專題17近代物理-十年（2013-2022）高考物理真題分項匯編（原卷版）

專題17近代物理一、單選題1．（2022·遼寧）2022年1月，中國錦屏深地實驗室發(fā)表了首個核天體物理研究實驗成果。表明我國核天體物理研究已經躋身國際先進行列。實驗中所用核反應方程為，己知、、的質量分別為，真空中的光速為c，該反應中釋放的能量為E。下列說法正確的是（

）A．X為氘核 B．X為氚核C． D．2．（2022·河北）如圖是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應的遏止電壓與入射光頻率的實驗曲線，該實驗直接證明了愛因斯坦光電效應方程，并且第一次利用光電效應實驗測定了普朗克常量h。由圖像可知（）A．鈉的逸出功為 B．鈉的截止頻率為C．圖中直線的斜率為普朗克常量h D．遏止電壓與入射光頻率成正比3．（2022·湖北）上世紀四十年代初，我國科學家王淦昌先生首先提出證明中微子存在的實驗方案：如果靜止原子核俘獲核外K層電子e，可生成一個新原子核X，并放出中微子νe，即。根據核反應后原子核X的動能和動量，可以間接測量中微子的能量和動量，進而確定中微子的存在。下列說法正確的是（）A．原子核X是 B．核反應前后的總質子數(shù)不變C．核反應前后總質量數(shù)不同 D．中微子的電荷量與電子的相同4．（2022·浙江）如圖為氫原子的能級圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷時放出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說法正確的是（）A．逸出光電子的最大初動能為10.80eVB．n=3躍遷到n=1放出的光子動量最大C．有3種頻率的光子能使金屬鈉產生光電效應D．用0.85eV的光子照射，氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)5．（2022·廣東）目前科學家已經能夠制備出能量量子數(shù)n較大的氫原子。氫原子第n能級的能量為，其中。圖是按能量排列的電磁波譜，要使的氫原子吸收一個光子后，恰好失去一個電子變成氫離子，被吸收的光子是（）A．紅外線波段的光子 B．可見光波段的光子C．紫外線波段的光子 D．X射線波段的光子6．（2022·湖南）關于原子結構和微觀粒子波粒二象性，下列說法正確的是（

）A．盧瑟福的核式結構模型解釋了原子光譜的分立特征B．玻爾的原子理論完全揭示了微觀粒子運動的規(guī)律C．光電效應揭示了光的粒子性D．電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣揭示了電子的粒子性7．（2022·山東）碘125衰變時產生射線，醫(yī)學上利用此特性可治療某些疾病。碘125的半衰期為60天，若將一定質量的碘125植入患者病灶組織，經過180天剩余碘125的質量為剛植入時的（）A． B． C． D．8．（2022·全國）兩種放射性元素的半衰期分別為和，在時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N，在時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為，則在時刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為（）A． B． C． D．9．（2022·全國）一點光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長約為6×107m的光，在離點光源距離為R處每秒垂直通過每平方米的光子數(shù)為3×1014個。普朗克常量為h=6.63×1034Js。R約為（

）A．1×102m B．3×102m C．6×102m D．9×102m10．（2021·重慶）放射性元素會衰變?yōu)榉€(wěn)定的，半衰期約為，可以用于檢測人體的甲狀腺對碘的吸收。若某時刻與的原子數(shù)量之比為，則通過后與的質量之比（）A． B． C． D．12．（2013·江蘇）如果一個電子的德布羅意波長和一個中子的相等，則它們相等的是（

）A．速度 B．動能 C．動量 D．總能量13．（2021·江蘇）用“中子活化”技術分析某樣品的成分，中子轟擊樣品中的產生和另一種粒子X，則X是（）A．質子 B．粒子 C．粒子 D．正電子14．（2021·江蘇）如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進行光電效應探究，其截止頻率，保持入射光不變，則光電子到達A極時動能的最大值隨電壓U變化關系的圖像是（）A．B．C． D．15．（2021·海南）1932年，考克饒夫和瓦爾頓用質子加速器進行人工核蛻變實驗，驗證了質能關系的正確性。在實驗中，鋰原子核俘獲一個質子后成為不穩(wěn)定的鈹原子核，隨后又蛻變?yōu)閮蓚€原子核，核反應方程為。已知、、X的質量分別為、、，光在真空中的傳播速度為c，則在該核反應中（）A．質量虧損B．釋放的核能C．鈹原子核內的中子數(shù)是5D．X表示的是氚原子核16．（2021·海南）某金屬在一束單色光的照射下發(fā)生光電效應，光電子的最大初動能為，已知該金屬的逸出功為，普朗克常量為h。根據愛因斯坦的光電效應理論，該單色光的頻率為（）A． B． C． D．17．（2021·湖北）20世紀60年代，我國以國防為主的尖端科技取得了突破性的發(fā)展。1964年，我國第一顆原子彈試爆成功；1967年，我國第一顆氫彈試爆成功。關于原子彈和氫彈，下列說法正確的是（）A．原子彈和氫彈都是根據核裂變原理研制的B．原子彈和氫彈都是根據核聚變原理研制的C．原子彈是根據核裂變原理研制的，氫彈是根據核聚變原理研制的D．原子彈是根據核聚變原理研制的，氫彈是根據核裂變原理研制的18．（2021·天津）光刻機是制造芯片的核心裝備，利用光源發(fā)出的紫外線，將精細圖投影在硅片上，再經技術處理制成芯片。為提高光刻機清晰投影最小圖像的能力，在透鏡組和硅片之間充有液體。紫外線進入液體后與其在真空中相比（）A．波長變短 B．光子能量增加 C．頻率降低 D．傳播速度增大19．（2021·北京）硼（B）中子俘獲治療是目前最先進的癌癥治療手段之一、治療時先給病人注射一種含硼的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產生高殺傷力的α粒子和鋰（Li）離子。這個核反應的方程是（

）A． B．C． D．20．（2021·北京）北京高能光源是我國首個第四代同步輻射光源，計劃于2025年建成。同步輻射光具有光譜范圍寬（從遠紅外到X光波段，波長范圍約為105m～1011m，對應能量范圍約為101eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等諸多特點，在基礎科學研究、應用科學和工藝學等領域已得到廣泛應用。速度接近光速的電子在磁場中偏轉時，會沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射，這個現(xiàn)象最初是在同步加速器上觀察到的，稱為“同步輻射”。以接近光速運動的單個電子能量約為109eV，回旋一圈輻射的總能量約為104eV。下列說法正確的是（）A．同步輻射的機理與氫原子發(fā)光的機理一樣B．用同步輻射光照射氫原子，不能使氫原子電離C．蛋白質分子的線度約為108m，不能用同步輻射光得到其衍射圖樣D．盡管向外輻射能量，但電子回旋一圈后能量不會明顯減小21．（2021·山東）在測定年代較近的湖泊沉積物形成年份時，常利用沉積物中半衰期較短的，其衰變方程為。以下說法正確的是（）A．衰變方程中的X是電子B．升高溫度可以加快的衰變C．與的質量差等于衰變的質量虧損D．方程中的X來自于內質子向中子的轉化22．（2017·全國）一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為→＋。下列說法正確的是（）A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經歷的時間D．衰變后α粒子與釷核的質量之和等于衰變前鈾核的質量23．（2021·河北）普朗克常量，光速為c，電子質量為，則在國際單位制下的單位是（）A． B．m C． D．24．（2021·浙江）已知普朗克常量，電子的質量為，一個電子和一滴直徑約為的油滴具有相同動能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數(shù)量級為（）A． B． C． D．25．（2021·廣東）科學家發(fā)現(xiàn)銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26，鋁26的半衰期為72萬年，其衰變方程為，下列說法正確的是（）A．Y是氦核B．Y是質子C．再經過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半D．再經過144萬年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變26．（2021·湖南）核廢料具有很強的放射性，需要妥善處理。下列說法正確的是（）A．放射性元素經過兩個完整的半衰期后，將完全衰變殆盡B．原子核衰變時電荷數(shù)守恒，質量數(shù)不守恒C．改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期D．過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，但輻射強度在安全劑量內則沒有傷害27．（2021·全國）如圖，一個原子核X經圖中所示的一系列、衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過程中放射出電子的總個數(shù)為（）A．6 B．8 C．10 D．1428．（2021·全國）醫(yī)學治療中常用放射性核素產生射線，而是由半衰期相對較長的衰變產生的。對于質量為的，經過時間t后剩余的質量為m，其圖線如圖所示。從圖中可以得到的半衰期為（）A． B． C． D．29．（2021·河北）銀河系中存在大量的鋁同位素，核衰變的衰變方程為，測得核的半衰期為72萬年，下列說法正確的是（）A．核的質量等于核的質量B．核的中子數(shù)大于核的中子數(shù)C．將鋁同位素放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D．銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素將在144萬年后全部衰變?yōu)?0．（2018·全國）1934年，約里奧?居里夫婦用粒子轟擊鋁核，產生了人工放射性同位素X，并放出一個中子：。X的原子序數(shù)和質量數(shù)分別為（）A．15和28 B．15和30 C．16和30 D．17和3131．（2017·全國）大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是：＋→＋。已知的質量為2.0136u，的質量為3.0150u，的質量為1.0087u,1u=931MeV/c2。氘核聚變反應中釋放的核能約為（）A．3.7MeV B．3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV32．（2021·浙江）下列說法正確的是（）A．光的波動性是光子之間相互作用的結果B．玻爾第一次將“量子”入原子領域，提出了定態(tài)和躍遷的概念C．光電效應揭示了光的粒子性，證明了光子除了能量之外還具有動量D．α射線經過置于空氣中帶正電驗電器金屬小球的上方，驗電器金屬箔的張角會變大33．（2021·浙江）2020年12月我國科學家在量子計算領域取得了重大成果，構建了一臺76個光子100個模式的量子計算機“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級計算機“富岳”快一百萬億倍。關于量子，下列說法正確的是（）A．是計算機運算的一種程序 B．表示運算速度的一個單位C．表示微觀世界的不連續(xù)性觀念 D．類似于質子、中子的微觀粒子34．（2020·海南）100年前，盧瑟福猜想在原子核內除質子外還存在著另一種粒子X，后來科學家用粒子轟擊鈹核證實了這一猜想，該核反應方程為：，則（

）A．，，X是中子B．，，X是電子C．，，X是中子D．，，X是電子35．（2020·北京）氫原子能級示意如圖。現(xiàn)有大量氫原子處于能級上，下列說法正確的是（）A．這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子B．從能級躍遷到能級比躍遷到能級輻射的光子頻率低C．從能級躍遷到能級需吸收的能量D．能級的氫原子電離至少需要吸收的能量36．（2020·天津）在物理學發(fā)展的進程中，人們通過對某些重要物理實驗的深入觀察和研究，獲得正確的理論認識。下列圖示的實驗中導致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結構的是（

）A． B．C． D．37．（2020·江蘇）“測溫槍”（學名“紅外線輻射測溫儀”）具有響應快、非接觸和操作方便等優(yōu)點。它是根據黑體輻射規(guī)律設計出來的，能將接收到的人體熱輻射轉換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強度I及其極大值對應的波長的變化情況是（）A．I增大，增大 B．I增大，減小C．I減小，增大 D．I減小，減小38．（2020·山東）氚核發(fā)生β衰變成為氦核。假設含氚材料中發(fā)生β衰變產生的電子可以全部定向移動，在3.2104s時間內形成的平均電流為5.0108A。已知電子電荷量為1.61019C，在這段時間內發(fā)生β衰變的氚核的個數(shù)為（）A． B． C． D．39．（2020·浙江）下列說法正確的是（）A．質子的德布羅意波長與其動能成正比B．天然放射的三種射線，穿透能力最強的是射線C．光電效應實驗中的截止頻率與入射光的頻率有關D．電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動性40．（2020·全國）氘核可通過一系列聚變反應釋放能量，其總效果可用反應式表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個，若全都發(fā)生聚變反應，其釋放的能量與質量為M的標準煤燃燒時釋放的熱量相等；已知1kg標準煤燃燒釋放的熱量約為2.9×107J，1MeV=1.6×10–13J，則M約為（）A．40kg B．100kg C．400

kg D．1000kg41．（2014·北京）質子、中子和氘核的質量分別為m1、m2和m3。當一個質子和一個中子結合成氘核時，釋放的能量是（c表示真空中的光速）（）A． B．C． D．43．（2020·浙江）下列說法正確的是（

）A．射線的穿透能力比射線強B．天然放射現(xiàn)象說明原子具有復雜的結構C．核聚變中平均每個核子放出的能量比裂變中平均每個核子的小D．半衰期跟放射性元素以單質或化合物形式存在無關44．（2018·全國）用波長為300nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×1019J，已知普朗克常量為6.63×1034J.s，真空中的光速為3×108m/s，能使鋅產生光電效應單色光的最低頻率（

）A．1×1014HzB．8×1015HzC．.2×1015HzD．8×1014Hz45．（2019·北京）光電管是一種利用光照射產生電流的裝置，當入射光照在管中金屬板上時，可能形成光電流．表中給出了6次實驗的結果．組次入射光子的能量/eV相對光強光電流大小/mA逸出光電子的最大動能第一組14.0弱290.924.0中430.934.0強600.9第二組46.0弱272.956.0中402.966.0強552.9由表中數(shù)據得出的論斷中不正確的是A．兩組實驗采用了不同頻率的入射光B．兩組實驗所用的金屬板材質不同C．若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動能為1.9eVD．若入射光子的能量為5.0eV，相對光強越強，光電流越大46．（2019·天津）如圖為、、三種光在同一光電效應裝置中測的光電流和電壓的關系．由、、組成的復色光通過三棱鏡時，下述光路圖中正確的是（

）A． B．C． D．47．（2019·全國）太陽內部核反應的主要模式之一是質子質子循環(huán)，循環(huán)的結果可表示為，已知和的質量分別為和，1u=931MeV/c2，c為光速．在4個轉變成1個的過程中，釋放的能量約為A．8MeV B．16MeV C．26MeV D．52MeV48．（2019·全國）氫原子能級示意圖如圖所示，光子能量在1.63eV~3.10eV的光為可見光，要使處于基態(tài)（n=1）的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為（）A．12.09eV B．10.20eV C．1.89eV D．1.5leV50．（2014·重慶）碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質量為的碘131，經過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有（

）A． B． C． D．51．（2013·天津）下列說法正確的是（）A．原子核發(fā)生衰變時要遵守電荷守恒和質量守恒的規(guī)律B．α射線、β射線、γ射線都是高速運動的帶電粒子流C．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子D．發(fā)生光電效應時光電子的動能只與入射光的強度有關二、多選題52．（2022·浙江）秦山核電站生產的核反應方程為，其產物的衰變方程為。下列說法正確的是（）A．X是 B．可以用作示蹤原子C．來自原子核外 D．經過一個半衰期，10個將剩下5個53．（2022·浙江）2021年12月15日秦山核電站迎來了安全發(fā)電30周年，核電站累計發(fā)電約6.9×1011kW·h，相當于減排二氧化碳六億多噸。為了提高能源利用率，核電站還將利用冷卻水給周圍居民供熱。下列說法正確的是（）A．秦山核電站利用的是核聚變釋放的能量B．秦山核電站發(fā)電使原子核虧損的質量約為27.6kgC．核電站反應堆中需要用鎘棒控制鏈式反應的速度D．反應堆中存在的核反應53．（2022·浙江）電子雙縫干涉實驗是近代證實物質波存在的實驗。如圖所示，電子槍持續(xù)發(fā)射的電子動量為1.2×1023kg·m/s，然后讓它們通過雙縫打到屏上。已知電子質量取9.1×1031kg，普朗克常量取6.6×1034J·s，下列說法正確的是（）A．發(fā)射電子的動能約為8.0×1015JB．發(fā)射電子的物質波波長約為5.5×1011mC．只有成對電子分別同時通過雙縫才能發(fā)生干涉D．如果電子是一個一個發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣54．（2021·浙江）對四個核反應方程（1）；（2）；（3）；（4）。下列說法正確的是（）A．（1）（2）式核反應沒有釋放能量B．（1）（2）（3）式均是原子核衰變方程C．（3）式是人類第一次實現(xiàn)原子核轉變的方程D．利用激光引發(fā)可控的（4）式核聚變是正在嘗試的技術之一54．（2021·浙江）如圖所示是我國全超導托卡馬克核聚變實驗裝置。2018年11月，該裝置實現(xiàn)了1×108℃等離子體運行等多項重大突破，為未來和平利用聚變能量邁出了重要一步。關于核聚變，下列說法正確的是（）A．聚變又叫熱核反應B．太陽就是一個巨大的熱核反應堆C．高溫能使原子核克服核力而聚變D．對相同質量的核燃料，輕核聚變比重核裂變產能多55．（2017·全國）在光電效應實驗中，分別用頻率為、的單色光、照射到同種金屬上，測得相應的截止電壓分別為和、光電子的最大初動能分別為和．為普朗克常量．下列說法正確的是（）A．若，則一定有 B．若，則一定有C．若，則一定有 D．若，則一定有56．（2020·浙江）太陽輻射的總功率約為，其輻射的能量來自于聚變反應。在聚變反應中，一個質量為（c為真空中的光速）的氘核（）和一個質量為的氚核（）結合為一個質量為的氦核（），并放出一個X粒子，同時釋放大約的能量。下列說法正確的是（）A．X粒子是質子B．X粒子的質量為C．太陽每秒因為輻射損失的質量約為D．太陽每秒因為輻射損失的質量約為56．（2020·全國）1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產生了人工放射性同位素X，反應方程為：。X會衰變成原子核Y，衰變方程為，則（）A．X的質量數(shù)與Y的質量數(shù)相等 B．X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C．X的電荷數(shù)比的電荷數(shù)多2 D．X的質量數(shù)與的質量數(shù)相等57．（2020·全國）下列核反應方程中，X1，X2，X3，X4代表α粒子的有（）A． B．C． D．58．（2020·浙江）由玻爾原子模型求得氫原子能級如圖所示，已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，則（

）A．氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出射線B．氫原子從的能級向的能級躍遷時會輻射出紅外線C．處于能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線并發(fā)生電離D．大量氫原子從能級向低能級躍遷時可輻射出2種頻率的可見光59．（2019·海南）對于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓與入射光頻率v的關系如圖所示．用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，則（

）A．鈉的逸出功小于鈣的逸出功B．圖中直線的斜率為C．在得到這兩條直線時，必須保證入射光的光強相同D．若這兩種金屬產生的光電子具有相同的最大初動能，則照射到鈉的光頻率較高60．（2019·天津）我國核聚變反應研究大科學裝置“人造太陽”2018年獲得重大突破，等離子體中心電子溫度首次達到1億度，為人類開發(fā)利用核聚變能源奠定了重要的技術基礎．下列關于聚變的說法正確的是（

）A．核聚變比核裂變更為安全、清潔B．任何兩個原子核都可以發(fā)生聚變C．兩個輕核結合成質量較大的核，總質量較聚變前增加D．兩個輕核結合成質量較大的核，核子的比結合能增加61．（2016·全國）一靜止的鋁原子核俘獲一速度為m/s的質子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核，下列說法正確的是_________A．核反應方程為B．核反應方程過程中系統(tǒng)動量守恒C．核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒D．核反應前后核子數(shù)相等，所以生成物的質量等于反應物的質量之和E．硅原子核速度的數(shù)量級為m/s，方向與質子初速度方向一致62．（2019·浙江）【加試題】波長為λ1和λ2的兩束可見光入射到雙縫，在光屏上觀察到干涉條紋，其中波長為λ1的光的條紋間距大于波長為λ2的條紋間距．則（下列表述中，腳標“1”和“2”分別代表波長為λ1和λ2的光所對應的物理量）A．這兩束光的光子的動量p1＞p2B．這兩束光從玻璃射向真空時，其臨界角C1＞C2C．這兩束光都能使某種金屬發(fā)生光電效應，則遏止電壓U1＞U2D．這兩束光由氫原子從不同激發(fā)態(tài)躍遷到n＝2能級時產生，則相應激發(fā)態(tài)的電離能△E1＞△E262．（2019·浙江）靜止在勻強磁場中的原子核X發(fā)生α衰變后變成新原子核Y。已知核X的質量數(shù)為A，電荷數(shù)為Z，核X、核Y和α粒子的質量分別為mX、mY和mα，α粒子在磁場中運動的半徑為R。則（

）A．衰變方程可表示為 B．核Y的結合能為C．核Y在磁場中運動的半徑為 D．核Y的動能為62．（2013·江蘇）根據玻爾原子結構理論，氦離子（He+）的能級圖如圖所示。電子處在n=3軌道上比處在n=5軌道上離氦核的距離_______（選填“近”或“遠”）。當大量He+處在n=4的激發(fā)態(tài)