專題18 近代物理（練習）（解析版）-2025年高考物理二輪復習講練測（新高考用）

1/21專題18近代物理目錄TOC\o"1-2"\h\u01模擬基礎練 2題型一：光電效應 2題型二：原子結構、能級躍遷 7題型三：核反應、核能 1402重難創(chuàng)新練 18題型一：光電效應1．（2025·廣西·模擬預測）光電傳感器如圖甲所示，若光線被物體阻擋，電流發(fā)生變化，工作電路立即報警。光線發(fā)射器內(nèi)大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光中只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖乙為a，b光單獨照射光電管時產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關系圖線。下列說法正確的是（）A．光線發(fā)射器最多能輻射出4種不同頻率的光B．用同一裝置做雙縫干涉實驗，a光的條紋間距較小C．光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能與入射的光的強度有關D．若部分光線被遮擋，則放大器的電流將減小，從而引發(fā)報警【答案】D【詳解】A．光線發(fā)射器中處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，最多能輻射出6種不同頻率的光，故A錯誤；B．由題乙圖可知，a光的遏止電壓小于b光的遏止電壓。根據(jù)可知，νa<νb，a光的波長大于b光的波長，故a光條紋間距較寬，B選項錯誤；C．光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能與入射的光的強度無關，C選項錯誤；D．部分光線被遮擋，光子數(shù)量減少，光電子數(shù)量減小，光電流變小。因此，放大器的電流將減小，從而引發(fā)報警，D選項正確。故選D。2．（2024·浙江金華·一模）如圖甲為研究光電效應的實驗裝置，圖乙為入射光頻率與光電管A、K兩極電勢差Uab的圖像，已知電子電荷量為-e，已知直線AB的斜率的絕對值為k，且該直線對應的靈敏電流計的讀數(shù)恰好均為0，直線AD平行于橫軸，B點坐標為，D點坐標為，下列說法正確的是（

）A．普朗克常量等于kB．D點條件下形成的光電流一定比C點條件下形成的光電流大C．滿足D點條件的光電子到達A極的最大動能為D．在光照強度相同的情況下，沿直線從A到D，靈敏電流計示數(shù)一定逐漸變大【答案】C【詳解】A．直線AB對應的電壓是在AK兩端加不同頻率光對應的遏制電壓，由動能定理和光電效應方程有，解得變形得由題意有，解得，故A錯誤；B．由圖可知，D點和C點對應的電壓相同，D點對應的入射光頻率更大，但形成的光電流的大小還與入射光的強度有關，由圖無法判斷兩種情況下的入射光強度，故D點條件下形成的光電流不一定比C點條件下形成的光電流大，故B錯誤；C．由光電效應方程和動能定理有滿足D點條件的光電子到達A極的最大動能為解得故C正確；D．因為存在飽和電流，所以在光照強度相同的情況下，沿直線從A到D，即使加的電壓逐漸從反向電壓變小到正向電壓變大，靈敏電流計示數(shù)不一定逐漸變大，故D錯誤。故選C。3．（2024·四川·一模）如圖1，分別用兩種材料作K極進行光電效應實驗研究，用頻率為的入射光照射K極，且保持入射光不變，則光電子到達A極時動能的最大值隨電壓變化關系圖像如圖2所示，且兩線平行，已知普朗克常量。則下列說法正確的是（）A．圖線斜率是普朗克常量 B．圖線斜率是電子電量C．材料的逸出功 D．材料的逸出功之比為【答案】B【詳解】AB．根據(jù)光電效應方程可得根據(jù)動能定理可得聯(lián)立可得可知圖線斜率是電子電量，故A錯誤，B正確；CD．根據(jù)設材料的逸出功分別為、，根據(jù)圖2可知，可得，則材料的逸出功之比為故CD錯誤。故選B。4．（2024·湖南·模擬預測）瑞瑞在一節(jié)大學物理實驗課上用光源發(fā)出的光照射光電管來測量光電流與所加電壓關系。已知光源L的光譜如圖所示，則曲線最可能為（）A． B．C． D．【答案】A【詳解】波長越小，光的頻率約高，由光電效應方程可得當光的頻率大于光電管的截至頻率，頻率越大，激發(fā)的光電子初動能越大。光源L的光譜中波長的波占多數(shù)，產(chǎn)生的初動能較小的光電子，則反向電壓較小時，電流會出現(xiàn)突然衰減。故選A。5．（2024·江西·一模）如圖1所示是一款光電煙霧探測器的原理圖。當有煙霧進入時，來自光源S的光被煙霧散射后進入光電管C，光射到光電管中的鈉表面時會產(chǎn)生光電流。如果產(chǎn)生的光電流大于10-8A，便會觸發(fā)報警系統(tǒng)。金屬鈉的遏止電壓Uc隨入射光頻率v的變化規(guī)律如圖2所示，則（）A．觸發(fā)報警系統(tǒng)時鈉表面每秒釋放出的光電子數(shù)最少是N=6.25×1010個B．圖2中圖像斜率的物理意義為普朗克常量hC．要使該探測器正常工作，光源S發(fā)出的光波波長不能小于5.0×10-7mD．通過調(diào)節(jié)光源發(fā)光強度的辦法來調(diào)整光電煙霧探測器的靈敏度是不可行的【答案】A【詳解】A．產(chǎn)生的光電流大于10-8A，便會觸發(fā)報警系統(tǒng)，即解得故A正確；B．根據(jù)愛因斯坦光電效應方程可得所以結合圖線可得故B錯誤；C．根據(jù)以上分析可知所以要使該探測器正常工作，光源S發(fā)出的光子能量應滿足即所以波長應滿足即波長不能大于5.0×10-7m，故C錯誤；D．光源發(fā)光強度是指單位時間照射到單位面積上的光子的總能量，若發(fā)光強度增大，則入射光子數(shù)增大，發(fā)生光電效應產(chǎn)生的光電子數(shù)增多，形成的光電流較大，容易觸發(fā)報警系統(tǒng)，所以通過調(diào)節(jié)光源發(fā)光強度的辦法來調(diào)整光電煙霧探測器的靈敏度是可行的，故D錯誤。故選A。6．（2024·山西太原·二模）用大量氫原子發(fā)出的a、b、c三種光測試一新材料光電管，遏止電壓與三種光的頻率關系如圖所示，圖像斜率為k，截距為，電子帶電量的大小為，下列說法正確的是（）A．三種光子的動量B．由圖像可知，普朗克常量為C．由圖像可知，金屬材料的逸出功為edD．若a、b、c是大量氫原子從能級躍遷到低能級時發(fā)出的光，則【答案】C【詳解】A．由題圖可知三種光的頻率關系為：根據(jù)可得，A錯誤；BC．根據(jù)光電效應方程，有又有聯(lián)立可得可知，圖中直線的斜率表示，當入射光的頻率為零時，解得金屬材料的逸出功故B錯誤，C正確；D．若a、b、c是大量氫原子從能級躍遷到低能級時發(fā)出的光，根據(jù)玻爾理論可得整理可得故D錯誤；故選C。7．（2024·江蘇·模擬預測）如圖甲所示，用某種單色光研究光電效應現(xiàn)象，改變極的材料進行探究。則遏止電壓隨極材料的逸出功變化的關系圖像如圖乙所示，根據(jù)圖線的斜率和截距可以求得（）A．光子的頻率 B．光電子的電荷量C．普朗克常量 D．材料的截止頻率【答案】B【詳解】根據(jù)愛因斯坦的光電效應方程和動能定理可得變形可得B．因圖像的斜率的絕對值為可解得光電子的電荷量為故B正確；ACD．圖像的縱截距為可解得光子的頻率和普朗克常量的乘積為故不能單獨求出光子的頻率和普朗克常量，而材料的截止頻率因條件不足而無法求出，故ACD錯誤。故選B。8．（2024·遼寧丹東·模擬預測）圖像可以直觀地反映物理量之間的關系。如圖甲所示的是光電管中光電流與電壓關系圖像，圖乙是、兩種金屬遏止電壓與入射光頻率之間的關系圖像，下列說法正確的是（）A．甲圖中，光的波長大于光的波長B．甲圖中，光的波長可能等于光的波長C．乙圖中，金屬的逸出功小于金屬的逸出功D．乙圖中，金屬的逸出功可能等于金屬的逸出功【答案】C【詳解】AB．由圖可知，光的截止電壓大，根據(jù)逸出功表達式可知光頻率大，光波長短，故AB錯誤；CD．由光電效應方程可知能量守恒有有當頻率相等時，由于金屬截止電壓大，所以的逸出功小，故C正確，D錯誤。故選C。題型二：原子結構、能級躍遷9．（2024·浙江紹興·一模）速度接近光速的電子在磁場中偏轉(zhuǎn)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”。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m～m，對應能量范圍約為eV~eV）、光源亮度高等特點。已知金屬鈉的逸出功eV，可見光的光子能量范圍為1.63eV~3.11eV，氫原子能級圖如圖所示，已知普朗克常量J·s。下列說法正確的是（）A．能量為1.89eV的同步輻射光遇到線度約為m的蛋白質(zhì)分子時，能發(fā)生明顯衍射B．能量為1.89eV的同步輻射光，其動量約為kg?m/sC．能量為1.89eV的同步輻射光照射金屬鈉，可使金屬鈉發(fā)生光電效應D．能量為12.09eV的同步輻射光照射基態(tài)氫原子，氫原子能級躍遷后不會發(fā)出可見光【答案】A【詳解】A．根據(jù)解得波長能發(fā)生明顯衍射，故A正確；B．動量為kg?m/s故B錯誤；C．能量為1.89eV的同步輻射光小于金屬鈉的逸出功，不能發(fā)生光電效應，故C錯誤；D．能量為12.09eV的同步輻射光照射基態(tài)氫原子，躍遷到3能級，再向低能級躍遷時，從3能級到2能級，釋放光子能量為在可見光范圍內(nèi)，所以氫原子能級躍遷后可能發(fā)出可見光，故D錯誤。故選A。10．（2024·河北保定·三模）如圖所示為氫原子的能級圖，大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷共放出k種不同頻率的光子，用這些光子一起照射某種金屬，其中只有a、b兩種頻率的光子可以使該金屬發(fā)生光電效應，a的頻率大于b的頻率，則下列說法正確的是（）A．k=4B．該金屬的逸出功大于等于12.75eVC．產(chǎn)生的光電子最大初動能大于等于12.09eVD．a(chǎn)光子的動量比b光子的動量大【答案】D【詳解】A．大量處于能級的氫原子向低能級躍遷，則有故A錯誤；B．由于只有a、b兩種頻率的光子可以使該金屬發(fā)生光電效應，a的頻率大于b的頻率，可知，a光為4能級躍遷至1能級，b光為3能級躍遷至1能級，則a光光子的能量光光子的能量由于a、b兩種頻率的光子可以使該金屬發(fā)生光電效應，則該金屬的逸出功小于或等于12.09eV，故B錯誤；C．結合上述可知，產(chǎn)生的光電子的最大初動能大于或等于故C錯誤；D．由于a的頻率大于b的頻率，則光光子動量大于光光子動量，故D正確。故選D。11．（2023·江蘇南京·模擬預測）如圖甲所示為研究光電效應的電路，K極為金屬鈉（截止頻率為，逸出功為2.29eV）。圖乙為氫原子能級圖，氫原子光譜中有四種可見光，分別是從、5、4、3能級躍遷到能級產(chǎn)生的。下列說法正確的是（）A．氫原子光譜中有三種可見光能夠讓圖甲K極金屬發(fā)生光電效應B．僅將P向右滑動，電流計示數(shù)一定變大C．若圖甲入射光的頻率小于鈉的截止頻率，增大光照強度，也可以發(fā)生光電效應D．將自感系數(shù)為30μH的電感線圈和電容為1.2pF電容器組成LC振蕩電路，用該電路產(chǎn)生的電磁波照射K極，可以發(fā)生光電效應【答案】A【詳解】A．從能級躍遷至產(chǎn)生的光的光子能量為，小于逸出功，不能使K極金屬發(fā)生光電效應；從能級躍遷至產(chǎn)生的光的光子能量為，大于逸出功，可以使K極金屬發(fā)生光電效應；則從能級、躍遷至產(chǎn)生的光的光子能量均大于，大于逸出功，能使K極金屬發(fā)生光電效應；所以氫原子光譜中有三種可見光能夠讓圖甲K極金屬發(fā)生光電效應，故A正確；B．若K極發(fā)射的光電子未全部被A極吸收時，則將P向右滑動時，AK兩極的電壓增大，有更多的光電子被A極吸收，電流計示數(shù)增大；若K極發(fā)射的光電子已全部被A極吸收時，此時的電流已達到飽和電流，則將P向右滑動時，電流計示數(shù)不變，故B錯誤；C．若圖甲入射光的頻率小于鈉的截止頻率，增大光照強度，由于入射光的頻率不變，所以不可以發(fā)生光電效應，故C錯誤；D．回路中產(chǎn)生的電磁波的頻率為所以產(chǎn)生的電磁波照射K極不能發(fā)生光電效應，故D錯誤。故選A。12．（2024·山東·模擬預測）氫原子能級躍遷可以幫助我們更好地理解宇宙的結構，并從中得到很多有價值的信息。大量氫原子處于能級上，其能級圖如圖所示。下列關于這些氫原子能級躍遷過程中所發(fā)出的、、三種光的說法正確的是（）A．相同條件下，光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象B．光光子的動量最大C．用光照射處于能級的氫原子，氫原子會發(fā)生電離D．在真室中，光的波長等于、兩光波長之和【答案】C【詳解】A．由能級圖可知，光的頻率最高，光的頻率最低，結合可知光波長最短，光波長最長，條件相同時，光最容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故A錯誤；B．結合光子動量可知，光光子的動量最大，故B錯誤；C．光的光子能量為故用光照射處于能級的氫原子，氫原子會發(fā)生電離，故C正確；D．根據(jù)題意有，，由圖可知則有故D錯誤。故選C。13．（2024·陜西渭南·二模）為解決光信號長距離傳輸中的衰減問題，常常在光纖中摻入鉺元素。如圖所示的是鉺離子的能級示意圖，標識為的鉺離子處在亞穩(wěn)態(tài)，不會立即向下躍遷。如果用光子能量約為J的激光把處于基態(tài)能級的鉺離子激發(fā)到能級，再通過“無輻射躍遷”躍遷到能級，從而使該能級積聚的離子數(shù)遠超過處于基態(tài)的離子數(shù)。當光纖中傳輸某波長的光波時，能使處在亞穩(wěn)態(tài)能級的離子向基態(tài)躍遷，產(chǎn)生大量能量約為J的光子，輸出的光便大大加強了，普朗克常量J·s，m/s。下列說法正確的是（

）A．無輻射躍遷中一個鉺離子放出的能量約為JB．這種光纖傳輸任何頻率的光信號衰減都能得到有效補償C．大量處在能級的鉺離子向下躍遷能產(chǎn)生4種頻率的光子D．上述情景發(fā)生時，光纖中傳輸?shù)墓庑盘柌ㄩL約為1.55μm【答案】D【詳解】A．由題可知，基態(tài)與亞穩(wěn)態(tài)之間的能級差為ΔE1=1.28×10-19J基態(tài)與能級之間的能級差為ΔE2=2.03×10-19J則亞穩(wěn)態(tài)與能級之間的能級差為ΔE3=2.03×10-19J-1.28×10-19J=7.50×10-20J則在無輻射躍遷中一個鉺離子放出的能量約為7.50×10-20J，故A錯誤；B．由題意可知，這種光纖傳輸能量約為1.28×10-19J的光信號衰減才能得到有效補償，故B錯誤；C．題目中涉及3個能級，根據(jù)可知處在能級的鉺離子即向下躍遷能產(chǎn)生3種頻率的光子，故C錯誤；D．在上述情景發(fā)生時，光纖中傳輸?shù)墓庑盘柲芰考s為1.28×10-19J，則波長約為故D正確。故選D。14．（2024·湖南長沙·三模）一群處于基態(tài)的氫原子，在大量電子的碰撞下躍遷至的能級，然后從能級向低能級躍遷。如圖甲，氫原子從能級躍遷到能級產(chǎn)生可見光Ⅰ，從能級躍遷到能級產(chǎn)生可見光Ⅱ。圖乙是光Ⅰ、光Ⅱ?qū)νN材料照射時產(chǎn)生的光電流與電壓圖線。已知普朗克常量h，電子質(zhì)量為、電荷量為e，光在真空中的速度為c，下列說法正確的是（）A．使處于基態(tài)的氫原子躍遷至能級的電子動能B．圖乙的圖線a對應光ⅠC．圖乙中的、滿足關系D．使處于基態(tài)的氫原子躍遷至能級的電子德布羅意波長【答案】C【詳解】A．由于氫原子只能吸收實物粒子的部分動能，所以使處于基態(tài)的氫原子躍遷至能級的電子動能故A錯誤；B．根據(jù)結合圖乙可知：圖線a對應的遏止電壓小于圖像b對應的遏止電壓，則圖線a對應的光電子最大初動能小于圖線b對應的電子最大初動能，所以圖線b對應光Ⅰ，故B錯誤；C．根據(jù)圖線a對應光Ⅱ，有根據(jù)圖線b對應光Ⅰ，有由于光Ⅰ、光Ⅱ照射同種材料，逸出功相同，所以故C正確；D．根據(jù)德布羅意波長公式電子的質(zhì)量為，電子的動量為可知電子的德布羅意波長為故D錯誤。故選C。15．（2024·黑龍江吉林·模擬預測）北斗二期導航系統(tǒng)的“心臟”是上海天文臺自主研發(fā)的星載氫原子鐘，它是利用氫原子能級躍遷時輻射出來的電磁波去控制校準石英鐘的。如圖為氫原子能級圖，則下列說法正確的是（

）A．氫原子從低能級向高能級躍遷時輻射光子B．大量處于能級的氫原子向低能級躍遷時，形成的線狀光譜總共有3條亮線C．大量處于能級的氫原子輻射出來的光子中，波長最長的光子能量為0.66eVD．用大量能量為3.6eV的光子持續(xù)照射處于基態(tài)的氫原子，可使其電離【答案】C【詳解】A．氫原子從低能級向高能級躍遷時需要吸收光子，故A錯誤；B．大量處于能級的氫原子向低能級躍遷時，形成的線狀光譜總共有6條亮線，分別是、、、、、能級之間躍遷產(chǎn)生的。故B錯誤；C．大量處于能級的氫原子輻射出來的光子中，波長最長的光子能量為能級產(chǎn)生的，能量大小為0.66eV。故C正確；D．若想使處于基態(tài)的氫原子電離，光子的能量最小需要，故D錯誤。故選C。16．（2024·河北邯鄲·模擬預測）如圖所示為氫原子的能級圖，已知可見光的光子能量范圍為，鋅的逸出功為3.34eV，下列說法正確的是（）A．氫原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)后，核外電子的動能減小，原子的電勢能增大B．處于能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離C．一個處于能級的氫原子向低能級躍遷時，最多發(fā)出6種不同頻率的光子D．一群處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷時，發(fā)出的光照射鋅板，鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75eV【答案】B【詳解】A．氫原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)后，核外電子運動半徑變小，動能增大，克服庫侖力做功，原子的電勢能減小，故A錯誤；B．紫外線光子的最小能量為3.11eV，處于能級的氫原子的電離能為1.51eV，故處于能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離，故B正確；C．一個處于能級的氫原子向低能級躍遷時，可最多發(fā)出3種不同頻率的光子，故C錯誤；D．氫原子從的能級向基態(tài)躍遷時發(fā)出的光子能量為因鋅的逸出功是3.34eV，鋅板表面所發(fā)出光電子最大初動能為故D錯誤。故選B。題型三：核反應、核能17．（2024·河北·模擬預測）2024年6月我國探月工程嫦娥六號搭載的氡氣測量儀主要探測月壤中氡222和氡220同位素及其衰變產(chǎn)物。已知靜止的氡原子核自發(fā)衰變?yōu)獒曉雍送瑫r放出一個粒子X，且氡的半衰期為3.8天，下列說法正確的是（）A．若該核反應在月球上進行，經(jīng)過3.8天后剩余個數(shù)一定多于原來的一半B．該核反應屬于衰變C．反應過程中釋放射線和另一種射線，射線穿透能力最強，另一種射線電離能力最強D．反應前、后的質(zhì)量守恒，電荷數(shù)也守恒【答案】C【詳解】A．半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律，半衰期的大小由原子核內(nèi)部自身因素決定，與所處的物理環(huán)境和化學狀態(tài)無關，故A錯誤；B．核反應方程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，所以X的質(zhì)量數(shù)為，電荷數(shù)為，可知X為氦原子核，所以該反應屬于衰變，故B錯誤；C．衰變同時伴隨射線的產(chǎn)生，射線與射線相比，射線電離能力最強，穿透能力最弱，射線穿透能力最強，電離能力最弱，故C正確；D．核反應前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，但質(zhì)量有虧損，因為核反應過程伴隨有能量產(chǎn)生，虧損的質(zhì)量以能量形式釋放，故D錯誤。故選C。18．（2025·陜西寶雞·一模）據(jù)新聞報道，我國科學家在江門地下700m的實驗室捕捉到中微子v。中微子是最基本的粒子之一，它幾乎沒有質(zhì)量且不帶電，民間戲稱為“幽靈粒子”。中微子與水中的發(fā)生核反應的方程式為，則x粒子為（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知x粒子的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，即x粒子為。故選C。19．（2024·廣東韶關·模擬預測）釷基熔鹽堆是第四代核能反應堆，具有更安全、更清潔的特點，該反應堆以釷為核燃料。再生層釷俘獲一個中子后會變成釷，釷不穩(wěn)定，經(jīng)過多次衰變轉(zhuǎn)化成易裂變鈾。下列說法正確的是（）A．釷232和鈾233的半衰期不相同B．衰變中的電子是來源于原子核外的電子C．釷232有90個中子，142個質(zhì)子D．鈾233的裂變方程可能為【答案】A【詳解】A．不同原子核的半衰期不同，A正確；B．衰變釋放電子，來源于原子核，B錯誤；C．釷的質(zhì)子數(shù)為90，中子數(shù)為142，C錯誤；D．裂變方程應滿足質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，該方程不滿足，D錯誤。故選A。20．（2024·四川遂寧·模擬預測）與元素X作用后變成元素Y與，此反應放出的核能為；與元素X作用后變成。已知、Y，、的比結合能分別為，下列說法正確的是（

）A．元素X是粒子B．Y與不是同位素C．X比結合能為D．與X作用釋放核能為【答案】C【詳解】A．與元素X作用后變成的核反應方程為則X為，即粒子，故A錯誤；B．與元素X作用的核反應方程為則是，是的同位素，故B錯誤；C．設X的比結合能為，由能量守恒可得第一個核反應放出的核能解得故C正確；D．第二個核反應放出的核能為綜合可得故D錯誤。故選C。21．（2024·陜西·模擬預測）核能是蘊藏在原子核內(nèi)部的能量，合理利用核能，能有效緩解能源短缺問題。2023年4月12日，中國有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）創(chuàng)造新的世界紀錄，成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒，對提升核聚變發(fā)電具有重要意義。假設“人造太陽”的熱核反應方程為、，下列說法正確的是（）A．核反應方程中的X為中子 B．核反應方程中的Y為電子C．核反應前后質(zhì)量和電荷量均守恒 D．的比結合能大于的比結合能【答案】D【詳解】AB.核反應中，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，所以核反應方程為即方程中的為正電子，為質(zhì)子，故AB錯誤；C.熱核反應放出能量，由質(zhì)能方程可知，該反應過程中存在質(zhì)量虧損，即該反應前后，質(zhì)量不守恒，故C錯誤；D.原子的比結合能越大越穩(wěn)定，生成物較穩(wěn)定，比結合能較大，所以的比結合能大于的比結合能，故D正確。故選D。22．（2024·浙江·一模）考古中常利用14C的半衰期鑒定文物年份，14C的衰變方程為，其衰變規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是（）A．Z粒子是正電子B．該反應是裂變反應，滿足質(zhì)量數(shù)守恒C．14N的比結合能大于14C的比結合能D．100個14C經(jīng)過5700年一定有50個發(fā)生了衰變【答案】C【詳解】A．根據(jù)衰變過程電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，Z粒子的電荷數(shù)為-1，質(zhì)量數(shù)為0，所以Z粒子是電子，故A錯誤；B．該反應是β衰變反應，滿足質(zhì)量數(shù)守恒，故B錯誤；C．新核比反應核更穩(wěn)定，則新核的比結合能大于反應核的比結合能，即14N的比結合能大于14C的比結合能，故C正確；D．半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，只對大量的放射性原子核才成立，故D錯誤。故選C。23．（2024·福建漳州·一模）玉兔二號”巡視器的核電池中钚238的衰變方程為，則（）A．為 B．的中子數(shù)為144C．溫度升高，钚238半衰期變長 D．衰變后與鈾核的質(zhì)量之和等于衰變前钚核的質(zhì)量【答案】B【詳解】A．钚238的衰變滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知钚238的衰變中的X為，故A錯誤；B．的中子數(shù)為238-94=144，故B正確；C．半衰期由原子核本身決定的，與溫度、位置等外部因素無關，故C錯誤；D．核反應過程出現(xiàn)了質(zhì)量虧損，衰變后與鈾核的質(zhì)量之和不會等于衰變前钚核的質(zhì)量，故D錯誤。故選B。24．（2024·浙江·一模）在核電站中，只要“燒”掉一支鉛筆那么多的核燃料，釋放的能量就相當于10t標準煤完全燃燒放出的熱。一座百萬千瓦級的核電站，每年只消耗30t左右的濃縮鈾，而同樣功率的火電站，每年要燒煤2.5×106t。關于重核裂變反應，下列說法正確的是（）A．重核裂變反應生成的中子被稱為熱中子B．裂變反應產(chǎn)物Kr的比結合能比大C．該核反應方程也可簡略寫為D．核電站常用的慢化劑有石墨、重水和普通水，可以減慢鏈式反應【答案】B【詳解】A．重核裂變反應生成的中子被稱為快中子，故A錯誤；B．生成物的比結合能大于反應物的比結合能，故裂變反應產(chǎn)物Kr的比結合能比大，故B正確；C．核反應方程應表現(xiàn)為中子轟擊鈾核，故不可簡化，故C錯誤；D．核電站常用的慢化劑有石墨、重水和普通水，可以減慢中子的速度；控制鎘棒的插入深度來控制鏈式反應速率，故D錯誤。故選B。25．（2024·全國·模擬預測）太陽能電池發(fā)電的原理主要是半導體的光電效應，太陽能硅晶片中，P型半導體中含有較多的空穴（可視為正電荷），而N型半導體中含有較多的電子。當能量等于、波長為的光子打在太陽能硅晶片上時，太陽能硅晶片吸收一個光子恰好產(chǎn)生一對自由電子和空穴，電子—空穴對從太陽能硅晶片表面向內(nèi)迅速擴散，在結電場的作用下，最后建立一個與光照強度有關的電動勢，工作原理如圖所示。太陽光照強度越大，太陽能硅晶片單位時間內(nèi)釋放的電子越多，若光速為，則（）A．可以得出普朗克常量B．太陽能硅晶片內(nèi)部電流方向從下極板流向上極板C．繼續(xù)增大太陽光照強度，上下電極間的電勢差不會變化D．用能量為的光子照射太陽能硅晶片，電子和空穴的最大初動能為零【答案】D【詳解】A．根據(jù)可以得出普朗克常量，A錯誤；B．由題圖可知發(fā)生光電效應時，太陽能硅晶片中電子向上極板移動，空穴向下極板移動，所以太陽能硅晶片內(nèi)部電流方向從上極板流向下極板，B錯誤；C．繼續(xù)增大太陽光照強度，太陽能硅晶片單位時間內(nèi)釋放的電子越多，上下電極間電勢差越大，C錯誤；D．用能量為的光子照射太陽能硅晶片，恰好發(fā)生光電效應，即為逸出功，電子和空穴的最大初動能為零，D正確。故選D。26．（2024·山東濟寧·三模）某興趣小組設計了一種光電煙霧報警器，其結構和原理如圖所示。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，于是有電流輸入報警系統(tǒng)，電流大于就會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警。某次實驗中，當滑動變阻器的滑片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【詳解】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，若正負極反接則光電管兩端加負向電壓，光照強度一定時，根據(jù)光電流與電壓的關系，可知接正向電壓在單位時間內(nèi)會比接負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。27．（2024·安徽黃山·模擬預測）原子從一個能級躍遷到另一個較低的能級時，有可能不會釋放光子，例如在某種條件下，氬原子的能級上的電子躍遷到能級上時并不釋放光子，而是將相應的能量轉(zhuǎn)交給能級上的電子，使之電離，這一現(xiàn)象叫俄歇效應，以這種方式脫離原子的電子叫俄歇電子。已知氬原子的能級能