2026年高考物理一轮复习专项练习第十六章 近代物理初步（含解析）

第十六章 近代物理初步
考点 1 原子结构和波粒二象性
1.近年来,江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管(LED)，开创了国际上第三条LED 技术路线。某氮化镓基LED 材料的简化能级如图所示，若能级差为2.20 eV(约 普朗克常量 则发光频率约为( )
2.大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于3.11 eV，当大量处于 n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有 ( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
3.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
4.(多选)X射线光电子能谱仪是利用X 光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器。用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则 ( )
A.该金属的逸出功增大
B. X光的光子能量不变
C.逸出的光电子最大初动能增大
D.单位时间逸出的光电子数增多
5.一点光源以113 W 的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为 的光，在离点光源距离为 R 处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×10 个。普朗克常量为 R约为 ( )
6.图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是 ( )
7.(多选)我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳H。波段光谱扫描成像。H 和 Hβ分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线(如图)，则 ( )
A. H 的波长比Hβ的小
B. H 的频率比 Hβ的小
C. Hg对应的光子能量为3.4 eV
D. Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态
8.(多选)有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为1 当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为 d的双缝，在与缝相距为 L 的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为 ，已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，则 ( )
A.电子的动量
B.电子的动能
C.光子的能量
D.光子的动量
9.如图所示,分别用1、2两种材料作 K极进行光电效应探究，其截止频率 保持入射光不变，则光电子到达 A极时的最大动能 Ekm随电压U变化关系的图像是 ( )
10.(多选)氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光I，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是 ( )
A.图1中的 对应的是I
B.图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ
C.Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量
D. P向a移动，电流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大
11.玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n=3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为v 、v 和v 的光，下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h ，光速为c。正确的是 ( )
A.频率为v 的光，其动量为
B.频率为v 和v 的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为 hv
C.频率为v 和v 的两种光分别射入双缝间距为d、双缝到屏的距离为l的干涉装置，产生的干涉条纹间距之差为
D.若原子从n=3跃迁至n=4能级，入射光的频率
12.已知普朗克常量h= 电子的质量为 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 B.10 C.10 D.10
13.如图是密立根于 1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压 U。与入射产频率v的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知( )
A.钠的逸出功为 hv。
B.钠的截止频率为
C.图中直线的斜率为普朗克常量h
D.遏止电压U。与入射光频率ν成正比
14.利用如图所示的装置研究光电效应，使单刀双掷开关S接1，用频率为v 的光照射光电管，调节滑动变阻器，使电流表的示数刚好为0，此时电压表的示数为 U ，已知电子电荷量为e，普朗克常量为h，下列说法正确的是( )
A.其他条件不变，增大光强，电压表示数增大
B.改用比v 更大频率的光照射，调整电流表的示数为零，此时电压表示数仍为U
C.其他条件不变，使开关S接2，电流表示数仍为零
D.光电管阴极材料的截止频率
15.图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠。下列说法正确的是( )
A.逸出光电子的最大初动能为10.80 eV
B. n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大
C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D.用0.85 eV 的光子照射,氢原子跃迁到 n=4激发态
考点 2原子核
1.锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料。研究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应。其中一种核反应方程为 式中的X为 ( )
A.10n B. e C.01e D.4He
2.理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应 的影响。下列说法正确的是 ( )
A. Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强
B. Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强
C. Y是α粒子，α射线穿透能力比γ射线强
D. Y是α粒子，α射线电离能力比γ射线强
3.硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一， 是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则 ( )
A. a=7,b=1 B. a=7,b=2
C. a=6,b=1 D. a=6,b=2
4.已知钍234的半衰期是24天。1g 钍234经过48天后，剩余钍234的质量为( )
A.0g B.0.25g C.0.5g D.0.75g
5.近期，我国科研人员首次合成了新核素饿-160( Os)和钨 若俄-160经过1次α衰变,钨-156经过1次β 衰变(放出一个正电子)，则上述两新核素衰变后的新核有相同的 ( )
A.电荷数 B.中子数 C.质量数 D.质子数
6.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
7.(2024全国甲)氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用
表示，式中x、y的值分别为 ( )
A. x=1,y=2 B. x=1,y=3
C. x=2,y=2 D. x=3,y=1
8.2023年4月12日,中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是 ( )
A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多
B.氘氚核聚变的核反应方程为
C.核聚变的核反应燃料主要是铀235
D.核聚变反应过程中没有质量亏损
9.发现中子的核反应方程为 “玉兔二号”巡视器的核电池中钚238 的衰变方程为 正确的是 ( )
A.核反应方程中的X为 C
B.衰变方程中的 Y 为 He
C.中子1n的质量数为零
D.钚238的衰变吸收能量
10.医学治疗中常用放射性核素 In产生γ射线,而 In 是由半
衰期相对较长的 Sn衰变产生的。对于质量为m 的 Sn,经过时间t后剩余的 Sn质量为m，其 图线如图所示。从图中可以得到 Sn 的半衰期为 ( )
A.67.3d B.101.0 d
C.115.1 d D.124.9 d
11.2024年是中国航天大年,神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知98Sr 衰变为999 Y 的半衰期约为 29 年;2384Pu衰变为 U的半衰期约为87年。现用相同数目的 Sr和 各做一块核电池，下列说法正确的是 ( )
A.908Sr衰变为909Y 时产生α粒子
B. Pu衰变为 23492U 时产生β粒子
C.50年后，剩余的 Sr数目大于 23 Pu的数目
D.87年后，剩余的 Sr数目小于 Pu的数目
12.(2023全国乙方)2022年10月,全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为10 J。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为 ( )
A.10 kg B.10 kg C.10 kg D.10 kg
13.人工核反应合成的铜 具有 放 射性，可衰 变 为 铜 半衰期为2.6年。下列说法正确的是 ( )
A.升高温度，铜252的半衰期会变短
B.锎252衰变为锔248的过程中产生β粒子
C.100个钢252经过5.2年后,还剩25个钢252没有发生衰变
D.锎252衰变为铜248的实质是两个中子和两个质子结合成一个氦核
14.已知氘核质量为2.014 1 u,氚核质量为3.0161 u,氦核质量为4.0026u,中子质量为1.0087 u,阿伏加德罗常数NA 取 氘核摩尔质量为2g·mol ,1 u相当于931.5 MeV。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是 ( )
A.核反应方程式为
B.氘核的比结合能比氦核的大
C.氘核与氚核的间距达到10 m就能发生核聚变
D.4g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为10 MeV
15.2011年3月,日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄漏的污染物中含有大量放射性元素 I，其衰变方程为 半衰期为8天，已知 131.03721 u, mx。= 131. 031 86 u, m。=0.000 549 u,则下列说法正确的是 ( )
A.衰变产生的β射线来自于 I原子的核外电子
B.该反应前后质量亏损0.005 35 u
C.放射性元素 I发生的衰变为α衰变
D.经过16天,75%的 I原子核发生了衰变
16.银河系中存在大量的铝同位素 Al。 Al 核 β 衰变的衰变方程为 Al→ ，测得 Al核的半衰期为72万年。下列说法正确的是 ( )
A. Al核的质量等于 Mg核的质量
B. Al核的中子数大于 Mg核的中子数
C.将铝同位素 Al放置在低温低压的环境中，其半衰期不变
D.银河系中现有的铝同位素 Al将在 144万年后全部衰变为 Mg
17.宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应： 产生的 C能自发进行β衰变，其半衰期为5 730年。利用碳14 的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是 ( )
A. C发生β衰变的产物是
B.β衰变辐射出的电子来自碳原子的核外电子
C.近年来由于地球的温室效应，引起 C的半衰期发生微小变化
D.若测得一古木样品的 C含量为活体植物的 ，则该古木距今约为11 460年
18.氚核 H发生β衰变成为氦核 He。假设含氚材料中 H发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在 时间内形成的平均电流为 已知电子电荷量为 在这段时间内发生β衰变的氚核 /H的个数为
( )
19.两种放射性元素的半衰期分别为t 和2t ，在t=0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t=2t 时刻，尚未衰变的原子核总数为V/ ，则在t 时刻，尚未衰变的原子核总数为 ( )
A. N B. V/ C. N/ D. N/6
20.如图,一个原子核 X 经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为 ( )
A.6 B.8
C.10 D.14
21.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
表示。海水中富含氘，已知1 kg海水中含有的氘核约为 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1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×10 J,1 MeV=1.6×10 J,则M约为 ( )
A.40 kg B.100 kg
C.400 kg D.1 000 kg
22.(多选)人体暴露在强烈的中子辐射中时会在血浆中产生 Na，可以通过测量 Na的数量来确定患者吸收的辐射剂量。 Na 具有放射性，会发生衰变，衰变方程为 半衰期为15 h。某次研究其放射特性的实验中，将孤立 Na原子核静置于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，衰变后在磁场中形成a、b两条圆周径迹，部分轨迹如图所示，大圆的半径为 R，衰变过程中释放的核能全部转变为衰变产物的动能，忽略重力和粒子间电场力作用。电子质量为 m、电荷量为e，镁原子核的质量为 M，真空中光速为c。下列说法中正确的是 ( )
A.当人体被中子辐射后身体发烧时，24 Na 原子核的半衰期将变短
B.大圆对应粒子的运动方向为顺时针方向
C.电子运动形成的等效电流为
D.衰变过程中亏损的质量为