專題16 原子物理-2024年高考真題和模擬題物理分類匯編

專題16原子物理1.(2024年河北卷考題)1.鋰是新能源汽車、儲能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料．研究表明，鋰元素主要來自宇宙線高能粒子與星際物質(zhì)的原子核產(chǎn)生的散裂反應(yīng)，其中一種核反應(yīng)方程為A.nB.-01eC.eD.He【答案】D【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得故式中的X為He，故選D。2.(2024年湖北卷考題)2.硼中子俘獲療法是目前治療癌癥最先進的手段之一、1B+n→X+Y是該療法中一種核反應(yīng)的方程，其中X、Y代表兩種不同的原子核，則()A.a=7，b=1B.a=7，b=2C.a=6，b=1D.a=6，b=2【答案】B故選B。3.（2024年廣東卷考題）2.我國正在建設(shè)的大科學(xué)裝置——“強流重離子加速器”。其科學(xué)目標(biāo)之一是探尋神秘的“119號”元素，科學(xué)家嘗試使用核反應(yīng)Y+2Am→11X+2n產(chǎn)生該元素。關(guān)于原子核Y和質(zhì)量數(shù)A，下列選項正確的是()A.Y為Fe,A=299B.Y為Fe,A=301C.Y為為Cr,A=295D.Y為Cr,A=297【答案】C【解析】根據(jù)核反應(yīng)方程Y+2Am→11X+2n故選C。4.（2024年安徽卷考題）1.大連相干光源是我國第一臺高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所應(yīng)用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級示意圖，已知紫外光的光子能量大于3.11eV，當(dāng)大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射不同頻率的紫外光有()A.1種B.2種C.3種D.4種【答案】B【解析】大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時，能夠輻射出不同頻率的種類為C=3種輻射出光子的能量分別為3-E1=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV3-E2=-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV2-E1=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV2所以輻射不同頻率的紫外光有2種。故選B。5.（2024年江西卷考題）2.近年來，江西省科學(xué)家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管，開創(chuàng)了國際上第三條LED技術(shù)路線。某氮化鎵基LED材料的簡化能級如圖所示，若能級差為2.20eV（約3.52×10-19J）,普朗克常量h=6.63×10-34J.s，則發(fā)光頻率約為【答案】C【解析】根據(jù)題意可知，輻射出的光子能量ε=3.52×10-19J，由光子的能量ε=hν得故選C。6.(2024年江蘇卷考題)3.用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，該實驗的核反應(yīng)方程式是A.正電子eB.中子nC氘核HD.氦核.【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為m=14+1-14=1根據(jù)電荷守恒可知X的電荷數(shù)為n=6+1-7=0可知X為中子n。故選B。7.(2024年江蘇卷考題)5.在原子躍遷中，輻射如圖所示的4種光子，其中只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，是哪一種()A.λB.λC.λ3D.λ4【答案】C【解析】根據(jù)光電方程可知當(dāng)只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，該光子對應(yīng)的能量最大，根據(jù)圖中能級圖可知躍遷時對應(yīng)波長為λ3的光子能量最大。故選C。8.（2024全國甲卷考題）1.氘核可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，總的反應(yīng)效果可用6H→2He+xn+yp+43.15MeV表示，式中x、y的值分別為()【答案】C故選C。9.（2024年山東卷考題）1.2024年是中國航天大年，神舟十八號、嫦娥六號等已陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有抗干擾性強的核電池。已知Sr衰變?yōu)閅的半衰期約為29年；2Pu衰變?yōu)?U的半衰90Sr238Pu期約87年。現(xiàn)用相同數(shù)目的38和9490Sr238PuA.Sr衰變?yōu)閅時產(chǎn)生α粒子B.2Pu衰變?yōu)?U時產(chǎn)生β粒子C.50年后，剩余的Sr數(shù)目大于2Pu的數(shù)目D.87年后，剩余的Sr數(shù)目小于2Pu的數(shù)目【答案】D【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知Sr衰變?yōu)閅時產(chǎn)生電子，即β粒子，故A錯誤；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知2Pu衰變?yōu)?U時產(chǎn)生He，即α粒子，故B錯誤；CD．根據(jù)題意可知2Pu的半衰期大于Sr的半衰期，現(xiàn)用相同數(shù)目的Sr和2Pu各做一塊核電池，經(jīng)過相同的時間，Sr經(jīng)過的半衰期的次數(shù)多，所以Sr數(shù)目小于2Pu的數(shù)目，故D正確，C錯誤。故選D。10.(2024浙江1月卷考題)7.已知氘核質(zhì)量為2.0141u，氚核質(zhì)量為3.0161u，氦核質(zhì)量為4.0026u，中子質(zhì)量為1.0087u，阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023mol—1，氘核摩爾質(zhì)量為2g.mol—1，1u相當(dāng)于931.5MeV。關(guān)于氘與氚聚變成氦，下列說法正確的是()A.核反應(yīng)方程式為H+H→He+nB.氘核的比結(jié)合能比氦核的大C.氘核與氚核的間距達到10—10m就能發(fā)生核聚變D.4g氘完全參與聚變釋放出能量的數(shù)量級為1025MeV【答案】D【解析】A．核反應(yīng)方程式為H+H→He+n，故A錯誤；B．氘核的比結(jié)合能比氦核的小，故B錯誤；C．氘核與氚核發(fā)生核聚變，要使它們間的距離達到10—15m以內(nèi)，故C錯誤；D．一個氘核與一個氚核聚變反應(yīng)質(zhì)量虧損數(shù)量級為1025MeV，故D正確。故選D。11.（2024年湖南卷考題）1．量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點，下列關(guān)于量子論的說法正確的A．普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的B．光電效應(yīng)實驗中，紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出，若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出C．康普頓研究石墨對X射線散射時，發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分D．德布羅意認(rèn)為質(zhì)子具有波動性，而電子不具有波動性【答案】B【解析】A．普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是一份一份的，是量子化的，故A錯誤；B．產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是光的頻率大于金屬的極限頻率，紫光的頻率大于紅光，若紅光能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，可知紫光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；C．石墨對X射線的散射過程遵循動量守恒，光子和電子碰撞后，電子獲得一定的動量，光子動量變小，根據(jù)可知波長變長，故C錯誤；D．德布羅意認(rèn)為物質(zhì)都具有波動性，包括質(zhì)子和電子，故D錯誤。故選B。12.(2024浙江1月卷考題)14.下列說法正確的是()A.相同溫度下，黑體吸收能力最強，但輻射能力最弱B.具有相同動能的中子和電子，其德布羅意波長相同C.電磁場是真實存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量D.自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時可觀察到明暗變化【答案】CD【解析】A．相同溫度下，黑體吸收和輻射能力最強，故A錯誤；B．根據(jù)λ=具有相同動能的中子和電子，電子質(zhì)量較小，德布羅意波長較長，故B錯C．電磁場是真實存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量，故C正確；D．自然光在玻璃、水面等表面反射時，反射光可視為偏振光，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時能觀察到明暗變化，故D正確。故選CD。13.(2024年遼寧卷考題)8.X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發(fā)出光電子，并對光電子進行分析的科研儀器，用某一頻率的X光照射某種金屬表面，逸出了光電子，若增加此X光的強度，則 A.該金屬逸出功增大B.X光的光子能量不變C.逸出的光電子最大初動能增大D.單位時間逸出的光電子數(shù)增多【答案】BD【解析】A．金屬的逸出功是金屬的自身固有屬性，僅與金屬自身有關(guān)，增加此X光的強度，該金屬逸出功不變，故A錯誤；B．根據(jù)光子能量公式ε=hν可知增加此X光的強度，X光的光子能量不變，故B正確；C．根據(jù)愛因斯坦光電方程Ekm=hv-W0，可知逸出的光電子最大初動能不變，故C錯誤；D．增加此X光的強度，單位時間照射到金屬表面的光子變多，則單位時間逸出的光電子數(shù)增多，故D正確。故選BD。14.（2024年上海卷考題）6.某紫外激光波長為λ,其單個光子能量為。若用該激光做光電效應(yīng)實驗，所用光電材料的截止頻率為v0，則逸出光電子的最大初動能為。（普朗克常量為h，真空中光速為c）【答案】①.②.-hv0【解析】[1]單個光子頻率為根據(jù)普朗克量子化思想，單個光子能量E0=hv=h根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，逸出光電子最大初動能為Ekm=-hv015.（2024年上海卷考題）9.原子核之間由于相互作用會產(chǎn)生新核，這一過程具有多種形式。（1）質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的過程稱為______A．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)B．衰變C．核聚變D．核裂變（2）H核的質(zhì)量為m1，H核的質(zhì)量為m2，它們通過核反應(yīng)形成一個質(zhì)量為m3的氮原子核(He)，此過程釋放的能量為。（真空中光速為c）【答案】①.C②.(m1+m2-【解析】[1]質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的反應(yīng)稱為核聚變，C正確。故選C。[2]根據(jù)質(zhì)能方程可知，此過程釋放的能量為E=Δmc2=(m1+m2-m3)c2162024福建高考真題）1.Ni→Cu+X，則其中的X表示()A．HeB．-eC．eD．n【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)-1，則X為-e。故選B。17.（2024年北京卷考題）1．已知釷234的半衰期是24天。1g釷234經(jīng)過48天后，剩余釷234的質(zhì)A．0gB．0.25gC．0.5gD．0.75g【答案】B【解析】半衰期1g釷234經(jīng)過48天后，剩余質(zhì)量故選B。182024年廣西卷考題）4．近期，我國科研人員首次合成了新核素鋨-160（0Os）和鎢-156（6W）。若鋨-160經(jīng)過1次α衰變，鎢-156經(jīng)過1次β+衰變（放出一個正電子則上述兩新核素衰變后的新核有相A．電荷數(shù)B．中子數(shù)C．質(zhì)量數(shù)D．質(zhì)子數(shù)【答案】C【解析】鋨-160經(jīng)過1次α衰變后產(chǎn)生的新核素質(zhì)量數(shù)為156，質(zhì)子數(shù)為74，鎢-156經(jīng)過1次β+衰變后質(zhì)量數(shù)為156，質(zhì)子數(shù)為73，可知兩新核素衰變后的新核有相同的質(zhì)量數(shù)。故選C。19.（2024年海南卷考題）2．人工核反應(yīng)Si+H→X+P中的X是()A．中子B．質(zhì)子C．電子D.α粒子【答案】A【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，則X是中子。故選A。20（2024年甘肅卷考題）1.2024年2月，我國科學(xué)家在蘭州重離子加速器國家大科學(xué)裝置上成功合成了新核素9Os，核反應(yīng)方程如下：6Cd+Ni→0OsA.質(zhì)子B.中子C.電子D.α粒子【答案】B【解析】根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得X是n。故選B。一、單選題12024·海南·高考真題）利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，閉合單刀雙擲開關(guān)S1，用頻率為v1的光照射光電管，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0，此時電壓表的示數(shù)為U1，已知電子電荷量為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是()A．其他條件不變，增大光強，電壓表示數(shù)增大B．改用比v1更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時電壓表示數(shù)仍為UC．其他條件不變，使開關(guān)接S2，電流表示數(shù)仍為零D．光電管陰極材料的截止頻率【答案】D【解析】A．當(dāng)開關(guān)S接1時，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程-W0故其他條件不變時，增大光強，電壓表的示數(shù)不變，故A錯誤；B．若改用比v1更大頻率的光照射時，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，而金屬的逸出功不變，故遏止電壓變大，即此時電壓表示數(shù)大于U，故B錯誤；C．其他條件不變時，使開關(guān)S接2，此時可發(fā)生光電效應(yīng)，故電流表示數(shù)不為零，故C錯誤；D．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程-W0其中W聯(lián)立解得，光電管陰極材料的截止頻率為故選D。22024·北京·高考真題）產(chǎn)生阿秒光脈沖的研究工作獲得2023年的諾貝爾物理學(xué)獎，阿秒（as）是時間單位，1as=1×10-18s，阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時間在阿秒量級的極短閃光，提供了阿秒量級的超快“光快門”，使探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程成為可能。設(shè)有一個持續(xù)時間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時間內(nèi)至少包含一個完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.6×10-34J.s，下列說法正確的是()A．對于0.1mm寬的單縫，此阿秒光脈沖比波長為550nm的可見光的衍射現(xiàn)象更明顯B．此阿秒光脈沖和波長為550nm的可見光束總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更多C．此阿秒光脈沖可以使能量為-13.6eV（-2.2×10-18J）的基態(tài)氫原子電離D．為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應(yīng)大于電子的運動周期【答案】C【解析】A．此阿秒光脈沖的波長為λ=cT=30nm<550nm由障礙物尺寸與波長相差不多或比波長小時，衍射現(xiàn)象越明顯知，波長為550nm的可見光比此阿秒光脈沖的衍射現(xiàn)象更明顯，故A錯誤；B．由ε=h知，阿秒光脈沖的光子能量大，故總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更少，故B錯誤；C．阿秒光脈沖的光子能量最小值故此阿秒光脈沖可以使能量為-13.6eV（-2.2×10-18J）的基態(tài)氫原子電離，故C正確；D．為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應(yīng)小于電子的運動周期，故D錯誤。故選C。32024·湖北武漢·二模）研究表明，某些元素的原子核有可能從靠它很近的核外電子中“俘獲”一個電子而形成一個新原子，人們把這種現(xiàn)象叫做“K俘獲”。例如：一個鈹原子核（Be）會從K層電子軌道上俘獲一個電子后生成一個處于激發(fā)態(tài)的鋰核，和一個具有能量且不帶電的質(zhì)量數(shù)為零的中微子v。處于激發(fā)態(tài)的鋰核（Li）又自發(fā)地放出γ光子而回到基態(tài)。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)屬于β衰變B．該反應(yīng)前后沒有質(zhì)量虧損C．鈹原子核內(nèi)有4個中子，3個質(zhì)子D．該反應(yīng)的本質(zhì)是一個質(zhì)子俘獲一個電子后生成一個中子【答案】D【解析】AD．該反應(yīng)的本質(zhì)是一個質(zhì)子俘獲一個電子后生成一個中子；不是放出一個電子，所以不屬于β衰變，故A錯誤，D正確；B．該反應(yīng)釋放能量，反應(yīng)前后有質(zhì)量虧損，故B錯誤；C．鈹原子核（Be）內(nèi)有3個中子，4個質(zhì)子，故C錯誤。故選D。42024·江西上饒·模擬預(yù)測）當(dāng)太陽內(nèi)部的氫元素消耗殆盡后，內(nèi)部高溫高壓使三個氨核發(fā)生短暫的熱核反應(yīng)，被稱為氦閃，核反應(yīng)方程為3He→X，已知He的結(jié)合能為E1，X的結(jié)合能為E2，則下列判斷正確的是()A．該核反應(yīng)是α衰變B．X的中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多C．E2=3E1D．核反應(yīng)放出的熱量為E2-3E1【答案】D【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，可知核反應(yīng)方程為3He→1X屬于輕原子核結(jié)合成較重原子核反應(yīng)，所以該反應(yīng)屬于核聚變，不屬于衰變，A錯誤；B．中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，因此X核中有6個中子，有6個質(zhì)子，B錯誤；CD．該反應(yīng)存在質(zhì)量虧損，會釋放大量熱量，由能量守恒定律知，釋放的熱量為2-3E1故選D。52024·甘肅張掖·高臺縣第一中學(xué)?？寄M預(yù)測）氘核可以發(fā)生一系列聚變反應(yīng)釋放核能，其總效果可以用反應(yīng)式6H→2He+2H+2X+43.15MeV表示。鈾核的某種裂變反應(yīng)為5U1BaKr+3n+200.55MeV，下列說法正確的是()A．X是正電子B．6Kr核內(nèi)有57個中子C．上述核聚變反應(yīng)中平均每個核子釋放的核能約為3.60MeVD．上述兩反應(yīng)中，聚變比裂變平均每個核子多釋放核能2.00MeV【答案】C【解析】A.根據(jù)核反應(yīng)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，是中子，A錯誤；C．上述核聚變反應(yīng)平均每個核子釋放的核能為C正確；D．上述核裂變反應(yīng)平均每個核子釋放的核能為62024·江西·校聯(lián)考二模）1919年，盧瑟福首創(chuàng)用原子核人工轉(zhuǎn)變的方法，用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，實驗裝置如圖所示。當(dāng)裝置的容器內(nèi)通入氮氣時，熒光屏上觀察到閃光。該實驗的核反應(yīng)方程式正確的是()【答案】C【解析】A．因該反應(yīng)打出的是質(zhì)子，A錯誤；BCD．方程中質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)應(yīng)守恒，故實驗使用α粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，BD錯誤，C正確。故選C。72023·河北保定·統(tǒng)考三模）中國實驗快堆工程（CEFR）已經(jīng)成功并網(wǎng)發(fā)電，這標(biāo)志著國家“863”計劃重大項目目標(biāo)的全面實現(xiàn)，中國實驗快堆采用钚（9Pu）作燃料，在堆心燃料钚的外圍再生區(qū)里放置不易發(fā)生裂變的鈾（8Pu钚239裂變釋放出的快中子，被再生區(qū)內(nèi)的鈾238吸收，鈾238轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39，鈾239極不穩(wěn)定，經(jīng)過衰變，進一步轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎兊念?39，從而實現(xiàn)核燃料的“增殖”，關(guān)于中國實驗快堆，下列說法正確的是()A．鈾239發(fā)生衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，核反應(yīng)方程為：9U→9Pu+-eB．鈾239經(jīng)過衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，質(zhì)量不變C．鈾238轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39的核反應(yīng)方程為：8U+n→9UD．鈾238吸收快中子轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39是核聚變【答案】C【解析】A．鈾239發(fā)生衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，核反應(yīng)方程為故A錯誤；B．鈾239經(jīng)過衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，釋放能量，質(zhì)量虧損，故B錯誤；CD．鈾238轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39的核反應(yīng)方程為8U9U該核反應(yīng)方程不是核聚變，故C正確，D錯誤。故選C。82024上·甘肅武威·高三統(tǒng)考期末）質(zhì)子在加速器中加速到接近光速后，常被用來與其他粒子碰撞。下列核反應(yīng)方程中，X代表電子的是()【答案】B【解析】A．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表n，故A錯誤；B．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表-01e，故B正確；C．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表H，故C錯誤；D．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表n，故D錯誤；故選B。92024·山東濟南·統(tǒng)考三模）2024年4月20日，我國首次利用核電商用堆批量生產(chǎn)碳14同位素，這標(biāo)志著將徹底破解國內(nèi)碳14同位素依賴進口的難題，實現(xiàn)碳14供應(yīng)全面國產(chǎn)化。碳14發(fā)生β衰變時的A．3XB．4XC．3XD．4X【答案】B【解析】由質(zhì)量數(shù)守恒有解得由電荷數(shù)守恒有解得綜上所述，其X為4X。故選B。102021·重慶·統(tǒng)考模擬預(yù)測）下列核反應(yīng)方程正確的是()C．5U【答案】A【解析】正確的核反應(yīng)方程應(yīng)質(zhì)子數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒。A．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，故A正確；B．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)不守恒，故B錯誤；C．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)不守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，故C錯誤；D．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)不守恒，故D錯誤。故選A。112024·河北·高三學(xué)業(yè)考試）大氣層中碳14不斷產(chǎn)生又不斷衰變，達到了動態(tài)平衡，在大氣中的含量保持穩(wěn)定。這種機制的核反應(yīng)方程為4N+X→4C+Y，4C→4N+Z，其中X、Y、Z所代表的粒子A．質(zhì)子、中子、電子B．中子、質(zhì)子、電子C．中子、電子、質(zhì)子D．電子、中子、質(zhì)子【答案】B【解析】核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒。由4若X為質(zhì)子，則Y的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為1，不符合實際；可知X為中子，Y為質(zhì)子，故ACD錯誤，B正確。故選B。122023·河北滄州·河北省吳橋中學(xué)校考模擬預(yù)測）新疆發(fā)現(xiàn)的鈹?shù)V，價值超過了稀土礦，將來會成為一種新的航天材料。鈹（Be）的原子核在被X射線、γ等照射時，會產(chǎn)生中子，因此它是核工業(yè)中的重要中子源。一個鈹9的原子核吸收一個中子后變成2個氦原子核，同時放出2個中子，這種1變2，2變4，4變8的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以很平穩(wěn)地進行，并產(chǎn)生大量中子給反應(yīng)堆使用。下列有關(guān)鈹?shù)暮朔磻?yīng)方程中正確【答案】B【解析】根據(jù)題意可知，一個鈹9的原子核吸收一個中子后變成2個氦原子核，同時放出2個中子，由核反應(yīng)方程中，質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為故選B。132024·廣西河池·統(tǒng)考一模）人工核轉(zhuǎn)變是指人類通過特定的實驗手段，將原子核中的質(zhì)子、中子和其他粒子進行增加、減少、替換等改變，從而使原子核的性質(zhì)發(fā)生變化的過程。在核反應(yīng)方程A．電子B．質(zhì)子C．中子D.α粒子【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為1，則X表示的是質(zhì)子。故選B。142023上·廣西柳州·高三柳州高級中學(xué)校考階段練習(xí)）一質(zhì)子束入射到靜止靶核Al上，產(chǎn)生如下核反應(yīng)：H+Al→X+n，則產(chǎn)生的新核含有質(zhì)子和中子的數(shù)目分別為()A．28和15B．14和13C．15和13D．27和14【答案】B【解析】根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得，新核質(zhì)量數(shù)為27，電荷數(shù)為14，電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，因此可得新核含有質(zhì)子數(shù)為14，中子數(shù)為13，B正確。故選B。若鋨-160經(jīng)過1次α衰變，鎢-156經(jīng)過1次β+衰變（放出一個正電子則上述兩新核素衰變后的新核有相A．電荷數(shù)B．中子數(shù)C．質(zhì)量數(shù)D．質(zhì)子數(shù)【答案】C【解析】鋨-160經(jīng)過1次α衰變后產(chǎn)生的新核素質(zhì)量數(shù)為156，質(zhì)子數(shù)為74，鎢-156經(jīng)過1次β+衰變后質(zhì)量數(shù)為156，質(zhì)子數(shù)為73，可知兩新核素衰變后的新核有相同的質(zhì)量數(shù)。故選C。162024·山東濰坊·三模）如圖所示為氫原子能級圖，用頻率為ν的單色光照射大量處于基態(tài)的氫原子，氫原子輻射出頻率分別為的ν1、ν2、ν3三種光子，且ν1<ν2<ν3。用該單色光照射到某新型材料上，逸出光電子的最大初動能與頻率為ν2光子的能量相等。下列說法正確的是()νB.ν=ν1+ν2+ν3C．該單色光光子的能量為12.75eVD．該新型材料的逸出功為1.89eV【答案】D【解析】由題知，頻率為ν的單色光照射大量處于基態(tài)的氫原子，氫原子輻射出頻率分別為的ν1、ν2、νhν=hν3=12.09eV，hν2=10.2eV，hν1=1.89eVA．則可知ν故A錯誤；BC．根據(jù)以上分析可知ν=ν3，且該單色光光子的能量為12.09eV，故BC錯誤；D．用該單色光照射到某新型材料上，逸出光電子的最大初動能與頻率為ν2光子的能量相等，則由hν-W0=hν2解得W0=1.89eV故D正確。故選D。172024下·江西·高三校聯(lián)考開學(xué)考試）2023年11月16日發(fā)表在《科學(xué)進展》雜志上的文章顯示我國高海拔宇宙線觀測站“拉索”精確測量了迄今最亮的伽馬射線暴GRB221009A的高能輻射能譜，揭示了宇宙背景光在紅外波段的強度低于預(yù)期，開啟了新物理探索之門?！袄鳌庇涗浀绞飞献盍恋馁ゑR射線暴GRB221009A產(chǎn)生的Y光子，其最高能量達13TeV（萬億電子伏特）。已知普朗克常量h=6.63×10—34J.s，下列說法正確的是()A．Y射線在真空中的傳播速度小于光速B．紅外線的波長比Y射線短D．13TeV的Y光子頻率約為3×1027Hz【答案】D【解析】A．Y射線是電磁波，在真空中的傳播速度等于光速，故A錯誤；B．紅外線的波長比Y射線長，故B錯誤；C．根據(jù)換算可得6J故C錯誤；D．根據(jù)可得頻率為故D正確。故選D。182024·陜西榆林·?？家荒＃?023年10月3日，諾貝爾物理學(xué)獎揭曉，三位科學(xué)家以阿秒激光技術(shù)奠基人的身份共同獲獎。阿秒激光脈沖是目前人類所能控制的最短時間過程，可用來測量原子內(nèi)繞核運動電子的動態(tài)行為等超快物理現(xiàn)象。若實驗室中產(chǎn)生了1個阿秒激光脈沖，該激光在真空中的波長λ=50nm，真空中的光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.63×10—3【答案】B【解析】根據(jù)題意，由光子的能量公式有代入數(shù)據(jù)可得故選B。192024·遼寧·校聯(lián)考一模）智能手機的攝像頭光圈尺寸和曝光時間會影響照片的成像質(zhì)量。某智能手機的攝像頭光圈的面積為S，標(biāo)準(zhǔn)曝光時間為t，暗室中有一個黃色的點光源，發(fā)光功率為P，現(xiàn)用該手機在距離點光源r處正對光源拍照。已知黃光的波長為λ,真空中的光速為c。普朗克常量為h，不考慮空氣對光子的吸收，則單次拍照進入手機攝像頭快門的光子個數(shù)為()【答案】A【解析】由光的頻率與波長的關(guān)系為c=λv所以一個光子的能量為E0該光源在曝光時間t內(nèi)發(fā)出的光能為在曝光時間t內(nèi)進入手機攝像頭的光所具有的能量為E1，有則曝光時間t內(nèi)穿過該攝像頭的光子數(shù)為故選A。202023·全國·統(tǒng)考高考真題）銫原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，銫原子鐘利用的兩能級的能量差量級為10-5eV，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為（普朗克常量h=6.63×10—34J.s，A．103HzB．106HzC．109HzD．1012Hz【答案】C【解析】銫原子利用的兩能極的能量差量級對應(yīng)的能量為5eV519J24J由光子能量的表達式ε=hν可得，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為109Hz。故選C。212024·陜西渭南·統(tǒng)考一模）2022年10月，我國自主研發(fā)的“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星成功發(fā)射。“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子，設(shè)波長為λ。若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測儀鏡頭正對著太陽，每秒接收到N個該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S，衛(wèi)星離太陽中心的距離為R，普朗克常量為h，光速為c，則太陽輻射硬X射線的總功SNhc4兀R2λ率SNhc4兀R2λ2NhcSλ【答案】C【解析】每個光子的能量為太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，根據(jù)題意設(shè)t秒發(fā)射總光子數(shù)為n，則可得所以t秒輻射光子的總能量太陽輻射硬X射線的總功率故選C。222024上·江蘇揚州·高二統(tǒng)考期末）某種捕蚊器采用蚊子喜愛的紫外線誘捕蚊子，它發(fā)射的紫外線的頻率為V1，波長為λ1，光子的能量為ε1，EUV光刻機產(chǎn)生的極深紫外線頻率為V2，波長為λ2，光子的=λ2<λ2【答案】A【解析】AB．由于V2＞V1，根據(jù)能量子公式所以有ε1<ε2故A正確，B錯誤；CD．由于V2＞V1，由公式c=λV所以有λ1>λ2故選A。232023上·安徽·高二統(tǒng)考階段練習(xí)）某氦氖激光器的發(fā)光功率為18mW，能發(fā)射波長為632.8nmA．一個光子的能量為3.13×10—19JB．一個光子的能量為3.13×10—20JC．每秒發(fā)射的光子數(shù)為5.75×1014個D．每秒發(fā)射的光子數(shù)為5.75×1015個【答案】A【解析】一個光子的能量為每秒發(fā)射的光子數(shù)為故選A。242023上·內(nèi)蒙古包頭·高三統(tǒng)考開學(xué)考試）太陽不斷向外輻射能量，太陽的質(zhì)量在不斷的減小，已知地球所處位置每平方米每秒接收到的太陽能約為1.56×103J，日地間距離約為r=1.5×1011m，設(shè)太陽輻射的能量均勻分布在以太陽為球心、日地距離為半徑的球面上，則太陽每秒減少的質(zhì)量約為()6kgB．4【答案】B【解析】由題可知太陽每秒輻射的能量為23J1123J根據(jù)質(zhì)能方程解得太陽每秒減少的質(zhì)量為9kg故選B。252024·山東濟寧·三模）某興趣小組設(shè)計了一種光電煙霧報警器，其結(jié)構(gòu)和原理如圖所示。光源向外發(fā)射某一特定頻率的光，發(fā)生火情時有煙霧進入報警器內(nèi)，會使部分光改變傳播方向，繞過擋板進入光電管從而發(fā)生光電效應(yīng)，于是有電流輸入報警系統(tǒng)，電流大于I0就會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警。某次實驗中，當(dāng)滑動變阻器的滑片P處于圖示位置，煙霧濃度增大到n時恰好報警。假設(shè)煙霧濃度越大，單位時間內(nèi)光電管接收到的光子數(shù)越多。下列說法可能正確的是()A．光線繞過擋板進入光電管利用了光的折射B．為提高光電煙霧報警器的靈敏度，可以將滑片P向右移動少許C．僅將電源的正負(fù)極反接，在煙霧濃度為n時也可能觸發(fā)報警D．報警器恰好報警時，將滑片P向右移動后，警報有可能會被解除【答案】B【解析】A．光電煙霧報警器利用了煙霧對光的散射，是光的反射原理，故A錯誤；B．將滑片P向右移動少許，可增加光電管的正向電壓，從而增加光電流，提高光電煙霧報警器的靈敏度，故B正確；C．圖中光電管兩端加的是正向電壓，若正負(fù)極反接則光電管兩端加負(fù)向電壓，光照強度一定時，根據(jù)光電流與電壓的關(guān)系，可知接正向電壓在單位時間內(nèi)會比接負(fù)向電壓有更多光電子到達A極，所以反接后光電流會減小，在煙霧濃度為n時無法觸發(fā)報警系統(tǒng)，故C錯誤；D．恰好報警時將滑片P向右移動，會增大兩極間的正向電壓，不可能降低報警器的靈敏度，所以不會解除警報，故D錯誤。故選B。262023上·河北邯鄲·高三統(tǒng)考期末）2022年7月5日和7月6日，嫦娥四號任務(wù)“玉兔二號”月球車和著陸器分別完成休眠設(shè)置，完成第44月晝工作，進入第44月夜休眠。月球車采用同位素8Pu電池為其保暖供電，8Pu是人工放射性元素，可用7Np吸收一個中子得到。8Pu衰變時只放出α射線，其半衰期為88年，則下列說法正確的是()A．7Np吸收一個中子得到8Pu時，還要釋放一個電子B．8Pu衰變時放出α射線的衰變方程為8Pu→5U+HeC．100個8Pu原子核經(jīng)過88年后剩余50個D．月球晝夜溫差是310。C左右，8Pu在白天衰變速度比夜晚快【答案】A【解析】A．8Pu是人工放射性元素，可用7Np吸收一個中子得到，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，2Np吸收中子的核反應(yīng)方程為故A正確；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程為2Pu→2U+He故B錯誤；C．半衰期具有統(tǒng)計規(guī)律，對大量原子核適用，對少量原子核不適用，故C錯誤；D．半衰期是原子核內(nèi)部自身的因素決定的，和物理、化學(xué)環(huán)境無關(guān)，故D錯誤。故選A。A．原子核衰變過程中不釋放核能B．鈾238衰變?yōu)殁Q234同時放出電子C．鈾238半衰期為4.5×109年D．環(huán)境溫度降低衰變速度將變慢【答案】C【解析】A．原子核衰變過程中有質(zhì)量虧損，會釋放核能，故A錯誤；B．鈾238衰變?yōu)殁Q234，質(zhì)量數(shù)減少4，為α衰變，故B錯誤；C．由圖可知鈾238從m衰變m到的時間為4.5×109年，則可知半衰期為4.5×109年，故C正確；D．外界因素不會影響半衰期大小，故D錯誤。故選C。282024·江西鷹潭·統(tǒng)考二模）2023年8月，日本不顧多個國家的反對，公然將含有大量放射性物質(zhì)的核廢水排放到太平洋中，其中有一種放射性物質(zhì)是碳14，它的半衰期大約為5730年，其衰變方程為4C→4N+X；則下列說法正確的是()A．衰變方程中X為α粒子B．衰變產(chǎn)生的X粒子電離本領(lǐng)比Y光子強C．碳14半衰期很長，所以短期內(nèi)不會對人類造成影響D．如果有100個碳14，經(jīng)過2865年將有25個原子核發(fā)生衰變【答案】B【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，衰變方程為4C→4N+-e可知衰變方程中X為電子，故A錯誤；B．衰變產(chǎn)生的X粒子電離本領(lǐng)比Y光子強，故B正確；C.碳14半衰期很長，短期內(nèi)會對人類造成影響，故C錯誤；D．半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少量原子核衰變不適用，故D錯誤。故選B。292022上·廣東茂名·高三茂名市電白區(qū)第一中學(xué)統(tǒng)考階段練習(xí)）放射性同位素是核醫(yī)學(xué)診斷和治療的基礎(chǔ)。鉬99(Mo)和锝99(Tc)都是放射性元素，在醫(yī)院里利用放射性同位素發(fā)生器可以由鉬99制備锝99，病人服用含锝99的藥物后可用于內(nèi)臟器官造影。下列說法正確的是()A．對鉬99密封并低溫保存可以減緩其衰變速度B．病人體溫升高會加快锝99的衰變速度C．利用鉬99制備锝99的核反應(yīng)方程為Mo→Tc+-eD．利用鉬99制備锝99的核反應(yīng)方程為Mo→Tc+He【答案】C【解析】AB．放射性元素的半衰期由原子核決定，與外界的溫度無關(guān)，故AB錯誤；CD．根據(jù)題意，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，利用鉬99制備锝99的核反應(yīng)方程為Mo→Tc+-e故D錯誤，C正確。故選C。302024·全國·模擬預(yù)測）據(jù)2023年8月22日《人民日報》消息，日本政府宣布將從24日開始將福島核電站核污染水排入海洋。核污水中含有多種放射性成分，其中有一種難以被清除的同位素氚可能會引起基因突變，氚亦稱超重氫，是氫的同位素之一，有放射性，會發(fā)生β衰變，其半衰期為12.43年。下列有關(guān)氚的說法正確的是()A．如果金屬罐中密封有1kg氚，12.43年后金屬罐的質(zhì)量將減少0.5kgB．氚發(fā)生β衰變時產(chǎn)生的粒子能夠穿透10cm厚的鋼板C．用中子轟擊鋰能產(chǎn)生氚，其核反應(yīng)方程式為Li+n→He+HD．氚的化學(xué)性質(zhì)與氫完全不同【答案】C【解析】A.如果金屬罐中密封有1kg氚，12.43年后金屬罐中的氚會有一半發(fā)生衰變，但產(chǎn)生的新物質(zhì)還在金屬罐內(nèi)，金屬罐的質(zhì)量不會減少0.5kg，故A錯誤；B.氚發(fā)生β衰變時會放出高速運動的電子，但不能穿透10cm厚的鋼板，故B錯誤；C.用中子轟擊鋰能產(chǎn)生氚，其核反應(yīng)方程式為故C正確；D.氚是氫的同位素，則氚的化學(xué)性質(zhì)與氫很相似，故D錯誤。故選C。312023上·江西上饒·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）2023年8月24日，日本為一已之私，不顧對全人類的危害，公然向太平洋排放核廢水，核廢水中含有大量的放射性元素成分，其中氚的含量最高，其次還有碳14、鈷60和鍶90，這些元素的降解時間長，會對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。下列說法正確的是()A．放射性元素經(jīng)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(zhì)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，會引起癌變和基因變異【答案】D【解析】A．半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，經(jīng)過兩個完整的半衰期后，還剩四分之一的原子核沒有衰變，故A錯誤；B．原子核衰變時電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，故B錯誤；C．半衰期由放射性原子核內(nèi)部本身的因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤；D．過量放射性輻射對人體組織有破壞作用，會引起癌變和基因變異，故D正確。故選D。322023上·福建寧德·高三校聯(lián)考期中）钚—238是钚的同位素。钚的半衰期為86.4年，它用作核電池的熱源，也可用作空間核動力和飛船的電源。镎—237(2Np)吸收一個中子得到钚—238(2Pu)，其核反應(yīng)方程為2Np+n→2Pu+X。2Pu衰變時只放出α射線，半衰期為88年，下列說法正確的是A．X為電子B．2Pu的衰變方程為2Pu→2U+HeC．160個2Pu原子核經(jīng)過88年后剩余80個D．外界溫度降低，2Pu的半衰期變長【答案】A【解析】A．根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得，X為電子-e，故A正確；B．根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得，2Pu的衰變方程為2Pu→2U+He故B錯誤；C．半衰期是對大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對于少量原子核衰變不適用，故C錯誤；D．放射性元素的半衰期與外界環(huán)境和溫度無關(guān)，故D錯誤。故選A。332024上·寧夏石嘴山·高三石嘴山市第三中學(xué)?？茧A段練習(xí)）據(jù)報道日本福島第一核電站的核污水向太平洋排放，廢水中含銫、鍶、氳等多種放射性物質(zhì)，將對太平洋造成長時間的污染。其中氚（H）有放射性，會發(fā)生β衰變并釋放能量，其半衰期為12.43年，衰變方程為H→X+-e，以下說法正確的A．X的中子數(shù)為3B．衰變前氚（H）的質(zhì)量大于衰變后X和-e的總質(zhì)量C．廢水排入太平洋后，其中氚（H）將在24.86年后衰變完畢D．由于海水的稀釋，氚（H）因濃度降低而半衰期變長，從而降低了放射性【答案】B【解析】A．根據(jù)核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒原則，生成物X應(yīng)為He,其中子數(shù)為1，故A錯B．核反應(yīng)存在質(zhì)量虧損，反應(yīng)物的總質(zhì)量應(yīng)該大于生成物的總質(zhì)量，故B正確；C．根據(jù)半衰期的定義，經(jīng)過24.86年即兩個半衰期后，剩余氚應(yīng)為原來的，故C錯誤；D．半衰期由核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故D錯誤；故選B。專題16原子物理1.(2024年河北卷考題)1.鋰是新能源汽車、儲能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料．研究表明，鋰元素主要來自宇宙線高能粒子與星際物質(zhì)的原子核產(chǎn)生的散裂反應(yīng)，其中一種核反應(yīng)方程為A.nB.-01eC.eD.He【答案】D【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得故式中的X為He，故選D。2.(2024年湖北卷考題)2.硼中子俘獲療法是目前治療癌癥最先進的手段之一、1B+n→X+Y是該療法中一種核反應(yīng)的方程，其中X、Y代表兩種不同的原子核，則()A.a=7，b=1B.a=7，b=2C.a=6，b=1D.a=6，b=2【答案】B故選B。3.（2024年廣東卷考題）2.我國正在建設(shè)的大科學(xué)裝置——“強流重離子加速器”。其科學(xué)目標(biāo)之一是探尋神秘的“119號”元素，科學(xué)家嘗試使用核反應(yīng)Y+2Am→11X+2n產(chǎn)生該元素。關(guān)于原子核Y和質(zhì)量數(shù)A，下列選項正確的是()A.Y為Fe,A=299B.Y為Fe,A=301C.Y為為Cr,A=295D.Y為Cr,A=297【答案】C【解析】根據(jù)核反應(yīng)方程Y+2Am→11X+2n故選C。4.（2024年安徽卷考題）1.大連相干光源是我國第一臺高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所應(yīng)用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級示意圖，已知紫外光的光子能量大于3.11eV，當(dāng)大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射不同頻率的紫外光有()A.1種B.2種C.3種D.4種【答案】B【解析】大量處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時，能夠輻射出不同頻率的種類為C=3種輻射出光子的能量分別為3-E1=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV3-E2=-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV2-E1=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV2所以輻射不同頻率的紫外光有2種。故選B。5.（2024年江西卷考題）2.近年來，江西省科學(xué)家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管，開創(chuàng)了國際上第三條LED技術(shù)路線。某氮化鎵基LED材料的簡化能級如圖所示，若能級差為2.20eV（約3.52×10-19J）,普朗克常量h=6.63×10-34J.s，則發(fā)光頻率約為【答案】C【解析】根據(jù)題意可知，輻射出的光子能量ε=3.52×10-19J，由光子的能量ε=hν得故選C。6.(2024年江蘇卷考題)3.用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，該實驗的核反應(yīng)方程式是A.正電子eB.中子nC氘核HD.氦核.【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為m=14+1-14=1根據(jù)電荷守恒可知X的電荷數(shù)為n=6+1-7=0可知X為中子n。故選B。7.(2024年江蘇卷考題)5.在原子躍遷中，輻射如圖所示的4種光子，其中只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，是哪一種()A.λB.λC.λ3D.λ4【答案】C【解析】根據(jù)光電方程可知當(dāng)只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，該光子對應(yīng)的能量最大，根據(jù)圖中能級圖可知躍遷時對應(yīng)波長為λ3的光子能量最大。故選C。8.（2024全國甲卷考題）1.氘核可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，總的反應(yīng)效果可用6H→2He+xn+yp+43.15MeV表示，式中x、y的值分別為()【答案】C故選C。9.（2024年山東卷考題）1.2024年是中國航天大年，神舟十八號、嫦娥六號等已陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有抗干擾性強的核電池。已知Sr衰變?yōu)閅的半衰期約為29年；2Pu衰變?yōu)?U的半衰90Sr238Pu期約87年?，F(xiàn)用相同數(shù)目的38和9490Sr238PuA.Sr衰變?yōu)閅時產(chǎn)生α粒子B.2Pu衰變?yōu)?U時產(chǎn)生β粒子C.50年后，剩余的Sr數(shù)目大于2Pu的數(shù)目D.87年后，剩余的Sr數(shù)目小于2Pu的數(shù)目【答案】D【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知Sr衰變?yōu)閅時產(chǎn)生電子，即β粒子，故A錯誤；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知2Pu衰變?yōu)?U時產(chǎn)生He，即α粒子，故B錯誤；CD．根據(jù)題意可知2Pu的半衰期大于Sr的半衰期，現(xiàn)用相同數(shù)目的Sr和2Pu各做一塊核電池，經(jīng)過相同的時間，Sr經(jīng)過的半衰期的次數(shù)多，所以Sr數(shù)目小于2Pu的數(shù)目，故D正確，C錯誤。故選D。10.(2024浙江1月卷考題)7.已知氘核質(zhì)量為2.0141u，氚核質(zhì)量為3.0161u，氦核質(zhì)量為4.0026u，中子質(zhì)量為1.0087u，阿伏加德羅常數(shù)NA取6.0×1023mol—1，氘核摩爾質(zhì)量為2g.mol—1，1u相當(dāng)于931.5MeV。關(guān)于氘與氚聚變成氦，下列說法正確的是()A.核反應(yīng)方程式為H+H→He+nB.氘核的比結(jié)合能比氦核的大C.氘核與氚核的間距達到10—10m就能發(fā)生核聚變D.4g氘完全參與聚變釋放出能量的數(shù)量級為1025MeV【答案】D【解析】A．核反應(yīng)方程式為H+H→He+n，故A錯誤；B．氘核的比結(jié)合能比氦核的小，故B錯誤；C．氘核與氚核發(fā)生核聚變，要使它們間的距離達到10—15m以內(nèi)，故C錯誤；D．一個氘核與一個氚核聚變反應(yīng)質(zhì)量虧損數(shù)量級為1025MeV，故D正確。故選D。11.（2024年湖南卷考題）1．量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點，下列關(guān)于量子論的說法正確的A．普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的B．光電效應(yīng)實驗中，紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出，若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出C．康普頓研究石墨對X射線散射時，發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分D．德布羅意認(rèn)為質(zhì)子具有波動性，而電子不具有波動性【答案】B【解析】A．普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是一份一份的，是量子化的，故A錯誤；B．產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是光的頻率大于金屬的極限頻率，紫光的頻率大于紅光，若紅光能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)，可知紫光也能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；C．石墨對X射線的散射過程遵循動量守恒，光子和電子碰撞后，電子獲得一定的動量，光子動量變小，根據(jù)可知波長變長，故C錯誤；D．德布羅意認(rèn)為物質(zhì)都具有波動性，包括質(zhì)子和電子，故D錯誤。故選B。12.(2024浙江1月卷考題)14.下列說法正確的是()A.相同溫度下，黑體吸收能力最強，但輻射能力最弱B.具有相同動能的中子和電子，其德布羅意波長相同C.電磁場是真實存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量D.自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時可觀察到明暗變化【答案】CD【解析】A．相同溫度下，黑體吸收和輻射能力最強，故A錯誤；B．根據(jù)λ=具有相同動能的中子和電子，電子質(zhì)量較小，德布羅意波長較長，故B錯C．電磁場是真實存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量，故C正確；D．自然光在玻璃、水面等表面反射時，反射光可視為偏振光，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時能觀察到明暗變化，故D正確。故選CD。13.(2024年遼寧卷考題)8.X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發(fā)出光電子，并對光電子進行分析的科研儀器，用某一頻率的X光照射某種金屬表面，逸出了光電子，若增加此X光的強度，則 A.該金屬逸出功增大B.X光的光子能量不變C.逸出的光電子最大初動能增大D.單位時間逸出的光電子數(shù)增多【答案】BD【解析】A．金屬的逸出功是金屬的自身固有屬性，僅與金屬自身有關(guān)，增加此X光的強度，該金屬逸出功不變，故A錯誤；B．根據(jù)光子能量公式ε=hν可知增加此X光的強度，X光的光子能量不變，故B正確；C．根據(jù)愛因斯坦光電方程Ekm=hv-W0，可知逸出的光電子最大初動能不變，故C錯誤；D．增加此X光的強度，單位時間照射到金屬表面的光子變多，則單位時間逸出的光電子數(shù)增多，故D正確。故選BD。14.（2024年上海卷考題）6.某紫外激光波長為λ,其單個光子能量為。若用該激光做光電效應(yīng)實驗，所用光電材料的截止頻率為v0，則逸出光電子的最大初動能為。（普朗克常量為h，真空中光速為c）【答案】①.②.-hv0【解析】[1]單個光子頻率為根據(jù)普朗克量子化思想，單個光子能量E0=hv=h根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，逸出光電子最大初動能為Ekm=-hv015.（2024年上海卷考題）9.原子核之間由于相互作用會產(chǎn)生新核，這一過程具有多種形式。（1）質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的過程稱為______A．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)B．衰變C．核聚變D．核裂變（2）H核的質(zhì)量為m1，H核的質(zhì)量為m2，它們通過核反應(yīng)形成一個質(zhì)量為m3的氮原子核(He)，此過程釋放的能量為。（真空中光速為c）【答案】①.C②.(m1+m2-【解析】[1]質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大原子核的反應(yīng)稱為核聚變，C正確。故選C。[2]根據(jù)質(zhì)能方程可知，此過程釋放的能量為E=Δmc2=(m1+m2-m3)c2162024福建高考真題）1.Ni→Cu+X，則其中的X表示()A．HeB．-eC．eD．n【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)-1，則X為-e。故選B。17.（2024年北京卷考題）1．已知釷234的半衰期是24天。1g釷234經(jīng)過48天后，剩余釷234的質(zhì)A．0gB．0.25gC．0.5gD．0.75g【答案】B【解析】半衰期1g釷234經(jīng)過48天后，剩余質(zhì)量故選B。182024年廣西卷考題）4．近期，我國科研人員首次合成了新核素鋨-160（0Os）和鎢-156（6W）。若鋨-160經(jīng)過1次α衰變，鎢-156經(jīng)過1次β+衰變（放出一個正電子則上述兩新核素衰變后的新核有相A．電荷數(shù)B．中子數(shù)C．質(zhì)量數(shù)D．質(zhì)子數(shù)【答案】C【解析】鋨-160經(jīng)過1次α衰變后產(chǎn)生的新核素質(zhì)量數(shù)為156，質(zhì)子數(shù)為74，鎢-156經(jīng)過1次β+衰變后質(zhì)量數(shù)為156，質(zhì)子數(shù)為73，可知兩新核素衰變后的新核有相同的質(zhì)量數(shù)。故選C。19.（2024年海南卷考題）2．人工核反應(yīng)Si+H→X+P中的X是()A．中子B．質(zhì)子C．電子D.α粒子【答案】A【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，則X是中子。故選A。20（2024年甘肅卷考題）1.2024年2月，我國科學(xué)家在蘭州重離子加速器國家大科學(xué)裝置上成功合成了新核素9Os，核反應(yīng)方程如下：6Cd+Ni→0OsA.質(zhì)子B.中子C.電子D.α粒子【答案】B【解析】根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得X是n。故選B。一、單選題12024·海南·高考真題）利用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)，閉合單刀雙擲開關(guān)S1，用頻率為v1的光照射光電管，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0，此時電壓表的示數(shù)為U1，已知電子電荷量為e，普朗克常量為h，下列說法正確的是()A．其他條件不變，增大光強，電壓表示數(shù)增大B．改用比v1更大頻率的光照射，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，此時電壓表示數(shù)仍為UC．其他條件不變，使開關(guān)接S2，電流表示數(shù)仍為零D．光電管陰極材料的截止頻率【答案】D【解析】A．當(dāng)開關(guān)S接1時，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程-W0故其他條件不變時，增大光強，電壓表的示數(shù)不變，故A錯誤；B．若改用比v1更大頻率的光照射時，調(diào)整電流表的示數(shù)為零，而金屬的逸出功不變，故遏止電壓變大，即此時電壓表示數(shù)大于U，故B錯誤；C．其他條件不變時，使開關(guān)S接2，此時可發(fā)生光電效應(yīng)，故電流表示數(shù)不為零，故C錯誤；D．根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程-W0其中W聯(lián)立解得，光電管陰極材料的截止頻率為故選D。22024·北京·高考真題）產(chǎn)生阿秒光脈沖的研究工作獲得2023年的諾貝爾物理學(xué)獎，阿秒（as）是時間單位，1as=1×10-18s，阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時間在阿秒量級的極短閃光，提供了阿秒量級的超快“光快門”，使探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程成為可能。設(shè)有一個持續(xù)時間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時間內(nèi)至少包含一個完整的光波周期。取真空中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.6×10-34J.s，下列說法正確的是()A．對于0.1mm寬的單縫，此阿秒光脈沖比波長為550nm的可見光的衍射現(xiàn)象更明顯B．此阿秒光脈沖和波長為550nm的可見光束總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更多C．此阿秒光脈沖可以使能量為-13.6eV（-2.2×10-18J）的基態(tài)氫原子電離D．為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應(yīng)大于電子的運動周期【答案】C【解析】A．此阿秒光脈沖的波長為λ=cT=30nm<550nm由障礙物尺寸與波長相差不多或比波長小時，衍射現(xiàn)象越明顯知，波長為550nm的可見光比此阿秒光脈沖的衍射現(xiàn)象更明顯，故A錯誤；B．由ε=h知，阿秒光脈沖的光子能量大，故總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更少，故B錯誤；C．阿秒光脈沖的光子能量最小值故此阿秒光脈沖可以使能量為-13.6eV（-2.2×10-18J）的基態(tài)氫原子電離，故C正確；D．為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應(yīng)小于電子的運動周期，故D錯誤。故選C。32024·湖北武漢·二模）研究表明，某些元素的原子核有可能從靠它很近的核外電子中“俘獲”一個電子而形成一個新原子，人們把這種現(xiàn)象叫做“K俘獲”。例如：一個鈹原子核（Be）會從K層電子軌道上俘獲一個電子后生成一個處于激發(fā)態(tài)的鋰核，和一個具有能量且不帶電的質(zhì)量數(shù)為零的中微子v。處于激發(fā)態(tài)的鋰核（Li）又自發(fā)地放出γ光子而回到基態(tài)。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)屬于β衰變B．該反應(yīng)前后沒有質(zhì)量虧損C．鈹原子核內(nèi)有4個中子，3個質(zhì)子D．該反應(yīng)的本質(zhì)是一個質(zhì)子俘獲一個電子后生成一個中子【答案】D【解析】AD．該反應(yīng)的本質(zhì)是一個質(zhì)子俘獲一個電子后生成一個中子；不是放出一個電子，所以不屬于β衰變，故A錯誤，D正確；B．該反應(yīng)釋放能量，反應(yīng)前后有質(zhì)量虧損，故B錯誤；C．鈹原子核（Be）內(nèi)有3個中子，4個質(zhì)子，故C錯誤。故選D。42024·江西上饒·模擬預(yù)測）當(dāng)太陽內(nèi)部的氫元素消耗殆盡后，內(nèi)部高溫高壓使三個氨核發(fā)生短暫的熱核反應(yīng)，被稱為氦閃，核反應(yīng)方程為3He→X，已知He的結(jié)合能為E1，X的結(jié)合能為E2，則下列判斷正確的是()A．該核反應(yīng)是α衰變B．X的中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多C．E2=3E1D．核反應(yīng)放出的熱量為E2-3E1【答案】D【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，可知核反應(yīng)方程為3He→1X屬于輕原子核結(jié)合成較重原子核反應(yīng)，所以該反應(yīng)屬于核聚變，不屬于衰變，A錯誤；B．中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，因此X核中有6個中子，有6個質(zhì)子，B錯誤；CD．該反應(yīng)存在質(zhì)量虧損，會釋放大量熱量，由能量守恒定律知，釋放的熱量為2-3E1故選D。52024·甘肅張掖·高臺縣第一中學(xué)?？寄M預(yù)測）氘核可以發(fā)生一系列聚變反應(yīng)釋放核能，其總效果可以用反應(yīng)式6H→2He+2H+2X+43.15MeV表示。鈾核的某種裂變反應(yīng)為5U1BaKr+3n+200.55MeV，下列說法正確的是()A．X是正電子B．6Kr核內(nèi)有57個中子C．上述核聚變反應(yīng)中平均每個核子釋放的核能約為3.60MeVD．上述兩反應(yīng)中，聚變比裂變平均每個核子多釋放核能2.00MeV【答案】C【解析】A.根據(jù)核反應(yīng)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，是中子，A錯誤；C．上述核聚變反應(yīng)平均每個核子釋放的核能為C正確；D．上述核裂變反應(yīng)平均每個核子釋放的核能為62024·江西·校聯(lián)考二模）1919年，盧瑟福首創(chuàng)用原子核人工轉(zhuǎn)變的方法，用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，實驗裝置如圖所示。當(dāng)裝置的容器內(nèi)通入氮氣時，熒光屏上觀察到閃光。該實驗的核反應(yīng)方程式正確的是()【答案】C【解析】A．因該反應(yīng)打出的是質(zhì)子，A錯誤；BCD．方程中質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)應(yīng)守恒，故實驗使用α粒子轟擊氮核從原子核中打出了質(zhì)子，BD錯誤，C正確。故選C。72023·河北保定·統(tǒng)考三模）中國實驗快堆工程（CEFR）已經(jīng)成功并網(wǎng)發(fā)電，這標(biāo)志著國家“863”計劃重大項目目標(biāo)的全面實現(xiàn)，中國實驗快堆采用钚（9Pu）作燃料，在堆心燃料钚的外圍再生區(qū)里放置不易發(fā)生裂變的鈾（8Pu钚239裂變釋放出的快中子，被再生區(qū)內(nèi)的鈾238吸收，鈾238轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39，鈾239極不穩(wěn)定，經(jīng)過衰變，進一步轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎兊念?39，從而實現(xiàn)核燃料的“增殖”，關(guān)于中國實驗快堆，下列說法正確的是()A．鈾239發(fā)生衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，核反應(yīng)方程為：9U→9Pu+-eB．鈾239經(jīng)過衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，質(zhì)量不變C．鈾238轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39的核反應(yīng)方程為：8U+n→9UD．鈾238吸收快中子轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39是核聚變【答案】C【解析】A．鈾239發(fā)生衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，核反應(yīng)方程為故A錯誤；B．鈾239經(jīng)過衰變轉(zhuǎn)變?yōu)轭?39，釋放能量，質(zhì)量虧損，故B錯誤；CD．鈾238轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39的核反應(yīng)方程為8U9U該核反應(yīng)方程不是核聚變，故C正確，D錯誤。故選C。82024上·甘肅武威·高三統(tǒng)考期末）質(zhì)子在加速器中加速到接近光速后，常被用來與其他粒子碰撞。下列核反應(yīng)方程中，X代表電子的是()【答案】B【解析】A．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表n，故A錯誤；B．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表-01e，故B正確；C．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表H，故C錯誤；D．根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，X代表n，故D錯誤；故選B。92024·山東濟南·統(tǒng)考三模）2024年4月20日，我國首次利用核電商用堆批量生產(chǎn)碳14同位素，這標(biāo)志著將徹底破解國內(nèi)碳14同位素依賴進口的難題，實現(xiàn)碳14供應(yīng)全面國產(chǎn)化。碳14發(fā)生β衰變時的A．3XB．4XC．3XD．4X【答案】B【解析】由質(zhì)量數(shù)守恒有解得由電荷數(shù)守恒有解得綜上所述，其X為4X。故選B。102021·重慶·統(tǒng)考模擬預(yù)測）下列核反應(yīng)方程正確的是()C．5U【答案】A【解析】正確的核反應(yīng)方程應(yīng)質(zhì)子數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒。A．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，故A正確；B．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)不守恒，故B錯誤；C．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)不守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，故C錯誤；D．該核反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)不守恒，故D錯誤。故選A。112024·河北·高三學(xué)業(yè)考試）大氣層中碳14不斷產(chǎn)生又不斷衰變，達到了動態(tài)平衡，在大氣中的含量保持穩(wěn)定。這種機制的核反應(yīng)方程為4N+X→4C+Y，4C→4N+Z，其中X、Y、Z所代表的粒子A．質(zhì)子、中子、電子B．中子、質(zhì)子、電子C．中子、電子、質(zhì)子D．電子、中子、質(zhì)子【答案】B【解析】核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒。由4若X為質(zhì)子，則Y的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為1，不符合實際；可知X為中子，Y為質(zhì)子，故ACD錯誤，B正確。故選B。122023·河北滄州·河北省吳橋中學(xué)?？寄M預(yù)測）新疆發(fā)現(xiàn)的鈹?shù)V，價值超過了稀土礦，將來會成為一種新的航天材料。鈹（Be）的原子核在被X射線、γ等照射時，會產(chǎn)生中子，因此它是核工業(yè)中的重要中子源。一個鈹9的原子核吸收一個中子后變成2個氦原子核，同時放出2個中子，這種1變2，2變4，4變8的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以很平穩(wěn)地進行，并產(chǎn)生大量中子給反應(yīng)堆使用。下列有關(guān)鈹?shù)暮朔磻?yīng)方程中正確【答案】B【解析】根據(jù)題意可知，一個鈹9的原子核吸收一個中子后變成2個氦原子核，同時放出2個中子，由核反應(yīng)方程中，質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為故選B。132024·廣西河池·統(tǒng)考一模）人工核轉(zhuǎn)變是指人類通過特定的實驗手段，將原子核中的質(zhì)子、中子和其他粒子進行增加、減少、替換等改變，從而使原子核的性質(zhì)發(fā)生變化的過程。在核反應(yīng)方程A．電子B．質(zhì)子C．中子D.α粒子【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為1，則X表示的是質(zhì)子。故選B。142023上·廣西柳州·高三柳州高級中學(xué)?？茧A段練習(xí)）一質(zhì)子束入射到靜止靶核Al上，產(chǎn)生如下核反應(yīng)：H+Al→X+n，則產(chǎn)生的新核含有質(zhì)子和中子的數(shù)目分別為()A．28和15B．14和13C．15和13D．27和14【答案】B【解析】根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得，新核質(zhì)量數(shù)為27，電荷數(shù)為14，電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，因此可得新核含有質(zhì)子數(shù)為14，中子數(shù)為13，B正確。故選B。若鋨-160經(jīng)過1次α衰變，鎢-156經(jīng)過1次β+衰變（放出一個正電子則上述兩新核素衰變后的新核有相A．電荷數(shù)B．中子數(shù)C．質(zhì)量數(shù)D．質(zhì)子數(shù)【答案】C【解析】鋨-160經(jīng)過1次α衰變后產(chǎn)生的新核素質(zhì)量數(shù)為156，質(zhì)子數(shù)為74，鎢-156經(jīng)過1次β+衰變后質(zhì)量數(shù)