2024北京高考物理真题原子和原子核专题复习练习题（有解析）
文档属性
| 名称 | 2024北京高考物理真题原子和原子核专题复习练习题（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 3.8MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-01-02 22:55:59 | ||
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文档简介
原子和原子核专题复习练习题
真题再现
1.（2023·北京卷）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ）
A． B．
C． D．
2.（2022·北京卷）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ）
A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少
3.（2022·北京卷）2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（ ）
A．核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能
B．可以用磁场来约束等离子体
C．尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体
D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力
4.（2021·北京卷）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．
5.（2021·北京卷）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10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、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104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
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10-8 m，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
模拟练习
一、单选题
1.（2023·北京市中关村中学·校考三模）根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近),下列判断中正确的是( )
A．α粒子的动能先增大后减小
B．α粒子的电势能先增大后减小
C．α粒子的加速度先变小后变大
D．电场力对α粒子先做正功后做负功
2.（2023·北京市潞河中学·校考三模）为落实国家“双碳”战略，推动能源绿色低碳转型，某区推进新型绿色光伏发电，光伏发电的原理是光电效应。假设太阳光子垂直射到发电板上并全部被吸收。已知光伏发电板面积为，发电板单位面积上受到光子平均作用力为，每个光子动量为（其中为普朗克常量，为光子的频率，为真空中的光速），则下列说法正确的是（ ）
A．发生光电效应时，入射光的强度越大遏止电压越高
B．发生光电效应时，入射光的频率越高饱和光电流一定越大
C．秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为
D．t秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为
3.（2023·北京市潞河中学·校考三模）不符合卢瑟福对粒子散射实验的解释是（ ）
A．使粒子产生偏转的力主要是原子中电子对粒子的作用力
B．使粒子产生偏转的力是库仑力
C．原子核很小，粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进
D．能产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子
4.（2023·北京十一中学·校考三模）2016年8月，我国的量子卫星“墨子号”发射成功，为实现远距离量子通信提供了有利条件。2020年3月，我国科学家创造了509公里光纤量子通信新记录。2020年12月，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。量子通信和量子计算都用到了量子力学里有趣的“量子纠缠”现象。该理论认为，两个有量子特性的微观粒子相互作用后，共同处于一个确定的量子态上。如果观察者对其中一个进行测量，可以立即对另一个的状态做出推测。一对处于纠缠态的微观粒子，即使分离很远的空间距离，只要它们都不与周围其他粒子发生相互作用，那么这对粒子将一直处于纠缠态。根据以上材料，下列说法错误的是（ ）
A．在宏观世界，不容易观察到量子纠缠现象，是因为粒子容易与环境发生相互作用，导致纠缠很快消失
B．用光子构建量子计算原型机，是因为光子比电子具有更显著的粒子性
C．借助卫星进行通信，可以减少光子在大气中的有效传播距离，从而减少大气带来的不利影响
D．要想实现量子计算，并不一定要借助于光子，其他微观粒子也有可能成为量子计算机的载体
5.（2023·北京十一中学·校考三模）碳14测年技术广泛应用于考古和经济建设中。宇宙射线进入地球大气层时，同大气作用产生中子，中子撞击大气中的氮引发核反应产生碳14。这个核反应的方程是（ ）
A． B．
C． D．
6.（2023·北京第166中学·校考三模）实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿散射，该过程遵循能量守恒定律和动量守恒定律．如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，这一现象已被实验证实．关于上述逆康普顿散射，下列说法正确的是（ ）
A．相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度变大
B．若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则散射光照射该金属时，光电子的最大初动能将变大
C．散射后电子的速度一定变大
D．散射后电子的能量一定变大
7.（2023·北京第166中学·校考三模）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。已知铝26、镁26、和Y粒子的质量分别为、和，下列说法正确的是（ ）
A．Y粒子为中子
B．
C．如果环境温度升高，铝26的半衰期将会缩短
D．再经过144万年，现有的铝26将全部衰变
8.（2023·北京第101中学·校考三模）20世纪40年代，我国著名物理学家朱洪元先生提出，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”，辐射光的频率是电子做匀速圆周运动每秒转数的k倍。大量实验不但证实了这个理论是正确的，而且准确测定了k值。近年来，同步辐射光已被应用在大规模集成电路的光刻工艺中。若电子在某匀强磁场中做匀速圆周运动时产生的同步辐射光的频率为，电子质量为m，电荷量为e，不计电子发出同步辐射光时所损失的能量以及对其运动速率和轨道的影响，则下列说法不正确的是（ ）
A．若测出电子做匀速圆周运动的轨道半径为R，可以求其运动的速率v
B．可以求匀强磁场磁感应强度B的大小
C．同步辐射光一个光子的能量为
D．电子比可见光的波动性强，衍射更为明显
9.（2023·北师大实验中学·校考三模）如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法错误的是
A．图1：卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
B．图2：放射线在垂直纸面向外的磁场中偏转，可知射线甲带负电
C．图3：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
D．图4：链式反应属于核裂变，铀核的一种裂变方式为
10.（2023·北大附中·校考三模）下列与粒子相关的说法中正确的是（ ）
A．（铀238）核放出一个粒子后就变为（钍234）
B．天然放射性现象中产生的射线速度与光速相当，贯穿能力很强
C．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为
D．丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型
11.（2023·北京房山·统考二模）下列说法正确的是（ ）
A．射线带正电，电离能力较弱，穿透能力较强
B．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外部条件有关
C．热核反应发生后，需要外界不断给它提供能量才能使反应继续下去
D．根据玻尔理论，电子从高能级跃迁到低能级，放出光子的能量由前后两个能级的能量差决定
12.（2023·北京门头沟·统考二模）如图所示为氢原子的能级图。一群氢原子处于n=3的激发态上，下列说法正确的是（ ）
A．原子向n=2的能级跃迁需要吸收能量
B．原子向低能级跃迁只能发出2种不同频率的光子
C．原子跃迁到低能级后电子动能减小
D．原子至少需要吸收1.51eV的能量才能发生电离
13.（2023·北京朝阳·统考一模）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极K，其中只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极K，测得图乙中电流表随电压表读数变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 题中的氢原子跃迁共能发出4种不同频率的光子
B. a光是从能级向能级跃迁产生的
C. a光的波长小于b光的波长
D. a光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比b光照射时的大
14．（2023·北京东城·统考一模）某型号智能手环在工作时会发出红光和绿光，与绿光相比（ ）
A. 红光频率高 B. 红光波长短
C. 红光光子能量小 D. 红光在真空中的传播速度快
15．（2023·北京东城·统考一模）如图所示，在足够大的匀强磁场中，一个静止的氡原子核（）发生衰变，放出一个粒子后成为一个新核。已知粒子与新核的运动轨迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，下列说法正确的是（ ）
A. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 B. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子
C. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 D. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子
16．（2023·北京东城·统考一模）我国科研人员对“嫦娥五号”返回器携带的月壤样品进行研究，取得了重大科研成果，科研人员通过X射线衍射、聚焦离子束等一系列技术手段对样品进行分析研究，首次发现了一种新矿物并确定其晶体结构，被国际权威机构命名为“嫦娥石”。聚焦离子束技术是利用电场将离子束聚焦成极小尺寸的显微加工技术，经过聚焦的高能离子束轰击样品，与其表面原子的相互作用过程比较复杂，若表面原子受碰撞后运动方向是离开表面，而且能量超过一定数值时，会有粒子从表面射出，粒子可能是原子、分子，也可能是正负离子、电子、光子。除发现“嫦娥石”外，科研人员还首次准确测定了月壤样品中氦3（）的含量和提取温度，氦3被科学家视为未来核聚变反应的理想原料。若氦3参与核聚变反应，不会产生核辐射，且可以释放更多能量，氦3主要来自太阳风——太阳喷射出来的高能粒子流。月球没有磁场和大气的保护，太阳风可以直接降落在月球表面，使其携带的氦3得以保存，但氦3在地球上含量极少，根据以上信息及所学知识判断，下列说法错误的是（ ）
A. X射线照射在晶体上会发生明显衍射现象，是由于其波长与原子间距相近
B. 利用聚焦离子束技术可以将光束聚焦后照射金属表面，使其发生光电效应
C. 氦3参与聚变反应，虽然不会产生核辐射，但反应过程中会存在质量亏损
D. 地磁场会使太阳风中的氦3发生偏转，影响其到达地面
17．（2023·北京丰台·统考一模）下列核反应方程中，属于衰变的是（ ）
A. B.
C. D.
18．（2023·北京丰台·统考一模）下列各种现象中都表现出光具有波动性的是（ ）
A. 光的直线传播现象、反射现象
B. 光全反射现象、折射现象
C. 光的衍射现象、干涉现象
D. 光的康普顿效应、光电效应
19．（2023·北京海淀八模（一））科学研究表明，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋（）”，如果每天抽2包香烟，一年后累积的辐射相当于400次胸透的辐射。的半衰期是138天，可以连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，则下列说法正确的是（ ）
A. 制做香烟时通过高温可以减小的半衰期，从而减小辐射对人体的伤害
B. 吸烟时因为发生化学反应，所以的半衰期会减小
C. 发生衰变时，会发生质量亏损
D. 新核的中子数是206，电荷数为83
20．（2023·北京海淀八模（二））在探究光电效应现象时，某同学分别用频率为ν1、ν2的两单色光照射密封真空管的钠阴极，钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了两条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙），如图所示，已知U1=2U2，ν1>ν2，普朗克常量用h表示。则以下说法正确的是（ ）
A. 曲线甲为频率为ν1的光照射时的图像
B. 频率为ν1的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多
C. 两单色光的频率之比为2:1
D. 该金属的逸出功为h（2ν2-ν1）
21．（2023·北京海淀八模（四））关于近代物理的知识，下列说法正确的是（ ）
A. 是重核裂变反应方程
B. β衰变是原子核内的一个中子转化为一个质子和电子，电子以β射线的形式释放出来
C. 在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
D. 若氢原子从能级n=3向能级n=2跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级n=3向能级n=1跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
22．（2023·北京西城·统考一模）下列核反应方程式中，属于衰变的是（ ）
A.
B.
C.
D.
23．（2023·北京延庆·统考一模）在核反应方程中的X表示的是
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. α粒子
24．（2023·北京汇文中学·校考一模）氢原子的能级图如图所示。如果大量氢原子处于n=4能级的激发态，下列说法正确的是（ ）
A. 这群氢原子最多可能辐射3种不同频率的光子
B. 从n =4能级跃迁到n =1能级的氢原子所辐射光子的波长最长
C. n=2能级的氢原子若吸收能量为1.89eV的光子，可以跃迁到n =3能级
D. n=4能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离
25．（2023·北京汇文中学·校考一模）如图所示为α粒子散射实验的示意图：放射源发出α射线打到金箔上，带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察，图中①②③为其中的三个位置，下列对实验结果的叙述或依据实验结果做出的推理正确的是（ ）
A. 在位置②接收到的α粒子最多
B. 在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内
C. 位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更大
D. 若正电荷均匀分布在原子内，则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差不多
26．（2023·北京汇文中学·校考一模）用图1所示装置研究光电效应现象，三次用同一光电管在不同光照条件下实验，记录微安表的示数I随光电管电压U的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线，如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 甲光的频率大于乙光的频率
B. 丙光的波长小于乙光的波长
C. 甲光和丙光的强弱程度相同
D. 甲光和丙光产生的光电子最大初动能相同
27．（2023·北京四中·校考一模）氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况是（ ）
A. 放出光子，电子动能减少，原子的能量增加
B. 放出光子，电子动能增加，原子的能量减少
C. 吸收光子，电子动能减少，原子的能量减少
D. 吸收光子，电子动能增加，原子的能量增加
28．（2023·北京海淀·统考一模）下列现象中，揭示了光的粒子性的是（ ）
A. 光电效应 B. 光的干涉
C. 光的偏振 D. 光的衍射
29．（2023·北京海淀·统考一模）处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁时（ ）
A. 吸收光子，能量增加 B. 吸收光子，能量减少
C. 放出光子，能量增加 D. 放出光子，能量减少
30．（2023·北京海淀·统考一模） 2022年10月31日“梦天”实验舱成功发射，其上配置了世界领先的微重力超冷原子物理实验平台，利用太空中的微重力环境和冷却技术，可获得地面无法制备的超冷原子。超冷原子是指温度接近0K状态下的原子（质量约10-27kg），其运动速度约为室温下原子速度（约500m/s）的5×10-5倍。超冷原子的制备要先利用激光冷却技术，使用方向相反的两束激光照射原子，原子会吸收激光的光子然后再向四周随机辐射光子，经过多次吸收和辐射后，原子的速度减小。同时施加磁场将原子束缚在一定区域内，避免原子逃逸，以延长原子与激光作用的时间。再用蒸发冷却技术，将速度较大的原子从该区域中排除，进一步降低温度。取普朗克常量h=6.63×10-34J·s。下列说法错误的是（ ）
A. 太空中的微重力环境可使实验舱中的原子长时间处于悬浮状态，利于获得超冷原子
B. 超冷原子的物质波波长约为10-5m量级
C. 原子减速是通过原子向四周随机辐射光子实现的
D. 超冷原子的蒸发冷却的机制，与室温下水杯中的水蒸发冷却的机制类似
31．（2023·北京石景山·统考一模）在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
32．（2023·北京石景山·统考一模）从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压 （即图1 所示的电路中电流表G 的读数减小到零时加在电极K 、A 之间的反向电压）与入射光的频率，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的图像如图2 所示．下列说法正确的是
A. 该金属的截止频率约为4．27× 1014 Hz
B. 该金属的截止频率约为5．50× 1014 Hz
C. 该图线的斜率为普朗克常量
D. 该图线的斜率为这种金属的逸出功
33．（2023·北京房山·统考一模）下列说法不正确的是（ ）
A．是衰变方程
B．是核聚变方程
C．是核裂变方程
D．发生衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分
34．（2023·北京房山·统考一模）关于光现象，下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维是利用光的折射传输信息
B．泊松亮斑属于光的干涉现象
C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带是因为不同颜色的光折射率不同
D．紫外线灯照射锌板，入射光越强，光电子的最大初动能越大
35．（2023·北京门头沟·统考一模）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Pu元素是，Pu核可发生衰变，衰变为。这个衰变的方程式是（ ）
A．
B．
C．
D．
36．（2023·北京通州·统考一模）如图为氢原子能级图，大量处于激发态的氢原子，当它们自发地跃迁到较低能级时，下列说法正确的是（ ）
A. 这些氢原子跃迁时最多可产生3种不同频率光子
B. 由能级跃迁到能级时发出光子波长最长
C. 核外电子动能减少，电势能增加
D. 该氢原子放出光子，能量减少
37.（2023·昌平区市级名校·联考）下列说法正确的是（ ）
A．β衰变所释放的电子是原子核外电子电离形成的
B．贝克勒尔通过实验发现了中子
C．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时吸收波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时发射波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子
D．赫兹首次用实验证实了电磁波的存在
38．（2023·昌平区市级名校·联考）关于近代物理学，下列说法正确的是（ ）
A．α射线、β射线和γ射线中，γ射线的电离能力最强
B．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成
D．对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大
39．（2023·昌平区市级名校·联考）下列说法正确的是
A．光电效应现象表明，光具有波动性
B．α粒子散射实验表明，原子中有一个很小的核
C．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可以放出任意频率的光子
D．一个质子和一个中子结合成氘核，氘核的质量等于质子与中子的质量和
40．（2023·北京西城·统考二模）氢原子能级示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子的能量增加
B. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子向外辐射光子
C. 大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子
D. 处于基态的氢原子电离时将向外辐射13.6eV的能量
41．（2023·北京海淀·统考二模）关于电磁波的应用，下列说法正确的是（ ）
A. 雷达可以利用反射电磁波定位，是因为其工作波段的电磁波衍射效应较为明显
B. 移动电话选择微波作为工作波段，是因为微波比其它波段的电磁波的波速更快
C. X射线衍射能探测晶体内原子的排列结构，是因为X射线的波长与原子间距相近
D. 工程上用γ射线探测金属内部缺陷，是因为γ射线具有频率高、波动性强的特点
42．（2023·北京海淀·统考二模）如图所示为光电效应实验中某金属的遏止电压Uc与入射光的频率的关系图像。已知元电荷e。根据该图像不能得出的是（ ）
A. 饱和光电流 B. 该金属的逸出功
C. 普朗克常量 D. 该金属的截止频率
43．（2023·北京海淀·统考二模）氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4条特征谱线（记作Hα、Hβ、Hγ和Hδ）分别对应着氢原子从n=3、4、5、6能级向n=2能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分布，刻度值从左至右增大）（ ）
A. B.
C. D.
44（2023·北京丰台·统考二模）卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出的理论是（ ）
A. 原子的核式结构模型
B. 电子是原子的组成部分
C. 原子核由质子和中子组成
D. 电子在不同的轨道运动时，原子具有不同的能量
45．（2023·北京东城·统考二模）卢瑟福提出原子核式结构模型是为了解释（ ）
A. α粒子散射实验 B. 核聚变反应 C. 天然放射现象 D. 核裂变反应
46．（2023·北京东城·统考二模）某光源发出的光由不同波长的光组成。不同波长的光的强度（表示光的强弱）如图所示。使金属恰好发生光电效应的光的波长，称为极限波长。表中为一些金属的极限波长。用该光源照射表中金属表面，则（ ）
材料 铂 钨 钠
极限波长（nm） 196 274 542
A. 只有钠表面有电子逸出 B. 只有铂表面有电子逸出
C. 钨、铂表面均有电子逸出 D. 铂、钨、钠表面均有电子逸出
47．（2023·北京朝阳·统考二模）下列说法正确的是（ ）
A 氢原子由激发态向基态跃迁时放出光子
B. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态有关
C. 核聚变与核裂变均释放能量，因此核反应前后质量数不守恒
D. 卢瑟福的核式结构模型可以解释氢原子光谱不连续的现象
48．（2023·北京昌平·统考二模）下列核反应属于衰变的是（ ）
A. B.
C. D.
49．（2023·北京昌平·统考二模）“北京正负电子对撞机”是我国第一台高能加速器，也是高能物理研究的重大科技基础设施。一对速率相同的正、负电子正碰后湮灭生成两个光子，反应方程为。已知单个电子的静止质量为，电荷量为e，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（ ）
A. 单个光子的能量为 B. 光子的频率为
C. 两个光子的频率可以不同 D. 两个光子的运动方向可能相同
50．（2023·北京一七一中学·校考模拟）烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则（ ）
A．镅放出的是X射线
B．镅放出的是γ射线
C．1mg的镅经864年将有0.75mg发生衰变
D．发生火灾时，烟雾探测器中的镅因温度升高而半衰期变短
51．（2023·北京十二中·校考模拟）与下列图片相关的物理知识说法正确的是（ ）
A．甲图，汤姆生通过α粒子散射实验，提出了原子核的概念，建立了原子核式结构模型
B．乙图，氢原子的能级结构图，大量处于n=4能级的原子向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光子
C．丙图，“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了相对论学说，建立了光电效应方程
D．丁图，重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续得进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为
52．（2023·北京育才学校·校考模拟）如图所示，把一块不带电的锌板接在验电器上，用紫外线灯照射锌板，验电器的金属箔片张开，则下列说法中正确的是（ ）
A. 紫外线的波长比可见光长
B. 验电器的金属箔片带正电
C. 从锌板逸出电子的动能都相等
D. 若改用红外灯照射，验电器的金属箔片一定张开
53．（2023·北京育才学校·校考模拟）下列说法正确是（ ）
A. 阴极射线的本质是高频电磁波
B. 玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说
C. 贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构
D. 变成，经历了4次β衰变和6次α衰变
54．（2023·北京六十六中学·校考模拟）作为我国核电走向世界的“国家名片”，华龙一号是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一，是我国核电创新发展的重大标志性成果，其国内外示范工程按期成功的建设，对我国实现由核电大国向核电强国的跨越具有重要意义。已知发电站的核能来源于的裂变，现有四种说法
①原子核中有92个质子，143个中子；
②的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为：；
③是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；
④一个裂变能放出200MeV的能量，合3.2×10-11J。
以上说法中完全正确的是（ ）
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②④
55．（2023·北京一五六中学·校考模拟）氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定
A. 对应的前后能级之差最小
B. 同一介质对的折射率最大
C. 同一介质中的传播速度最大
D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能
56．（2023·北京十九中学·校考模拟）关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（ ）
A. 原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力
B. 原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定
C. 温度越高放射性元素的半衰期越小
D. β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子
二、多选题
57．（2023·北京中关村中学·校考模拟）如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是（ ）
A．光子b可能使处于基态的氢原子电离
B．n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小
C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线
D．若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应
参考答案
真题再现
1.（2023·北京卷）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
故A符合题意；
B．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
故B不符合题意；
C．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
故C不符合题意；
D．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
故D不符合题意。
故选A。
2.（2022·北京卷）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ）
A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少
【答案】B
【详解】氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，且放出光子的能量等于两能级之差，能量减少。
故选B。
3.（2022·北京卷）2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（ ）
A．核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能
B．可以用磁场来约束等离子体
C．尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体
D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力
【答案】A
【详解】A．核聚变释放的能量源于来自于原子核的质量亏损，A错误；
B．带电粒子运动时，在匀强磁场中会受到洛伦兹力的作用而不飞散，故可以用磁场来约束等离子体，B正确；
C．等离子体是各种粒子的混合体，整体是电中性的，但有大量的自由粒子，故它是电的良导体，C正确；
D．提高托卡马克实验装置运行温度，增大了等离子体的内能，使它们具有足够的动能来克服库仑斥力，有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力，D正确。
本题选择错误的，故选A。
4.（2021·北京卷）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
【详解】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·北京卷）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10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、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104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
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10-8 m，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
【答案】D
【详解】A．同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程，氢原子发光是先吸收能量到高能级，在回到基态时辐射光，两者的机理不同，故A错误；
B．用同步辐射光照射氢原子，总能量约为104eV大于电离能13.6eV，则氢原子可以电离，故B错误；
C．同步辐射光的波长范围约为10-5m～10-11m，与蛋白质分子的线度约为10-8 m差不多，故能发生明显的衍射，故C错误；
D．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104eV，则电子回旋一圈后能量不会明显减小，故D正确；
故选D。
模拟练习
一、单选题
1.（2023·北京市中关村中学·校考三模）根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近),下列判断中正确的是( )
A．α粒子的动能先增大后减小
B．α粒子的电势能先增大后减小
C．α粒子的加速度先变小后变大
D．电场力对α粒子先做正功后做负功
【答案】B
【详解】ABD．α粒子先靠近原子核，然后又远离原子核，则在运动过程中，电场力(库仑斥力)对α粒子先做负功后做正功，所以其电势能先增大后减小，由动能定理知，动能先减小后增大，则B选项正确，而A、D选项错误；
C．α粒子受到的库仑斥力先增大后减小，由牛顿第二定律知，加速度先增大后减小，C选项错误。
故选B。
2.（2023·北京市潞河中学·校考三模）为落实国家“双碳”战略，推动能源绿色低碳转型，某区推进新型绿色光伏发电，光伏发电的原理是光电效应。假设太阳光子垂直射到发电板上并全部被吸收。已知光伏发电板面积为，发电板单位面积上受到光子平均作用力为，每个光子动量为（其中为普朗克常量，为光子的频率，为真空中的光速），则下列说法正确的是（ ）
A．发生光电效应时，入射光的强度越大遏止电压越高
B．发生光电效应时，入射光的频率越高饱和光电流一定越大
C．秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为
D．t秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为
【答案】C
【详解】A．对光电效应的过程，根据能量守恒有
即入射光的频率越大，遏止电压越高，故A错误；
B．发生光电效应时，入射光越强，光含有的光子数越多，其饱和光电流一定越大，故B错误；
CD．设t秒内该光伏发电板上接收到的光子数为n，根据动量定理可得
已知光子的平均作用力为F，则有
联立解得光伏发电板接收到的光子数为
则由可得，t秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为
故C正确，D错误。
故选C。
3.（2023·北京市潞河中学·校考三模）不符合卢瑟福对粒子散射实验的解释是（ ）
A．使粒子产生偏转的力主要是原子中电子对粒子的作用力
B．使粒子产生偏转的力是库仑力
C．原子核很小，粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进
D．能产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子
【答案】A
【详解】AB．使粒子产生偏转的力主要是原子核对粒子的库仑力的作用，选项A错误，B正确；
C．只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，选项C正确；
D．离原子核近的粒子受到的原子核对它的库仑斥力就大，能产生大角度偏转，选项D正确。
本题选不符合的，故选A。
4.（2023·北京十一中学·校考三模）2016年8月，我国的量子卫星“墨子号”发射成功，为实现远距离量子通信提供了有利条件。2020年3月，我国科学家创造了509公里光纤量子通信新记录。2020年12月，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。量子通信和量子计算都用到了量子力学里有趣的“量子纠缠”现象。该理论认为，两个有量子特性的微观粒子相互作用后，共同处于一个确定的量子态上。如果观察者对其中一个进行测量，可以立即对另一个的状态做出推测。一对处于纠缠态的微观粒子，即使分离很远的空间距离，只要它们都不与周围其他粒子发生相互作用，那么这对粒子将一直处于纠缠态。根据以上材料，下列说法错误的是（ ）
A．在宏观世界，不容易观察到量子纠缠现象，是因为粒子容易与环境发生相互作用，导致纠缠很快消失
B．用光子构建量子计算原型机，是因为光子比电子具有更显著的粒子性
C．借助卫星进行通信，可以减少光子在大气中的有效传播距离，从而减少大气带来的不利影响
D．要想实现量子计算，并不一定要借助于光子，其他微观粒子也有可能成为量子计算机的载体
【答案】D
【详解】A．根据材料分析可知在宏观世界，不容易观察到量子纠缠现象，是因为粒子容易与环境发生相互作用，导致纠缠很快消失，故A正确；
B．光子比电子具有更显著的粒子性，所以经常选用光子构建量子计算原型机，不能用其他粒子代替，故D错误，B正确；
C．借助卫星进行通信，可以减少光子在大气中的有效传播距离，从而减少大气带来的不利影响，故C正确；
本题选择错误选项；
故选D。
5.（2023·北京十一中学·校考三模）碳14测年技术广泛应用于考古和经济建设中。宇宙射线进入地球大气层时，同大气作用产生中子，中子撞击大气中的氮引发核反应产生碳14。这个核反应的方程是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】由题意，中子撞击大气中的氮引发核反应产生碳14，根据电荷数守恒和质量数守恒可得核反应方程为
故选C。
6.（2023·北京第166中学·校考三模）实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿散射，该过程遵循能量守恒定律和动量守恒定律．如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，这一现象已被实验证实．关于上述逆康普顿散射，下列说法正确的是（ ）
A．相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度变大
B．若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则散射光照射该金属时，光电子的最大初动能将变大
C．散射后电子的速度一定变大
D．散射后电子的能量一定变大
【答案】B
【详解】A．光在介质中的传播速度与光的频率无关，只与介质有关，故相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度不变，选项A错误；
B．若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则因散射后光的能量变大，故照射该金属时，光电子的最大初动能将变大，选项B正确；
CD．散射后电子的部分能量传给光子，则动能减小，速度减小，选项CD错误；
故选B。
7.（2023·北京第166中学·校考三模）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。已知铝26、镁26、和Y粒子的质量分别为、和，下列说法正确的是（ ）
A．Y粒子为中子
B．
C．如果环境温度升高，铝26的半衰期将会缩短
D．再经过144万年，现有的铝26将全部衰变
【答案】B
【详解】A．由电荷数和质量数守恒可知Y为正电子，故A错误；
B．由质量方程
可知
故B正确；
C．半衰期与温度无关，故C错误；
D．半衰期为72万年，则经过72万年有一半的铝26将发生衰变，再过72万年剩余一半的铝26的二分之一将发生衰变，即经过144万年总计四分之三的铝26将发生衰变，故D错误。
故选B。
8.（2023·北京第101中学·校考三模）20世纪40年代，我国著名物理学家朱洪元先生提出，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”，辐射光的频率是电子做匀速圆周运动每秒转数的k倍。大量实验不但证实了这个理论是正确的，而且准确测定了k值。近年来，同步辐射光已被应用在大规模集成电路的光刻工艺中。若电子在某匀强磁场中做匀速圆周运动时产生的同步辐射光的频率为，电子质量为m，电荷量为e，不计电子发出同步辐射光时所损失的能量以及对其运动速率和轨道的影响，则下列说法不正确的是（ ）
A．若测出电子做匀速圆周运动的轨道半径为R，可以求其运动的速率v
B．可以求匀强磁场磁感应强度B的大小
C．同步辐射光一个光子的能量为
D．电子比可见光的波动性强，衍射更为明显
【答案】D
【详解】AB．设电子在磁场中做匀速圆周运动的速率为v，则根据牛顿第二定律和洛伦兹力公式有
①
则电子的回旋周期为
②
由题意可知
③
联立②③解得
④
联立①④解得
⑤
AB正确；
C．同步辐射光一个光子的能量
C正确；
D．可见光的波动性比电子的波动性强，则可见光的衍射更为明显，D错误。
本题选不正确项，故选D。
9.（2023·北师大实验中学·校考三模）如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法错误的是
A．图1：卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
B．图2：放射线在垂直纸面向外的磁场中偏转，可知射线甲带负电
C．图3：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
D．图4：链式反应属于核裂变，铀核的一种裂变方式为
【答案】C
【详解】A项：图1为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型，故A正确；
B项：图2为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，根据左手定则可知，射线甲带负电，为β射线，故B正确；
C项：根据光电效应方程知：，遏止电压与入射光的频率，及金属的材料有关，与入射光的强弱无关，故C错误；
D项：图为核反应堆示意图即为核裂变，铀核的一种裂变方式为，故D正确．
10.（2023·北大附中·校考三模）下列与粒子相关的说法中正确的是（ ）
A．（铀238）核放出一个粒子后就变为（钍234）
B．天然放射性现象中产生的射线速度与光速相当，贯穿能力很强
C．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为
D．丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型
【答案】A
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，（铀238）核放出一个粒子后就变为（钍234），故A正确；
B．天然放射性现象中产生的射线速度大约为光速的，贯穿能力很弱，故B错误；
C．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为
故C错误；
D．卢瑟福进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，故D错误。
故选A。
11.（2023·北京房山·统考二模）下列说法正确的是（ ）
A．射线带正电，电离能力较弱，穿透能力较强
B．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外部条件有关
C．热核反应发生后，需要外界不断给它提供能量才能使反应继续下去
D．根据玻尔理论，电子从高能级跃迁到低能级，放出光子的能量由前后两个能级的能量差决定
【答案】D
【详解】A．α射线的实质是氦核，带正电，三种射线中，α射线的电离能力最强，穿透能力最弱，故A错误；
B．放射性元素衰变的快慢由原子核自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件无关，故B错误；
C．核聚变一旦发生以后，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就会使反应继续下去，故C错误；
D．玻尔理论的假设是提出了轨道量子化和能量量子化，根据玻尔理论，原子从高能态向低能态跃迁放出光子的能量等于前后两个能级之差，故D正确。
故选D。
12.（2023·北京门头沟·统考二模）如图所示为氢原子的能级图。一群氢原子处于n=3的激发态上，下列说法正确的是（ ）
A．原子向n=2的能级跃迁需要吸收能量
B．原子向低能级跃迁只能发出2种不同频率的光子
C．原子跃迁到低能级后电子动能减小
D．原子至少需要吸收1.51eV的能量才能发生电离
【答案】D
【详解】A．原子由n=3向n=2的能级跃迁需要放出能量，选项A错误；
B．原子由n=3向低能级跃迁时能发出3种不同频率的光子，选项B错误；
C．原子跃迁到低能级后，电子的轨道半径减小，根据可知动能增大，选项C错误；
D．因为n=3能级的能量是-1.51eV，所以原子至少需要吸收1.51eV的能量才能发生电离，选项D正确。
故选D。
13.（2023·北京朝阳·统考一模）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极K，其中只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极K，测得图乙中电流表随电压表读数变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 题中的氢原子跃迁共能发出4种不同频率的光子
B. a光是从能级向能级跃迁产生的
C. a光的波长小于b光的波长
D. a光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比b光照射时的大
【答案】B
【详解】A．一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中，辐射出的光子的种类
A错误；
B．根据上述，6种光之中，只有2种能够使阴极K发生光电效应，可知这两种光在6种光之中的光子能量最大，即这两种是能级向能级跃迁与能级向能级跃迁产生的，根据图丙可知，a光的遏止电压小，则a光是从能级向能级跃迁产生的，B正确；
C．根据上述，a光的光子能量小于b光的光子能量，根据
可知，a光的波长大于b光的波长，C错误；
D．根据
由于a光的光子能量小于b光的光子能量，则a光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比b光照射时的小，D错误。
故选B。
14．（2023·北京东城·统考一模）某型号智能手环在工作时会发出红光和绿光，与绿光相比（ ）
A. 红光频率高 B. 红光波长短
C. 红光光子能量小 D. 红光在真空中的传播速度快
【答案】C
【详解】红光与绿光相比，频率较低，光子能量较小，波长较长，光在真空中的传播速度一样快。
故选C。
15．（2023·北京东城·统考一模）如图所示，在足够大的匀强磁场中，一个静止的氡原子核（）发生衰变，放出一个粒子后成为一个新核。已知粒子与新核的运动轨迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，下列说法正确的是（ ）
A. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 B. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子
C. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 D. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子
【答案】B
【详解】AC．由左手定则知α衰变后产生的径迹是两个外切的圆，β衰变后产生的径迹是两个内切的圆，故AC错误；
BD．根据
可知
因为发生衰变后动量守恒，两微粒的动量大小相等，则在磁场中的运动半径之比与电荷数成反比，则大圆是粒子的轨迹，故B正确，D错误。
故选B。
16．（2023·北京东城·统考一模）我国科研人员对“嫦娥五号”返回器携带的月壤样品进行研究，取得了重大科研成果，科研人员通过X射线衍射、聚焦离子束等一系列技术手段对样品进行分析研究，首次发现了一种新矿物并确定其晶体结构，被国际权威机构命名为“嫦娥石”。聚焦离子束技术是利用电场将离子束聚焦成极小尺寸的显微加工技术，经过聚焦的高能离子束轰击样品，与其表面原子的相互作用过程比较复杂，若表面原子受碰撞后运动方向是离开表面，而且能量超过一定数值时，会有粒子从表面射出，粒子可能是原子、分子，也可能是正负离子、电子、光子。除发现“嫦娥石”外，科研人员还首次准确测定了月壤样品中氦3（）的含量和提取温度，氦3被科学家视为未来核聚变反应的理想原料。若氦3参与核聚变反应，不会产生核辐射，且可以释放更多能量，氦3主要来自太阳风——太阳喷射出来的高能粒子流。月球没有磁场和大气的保护，太阳风可以直接降落在月球表面，使其携带的氦3得以保存，但氦3在地球上含量极少，根据以上信息及所学知识判断，下列说法错误的是（ ）
A. X射线照射在晶体上会发生明显衍射现象，是由于其波长与原子间距相近
B. 利用聚焦离子束技术可以将光束聚焦后照射金属表面，使其发生光电效应
C. 氦3参与聚变反应，虽然不会产生核辐射，但反应过程中会存在质量亏损
D. 地磁场会使太阳风中的氦3发生偏转，影响其到达地面
【答案】B
【详解】A．X射线照射在晶体上会发生明显的衍射现象，是由于其波长与原子间距相近，故A正确，不符合题意；
B．利用聚焦离子束技术可以将离子束聚焦后照射金属表面，使其发生光电效应，故B错误，符合题意；
C．氦3参与聚变反应，虽然不会产生核辐射，但反应过程中会存质量亏损，释放能量，故C正确，不符合题意；
D．地磁场会使太阳风中的氦3发生偏转，影响其到达地面，故D正确，不符合题意；
故选B。
17．（2023·北京丰台·统考一模）下列核反应方程中，属于衰变的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A．根据核反应的特点可知，该反应是原子核的人工转变方程，故A不符合题意；
B．根据核反应的特点可知，该反应是氢核聚变，故B不符合题意；
C．根据核反应的特点可知，该反应是β衰变，故C符合题意；
D．根据核反应的特点可知，该反应是衰变，故D不符合题意。
故选C。
18．（2023·北京丰台·统考一模）下列各种现象中都表现出光具有波动性的是（ ）
A. 光的直线传播现象、反射现象
B. 光全反射现象、折射现象
C. 光的衍射现象、干涉现象
D. 光的康普顿效应、光电效应
【答案】C
【详解】光的直线传播、反射、折射、全反射、康普顿效应、光电效应证明了光具有粒子性，光的衍射、干涉、偏振现象证明了光具有波动性。
故选C。
19．（2023·北京海淀八模（一））科学研究表明，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋（）”，如果每天抽2包香烟，一年后累积的辐射相当于400次胸透的辐射。的半衰期是138天，可以连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，则下列说法正确的是（ ）
A. 制做香烟时通过高温可以减小的半衰期，从而减小辐射对人体的伤害
B. 吸烟时因为发生化学反应，所以的半衰期会减小
C. 发生衰变时，会发生质量亏损
D. 新核的中子数是206，电荷数为83
【答案】C
【详解】AB．半衰期和元素本身有关，和高温以及元素是否发生化学反应无关，AB错误；
C．发生衰变时要释放出核能，所以衰变过程伴随着质量亏损，C正确；
D．根据题意写出核反应方程式
根据质量数和电荷数守恒可知，
新核的电荷数为83，则中子数是
D错误。
故选C。
20．（2023·北京海淀八模（二））在探究光电效应现象时，某同学分别用频率为ν1、ν2的两单色光照射密封真空管的钠阴极，钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了两条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙），如图所示，已知U1=2U2，ν1>ν2，普朗克常量用h表示。则以下说法正确的是（ ）
A. 曲线甲为频率为ν1的光照射时的图像
B. 频率为ν1的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多
C. 两单色光的频率之比为2:1
D. 该金属的逸出功为h（2ν2-ν1）
【答案】D
【详解】A．根据光是效应方程
遏止电压与光电子最大初动能关系为
联立可得
则入射光的频率越大，遏止电压越大，所以曲线乙为频率为ν1的光照射时的图像，则A错误；
B．由图像可知甲的饱和光电流比乙的大，甲的频率又比乙的频率小，所以频率为ν２的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多，则B错误；
CD．由于
U1=2U2
联立解得
所以C错误；D正确；
故选D。
21．（2023·北京海淀八模（四））关于近代物理的知识，下列说法正确的是（ ）
A. 是重核裂变反应方程
B. β衰变是原子核内的一个中子转化为一个质子和电子，电子以β射线的形式释放出来
C. 在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
D. 若氢原子从能级n=3向能级n=2跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级n=3向能级n=1跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
【答案】B
【详解】A．是α衰变方程，选项A错误；
B．β衰变是原子核内一个中子转化为一个质子和电子，电子以β射线的形式释放出来，选项B正确；
C．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，选项C错误；
D．因为3→1的跃迁能级差大于从3→2的能级差，则若氢原子从能级n=3向能级n=2跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级n=3向能级n=1跃迁时辐射出的光不一定不能使该金属发生光电效应，选项D错误。
故选B。
22．（2023·北京西城·统考一模）下列核反应方程式中，属于衰变的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A．反应核只有一个核，生成核中有粒子，属于衰变，A正确；
B．反应核只有一个核，生成核中有粒子，属于衰变，B错误
CD．反应核中的粒子均用来作为“炮弹”轰击相应原子核，属于人工核转变，CD错误。
故选A。
23．（2023·北京延庆·统考一模）在核反应方程中的X表示的是
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. α粒子
【答案】A
【详解】设X为：，根据核反应的质量数守恒：，则：
电荷数守恒：，则，即X：为质子，故选项A正确，BCD错误．
点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X的种类．
24．（2023·北京汇文中学·校考一模）氢原子的能级图如图所示。如果大量氢原子处于n=4能级的激发态，下列说法正确的是（ ）
A. 这群氢原子最多可能辐射3种不同频率的光子
B. 从n =4能级跃迁到n =1能级的氢原子所辐射光子的波长最长
C. n=2能级的氢原子若吸收能量为1.89eV的光子，可以跃迁到n =3能级
D. n=4能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离
【答案】C
【详解】A．这群原子能辐射出
种不同频率的光子，故A错误；
B．波长最短的辐射光对应着能级差最大，则是氢原子从n=4能级跃迁到能级n=1能级产生的，故B错误；
C．n=2能级的氢原子若吸收能量为1.89eV的光子
可以跃迁到n =3能级，故C正确；
D．n=4能级的氢原子至少需吸收0.85eV能量的光子才能电离，故D错误。
故选C。
25．（2023·北京汇文中学·校考一模）如图所示为α粒子散射实验的示意图：放射源发出α射线打到金箔上，带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察，图中①②③为其中的三个位置，下列对实验结果的叙述或依据实验结果做出的推理正确的是（ ）
A. 在位置②接收到的α粒子最多
B. 在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内
C. 位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更大
D. 若正电荷均匀分布在原子内，则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差不多
【答案】B
【详解】A．原子的内部是很空阔的，原子核非常小，所以绝大多数α粒子的运动轨迹没有发生偏转，则在位置③接收到的α粒子最多，所以A错误；
B．在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内，所以B正确；
C．位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更小，因为在位置①α粒子速度反向运动，则动量的变化量更大，所以冲量更大，则C错误；
D．若正电荷均匀分布在原子内，则α粒子与原子正面撞击，粒子最后反弹，则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差较多，所以D错误；
故选B。
26．（2023·北京汇文中学·校考一模）用图1所示装置研究光电效应现象，三次用同一光电管在不同光照条件下实验，记录微安表的示数I随光电管电压U的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线，如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 甲光的频率大于乙光的频率
B. 丙光的波长小于乙光的波长
C. 甲光和丙光的强弱程度相同
D. 甲光和丙光产生的光电子最大初动能相同
【答案】D
【详解】A．甲光的饱和电流大于乙光的饱和电流，说明单位时间内甲光的光电子数目多于乙光的光电子数目，即单位时间甲光的光子数目多于乙光的光子数目，在光强度相同的情况下，根据普朗克的量子理论，甲光的频率小于乙光的频率，A错误；
B．甲和丙遏制电压相同，频率相同，都小于乙光的频率，根据
可知，丙光的波长大于乙光的波长，B错误；
C．甲光饱和电流大于丙光的饱和电流，甲光的光子数多以乙的饱和电流，所以甲丙频率相同，甲光强丙光弱，C错误；
D．甲丙遏制电压相同，频率相同，根据爱因斯坦的光电效应方程可知
甲丙的光电子的最大初动能相同，D正确；
故选D。
27．（2023·北京四中·校考一模）氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况是（ ）
A. 放出光子，电子动能减少，原子的能量增加
B. 放出光子，电子动能增加，原子的能量减少
C. 吸收光子，电子动能减少，原子的能量减少
D. 吸收光子，电子动能增加，原子的能量增加
【答案】B
【详解】AB．氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，若放出光子，原子的能量减少，电子的轨道半径减小，电场力做正功，电子动能增加，故A错误，B正确；
CD．氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，若吸收光子，原子的能量增加，电子的轨道半径增大，电场力做负功，电子动能减小，故CD错误。
故选B。
28．（2023·北京海淀·统考一模）下列现象中，揭示了光的粒子性的是（ ）
A. 光电效应 B. 光的干涉
C. 光的偏振 D. 光的衍射
【答案】A
【详解】A．光电效应、康普顿效应能说明光具有粒子性，A正确；
BCD．光的干涉、光的偏振和光的衍射能说明光具有波动性，BCD错误。
故选A。
29．（2023·北京海淀·统考一模）处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁时（ ）
A. 吸收光子，能量增加 B. 吸收光子，能量减少
C. 放出光子，能量增加 D. 放出光子，能量减少
【答案】D
【详解】处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁时，氢原子的能量减少，放出光子。
故选D。
30．（2023·北京海淀·统考一模） 2022年10月31日“梦天”实验舱成功发射，其上配置了世界领先的微重力超冷原子物理实验平台，利用太空中的微重力环境和冷却技术，可获得地面无法制备的超冷原子。超冷原子是指温度接近0K状态下的原子（质量约10-27kg），其运动速度约为室温下原子速度（约500m/s）的5×10-5倍。超冷原子的制备要先利用激光冷却技术，使用方向相反的两束激光照射原子，原子会吸收激光的光子然后再向四周随机辐射光子，经过多次吸收和辐射后，原子的速度减小。同时施加磁场将原子束缚在一定区域内，避免原子逃逸，以延长原子与激光作用的时间。再用蒸发冷却技术，将速度较大的原子从该区域中排除，进一步降低温度。取普朗克常量h=6.63×10-34J·s。下列说法错误的是（ ）
A. 太空中的微重力环境可使实验舱中的原子长时间处于悬浮状态，利于获得超冷原子
B. 超冷原子的物质波波长约为10-5m量级
C. 原子减速是通过原子向四周随机辐射光子实现的
D. 超冷原子的蒸发冷却的机制，与室温下水杯中的水蒸发冷却的机制类似
【答案】C
【详解】A．微重力环境下，原子几乎不受外力，故而能够长时间处于悬浮状态，有利于激光照射，故利于获得超冷原子，A正确，不符合题意；
B．由德布罗意波波长公式
其中
解得超冷原子的物质波波长
故B正确，不符合题意；
C．原子减速是通过吸收迎面射来的激光光子的能量，从而动量减少，速度减小，故C错误，符合题意；
D．超冷原子的蒸发冷却的机制，与室温下水杯中的水蒸发冷却的机制类似，D正确，不符合题意。
故选C。
31．（2023·北京石景山·统考一模）在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】金箔原子核带正电，与α粒子带同种电荷，彼此间相互排斥，又由曲线运动特征可知，α粒子所受金箔的排斥力应指向曲线的凹侧。
故选C。
32．（2023·北京石景山·统考一模）从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压 （即图1 所示的电路中电流表G 的读数减小到零时加在电极K 、A 之间的反向电压）与入射光的频率，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的图像如图2 所示．下列说法正确的是
A. 该金属的截止频率约为4．27× 1014 Hz
B. 该金属的截止频率约为5．50× 1014 Hz
C. 该图线的斜率为普朗克常量
D. 该图线的斜率为这种金属的逸出功
【答案】A
【详解】试题分析：设金属的逸出功为，截止频率为，因此；光电子的最大初动能Ek 与遏止电压UC 的关系是，光电效应方程为；联立两式可得：，因此图像的斜率为，ＣＤ错误；当可解得，即金属的截止频率约为Hz，在误差允许范围内，可以认为A 正确；B 错误．
考点：光电效应．
33．（2023·北京房山·统考一模）下列说法不正确的是（ ）
A．是衰变方程
B．是核聚变方程
C．是核裂变方程
D．发生衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分
【答案】D
【详解】A． 是衰变方程，A正确，不满足题意要求；
B． 是核聚变方程，B正确，不满足题意要求；
C．是核裂变方程，C正确，不满足题意要求；
D．发生衰变时原子核放出电子，是因为中子转化为质子而放出电子，电子不是原子核的组成部分，D错误，满足题意要求。
故选D。
34．（2023·北京房山·统考一模）关于光现象，下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维是利用光的折射传输信息
B．泊松亮斑属于光的干涉现象
C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带是因为不同颜色的光折射率不同
D．紫外线灯照射锌板，入射光越强，光电子的最大初动能越大
【答案】C
【详解】A．光导纤维是利用光的全反射传输信息的，故A错误；
B．泊松亮斑属于光的衍射现象，故B错误；
C．白光是由各种色光混合而成，而由于不同颜色的光折射率不同，通过三棱镜后偏转角度不同，从而形成彩色光带，故C正确；
D．光电子最大初动能与光照强度无关，入射光的频率越大，光电子初动能越大，光照强度越大，光电子个数越多，故D错误。
故选C。
35．（2023·北京门头沟·统考一模）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Pu元素是，Pu核可发生衰变，衰变为。这个衰变的方程式是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】依题意，衰变的方程式是
故选A。
36．（2023·北京通州·统考一模）如图为氢原子能级图，大量处于激发态的氢原子，当它们自发地跃迁到较低能级时，下列说法正确的是（ ）
A. 这些氢原子跃迁时最多可产生3种不同频率光子
B. 由能级跃迁到能级时发出光子波长最长
C. 核外电子动能减少，电势能增加
D. 该氢原子放出光子，能量减少
【答案】D
【详解】A．大量氢原子处于的激发态，由
知，最多能放出6种不同频率的光子，A错误；
B．从能级跃迁到能级，放出光子，极差最大，由
辐射光子频率最高，波长最小， B错误；
CD．当原子从第4能级自发地跃迁到较低能级时，放出光子，原子的能量减小，轨道半径减小，电子的动能增大，电势能减小，C错误，D正确。
故选D。
37.（2023·昌平区市级名校·联考）下列说法正确的是（ ）
A．β衰变所释放的电子是原子核外电子电离形成的
B．贝克勒尔通过实验发现了中子
C．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时吸收波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时发射波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子
D．赫兹首次用实验证实了电磁波的存在
【答案】D
【解析】A．β衰变的本质是原子核内的一个中子释放一个电子变为质子，故A错误；
B．根据物理学史可知，查德威克通过α粒子轰击铍核的实验，发现了中子的存在，故B错误；
C．光子的能量，由题，则，从a能级状态跃迁到b能级状态时吸收波长为λ1的光子，原子从b能级状态跃迁到c能级状态时发射波长为λ2的光子，根据玻尔理论，a能级的能量值大于c能级的能量值
所以原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要辐射波长为的光子，故C错误；
D．根据物理学史可知，赫兹首次用实验证实了电磁波的存在，故D正确。
故选：D。
38．（2023·昌平区市级名校·联考）关于近代物理学，下列说法正确的是（ ）
A．α射线、β射线和γ射线中，γ射线的电离能力最强
B．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成
D．对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大
【答案】D
【解析】A．α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透本领比较强，而电离能力最强是α射线，故A错误；
B．玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，故氢原子在辐射光子的同时，轨道不是连续地减小，故B错误；
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出原子核式结构学说，故C错误；
D．根据光电效应方程知，超过极限频率的入射频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，故D正确。
故选D。
39．（2023·昌平区市级名校·联考）下列说法正确的是
A．光电效应现象表明，光具有波动性
B．α粒子散射实验表明，原子中有一个很小的核
C．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可以放出任意频率的光子
D．一个质子和一个中子结合成氘核，氘核的质量等于质子与中子的质量和
【答案】B
【解析】光电效应现象表明，光具有粒子性，A项错误；α粒子散射实验表明，在原子的中心有一个很小的核，原子所有的正电荷和几乎所有的质量集中在原子核上，B项正确：氢原子从高能级向低能级跃迁时，只能发出一些特定频率的光子，C项错误；一个质子和一个中子结合成氘核，会发生质量亏损，氘核的质量不等于质子与中子的质量和，D项错误；故选B.
40．（2023·北京西城·统考二模）氢原子能级示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子的能量增加
B. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子向外辐射光子
C. 大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子
D. 处于基态的氢原子电离时将向外辐射13.6eV的能量
【答案】C
【详解】A．氢原子从能级跃迁到能级需要向外辐射光子，故该氢原子的能量减小，故A错误；
B．氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子需要吸收光子，故B错误；
C．大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程中最多可辐射出不同频率光子的种类为
故C正确；
D．处于基态的氢原子电离时至少要吸收13.6eV的能量，故D错误。
故选C。
41．（2023·北京海淀·统考二模）关于电磁波的应用，下列说法正确的是（ ）
A. 雷达可以利用反射电磁波定位，是因为其工作波段的电磁波衍射效应较为明显
B. 移动电话选择微波作为工作波段，是因为微波比其它波段的电磁波的波速更快
C. X射线衍射能探测晶体内原子的排列结构，是因为X射线的波长与原子间距相近
D. 工程上用γ射线探测金属内部缺陷，是因为γ射线具有频率高、波动性强的特点
【答案】C
【详解】A．雷达可以利用反射电磁波定位，是因为其工作波段的电磁波衍射效应不明显，故A错误；
B．微波和其它波段的电磁波的波速一样，都为光速，故B错误；
C．X射线衍射能探测晶体内原子的排列结构，是因为X射线的波长与原子间距相近，故C正确；
D．工程上用γ射线探测金属内部缺陷，是因为γ射线具有频率高、波动性弱的特点，故D错误。
故选C。
42．（2023·北京海淀·统考二模）如图所示为光电效应实验中某金属的遏止电压Uc与入射光的频率的关系图像。已知元电荷e。根据该图像不能得出的是（ ）
A. 饱和光电流 B. 该金属的逸出功
C. 普朗克常量 D. 该金属的截止频率
【答案】A
【详解】设金属的逸出功为W0，截止频率为νc，则有W0=hνc
光电子的最大初动能Ekm与遏止电压Uc的关系是Ekm=eUc
光电效应方程为Ekm=hν-W0
联立两式可得
故Uc与图象的斜率为，从而解得普朗克常量；当Uc=0时，可解得：ν=νc可得该金属的截止频率和逸出功；但是不能求解饱和光电流，故选项A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
43．（2023·北京海淀·统考二模）氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4条特征谱线（记作Hα、Hβ、Hγ和Hδ）分别对应着氢原子从n=3、4、5、6能级向n=2能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分布，刻度值从左至右增大）（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】光谱图中谱线位置表示相应光子的波长。氢原子从n=3、4、5、6能级分别向n=2能级跃迁时，发射的光子能量增大，所以光子频率增大，光子波长减小，在标尺上Hα、Hβ、Hγ和Hδ谱线应从右向左排列。由于氢原子从n=3、4、5、6能级分别向n=2能级跃迁释放光子能量的差值越来越小，所以，从右向左4条谱线排列越来越紧密，故A正确。
故选A。
44（2023·北京丰台·统考二模）卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出的理论是（ ）
A. 原子的核式结构模型
B. 电子是原子的组成部分
C. 原子核由质子和中子组成
D. 电子在不同的轨道运动时，原子具有不同的能量
【答案】A
【详解】粒子散射实验中，少数粒子发生了大角度的偏转，这种现象枣糕模型不能够解释，卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出了原子的核式结构模型。
故选A。
45．（2023·北京东城·统考二模）卢瑟福提出原子核式结构模型是为了解释（ ）
A. α粒子散射实验 B. 核聚变反应 C. 天然放射现象 D. 核裂变反应
【答案】A
【详解】卢瑟福提出原子核式结构模型是为了解释α粒子散射实验。
故选A。
46．（2023·北京东城·统考二模）某光源发出的光由不同波长的光组成。不同波长的光的强度（表示光的强弱）如图所示。使金属恰好发生光电效应的光的波长，称为极限波长。表中为一些金属的极限波长。用该光源照射表中金属表面，则（ ）
材料 铂 钨 钠
极限波长（nm） 196 274 542
A. 只有钠表面有电子逸出 B. 只有铂表面有电子逸出
C. 钨、铂表面均有电子逸出 D. 铂、钨、钠表面均有电子逸出
【答案】A
【详解】根据光电效应方程可知
只要光的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，由题图可知，该光源发出的光的波长大约在400nm到800nm之间，而三种材料中，极限频率最小的钠的极限波长是542nm，在400nm到800nm之间，所以该光源能使钠产生光电效应；该光源发出的光的波长大于钨、铂的极限波长，钨、铂表面没有电子逸出。故A正确，BCD错误。
故选A。
47．（2023·北京朝阳·统考二模）下列说法正确的是（ ）
A 氢原子由激发态向基态跃迁时放出光子
B. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态有关
C. 核聚变与核裂变均释放能量，因此核反应前后质量数不守恒
D. 卢瑟福的核式结构模型可以解释氢原子光谱不连续的现象
【答案】A
【详解】A．根据波尔理论可知，氢原子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量减少，故A正确；
B．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态及外部条件无关，故B错误；
C．根据核反应方程的守恒条件，必须满足质量数守恒，核电荷数守恒，故C错误；
D．卢瑟福粒子散射实验证明了原子的核式结构，波尔理论解释了氢原子光谱的连续性，故D错误。
故答案选A。
48．（2023·北京昌平·统考二模）下列核反应属于衰变的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A．核反应方程，是天然放射现象，属于衰变，A正确；
B．核反应方程，是天然放射现象，属于α衰变，B错误；
C． 核反应方程，是人工核反应，是发现质子的核反应方程，C错误；
D．核反应方程，是属于重核的裂变反应，D错误。
故选A。
49．（2023·北京昌平·统考二模）“北京正负电子对撞机”是我国第一台高能加速器，也是高能物理研究的重大科技基础设施。一对速率相同的正、负电子正碰后湮灭生成两个光子，反应方程为。已知单个电子的静止质量为，电荷量为e，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（ ）
A. 单个光子的能量为 B. 光子的频率为
C. 两个光子的频率可以不同 D. 两个光子的运动方向可能相同
【答案】B
【详解】A．根据质能方程可得
则单个光子的能量为
A错误；
B．根据
可得光子的频率为
B正确；
CD．一对正负电子湮灭会产生两个同频率的光子，由于光子既有能量，又有动量，根据动量守恒定律可知，产生的两个光子的总动量与初动量是相等的，即它们的和为零，所以两个光子的运动方向相反，故CD错误。
故选B。
50．（2023·北京一七一中学·校考模拟）烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则（ ）
A．镅放出的是X射线
B．镅放出的是γ射线
C．1mg的镅经864年将有0.75mg发生衰变
D．发生火灾时，烟雾探测器中的镅因温度升高而半衰期变短
【答案】C
【解析】AB．镅会释放出射线将它们电离，从而产生电流，而三种射线中α射线能使空气电离，故镅放出的是α射线，故AB错误；
C．半衰期为432年，当经864年，发生两次衰变，1mg的镅将衰变掉四分之三即0.75mg，还剩下0.25 mg没有衰变，故C正确；
D．半衰期由原子核本身的性质决定，与物理条件和化学状态均无关，则温度升高而半衰期不变，故D错误。
故选C。
51．（2023·北京十二中·校考模拟）与下列图片相关的物理知识说法正确的是（ ）
A．甲图，汤姆生通过α粒子散射实验，提出了原子核的概念，建立了原子核式结构模型
B．乙图，氢原子的能级结构图，大量处于n=4能级的原子向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光子
C．丙图，“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了相对论学说，建立了光电效应方程
D．丁图，重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续得进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为
【答案】B
【解析】A．甲图为卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的概念，建立了原子的核式结构模型，故A错误；
B．乙图中，大量处于n=4能级的原子向低能级跃迁时，能辐射的光子种类为
即共辐射出6种不同频率的光子，故B正确；
C．丙图的“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了光子说，建立了光电效应方程，故C错误；
D．重核裂变称为链式反应是因为生成的多个中子继续作为反应物又轰击铀核，反应方程为
故D错误。
故选B。
52．（2023·北京育才学校·校考模拟）如图所示，把一块不带电的锌板接在验电器上，用紫外线灯照射锌板，验电器的金属箔片张开，则下列说法中正确的是（ ）
A. 紫外线的波长比可见光长
B. 验电器的金属箔片带正电
C. 从锌板逸出电子的动能都相等
D. 若改用红外灯照射，验电器的金属箔片一定张开
【答案】B
【详解】A．根据电磁波谱内容可知，紫外线的频率大于可见光，根据：
则紫外线波长小于可见光，A错误；
B．发生光电效应时，有光电子从锌板飞出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电，B正确；
C．根据光电效应方程知，光电子的最大初动能为：
但不是所有电子的动能等于最大初动能，C错误；
D．根据光电效应产生条件，当红外灯照射，则红外线频率小于紫外线，因此可能不发生光电效应现象，则验电器金属箔不一定张开，D错误。
故选B。
53．（2023·北京育才学校·校考模拟）下列说法正确是（ ）
A. 阴极射线的本质是高频电磁波
B. 玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说
C. 贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构
D. 变成，经历了4次β衰变和6次α衰变
【答案】C
【详解】A．阴极射线的本质是高速电子流，不是高频电磁波，选项A错误；
B．玻尔提出的原子模型，成功解释了氢原子发光现象，但是没有否定卢瑟福的核式结构模型，故B错误。
C．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构，选项C正确；
D．变成，经历了次α衰变，8×2-（94-82）=4次β衰变，选项D错误。
故选C。
54．（2023·北京六十六中学·校考模拟）作为我国核电走向世界的“国家名片”，华龙一号是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一，是我国核电创新发展的重大标志性成果，其国内外示范工程按期成功的建设，对我国实现由核电大国向核电强国的跨越具有重要意义。已知发电站的核能来源于的裂变，现有四种说法
①原子核中有92个质子，143个中子；
②的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为：；
③是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；
④一个裂变能放出200MeV的能量，合3.2×10-11J。
以上说法中完全正确的是（ ）
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②④
【答案】D
【详解】由的质量数和电荷数关系可知，原子核中有92个质子，143个中子，①正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素影响，故③错误；通过计算知：200MeV=200×109×1.6×10-19J= 3.2×10-11J。④正确。
故选D。
55．（2023·北京一五六中学·校考模拟）氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定
A. 对应的前后能级之差最小
B. 同一介质对的折射率最大
C. 同一介质中的传播速度最大
D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能
【答案】A
【详解】试题分析：根据分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率的大小；根据判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断是否会发生光电效应
波长越大，频率越小，故的频率最小，根据可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误
【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小
56．（2023·北京十九中学·校考模拟）关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（ ）
A. 原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力
B. 原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定
C. 温度越高放射性元素的半衰期越小
D. β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子
【答案】B
【详解】A．原子核内相邻质子之间存在强相互吸引的核力，A错误；
B．原子核比结合能越小，拆开原子核越容易，说明原子核越不稳定，B正确；
C．放射性元素的半衰期是原核的衰变规律，由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，C错误；
D．射线是原子核内中子转变为质子时产生的，不能说明原子核内有电子，选项D错误。
故选B。
二、多选题
57．（2023·北京中关村中学·校考模拟）如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是（ ）
A．光子b可能使处于基态的氢原子电离
B．n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小
C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线
D．若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应
【答案】BD
【解析】A．由能级跃迁的频率条件：
h=Em-En
可知，光子a的能量为2.55eV，光子b的能量为10.2eV，要使处于基态的氢原子电离，入射光子的能量要大于等于13.6eV，故光子b不能使处于基态的氢原子电离，A不符合题意；
B．氢原子的能级越高，电子的轨道半径越大，由库仑力提供向心力得：
又因电子的动能，解得电子的动能
故轨道半径越大，电子动能越小，B符合题意；
C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射不同谱线最多的方式是逐级跃迁，故最多可辐射4种不同的谱线，C不符合题意；
D．由于光子b的能量比a的高，故光子b的频率也比a的高，若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应，D符合题意。
故选BD。
真题再现
1.（2023·北京卷）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ）
A． B．
C． D．
2.（2022·北京卷）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ）
A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少
3.（2022·北京卷）2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（ ）
A．核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能
B．可以用磁场来约束等离子体
C．尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体
D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力
4.（2021·北京卷）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．
5.（2021·北京卷）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10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、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104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
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10-8 m，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
模拟练习
一、单选题
1.（2023·北京市中关村中学·校考三模）根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近),下列判断中正确的是( )
A．α粒子的动能先增大后减小
B．α粒子的电势能先增大后减小
C．α粒子的加速度先变小后变大
D．电场力对α粒子先做正功后做负功
2.（2023·北京市潞河中学·校考三模）为落实国家“双碳”战略，推动能源绿色低碳转型，某区推进新型绿色光伏发电，光伏发电的原理是光电效应。假设太阳光子垂直射到发电板上并全部被吸收。已知光伏发电板面积为，发电板单位面积上受到光子平均作用力为，每个光子动量为（其中为普朗克常量，为光子的频率，为真空中的光速），则下列说法正确的是（ ）
A．发生光电效应时，入射光的强度越大遏止电压越高
B．发生光电效应时，入射光的频率越高饱和光电流一定越大
C．秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为
D．t秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为
3.（2023·北京市潞河中学·校考三模）不符合卢瑟福对粒子散射实验的解释是（ ）
A．使粒子产生偏转的力主要是原子中电子对粒子的作用力
B．使粒子产生偏转的力是库仑力
C．原子核很小，粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进
D．能产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子
4.（2023·北京十一中学·校考三模）2016年8月，我国的量子卫星“墨子号”发射成功，为实现远距离量子通信提供了有利条件。2020年3月，我国科学家创造了509公里光纤量子通信新记录。2020年12月，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。量子通信和量子计算都用到了量子力学里有趣的“量子纠缠”现象。该理论认为，两个有量子特性的微观粒子相互作用后，共同处于一个确定的量子态上。如果观察者对其中一个进行测量，可以立即对另一个的状态做出推测。一对处于纠缠态的微观粒子，即使分离很远的空间距离，只要它们都不与周围其他粒子发生相互作用，那么这对粒子将一直处于纠缠态。根据以上材料，下列说法错误的是（ ）
A．在宏观世界，不容易观察到量子纠缠现象，是因为粒子容易与环境发生相互作用，导致纠缠很快消失
B．用光子构建量子计算原型机，是因为光子比电子具有更显著的粒子性
C．借助卫星进行通信，可以减少光子在大气中的有效传播距离，从而减少大气带来的不利影响
D．要想实现量子计算，并不一定要借助于光子，其他微观粒子也有可能成为量子计算机的载体
5.（2023·北京十一中学·校考三模）碳14测年技术广泛应用于考古和经济建设中。宇宙射线进入地球大气层时，同大气作用产生中子，中子撞击大气中的氮引发核反应产生碳14。这个核反应的方程是（ ）
A． B．
C． D．
6.（2023·北京第166中学·校考三模）实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿散射，该过程遵循能量守恒定律和动量守恒定律．如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，这一现象已被实验证实．关于上述逆康普顿散射，下列说法正确的是（ ）
A．相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度变大
B．若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则散射光照射该金属时，光电子的最大初动能将变大
C．散射后电子的速度一定变大
D．散射后电子的能量一定变大
7.（2023·北京第166中学·校考三模）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。已知铝26、镁26、和Y粒子的质量分别为、和，下列说法正确的是（ ）
A．Y粒子为中子
B．
C．如果环境温度升高，铝26的半衰期将会缩短
D．再经过144万年，现有的铝26将全部衰变
8.（2023·北京第101中学·校考三模）20世纪40年代，我国著名物理学家朱洪元先生提出，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”，辐射光的频率是电子做匀速圆周运动每秒转数的k倍。大量实验不但证实了这个理论是正确的，而且准确测定了k值。近年来，同步辐射光已被应用在大规模集成电路的光刻工艺中。若电子在某匀强磁场中做匀速圆周运动时产生的同步辐射光的频率为，电子质量为m，电荷量为e，不计电子发出同步辐射光时所损失的能量以及对其运动速率和轨道的影响，则下列说法不正确的是（ ）
A．若测出电子做匀速圆周运动的轨道半径为R，可以求其运动的速率v
B．可以求匀强磁场磁感应强度B的大小
C．同步辐射光一个光子的能量为
D．电子比可见光的波动性强，衍射更为明显
9.（2023·北师大实验中学·校考三模）如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法错误的是
A．图1：卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
B．图2：放射线在垂直纸面向外的磁场中偏转，可知射线甲带负电
C．图3：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
D．图4：链式反应属于核裂变，铀核的一种裂变方式为
10.（2023·北大附中·校考三模）下列与粒子相关的说法中正确的是（ ）
A．（铀238）核放出一个粒子后就变为（钍234）
B．天然放射性现象中产生的射线速度与光速相当，贯穿能力很强
C．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为
D．丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型
11.（2023·北京房山·统考二模）下列说法正确的是（ ）
A．射线带正电，电离能力较弱，穿透能力较强
B．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外部条件有关
C．热核反应发生后，需要外界不断给它提供能量才能使反应继续下去
D．根据玻尔理论，电子从高能级跃迁到低能级，放出光子的能量由前后两个能级的能量差决定
12.（2023·北京门头沟·统考二模）如图所示为氢原子的能级图。一群氢原子处于n=3的激发态上，下列说法正确的是（ ）
A．原子向n=2的能级跃迁需要吸收能量
B．原子向低能级跃迁只能发出2种不同频率的光子
C．原子跃迁到低能级后电子动能减小
D．原子至少需要吸收1.51eV的能量才能发生电离
13.（2023·北京朝阳·统考一模）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极K，其中只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极K，测得图乙中电流表随电压表读数变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 题中的氢原子跃迁共能发出4种不同频率的光子
B. a光是从能级向能级跃迁产生的
C. a光的波长小于b光的波长
D. a光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比b光照射时的大
14．（2023·北京东城·统考一模）某型号智能手环在工作时会发出红光和绿光，与绿光相比（ ）
A. 红光频率高 B. 红光波长短
C. 红光光子能量小 D. 红光在真空中的传播速度快
15．（2023·北京东城·统考一模）如图所示，在足够大的匀强磁场中，一个静止的氡原子核（）发生衰变，放出一个粒子后成为一个新核。已知粒子与新核的运动轨迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，下列说法正确的是（ ）
A. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 B. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子
C. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 D. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子
16．（2023·北京东城·统考一模）我国科研人员对“嫦娥五号”返回器携带的月壤样品进行研究，取得了重大科研成果，科研人员通过X射线衍射、聚焦离子束等一系列技术手段对样品进行分析研究，首次发现了一种新矿物并确定其晶体结构，被国际权威机构命名为“嫦娥石”。聚焦离子束技术是利用电场将离子束聚焦成极小尺寸的显微加工技术，经过聚焦的高能离子束轰击样品，与其表面原子的相互作用过程比较复杂，若表面原子受碰撞后运动方向是离开表面，而且能量超过一定数值时，会有粒子从表面射出，粒子可能是原子、分子，也可能是正负离子、电子、光子。除发现“嫦娥石”外，科研人员还首次准确测定了月壤样品中氦3（）的含量和提取温度，氦3被科学家视为未来核聚变反应的理想原料。若氦3参与核聚变反应，不会产生核辐射，且可以释放更多能量，氦3主要来自太阳风——太阳喷射出来的高能粒子流。月球没有磁场和大气的保护，太阳风可以直接降落在月球表面，使其携带的氦3得以保存，但氦3在地球上含量极少，根据以上信息及所学知识判断，下列说法错误的是（ ）
A. X射线照射在晶体上会发生明显衍射现象，是由于其波长与原子间距相近
B. 利用聚焦离子束技术可以将光束聚焦后照射金属表面，使其发生光电效应
C. 氦3参与聚变反应，虽然不会产生核辐射，但反应过程中会存在质量亏损
D. 地磁场会使太阳风中的氦3发生偏转，影响其到达地面
17．（2023·北京丰台·统考一模）下列核反应方程中，属于衰变的是（ ）
A. B.
C. D.
18．（2023·北京丰台·统考一模）下列各种现象中都表现出光具有波动性的是（ ）
A. 光的直线传播现象、反射现象
B. 光全反射现象、折射现象
C. 光的衍射现象、干涉现象
D. 光的康普顿效应、光电效应
19．（2023·北京海淀八模（一））科学研究表明，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋（）”，如果每天抽2包香烟，一年后累积的辐射相当于400次胸透的辐射。的半衰期是138天，可以连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，则下列说法正确的是（ ）
A. 制做香烟时通过高温可以减小的半衰期，从而减小辐射对人体的伤害
B. 吸烟时因为发生化学反应，所以的半衰期会减小
C. 发生衰变时，会发生质量亏损
D. 新核的中子数是206，电荷数为83
20．（2023·北京海淀八模（二））在探究光电效应现象时，某同学分别用频率为ν1、ν2的两单色光照射密封真空管的钠阴极，钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了两条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙），如图所示，已知U1=2U2，ν1>ν2，普朗克常量用h表示。则以下说法正确的是（ ）
A. 曲线甲为频率为ν1的光照射时的图像
B. 频率为ν1的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多
C. 两单色光的频率之比为2:1
D. 该金属的逸出功为h（2ν2-ν1）
21．（2023·北京海淀八模（四））关于近代物理的知识，下列说法正确的是（ ）
A. 是重核裂变反应方程
B. β衰变是原子核内的一个中子转化为一个质子和电子，电子以β射线的形式释放出来
C. 在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
D. 若氢原子从能级n=3向能级n=2跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级n=3向能级n=1跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
22．（2023·北京西城·统考一模）下列核反应方程式中，属于衰变的是（ ）
A.
B.
C.
D.
23．（2023·北京延庆·统考一模）在核反应方程中的X表示的是
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. α粒子
24．（2023·北京汇文中学·校考一模）氢原子的能级图如图所示。如果大量氢原子处于n=4能级的激发态，下列说法正确的是（ ）
A. 这群氢原子最多可能辐射3种不同频率的光子
B. 从n =4能级跃迁到n =1能级的氢原子所辐射光子的波长最长
C. n=2能级的氢原子若吸收能量为1.89eV的光子，可以跃迁到n =3能级
D. n=4能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离
25．（2023·北京汇文中学·校考一模）如图所示为α粒子散射实验的示意图：放射源发出α射线打到金箔上，带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察，图中①②③为其中的三个位置，下列对实验结果的叙述或依据实验结果做出的推理正确的是（ ）
A. 在位置②接收到的α粒子最多
B. 在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内
C. 位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更大
D. 若正电荷均匀分布在原子内，则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差不多
26．（2023·北京汇文中学·校考一模）用图1所示装置研究光电效应现象，三次用同一光电管在不同光照条件下实验，记录微安表的示数I随光电管电压U的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线，如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 甲光的频率大于乙光的频率
B. 丙光的波长小于乙光的波长
C. 甲光和丙光的强弱程度相同
D. 甲光和丙光产生的光电子最大初动能相同
27．（2023·北京四中·校考一模）氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况是（ ）
A. 放出光子，电子动能减少，原子的能量增加
B. 放出光子，电子动能增加，原子的能量减少
C. 吸收光子，电子动能减少，原子的能量减少
D. 吸收光子，电子动能增加，原子的能量增加
28．（2023·北京海淀·统考一模）下列现象中，揭示了光的粒子性的是（ ）
A. 光电效应 B. 光的干涉
C. 光的偏振 D. 光的衍射
29．（2023·北京海淀·统考一模）处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁时（ ）
A. 吸收光子，能量增加 B. 吸收光子，能量减少
C. 放出光子，能量增加 D. 放出光子，能量减少
30．（2023·北京海淀·统考一模） 2022年10月31日“梦天”实验舱成功发射，其上配置了世界领先的微重力超冷原子物理实验平台，利用太空中的微重力环境和冷却技术，可获得地面无法制备的超冷原子。超冷原子是指温度接近0K状态下的原子（质量约10-27kg），其运动速度约为室温下原子速度（约500m/s）的5×10-5倍。超冷原子的制备要先利用激光冷却技术，使用方向相反的两束激光照射原子，原子会吸收激光的光子然后再向四周随机辐射光子，经过多次吸收和辐射后，原子的速度减小。同时施加磁场将原子束缚在一定区域内，避免原子逃逸，以延长原子与激光作用的时间。再用蒸发冷却技术，将速度较大的原子从该区域中排除，进一步降低温度。取普朗克常量h=6.63×10-34J·s。下列说法错误的是（ ）
A. 太空中的微重力环境可使实验舱中的原子长时间处于悬浮状态，利于获得超冷原子
B. 超冷原子的物质波波长约为10-5m量级
C. 原子减速是通过原子向四周随机辐射光子实现的
D. 超冷原子的蒸发冷却的机制，与室温下水杯中的水蒸发冷却的机制类似
31．（2023·北京石景山·统考一模）在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
32．（2023·北京石景山·统考一模）从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压 （即图1 所示的电路中电流表G 的读数减小到零时加在电极K 、A 之间的反向电压）与入射光的频率，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的图像如图2 所示．下列说法正确的是
A. 该金属的截止频率约为4．27× 1014 Hz
B. 该金属的截止频率约为5．50× 1014 Hz
C. 该图线的斜率为普朗克常量
D. 该图线的斜率为这种金属的逸出功
33．（2023·北京房山·统考一模）下列说法不正确的是（ ）
A．是衰变方程
B．是核聚变方程
C．是核裂变方程
D．发生衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分
34．（2023·北京房山·统考一模）关于光现象，下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维是利用光的折射传输信息
B．泊松亮斑属于光的干涉现象
C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带是因为不同颜色的光折射率不同
D．紫外线灯照射锌板，入射光越强，光电子的最大初动能越大
35．（2023·北京门头沟·统考一模）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Pu元素是，Pu核可发生衰变，衰变为。这个衰变的方程式是（ ）
A．
B．
C．
D．
36．（2023·北京通州·统考一模）如图为氢原子能级图，大量处于激发态的氢原子，当它们自发地跃迁到较低能级时，下列说法正确的是（ ）
A. 这些氢原子跃迁时最多可产生3种不同频率光子
B. 由能级跃迁到能级时发出光子波长最长
C. 核外电子动能减少，电势能增加
D. 该氢原子放出光子，能量减少
37.（2023·昌平区市级名校·联考）下列说法正确的是（ ）
A．β衰变所释放的电子是原子核外电子电离形成的
B．贝克勒尔通过实验发现了中子
C．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时吸收波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时发射波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子
D．赫兹首次用实验证实了电磁波的存在
38．（2023·昌平区市级名校·联考）关于近代物理学，下列说法正确的是（ ）
A．α射线、β射线和γ射线中，γ射线的电离能力最强
B．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成
D．对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大
39．（2023·昌平区市级名校·联考）下列说法正确的是
A．光电效应现象表明，光具有波动性
B．α粒子散射实验表明，原子中有一个很小的核
C．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可以放出任意频率的光子
D．一个质子和一个中子结合成氘核，氘核的质量等于质子与中子的质量和
40．（2023·北京西城·统考二模）氢原子能级示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子的能量增加
B. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子向外辐射光子
C. 大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子
D. 处于基态的氢原子电离时将向外辐射13.6eV的能量
41．（2023·北京海淀·统考二模）关于电磁波的应用，下列说法正确的是（ ）
A. 雷达可以利用反射电磁波定位，是因为其工作波段的电磁波衍射效应较为明显
B. 移动电话选择微波作为工作波段，是因为微波比其它波段的电磁波的波速更快
C. X射线衍射能探测晶体内原子的排列结构，是因为X射线的波长与原子间距相近
D. 工程上用γ射线探测金属内部缺陷，是因为γ射线具有频率高、波动性强的特点
42．（2023·北京海淀·统考二模）如图所示为光电效应实验中某金属的遏止电压Uc与入射光的频率的关系图像。已知元电荷e。根据该图像不能得出的是（ ）
A. 饱和光电流 B. 该金属的逸出功
C. 普朗克常量 D. 该金属的截止频率
43．（2023·北京海淀·统考二模）氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4条特征谱线（记作Hα、Hβ、Hγ和Hδ）分别对应着氢原子从n=3、4、5、6能级向n=2能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分布，刻度值从左至右增大）（ ）
A. B.
C. D.
44（2023·北京丰台·统考二模）卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出的理论是（ ）
A. 原子的核式结构模型
B. 电子是原子的组成部分
C. 原子核由质子和中子组成
D. 电子在不同的轨道运动时，原子具有不同的能量
45．（2023·北京东城·统考二模）卢瑟福提出原子核式结构模型是为了解释（ ）
A. α粒子散射实验 B. 核聚变反应 C. 天然放射现象 D. 核裂变反应
46．（2023·北京东城·统考二模）某光源发出的光由不同波长的光组成。不同波长的光的强度（表示光的强弱）如图所示。使金属恰好发生光电效应的光的波长，称为极限波长。表中为一些金属的极限波长。用该光源照射表中金属表面，则（ ）
材料 铂 钨 钠
极限波长（nm） 196 274 542
A. 只有钠表面有电子逸出 B. 只有铂表面有电子逸出
C. 钨、铂表面均有电子逸出 D. 铂、钨、钠表面均有电子逸出
47．（2023·北京朝阳·统考二模）下列说法正确的是（ ）
A 氢原子由激发态向基态跃迁时放出光子
B. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态有关
C. 核聚变与核裂变均释放能量，因此核反应前后质量数不守恒
D. 卢瑟福的核式结构模型可以解释氢原子光谱不连续的现象
48．（2023·北京昌平·统考二模）下列核反应属于衰变的是（ ）
A. B.
C. D.
49．（2023·北京昌平·统考二模）“北京正负电子对撞机”是我国第一台高能加速器，也是高能物理研究的重大科技基础设施。一对速率相同的正、负电子正碰后湮灭生成两个光子，反应方程为。已知单个电子的静止质量为，电荷量为e，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（ ）
A. 单个光子的能量为 B. 光子的频率为
C. 两个光子的频率可以不同 D. 两个光子的运动方向可能相同
50．（2023·北京一七一中学·校考模拟）烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则（ ）
A．镅放出的是X射线
B．镅放出的是γ射线
C．1mg的镅经864年将有0.75mg发生衰变
D．发生火灾时，烟雾探测器中的镅因温度升高而半衰期变短
51．（2023·北京十二中·校考模拟）与下列图片相关的物理知识说法正确的是（ ）
A．甲图，汤姆生通过α粒子散射实验，提出了原子核的概念，建立了原子核式结构模型
B．乙图，氢原子的能级结构图，大量处于n=4能级的原子向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光子
C．丙图，“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了相对论学说，建立了光电效应方程
D．丁图，重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续得进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为
52．（2023·北京育才学校·校考模拟）如图所示，把一块不带电的锌板接在验电器上，用紫外线灯照射锌板，验电器的金属箔片张开，则下列说法中正确的是（ ）
A. 紫外线的波长比可见光长
B. 验电器的金属箔片带正电
C. 从锌板逸出电子的动能都相等
D. 若改用红外灯照射，验电器的金属箔片一定张开
53．（2023·北京育才学校·校考模拟）下列说法正确是（ ）
A. 阴极射线的本质是高频电磁波
B. 玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说
C. 贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构
D. 变成，经历了4次β衰变和6次α衰变
54．（2023·北京六十六中学·校考模拟）作为我国核电走向世界的“国家名片”，华龙一号是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一，是我国核电创新发展的重大标志性成果，其国内外示范工程按期成功的建设，对我国实现由核电大国向核电强国的跨越具有重要意义。已知发电站的核能来源于的裂变，现有四种说法
①原子核中有92个质子，143个中子；
②的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为：；
③是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；
④一个裂变能放出200MeV的能量，合3.2×10-11J。
以上说法中完全正确的是（ ）
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②④
55．（2023·北京一五六中学·校考模拟）氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定
A. 对应的前后能级之差最小
B. 同一介质对的折射率最大
C. 同一介质中的传播速度最大
D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能
56．（2023·北京十九中学·校考模拟）关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（ ）
A. 原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力
B. 原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定
C. 温度越高放射性元素的半衰期越小
D. β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子
二、多选题
57．（2023·北京中关村中学·校考模拟）如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是（ ）
A．光子b可能使处于基态的氢原子电离
B．n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小
C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线
D．若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应
参考答案
真题再现
1.（2023·北京卷）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】A．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
故A符合题意；
B．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
故B不符合题意；
C．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
故C不符合题意；
D．根据电荷数和质量数守恒知，核反应方程为
故D不符合题意。
故选A。
2.（2022·北京卷）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ）
A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少
【答案】B
【详解】氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，且放出光子的能量等于两能级之差，能量减少。
故选B。
3.（2022·北京卷）2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（ ）
A．核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能
B．可以用磁场来约束等离子体
C．尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体
D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力
【答案】A
【详解】A．核聚变释放的能量源于来自于原子核的质量亏损，A错误；
B．带电粒子运动时，在匀强磁场中会受到洛伦兹力的作用而不飞散，故可以用磁场来约束等离子体，B正确；
C．等离子体是各种粒子的混合体，整体是电中性的，但有大量的自由粒子，故它是电的良导体，C正确；
D．提高托卡马克实验装置运行温度，增大了等离子体的内能，使它们具有足够的动能来克服库仑斥力，有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力，D正确。
本题选择错误的，故选A。
4.（2021·北京卷）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
【详解】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·北京卷）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10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、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104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
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10-8 m，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
【答案】D
【详解】A．同步辐射是在磁场中圆周自发辐射光能的过程，氢原子发光是先吸收能量到高能级，在回到基态时辐射光，两者的机理不同，故A错误；
B．用同步辐射光照射氢原子，总能量约为104eV大于电离能13.6eV，则氢原子可以电离，故B错误；
C．同步辐射光的波长范围约为10-5m～10-11m，与蛋白质分子的线度约为10-8 m差不多，故能发生明显的衍射，故C错误；
D．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104eV，则电子回旋一圈后能量不会明显减小，故D正确；
故选D。
模拟练习
一、单选题
1.（2023·北京市中关村中学·校考三模）根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b再运动到c的过程中(α粒子在b点时距原子核最近),下列判断中正确的是( )
A．α粒子的动能先增大后减小
B．α粒子的电势能先增大后减小
C．α粒子的加速度先变小后变大
D．电场力对α粒子先做正功后做负功
【答案】B
【详解】ABD．α粒子先靠近原子核，然后又远离原子核，则在运动过程中，电场力(库仑斥力)对α粒子先做负功后做正功，所以其电势能先增大后减小，由动能定理知，动能先减小后增大，则B选项正确，而A、D选项错误；
C．α粒子受到的库仑斥力先增大后减小，由牛顿第二定律知，加速度先增大后减小，C选项错误。
故选B。
2.（2023·北京市潞河中学·校考三模）为落实国家“双碳”战略，推动能源绿色低碳转型，某区推进新型绿色光伏发电，光伏发电的原理是光电效应。假设太阳光子垂直射到发电板上并全部被吸收。已知光伏发电板面积为，发电板单位面积上受到光子平均作用力为，每个光子动量为（其中为普朗克常量，为光子的频率，为真空中的光速），则下列说法正确的是（ ）
A．发生光电效应时，入射光的强度越大遏止电压越高
B．发生光电效应时，入射光的频率越高饱和光电流一定越大
C．秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为
D．t秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为
【答案】C
【详解】A．对光电效应的过程，根据能量守恒有
即入射光的频率越大，遏止电压越高，故A错误；
B．发生光电效应时，入射光越强，光含有的光子数越多，其饱和光电流一定越大，故B错误；
CD．设t秒内该光伏发电板上接收到的光子数为n，根据动量定理可得
已知光子的平均作用力为F，则有
联立解得光伏发电板接收到的光子数为
则由可得，t秒内该光伏发电板上接收到的光子能量为
故C正确，D错误。
故选C。
3.（2023·北京市潞河中学·校考三模）不符合卢瑟福对粒子散射实验的解释是（ ）
A．使粒子产生偏转的力主要是原子中电子对粒子的作用力
B．使粒子产生偏转的力是库仑力
C．原子核很小，粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的粒子仍沿原来的方向前进
D．能产生大角度偏转的粒子是穿过原子时离原子核近的粒子
【答案】A
【详解】AB．使粒子产生偏转的力主要是原子核对粒子的库仑力的作用，选项A错误，B正确；
C．只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，选项C正确；
D．离原子核近的粒子受到的原子核对它的库仑斥力就大，能产生大角度偏转，选项D正确。
本题选不符合的，故选A。
4.（2023·北京十一中学·校考三模）2016年8月，我国的量子卫星“墨子号”发射成功，为实现远距离量子通信提供了有利条件。2020年3月，我国科学家创造了509公里光纤量子通信新记录。2020年12月，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。量子通信和量子计算都用到了量子力学里有趣的“量子纠缠”现象。该理论认为，两个有量子特性的微观粒子相互作用后，共同处于一个确定的量子态上。如果观察者对其中一个进行测量，可以立即对另一个的状态做出推测。一对处于纠缠态的微观粒子，即使分离很远的空间距离，只要它们都不与周围其他粒子发生相互作用，那么这对粒子将一直处于纠缠态。根据以上材料，下列说法错误的是（ ）
A．在宏观世界，不容易观察到量子纠缠现象，是因为粒子容易与环境发生相互作用，导致纠缠很快消失
B．用光子构建量子计算原型机，是因为光子比电子具有更显著的粒子性
C．借助卫星进行通信，可以减少光子在大气中的有效传播距离，从而减少大气带来的不利影响
D．要想实现量子计算，并不一定要借助于光子，其他微观粒子也有可能成为量子计算机的载体
【答案】D
【详解】A．根据材料分析可知在宏观世界，不容易观察到量子纠缠现象，是因为粒子容易与环境发生相互作用，导致纠缠很快消失，故A正确；
B．光子比电子具有更显著的粒子性，所以经常选用光子构建量子计算原型机，不能用其他粒子代替，故D错误，B正确；
C．借助卫星进行通信，可以减少光子在大气中的有效传播距离，从而减少大气带来的不利影响，故C正确；
本题选择错误选项；
故选D。
5.（2023·北京十一中学·校考三模）碳14测年技术广泛应用于考古和经济建设中。宇宙射线进入地球大气层时，同大气作用产生中子，中子撞击大气中的氮引发核反应产生碳14。这个核反应的方程是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【详解】由题意，中子撞击大气中的氮引发核反应产生碳14，根据电荷数守恒和质量数守恒可得核反应方程为
故选C。
6.（2023·北京第166中学·校考三模）实验表明：光子与速度不太大的电子碰撞发生散射时，光的波长会变长或者不变，这种现象叫康普顿散射，该过程遵循能量守恒定律和动量守恒定律．如果电子具有足够大的初速度，以至于在散射过程中有能量从电子转移到光子，则该散射被称为逆康普顿散射，这一现象已被实验证实．关于上述逆康普顿散射，下列说法正确的是（ ）
A．相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度变大
B．若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则散射光照射该金属时，光电子的最大初动能将变大
C．散射后电子的速度一定变大
D．散射后电子的能量一定变大
【答案】B
【详解】A．光在介质中的传播速度与光的频率无关，只与介质有关，故相对于散射前的入射光，散射光在介质中的传播速度不变，选项A错误；
B．若散射前的入射光照射某金属表面时能发生光电效应，则因散射后光的能量变大，故照射该金属时，光电子的最大初动能将变大，选项B正确；
CD．散射后电子的部分能量传给光子，则动能减小，速度减小，选项CD错误；
故选B。
7.（2023·北京第166中学·校考三模）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。已知铝26、镁26、和Y粒子的质量分别为、和，下列说法正确的是（ ）
A．Y粒子为中子
B．
C．如果环境温度升高，铝26的半衰期将会缩短
D．再经过144万年，现有的铝26将全部衰变
【答案】B
【详解】A．由电荷数和质量数守恒可知Y为正电子，故A错误；
B．由质量方程
可知
故B正确；
C．半衰期与温度无关，故C错误；
D．半衰期为72万年，则经过72万年有一半的铝26将发生衰变，再过72万年剩余一半的铝26的二分之一将发生衰变，即经过144万年总计四分之三的铝26将发生衰变，故D错误。
故选B。
8.（2023·北京第101中学·校考三模）20世纪40年代，我国著名物理学家朱洪元先生提出，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动时会发出“同步辐射光”，辐射光的频率是电子做匀速圆周运动每秒转数的k倍。大量实验不但证实了这个理论是正确的，而且准确测定了k值。近年来，同步辐射光已被应用在大规模集成电路的光刻工艺中。若电子在某匀强磁场中做匀速圆周运动时产生的同步辐射光的频率为，电子质量为m，电荷量为e，不计电子发出同步辐射光时所损失的能量以及对其运动速率和轨道的影响，则下列说法不正确的是（ ）
A．若测出电子做匀速圆周运动的轨道半径为R，可以求其运动的速率v
B．可以求匀强磁场磁感应强度B的大小
C．同步辐射光一个光子的能量为
D．电子比可见光的波动性强，衍射更为明显
【答案】D
【详解】AB．设电子在磁场中做匀速圆周运动的速率为v，则根据牛顿第二定律和洛伦兹力公式有
①
则电子的回旋周期为
②
由题意可知
③
联立②③解得
④
联立①④解得
⑤
AB正确；
C．同步辐射光一个光子的能量
C正确；
D．可见光的波动性比电子的波动性强，则可见光的衍射更为明显，D错误。
本题选不正确项，故选D。
9.（2023·北师大实验中学·校考三模）如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法错误的是
A．图1：卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
B．图2：放射线在垂直纸面向外的磁场中偏转，可知射线甲带负电
C．图3：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
D．图4：链式反应属于核裂变，铀核的一种裂变方式为
【答案】C
【详解】A项：图1为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型，故A正确；
B项：图2为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，根据左手定则可知，射线甲带负电，为β射线，故B正确；
C项：根据光电效应方程知：，遏止电压与入射光的频率，及金属的材料有关，与入射光的强弱无关，故C错误；
D项：图为核反应堆示意图即为核裂变，铀核的一种裂变方式为，故D正确．
10.（2023·北大附中·校考三模）下列与粒子相关的说法中正确的是（ ）
A．（铀238）核放出一个粒子后就变为（钍234）
B．天然放射性现象中产生的射线速度与光速相当，贯穿能力很强
C．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为
D．丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型
【答案】A
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知，（铀238）核放出一个粒子后就变为（钍234），故A正确；
B．天然放射性现象中产生的射线速度大约为光速的，贯穿能力很弱，故B错误；
C．高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为
故C错误；
D．卢瑟福进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，故D错误。
故选A。
11.（2023·北京房山·统考二模）下列说法正确的是（ ）
A．射线带正电，电离能力较弱，穿透能力较强
B．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外部条件有关
C．热核反应发生后，需要外界不断给它提供能量才能使反应继续下去
D．根据玻尔理论，电子从高能级跃迁到低能级，放出光子的能量由前后两个能级的能量差决定
【答案】D
【详解】A．α射线的实质是氦核，带正电，三种射线中，α射线的电离能力最强，穿透能力最弱，故A错误；
B．放射性元素衰变的快慢由原子核自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件无关，故B错误；
C．核聚变一旦发生以后，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就会使反应继续下去，故C错误；
D．玻尔理论的假设是提出了轨道量子化和能量量子化，根据玻尔理论，原子从高能态向低能态跃迁放出光子的能量等于前后两个能级之差，故D正确。
故选D。
12.（2023·北京门头沟·统考二模）如图所示为氢原子的能级图。一群氢原子处于n=3的激发态上，下列说法正确的是（ ）
A．原子向n=2的能级跃迁需要吸收能量
B．原子向低能级跃迁只能发出2种不同频率的光子
C．原子跃迁到低能级后电子动能减小
D．原子至少需要吸收1.51eV的能量才能发生电离
【答案】D
【详解】A．原子由n=3向n=2的能级跃迁需要放出能量，选项A错误；
B．原子由n=3向低能级跃迁时能发出3种不同频率的光子，选项B错误；
C．原子跃迁到低能级后，电子的轨道半径减小，根据可知动能增大，选项C错误；
D．因为n=3能级的能量是-1.51eV，所以原子至少需要吸收1.51eV的能量才能发生电离，选项D正确。
故选D。
13.（2023·北京朝阳·统考一模）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极K，其中只有a、b两种频率的光能使之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极K，测得图乙中电流表随电压表读数变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A. 题中的氢原子跃迁共能发出4种不同频率的光子
B. a光是从能级向能级跃迁产生的
C. a光的波长小于b光的波长
D. a光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比b光照射时的大
【答案】B
【详解】A．一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中，辐射出的光子的种类
A错误；
B．根据上述，6种光之中，只有2种能够使阴极K发生光电效应，可知这两种光在6种光之中的光子能量最大，即这两种是能级向能级跃迁与能级向能级跃迁产生的，根据图丙可知，a光的遏止电压小，则a光是从能级向能级跃迁产生的，B正确；
C．根据上述，a光的光子能量小于b光的光子能量，根据
可知，a光的波长大于b光的波长，C错误；
D．根据
由于a光的光子能量小于b光的光子能量，则a光照射阴极K时逸出的光电子的最大初动能比b光照射时的小，D错误。
故选B。
14．（2023·北京东城·统考一模）某型号智能手环在工作时会发出红光和绿光，与绿光相比（ ）
A. 红光频率高 B. 红光波长短
C. 红光光子能量小 D. 红光在真空中的传播速度快
【答案】C
【详解】红光与绿光相比，频率较低，光子能量较小，波长较长，光在真空中的传播速度一样快。
故选C。
15．（2023·北京东城·统考一模）如图所示，在足够大的匀强磁场中，一个静止的氡原子核（）发生衰变，放出一个粒子后成为一个新核。已知粒子与新核的运动轨迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，下列说法正确的是（ ）
A. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 B. 大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子
C. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 D. 小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子
【答案】B
【详解】AC．由左手定则知α衰变后产生的径迹是两个外切的圆，β衰变后产生的径迹是两个内切的圆，故AC错误；
BD．根据
可知
因为发生衰变后动量守恒，两微粒的动量大小相等，则在磁场中的运动半径之比与电荷数成反比，则大圆是粒子的轨迹，故B正确，D错误。
故选B。
16．（2023·北京东城·统考一模）我国科研人员对“嫦娥五号”返回器携带的月壤样品进行研究，取得了重大科研成果，科研人员通过X射线衍射、聚焦离子束等一系列技术手段对样品进行分析研究，首次发现了一种新矿物并确定其晶体结构，被国际权威机构命名为“嫦娥石”。聚焦离子束技术是利用电场将离子束聚焦成极小尺寸的显微加工技术，经过聚焦的高能离子束轰击样品，与其表面原子的相互作用过程比较复杂，若表面原子受碰撞后运动方向是离开表面，而且能量超过一定数值时，会有粒子从表面射出，粒子可能是原子、分子，也可能是正负离子、电子、光子。除发现“嫦娥石”外，科研人员还首次准确测定了月壤样品中氦3（）的含量和提取温度，氦3被科学家视为未来核聚变反应的理想原料。若氦3参与核聚变反应，不会产生核辐射，且可以释放更多能量，氦3主要来自太阳风——太阳喷射出来的高能粒子流。月球没有磁场和大气的保护，太阳风可以直接降落在月球表面，使其携带的氦3得以保存，但氦3在地球上含量极少，根据以上信息及所学知识判断，下列说法错误的是（ ）
A. X射线照射在晶体上会发生明显衍射现象，是由于其波长与原子间距相近
B. 利用聚焦离子束技术可以将光束聚焦后照射金属表面，使其发生光电效应
C. 氦3参与聚变反应，虽然不会产生核辐射，但反应过程中会存在质量亏损
D. 地磁场会使太阳风中的氦3发生偏转，影响其到达地面
【答案】B
【详解】A．X射线照射在晶体上会发生明显的衍射现象，是由于其波长与原子间距相近，故A正确，不符合题意；
B．利用聚焦离子束技术可以将离子束聚焦后照射金属表面，使其发生光电效应，故B错误，符合题意；
C．氦3参与聚变反应，虽然不会产生核辐射，但反应过程中会存质量亏损，释放能量，故C正确，不符合题意；
D．地磁场会使太阳风中的氦3发生偏转，影响其到达地面，故D正确，不符合题意；
故选B。
17．（2023·北京丰台·统考一模）下列核反应方程中，属于衰变的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A．根据核反应的特点可知，该反应是原子核的人工转变方程，故A不符合题意；
B．根据核反应的特点可知，该反应是氢核聚变，故B不符合题意；
C．根据核反应的特点可知，该反应是β衰变，故C符合题意；
D．根据核反应的特点可知，该反应是衰变，故D不符合题意。
故选C。
18．（2023·北京丰台·统考一模）下列各种现象中都表现出光具有波动性的是（ ）
A. 光的直线传播现象、反射现象
B. 光全反射现象、折射现象
C. 光的衍射现象、干涉现象
D. 光的康普顿效应、光电效应
【答案】C
【详解】光的直线传播、反射、折射、全反射、康普顿效应、光电效应证明了光具有粒子性，光的衍射、干涉、偏振现象证明了光具有波动性。
故选C。
19．（2023·北京海淀八模（一））科学研究表明，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋（）”，如果每天抽2包香烟，一年后累积的辐射相当于400次胸透的辐射。的半衰期是138天，可以连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，则下列说法正确的是（ ）
A. 制做香烟时通过高温可以减小的半衰期，从而减小辐射对人体的伤害
B. 吸烟时因为发生化学反应，所以的半衰期会减小
C. 发生衰变时，会发生质量亏损
D. 新核的中子数是206，电荷数为83
【答案】C
【详解】AB．半衰期和元素本身有关，和高温以及元素是否发生化学反应无关，AB错误；
C．发生衰变时要释放出核能，所以衰变过程伴随着质量亏损，C正确；
D．根据题意写出核反应方程式
根据质量数和电荷数守恒可知，
新核的电荷数为83，则中子数是
D错误。
故选C。
20．（2023·北京海淀八模（二））在探究光电效应现象时，某同学分别用频率为ν1、ν2的两单色光照射密封真空管的钠阴极，钠阴极发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流，实验得到了两条光电流与电压之间的关系曲线（甲、乙），如图所示，已知U1=2U2，ν1>ν2，普朗克常量用h表示。则以下说法正确的是（ ）
A. 曲线甲为频率为ν1的光照射时的图像
B. 频率为ν1的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多
C. 两单色光的频率之比为2:1
D. 该金属的逸出功为h（2ν2-ν1）
【答案】D
【详解】A．根据光是效应方程
遏止电压与光电子最大初动能关系为
联立可得
则入射光的频率越大，遏止电压越大，所以曲线乙为频率为ν1的光照射时的图像，则A错误；
B．由图像可知甲的饱和光电流比乙的大，甲的频率又比乙的频率小，所以频率为ν２的光在单位时间内照射到钠阴极的光子数多，则B错误；
CD．由于
U1=2U2
联立解得
所以C错误；D正确；
故选D。
21．（2023·北京海淀八模（四））关于近代物理的知识，下列说法正确的是（ ）
A. 是重核裂变反应方程
B. β衰变是原子核内的一个中子转化为一个质子和电子，电子以β射线的形式释放出来
C. 在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
D. 若氢原子从能级n=3向能级n=2跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级n=3向能级n=1跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应
【答案】B
【详解】A．是α衰变方程，选项A错误；
B．β衰变是原子核内一个中子转化为一个质子和电子，电子以β射线的形式释放出来，选项B正确；
C．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，选项C错误；
D．因为3→1的跃迁能级差大于从3→2的能级差，则若氢原子从能级n=3向能级n=2跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级n=3向能级n=1跃迁时辐射出的光不一定不能使该金属发生光电效应，选项D错误。
故选B。
22．（2023·北京西城·统考一模）下列核反应方程式中，属于衰变的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】A．反应核只有一个核，生成核中有粒子，属于衰变，A正确；
B．反应核只有一个核，生成核中有粒子，属于衰变，B错误
CD．反应核中的粒子均用来作为“炮弹”轰击相应原子核，属于人工核转变，CD错误。
故选A。
23．（2023·北京延庆·统考一模）在核反应方程中的X表示的是
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. α粒子
【答案】A
【详解】设X为：，根据核反应的质量数守恒：，则：
电荷数守恒：，则，即X：为质子，故选项A正确，BCD错误．
点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X的种类．
24．（2023·北京汇文中学·校考一模）氢原子的能级图如图所示。如果大量氢原子处于n=4能级的激发态，下列说法正确的是（ ）
A. 这群氢原子最多可能辐射3种不同频率的光子
B. 从n =4能级跃迁到n =1能级的氢原子所辐射光子的波长最长
C. n=2能级的氢原子若吸收能量为1.89eV的光子，可以跃迁到n =3能级
D. n=4能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离
【答案】C
【详解】A．这群原子能辐射出
种不同频率的光子，故A错误；
B．波长最短的辐射光对应着能级差最大，则是氢原子从n=4能级跃迁到能级n=1能级产生的，故B错误；
C．n=2能级的氢原子若吸收能量为1.89eV的光子
可以跃迁到n =3能级，故C正确；
D．n=4能级的氢原子至少需吸收0.85eV能量的光子才能电离，故D错误。
故选C。
25．（2023·北京汇文中学·校考一模）如图所示为α粒子散射实验的示意图：放射源发出α射线打到金箔上，带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察，图中①②③为其中的三个位置，下列对实验结果的叙述或依据实验结果做出的推理正确的是（ ）
A. 在位置②接收到的α粒子最多
B. 在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内
C. 位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更大
D. 若正电荷均匀分布在原子内，则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差不多
【答案】B
【详解】A．原子的内部是很空阔的，原子核非常小，所以绝大多数α粒子的运动轨迹没有发生偏转，则在位置③接收到的α粒子最多，所以A错误；
B．在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内，所以B正确；
C．位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更小，因为在位置①α粒子速度反向运动，则动量的变化量更大，所以冲量更大，则C错误；
D．若正电荷均匀分布在原子内，则α粒子与原子正面撞击，粒子最后反弹，则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差较多，所以D错误；
故选B。
26．（2023·北京汇文中学·校考一模）用图1所示装置研究光电效应现象，三次用同一光电管在不同光照条件下实验，记录微安表的示数I随光电管电压U的变化情况，得到甲、乙、丙三条光电流与电压之间的关系曲线，如图2所示。下列说法正确的是（ ）
A. 甲光的频率大于乙光的频率
B. 丙光的波长小于乙光的波长
C. 甲光和丙光的强弱程度相同
D. 甲光和丙光产生的光电子最大初动能相同
【答案】D
【详解】A．甲光的饱和电流大于乙光的饱和电流，说明单位时间内甲光的光电子数目多于乙光的光电子数目，即单位时间甲光的光子数目多于乙光的光子数目，在光强度相同的情况下，根据普朗克的量子理论，甲光的频率小于乙光的频率，A错误；
B．甲和丙遏制电压相同，频率相同，都小于乙光的频率，根据
可知，丙光的波长大于乙光的波长，B错误；
C．甲光饱和电流大于丙光的饱和电流，甲光的光子数多以乙的饱和电流，所以甲丙频率相同，甲光强丙光弱，C错误；
D．甲丙遏制电压相同，频率相同，根据爱因斯坦的光电效应方程可知
甲丙的光电子的最大初动能相同，D正确；
故选D。
27．（2023·北京四中·校考一模）氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况是（ ）
A. 放出光子，电子动能减少，原子的能量增加
B. 放出光子，电子动能增加，原子的能量减少
C. 吸收光子，电子动能减少，原子的能量减少
D. 吸收光子，电子动能增加，原子的能量增加
【答案】B
【详解】AB．氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，若放出光子，原子的能量减少，电子的轨道半径减小，电场力做正功，电子动能增加，故A错误，B正确；
CD．氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一轨道时，若吸收光子，原子的能量增加，电子的轨道半径增大，电场力做负功，电子动能减小，故CD错误。
故选B。
28．（2023·北京海淀·统考一模）下列现象中，揭示了光的粒子性的是（ ）
A. 光电效应 B. 光的干涉
C. 光的偏振 D. 光的衍射
【答案】A
【详解】A．光电效应、康普顿效应能说明光具有粒子性，A正确；
BCD．光的干涉、光的偏振和光的衍射能说明光具有波动性，BCD错误。
故选A。
29．（2023·北京海淀·统考一模）处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁时（ ）
A. 吸收光子，能量增加 B. 吸收光子，能量减少
C. 放出光子，能量增加 D. 放出光子，能量减少
【答案】D
【详解】处于n=4能级的氢原子，向n=2能级跃迁时，氢原子的能量减少，放出光子。
故选D。
30．（2023·北京海淀·统考一模） 2022年10月31日“梦天”实验舱成功发射，其上配置了世界领先的微重力超冷原子物理实验平台，利用太空中的微重力环境和冷却技术，可获得地面无法制备的超冷原子。超冷原子是指温度接近0K状态下的原子（质量约10-27kg），其运动速度约为室温下原子速度（约500m/s）的5×10-5倍。超冷原子的制备要先利用激光冷却技术，使用方向相反的两束激光照射原子，原子会吸收激光的光子然后再向四周随机辐射光子，经过多次吸收和辐射后，原子的速度减小。同时施加磁场将原子束缚在一定区域内，避免原子逃逸，以延长原子与激光作用的时间。再用蒸发冷却技术，将速度较大的原子从该区域中排除，进一步降低温度。取普朗克常量h=6.63×10-34J·s。下列说法错误的是（ ）
A. 太空中的微重力环境可使实验舱中的原子长时间处于悬浮状态，利于获得超冷原子
B. 超冷原子的物质波波长约为10-5m量级
C. 原子减速是通过原子向四周随机辐射光子实现的
D. 超冷原子的蒸发冷却的机制，与室温下水杯中的水蒸发冷却的机制类似
【答案】C
【详解】A．微重力环境下，原子几乎不受外力，故而能够长时间处于悬浮状态，有利于激光照射，故利于获得超冷原子，A正确，不符合题意；
B．由德布罗意波波长公式
其中
解得超冷原子的物质波波长
故B正确，不符合题意；
C．原子减速是通过吸收迎面射来的激光光子的能量，从而动量减少，速度减小，故C错误，符合题意；
D．超冷原子的蒸发冷却的机制，与室温下水杯中的水蒸发冷却的机制类似，D正确，不符合题意。
故选C。
31．（2023·北京石景山·统考一模）在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】金箔原子核带正电，与α粒子带同种电荷，彼此间相互排斥，又由曲线运动特征可知，α粒子所受金箔的排斥力应指向曲线的凹侧。
故选C。
32．（2023·北京石景山·统考一模）从1907 年起，密立根就开始测量金属的遏止电压 （即图1 所示的电路中电流表G 的读数减小到零时加在电极K 、A 之间的反向电压）与入射光的频率，由此算出普朗克常量h ，并与普朗克根据黑体辐射得出的h 相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性．按照密立根的方法我们利用图示装置进行实验，得到了某金属的图像如图2 所示．下列说法正确的是
A. 该金属的截止频率约为4．27× 1014 Hz
B. 该金属的截止频率约为5．50× 1014 Hz
C. 该图线的斜率为普朗克常量
D. 该图线的斜率为这种金属的逸出功
【答案】A
【详解】试题分析：设金属的逸出功为，截止频率为，因此；光电子的最大初动能Ek 与遏止电压UC 的关系是，光电效应方程为；联立两式可得：，因此图像的斜率为，ＣＤ错误；当可解得，即金属的截止频率约为Hz，在误差允许范围内，可以认为A 正确；B 错误．
考点：光电效应．
33．（2023·北京房山·统考一模）下列说法不正确的是（ ）
A．是衰变方程
B．是核聚变方程
C．是核裂变方程
D．发生衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核的组成部分
【答案】D
【详解】A． 是衰变方程，A正确，不满足题意要求；
B． 是核聚变方程，B正确，不满足题意要求；
C．是核裂变方程，C正确，不满足题意要求；
D．发生衰变时原子核放出电子，是因为中子转化为质子而放出电子，电子不是原子核的组成部分，D错误，满足题意要求。
故选D。
34．（2023·北京房山·统考一模）关于光现象，下列说法正确的是（ ）
A．光导纤维是利用光的折射传输信息
B．泊松亮斑属于光的干涉现象
C．一束白光通过三棱镜形成彩色光带是因为不同颜色的光折射率不同
D．紫外线灯照射锌板，入射光越强，光电子的最大初动能越大
【答案】C
【详解】A．光导纤维是利用光的全反射传输信息的，故A错误；
B．泊松亮斑属于光的衍射现象，故B错误；
C．白光是由各种色光混合而成，而由于不同颜色的光折射率不同，通过三棱镜后偏转角度不同，从而形成彩色光带，故C正确；
D．光电子最大初动能与光照强度无关，入射光的频率越大，光电子初动能越大，光照强度越大，光电子个数越多，故D错误。
故选C。
35．（2023·北京门头沟·统考一模）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Pu元素是，Pu核可发生衰变，衰变为。这个衰变的方程式是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】依题意，衰变的方程式是
故选A。
36．（2023·北京通州·统考一模）如图为氢原子能级图，大量处于激发态的氢原子，当它们自发地跃迁到较低能级时，下列说法正确的是（ ）
A. 这些氢原子跃迁时最多可产生3种不同频率光子
B. 由能级跃迁到能级时发出光子波长最长
C. 核外电子动能减少，电势能增加
D. 该氢原子放出光子，能量减少
【答案】D
【详解】A．大量氢原子处于的激发态，由
知，最多能放出6种不同频率的光子，A错误；
B．从能级跃迁到能级，放出光子，极差最大，由
辐射光子频率最高，波长最小， B错误；
CD．当原子从第4能级自发地跃迁到较低能级时，放出光子，原子的能量减小，轨道半径减小，电子的动能增大，电势能减小，C错误，D正确。
故选D。
37.（2023·昌平区市级名校·联考）下列说法正确的是（ ）
A．β衰变所释放的电子是原子核外电子电离形成的
B．贝克勒尔通过实验发现了中子
C．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时吸收波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时发射波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子
D．赫兹首次用实验证实了电磁波的存在
【答案】D
【解析】A．β衰变的本质是原子核内的一个中子释放一个电子变为质子，故A错误；
B．根据物理学史可知，查德威克通过α粒子轰击铍核的实验，发现了中子的存在，故B错误；
C．光子的能量，由题，则，从a能级状态跃迁到b能级状态时吸收波长为λ1的光子，原子从b能级状态跃迁到c能级状态时发射波长为λ2的光子，根据玻尔理论，a能级的能量值大于c能级的能量值
所以原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要辐射波长为的光子，故C错误；
D．根据物理学史可知，赫兹首次用实验证实了电磁波的存在，故D正确。
故选：D。
38．（2023·昌平区市级名校·联考）关于近代物理学，下列说法正确的是（ ）
A．α射线、β射线和γ射线中，γ射线的电离能力最强
B．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成
D．对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大
【答案】D
【解析】A．α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透本领比较强，而电离能力最强是α射线，故A错误；
B．玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，故氢原子在辐射光子的同时，轨道不是连续地减小，故B错误；
C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出原子核式结构学说，故C错误；
D．根据光电效应方程知，超过极限频率的入射频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，故D正确。
故选D。
39．（2023·昌平区市级名校·联考）下列说法正确的是
A．光电效应现象表明，光具有波动性
B．α粒子散射实验表明，原子中有一个很小的核
C．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可以放出任意频率的光子
D．一个质子和一个中子结合成氘核，氘核的质量等于质子与中子的质量和
【答案】B
【解析】光电效应现象表明，光具有粒子性，A项错误；α粒子散射实验表明，在原子的中心有一个很小的核，原子所有的正电荷和几乎所有的质量集中在原子核上，B项正确：氢原子从高能级向低能级跃迁时，只能发出一些特定频率的光子，C项错误；一个质子和一个中子结合成氘核，会发生质量亏损，氘核的质量不等于质子与中子的质量和，D项错误；故选B.
40．（2023·北京西城·统考二模）氢原子能级示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子的能量增加
B. 氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子向外辐射光子
C. 大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程中最多可辐射出3种频率的光子
D. 处于基态的氢原子电离时将向外辐射13.6eV的能量
【答案】C
【详解】A．氢原子从能级跃迁到能级需要向外辐射光子，故该氢原子的能量减小，故A错误；
B．氢原子从能级跃迁到能级，该氢原子需要吸收光子，故B错误；
C．大量处于能级的氢原子向基态跃迁过程中最多可辐射出不同频率光子的种类为
故C正确；
D．处于基态的氢原子电离时至少要吸收13.6eV的能量，故D错误。
故选C。
41．（2023·北京海淀·统考二模）关于电磁波的应用，下列说法正确的是（ ）
A. 雷达可以利用反射电磁波定位，是因为其工作波段的电磁波衍射效应较为明显
B. 移动电话选择微波作为工作波段，是因为微波比其它波段的电磁波的波速更快
C. X射线衍射能探测晶体内原子的排列结构，是因为X射线的波长与原子间距相近
D. 工程上用γ射线探测金属内部缺陷，是因为γ射线具有频率高、波动性强的特点
【答案】C
【详解】A．雷达可以利用反射电磁波定位，是因为其工作波段的电磁波衍射效应不明显，故A错误；
B．微波和其它波段的电磁波的波速一样，都为光速，故B错误；
C．X射线衍射能探测晶体内原子的排列结构，是因为X射线的波长与原子间距相近，故C正确；
D．工程上用γ射线探测金属内部缺陷，是因为γ射线具有频率高、波动性弱的特点，故D错误。
故选C。
42．（2023·北京海淀·统考二模）如图所示为光电效应实验中某金属的遏止电压Uc与入射光的频率的关系图像。已知元电荷e。根据该图像不能得出的是（ ）
A. 饱和光电流 B. 该金属的逸出功
C. 普朗克常量 D. 该金属的截止频率
【答案】A
【详解】设金属的逸出功为W0，截止频率为νc，则有W0=hνc
光电子的最大初动能Ekm与遏止电压Uc的关系是Ekm=eUc
光电效应方程为Ekm=hν-W0
联立两式可得
故Uc与图象的斜率为，从而解得普朗克常量；当Uc=0时，可解得：ν=νc可得该金属的截止频率和逸出功；但是不能求解饱和光电流，故选项A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
43．（2023·北京海淀·统考二模）氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4条特征谱线（记作Hα、Hβ、Hγ和Hδ）分别对应着氢原子从n=3、4、5、6能级向n=2能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分布，刻度值从左至右增大）（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】光谱图中谱线位置表示相应光子的波长。氢原子从n=3、4、5、6能级分别向n=2能级跃迁时，发射的光子能量增大，所以光子频率增大，光子波长减小，在标尺上Hα、Hβ、Hγ和Hδ谱线应从右向左排列。由于氢原子从n=3、4、5、6能级分别向n=2能级跃迁释放光子能量的差值越来越小，所以，从右向左4条谱线排列越来越紧密，故A正确。
故选A。
44（2023·北京丰台·统考二模）卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出的理论是（ ）
A. 原子的核式结构模型
B. 电子是原子的组成部分
C. 原子核由质子和中子组成
D. 电子在不同的轨道运动时，原子具有不同的能量
【答案】A
【详解】粒子散射实验中，少数粒子发生了大角度的偏转，这种现象枣糕模型不能够解释，卢瑟福通过对粒子散射实验的结果分析，提出了原子的核式结构模型。
故选A。
45．（2023·北京东城·统考二模）卢瑟福提出原子核式结构模型是为了解释（ ）
A. α粒子散射实验 B. 核聚变反应 C. 天然放射现象 D. 核裂变反应
【答案】A
【详解】卢瑟福提出原子核式结构模型是为了解释α粒子散射实验。
故选A。
46．（2023·北京东城·统考二模）某光源发出的光由不同波长的光组成。不同波长的光的强度（表示光的强弱）如图所示。使金属恰好发生光电效应的光的波长，称为极限波长。表中为一些金属的极限波长。用该光源照射表中金属表面，则（ ）
材料 铂 钨 钠
极限波长（nm） 196 274 542
A. 只有钠表面有电子逸出 B. 只有铂表面有电子逸出
C. 钨、铂表面均有电子逸出 D. 铂、钨、钠表面均有电子逸出
【答案】A
【详解】根据光电效应方程可知
只要光的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，由题图可知，该光源发出的光的波长大约在400nm到800nm之间，而三种材料中，极限频率最小的钠的极限波长是542nm，在400nm到800nm之间，所以该光源能使钠产生光电效应；该光源发出的光的波长大于钨、铂的极限波长，钨、铂表面没有电子逸出。故A正确，BCD错误。
故选A。
47．（2023·北京朝阳·统考二模）下列说法正确的是（ ）
A 氢原子由激发态向基态跃迁时放出光子
B. 放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态有关
C. 核聚变与核裂变均释放能量，因此核反应前后质量数不守恒
D. 卢瑟福的核式结构模型可以解释氢原子光谱不连续的现象
【答案】A
【详解】A．根据波尔理论可知，氢原子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量减少，故A正确；
B．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态及外部条件无关，故B错误；
C．根据核反应方程的守恒条件，必须满足质量数守恒，核电荷数守恒，故C错误；
D．卢瑟福粒子散射实验证明了原子的核式结构，波尔理论解释了氢原子光谱的连续性，故D错误。
故答案选A。
48．（2023·北京昌平·统考二模）下列核反应属于衰变的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】A．核反应方程，是天然放射现象，属于衰变，A正确；
B．核反应方程，是天然放射现象，属于α衰变，B错误；
C． 核反应方程，是人工核反应，是发现质子的核反应方程，C错误；
D．核反应方程，是属于重核的裂变反应，D错误。
故选A。
49．（2023·北京昌平·统考二模）“北京正负电子对撞机”是我国第一台高能加速器，也是高能物理研究的重大科技基础设施。一对速率相同的正、负电子正碰后湮灭生成两个光子，反应方程为。已知单个电子的静止质量为，电荷量为e，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（ ）
A. 单个光子的能量为 B. 光子的频率为
C. 两个光子的频率可以不同 D. 两个光子的运动方向可能相同
【答案】B
【详解】A．根据质能方程可得
则单个光子的能量为
A错误；
B．根据
可得光子的频率为
B正确；
CD．一对正负电子湮灭会产生两个同频率的光子，由于光子既有能量，又有动量，根据动量守恒定律可知，产生的两个光子的总动量与初动量是相等的，即它们的和为零，所以两个光子的运动方向相反，故CD错误。
故选B。
50．（2023·北京一七一中学·校考模拟）烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅衰变所释放的射线会将它们电离，从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内，烟雾中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则（ ）
A．镅放出的是X射线
B．镅放出的是γ射线
C．1mg的镅经864年将有0.75mg发生衰变
D．发生火灾时，烟雾探测器中的镅因温度升高而半衰期变短
【答案】C
【解析】AB．镅会释放出射线将它们电离，从而产生电流，而三种射线中α射线能使空气电离，故镅放出的是α射线，故AB错误；
C．半衰期为432年，当经864年，发生两次衰变，1mg的镅将衰变掉四分之三即0.75mg，还剩下0.25 mg没有衰变，故C正确；
D．半衰期由原子核本身的性质决定，与物理条件和化学状态均无关，则温度升高而半衰期不变，故D错误。
故选C。
51．（2023·北京十二中·校考模拟）与下列图片相关的物理知识说法正确的是（ ）
A．甲图，汤姆生通过α粒子散射实验，提出了原子核的概念，建立了原子核式结构模型
B．乙图，氢原子的能级结构图，大量处于n=4能级的原子向低能级跃迁时，能辐射6种不同频率的光子
C．丙图，“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了相对论学说，建立了光电效应方程
D．丁图，重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续得进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为
【答案】B
【解析】A．甲图为卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的概念，建立了原子的核式结构模型，故A错误；
B．乙图中，大量处于n=4能级的原子向低能级跃迁时，能辐射的光子种类为
即共辐射出6种不同频率的光子，故B正确；
C．丙图的“光电效应”实验揭示了光的粒子性，爱因斯坦为此提出了光子说，建立了光电效应方程，故C错误；
D．重核裂变称为链式反应是因为生成的多个中子继续作为反应物又轰击铀核，反应方程为
故D错误。
故选B。
52．（2023·北京育才学校·校考模拟）如图所示，把一块不带电的锌板接在验电器上，用紫外线灯照射锌板，验电器的金属箔片张开，则下列说法中正确的是（ ）
A. 紫外线的波长比可见光长
B. 验电器的金属箔片带正电
C. 从锌板逸出电子的动能都相等
D. 若改用红外灯照射，验电器的金属箔片一定张开
【答案】B
【详解】A．根据电磁波谱内容可知，紫外线的频率大于可见光，根据：
则紫外线波长小于可见光，A错误；
B．发生光电效应时，有光电子从锌板飞出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电，B正确；
C．根据光电效应方程知，光电子的最大初动能为：
但不是所有电子的动能等于最大初动能，C错误；
D．根据光电效应产生条件，当红外灯照射，则红外线频率小于紫外线，因此可能不发生光电效应现象，则验电器金属箔不一定张开，D错误。
故选B。
53．（2023·北京育才学校·校考模拟）下列说法正确是（ ）
A. 阴极射线的本质是高频电磁波
B. 玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说
C. 贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构
D. 变成，经历了4次β衰变和6次α衰变
【答案】C
【详解】A．阴极射线的本质是高速电子流，不是高频电磁波，选项A错误；
B．玻尔提出的原子模型，成功解释了氢原子发光现象，但是没有否定卢瑟福的核式结构模型，故B错误。
C．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构，选项C正确；
D．变成，经历了次α衰变，8×2-（94-82）=4次β衰变，选项D错误。
故选C。
54．（2023·北京六十六中学·校考模拟）作为我国核电走向世界的“国家名片”，华龙一号是当前核电市场上接受度最高的三代核电机型之一，是我国核电创新发展的重大标志性成果，其国内外示范工程按期成功的建设，对我国实现由核电大国向核电强国的跨越具有重要意义。已知发电站的核能来源于的裂变，现有四种说法
①原子核中有92个质子，143个中子；
②的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程为：；
③是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；
④一个裂变能放出200MeV的能量，合3.2×10-11J。
以上说法中完全正确的是（ ）
A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②④
【答案】D
【详解】由的质量数和电荷数关系可知，原子核中有92个质子，143个中子，①正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素影响，故③错误；通过计算知：200MeV=200×109×1.6×10-19J= 3.2×10-11J。④正确。
故选D。
55．（2023·北京一五六中学·校考模拟）氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定
A. 对应的前后能级之差最小
B. 同一介质对的折射率最大
C. 同一介质中的传播速度最大
D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能
【答案】A
【详解】试题分析：根据分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率的大小；根据判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断是否会发生光电效应
波长越大，频率越小，故的频率最小，根据可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误
【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小
56．（2023·北京十九中学·校考模拟）关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（ ）
A. 原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力
B. 原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定
C. 温度越高放射性元素的半衰期越小
D. β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子
【答案】B
【详解】A．原子核内相邻质子之间存在强相互吸引的核力，A错误；
B．原子核比结合能越小，拆开原子核越容易，说明原子核越不稳定，B正确；
C．放射性元素的半衰期是原核的衰变规律，由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，C错误；
D．射线是原子核内中子转变为质子时产生的，不能说明原子核内有电子，选项D错误。
故选B。
二、多选题
57．（2023·北京中关村中学·校考模拟）如图是氢原子的能级示意图。当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；从n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b。以下判断正确的是（ ）
A．光子b可能使处于基态的氢原子电离
B．n=4能级比n=2能级氢原子的电子动能小
C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射10种不同的谱线
D．若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应
【答案】BD
【解析】A．由能级跃迁的频率条件：
h=Em-En
可知，光子a的能量为2.55eV，光子b的能量为10.2eV，要使处于基态的氢原子电离，入射光子的能量要大于等于13.6eV，故光子b不能使处于基态的氢原子电离，A不符合题意；
B．氢原子的能级越高，电子的轨道半径越大，由库仑力提供向心力得：
又因电子的动能，解得电子的动能
故轨道半径越大，电子动能越小，B符合题意；
C．一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射不同谱线最多的方式是逐级跃迁，故最多可辐射4种不同的谱线，C不符合题意；
D．由于光子b的能量比a的高，故光子b的频率也比a的高，若与a同频率的光可以使某金属发生光电效应，那么与b同频率的光也可以使该金属发生光电效应，D符合题意。
故选BD。
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