．原子的中心有一个很小的核，叫原子核
B．原子核由质子和中子组成
C．电子在核外空间绕核旋转
D．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内
22．粒子轰击铝原子核后发生核反应，完成其核反应方程 。其中铝原子核（）内有 个中子。
23．托马斯杨曾经做过这样一个著名的实验，将一束单色光照射到相距为的双缝上，在离双缝距离的屏上，得到明暗相间的条纹，相邻明条纹中心间距。实验装置如图。这个实验证明了光具有 性，则该单色光的波长为 。
氢原子光谱是指氢原子内的电子在不同能级跃迁时所发射或吸收不同波长的光子而得到的光谱。玻尔理论对其进行了解释，如图为氢原子的能级图。（普朗克常量，元电荷）
24．一群处于能级上的氢原子，跃迁到基态最多能发出 种不同频率的光，其中最小频率为 Hz（保留2位有效数字）。
25．一群处于激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有一种能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为0.2eV，则该金属的逸出功 eV。
26．氢原子钟是利用氢原子能级跃迁过程中产生的电磁波进行校准。北斗卫星绕地球运动，根据狭义相对论，静止在地面的氢原子钟与安装在北斗卫星上的同一氢原子钟相比( )
A．走得慢　　B．走得快　　C．走时相同
试卷第1页，共3页
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《2026届人教版高考物理第一轮复习：近代物理综合基础练习4》参考答案
1．B
【知识点】计算核反应中的质量亏损、根据条件写出核反应方程、半衰期相关的计算
【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可得，的电荷数为，质量数为，则的中子数为，故A错误；
B．根据题意可知，衰变过程释放能量，有质量亏损，则衰变前的质量大于衰变后和的总质量，故B正确；
C．自然界现存在的将在24.86年后，即两个半衰期，衰变剩下，未衰变完毕，故C错误；
D．半衰期与化学状态无关，在不同化合物中的半衰期相同，故D错误。
故选B。
2．A
【知识点】电磁场理论与电磁波的发现、万有引力常量的测定、利用质能方程公式进行计算、发现质子和中子的核反应
【详解】A．爱因斯坦“提出光电效应方程”和“提出质能方程”，故A正确；
B．麦克斯韦提出了“统一电磁场理论”，赫兹利用“实验发现电磁波存在”，故B错误；
C．牛顿“发现万有引力定律”，卡文迪什利用扭秤实验“测出万有引力常量G”，故C错误；
D．卢瑟福利用“轰击获得质子”，查德威克利用“轰击获得”，故D错误。
故选A。
3．B
【知识点】极限法、天然放射现象的发现过程、光电效应现象及其解释、电磁场理论与电磁波的发现
【详解】A．用时间内的位移与的比值定义时刻的瞬时速度，运用了极限法的思想，A错误；
B．光电效应和康普顿效应分别从能量和动量角度反映了光的粒子性，B正确；
C．麦克斯韦预言了电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在，C错误；
D．贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂的结构，D错误。
故选B。
4．A
【知识点】爱因斯坦光电效应方程
【详解】根据爱因斯坦光电效应方程有
故选A。
5．C
【知识点】半衰期相关的计算
【详解】根据半衰期公式，代入数据解得，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．D
【知识点】典型的核聚变方程、利用质能方程公式进行计算、分析原子核的结合能与比结合能
【详解】A．根据质量数及电荷数守恒规律，质量数为1，电荷数为1，可判断出X为质子，A错误；
B．方程中，每个含有三个核子，因此核子平均释放的能量为
B错误；
C．根据质能方程
代入数据解得
C错误；
D．由核反应方程可知，该核反应释放出核能，所以生成物比反应物更稳定，比结合能也更大，即的比结合能比的比结合能小，D正确。
故选D。
7．B
【知识点】典型的核聚变方程
【详解】A．根据质量数守恒电荷数守恒可知，X的电荷数为0，质量数为1，故X为中子，故A错误；
B．射线本质为高能量的光子，故B正确；
C．因为生成物更稳定，所以生成物比结合能大，故C错误；
D．核电站利用反应为重核的裂变，不是题中反应，故D错误。
故选B。
8．C
【知识点】分析原子核的结合能与比结合能、理解同位素、计算某原子核中的质子数和中子数、利用质能方程公式进行计算
【详解】A．氪核的质子数为36，中子数为
故A错误；
B．铀235与铀238是同位素，其质子数相同，质量数不同，故B错误；
C．核反应方程式中生成物比反应物稳定，则铀235的比结合能小于裂变产物钡144的比结合能，故C正确；
D．根据质能方程可得该核反应中放出的核能为
故D错误。
故选C。
9．D
【知识点】α和β、γ三种射线的性质、半衰期的概念、元素核子平均质量曲线、根据条件写出核反应方程
【详解】A．射线的电离能力很强，穿透能力很弱，选项A错误；
B．与的核子数相同，但它们是两种不同的元素，不同放射性元素的半衰期不同，选项B错误；
C．用粒子轰击的核反应方程为
选项C错误；
D．核反应后生成的核稳定，可知核的比结合能大于核的比结合能，则的核子平均质量比的小，选项D正确。
故选D。
10．D
【知识点】基态、激发态、跃迁、电离、光子能量的公式
【详解】AB．原子发生受激辐射，发出的光子的频率和振动情况都跟入射光子完全一样，故新光子的频率为，新光子的能量为，故AB错误；
C．根据，结合
解得
故C错误；
D．根据，结合C项可得动量为
故D正确。
故选D。
11．AD
【知识点】α和β、γ三种射线的性质、核聚变现象和产生条件、半衰期的概念、分析原子核的结合能与比结合能
【详解】A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，故A正确；
B．经过两个半衰期，还剩四分之一的原子核没有衰变，辐射没有消失，故B错误；
C．核反应时产生大量的γ射线的本质是电磁波，故C错误；
D．根据结合能的概念可知，原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故D正确；
故选AD。
12．AB
【知识点】典型的核聚变方程
【详解】A．根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为1，可知X是质子，故A正确；
BD．两个轻核结合成质量较大的核，核反应属于聚变反应，反应过程存在质量亏损，释放能量，故B正确，D错误；
C．与的质子数相同，均为2个质子，故C错误。
故选AB。
13．BD
【知识点】光子的动量及其公式、光电效应的极限频率、基态、激发态、跃迁、电离
【详解】A．因原子能级跃迁放出的光子的能量等于原子的能级差，由题图可知光子①、③对应的能量关系为
由于
则③的波长大于①的波长，故A错误。
B．由题图可知光子③、⑤对应的能量关系为
由光子能量
③的频率小于⑤的频率，③的波长大于⑤的波长，③的动量小于⑤的动量，故B正确。
C．XX态能级与基态能级差保持不变，故③和④的频率之和等于⑤和⑥的频率之和，③和④的波长倒数之和等于⑤和⑥波长倒数之和，故C错误。
D．②的能量小于④，则用②照射某种金属能发生光电效应，用④照射也一定能发生，故D正确。
故选BD。
14．BC
【知识点】分析原子核的结合能与比结合能、实物粒子的波动性、基态、激发态、跃迁、电离
【详解】A．玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行轨道的半径是不连续的，只有特定的地方才有轨道，A错误；
B．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性，B正确；
C．因为能级比能级高，能级比能级低，那么，原子从能级跃迁到能级时所发出的光子的能量一定大于氢原子从能级跃迁到能级时所发出的光子的能量，根据光电效应方程，若氢原子从能级跃迁到能级时所发出的光能使某金属发生光电效应，则该原子从能级跃迁到能级时所发出的光也一定可以使该金属发生光电效应，C正确；
D．因为裂变成时要释放能量，所以的结合能比的结合能大，D错误。
故选BC。
15． 单缝 D
【知识点】单缝衍射和小孔衍射图样、基态、激发态、跃迁、电离
【详解】（1）[1]根据图乙分析可知有中央亮条纹，符合单缝衍射的情况。
（2）[2]由图可知b光的波长大，则频率小，光子能量小。
A．b光的频率小折射率小，所以以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，b光侧移量小，故A错误；
B．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生b光的能级能量差小，故B错误；
C．根据可知b的临界角大，以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是b光，故C错误；
D．根据光电效应方程可知，由于a光子能量大，所以分别照射在同一金属板，若b光能引起光电效应，a光也一定能，故D正确；
故选D。
16．(1)AD
(2)b
(3)0
(4)ke
【知识点】遏止电压的本质及其决定因素
【详解】（1）根据
得
故选AD。
（2）[1]根据电路图，结合逸出电子受到电场阻力时，微安表示数才可能为零，因只有b点电势高于a点，才能实现微安表示数为零。所以电源b端为正极。
（3）[1]若对同一金属实验，取某一入射光频率，并调节电源电压，当电路的光电流为0时，记录此时电压和对应频率的实验数据，然后改变入射光频率，重复以上步骤，得到多组数据。
（4）[1]根据
得
则
17．（1），；；（2）
【知识点】利用质能方程公式进行计算、根据条件写出核反应方程
【详解】（1）根据题意，由质量数和电荷数守恒可得
由爱因斯坦质能方程得一次聚变释放的能量为
（2）由爱因斯坦质能方程得，太阳每秒亏损的质量为
18．（1）A=20，Z=10，；（2）
【知识点】德布罗意波的公式、根据条件写出核反应方程
【详解】（1）根据质量数守恒，氖核的质量数
A=22-2×1=20
根据电荷数守恒，氖核的电荷数
Z=12-2×1=10
氖核的物质波波长
其中氖核的动量
解得
（2）设氖核运动的速度方向为正方向，核反应中动量守恒，有
解得
19．（1）；（2）；（3）
【知识点】计算核反应中的质量亏损、根据条件写出核反应方程、带电粒子在直边界磁场中运动
【详解】（1）根据质量数和核电荷数守恒，可得
由动量守恒可知
其中
联立可得质量亏损为

（2）根据洛伦兹力提供向心力
可得半径为
运动过程如图所示
由几何关系可知
解得
根据几何关系

（3）X粒子恰好不能从磁场中飞出，即到达y轴时速度沿y轴负方向。可见粒子转过的角度
由向心力公式可知
X粒子运动到磁场左边界的时间

粒子受到大小恒定的阻力，即切向加速度
速率均匀减小，角速度不变，转动半径均匀减小，粒子在xoy平面内做螺旋运动。任取时间△t，减小的半径
转过的角度
则有
可见∶该螺旋线上任意一点的曲率中心在一个半径为的基圆上移动（类似于绳子绕木桩）当X粒子到达y轴时，曲率半径等于，即有

可得
20．C 21．B 22． 14 23． 波动
【知识点】卢瑟福原子核式结构模型、α粒子散射实验的装置、现象和结果分析、干涉条纹间距与波长的关系
【解析】20．粒子是原子核，故选C。
21．卢瑟福原子核式结构模型的表述内容：原子的中心有一个很小的核，叫原子核；电子在核外空间绕核旋转；且原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内。原子核由质子和中子组成在表述中没有提及，该部分是查德威克发现中子后提出的核子模型。
故选B。
22．[1]粒子轰击铝原子核后发生核反应，根据质量数和电荷数守恒，其核反应方程为
[2]其中铝原子核（）内有个中子。
23．[1]托马斯杨的双缝干涉实验，证明了光具有波动性；
[2]根据双缝干涉实验规律，则该单色光的波长。
24． 6 25． 26．B
【知识点】爱因斯坦光电效应方程、基态、激发态、跃迁、电离、计算电子跃迁中释放的光子频率种数、时间间隔的相对性及其验证
【解析】24．[1][2]一群处于能级上的氢原子，跃迁到基态最多能发出种不同频率的光；其中能级跃迁至能级，辐射光子的能量最小，则
解得最小频率为
25．一群处于激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有一种能使某金属发生光电效应，根据
可知能级跃迁至能级，辐射出的光子能量最大，使某金属发生光电效应，根据爱因斯坦光电效应方程
其中
联立可得该金属的逸出功为
26．根据狭义相对论，时间间隔的相对性可知，运动的钟比静止的钟走的慢。
故选B。
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