专题01 近代物理-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（湖南专用）

专题01 近代物理 1、（2024·湖南卷·T1）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 【答案】B 【解析】 A．普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，故A错误； B．产生光电效应的条件是光的频率大于金属的极限频率，紫光的频率大于红光，若红光能使金属发生光电效应，可知紫光也能使该金属发生光电效应，故B正确； C．石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，光子动量变小，根据可知波长变长，故C错误； D．德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子，故D错误。 故选B。 2、（2023·湖南卷·T1）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录，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 【答案】A 【解析】 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，A正确； B．根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为 B错误； C．核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误； D．核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，D错误。 故选A。 3、（2022·湖南卷·T1）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（ ） A. 卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征 B. 玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律 C. 光电效应揭示了光的粒子性 D. 电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性 【答案】C 【解析】 A．波尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征，A错误； B．玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不成完全揭示微观粒子的运动规律，B错误； C．光电效应揭示了光的粒子性，C正确； D．电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，质子、中子及原子、分子均具有波动性，D错误。 故选C。 一、单选题 1．（2024·湖南·模拟预测）物理学家玻尔提出原子模型，成功解释了氢原子光谱，如图所示为氢原子的部分能级图，下列说法正确的是（　　） A．氢原子从能级跃迁到能级时，电子动能和氢原子能量均减少 B．用的光子照射大量处于基态的氢原子时，氢原子可能会发生跃迁 C．大量处于能级的氢原子自发跃迁时，可能辐射6种不同频率的光子 D．玻尔提出的原子模型能解释所有原子的光谱 【答案】C 【详解】A．氢原子从能级跃迁到能级时，电子动能增大，氢原子能量减少，A错误； B．的光子能量不等于能级差，氢原子不能吸收，不会发生跃迁，B错误； C．大量处于能级的氢原子自发跃迁时，可能辐射种不同频率的光子，C正确； D．玻尔提出的原子模型只能解释氢原子光谱，不能解释其他原子的光谱，D错误。 故选C。 2．（2024·湖南·三模）下列说法错误的是（　　） A．法拉第对理论和实验资料进行严格分析后，得出了法拉第电磁感应定律的公式 B．方解石晶体是各向异性的晶体，它能把光分解为两束光而沿不同方向折射，形成双折射现象 C．原子的发射光谱是一些分立的亮线 D．原子核的结合能也是核子结合成原子核而释放的能量 【答案】A 【详解】A．法拉第发现电磁感应现象，是纽曼和韦伯总结出电磁感应定律则，故A错误； B．方解石晶体是各向异性的晶体，它能把光分解为两束光而沿不同方向折射，形成双折射现象，选项B正确； C．原子的发射光谱是一些分立的亮线，即是线状光谱，选项C正确； D．原子核的结合能既是原子核变为自由核子需要的最小能量也是核子结合成原子核而释放的能量，选项D正确。 此题选择错误的，故选A。 3．（2024·湖南长沙·一模）2024年是量子力学诞生的一百周年，一百年前的1924年6月13日，德国哥廷恩大学的玻恩提交了一篇题为“Uber Quantenmechanik”的论文，世界上从此有了“量子力学”一词。下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是（　　） A．普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律 B．爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了遏止电压和光照强度有关 C．康普顿效应进一步证实了光的波动说 D．玻尔原子理论认为原子的能级是连续的，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光 【答案】A 【详解】A．普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律，故A正确； B．爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了在发生光电效应时遏止电压与入射光的频率有关，故B错误； C．光电效应证明光具有粒子性，康普顿效应进一步证明了光子具有动量，具有粒子特性，故C错误； D．玻尔原子理论认为，氢原子只能处于一系列不连续的能量状态中，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光，故D错误。 故选A。 4．（2024·湖南长沙·二模）在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示的实验规律对应的说法正确的是（　　） A．图甲是用多种频率的光进行光电效应实验，所得到的光电流与所加电压的关系，a光的频率最大 B．图乙是卢瑟福进行α粒子散射图景，卢瑟福通过实验分析数据后提出核式结构模型 C．图丙是黑体反射电磁波的强度与波长的关系，温度升高，所有反射的电磁波的强度都随温度升高而增大 D．图丁是衰变过程随时间的变化规律，说明每个半衰期发生衰变的原子核数量相同 【答案】B 【详解】A．不同色光的I-U图线说明频率大的光对应的遏止电压一定大，b光的频率最大，故A错误； B．α粒子散射实验示意图绝大多数粒子基本上沿原方向前进，极少数粒子发生偏转，说明原子具有核式结构，故B正确； C．黑体不反射电磁波但是辐射电磁波，故C错误； D．衰变过程随时间的变化规律说明在相同时间内，有半数的原子核发生了衰变，但相同时间内衰变的原子数量随时间的推移而不断减少，故D错误。 故选B。 5．（23-24高三下·湖南·期中）下列对天然放射现象的认识，正确的是（　　） A．三种射线中，射线的电离能力最强 B．天然放射现象揭示了原子核具有复杂的结构 C．相比其他两种射线，射线在太空传播过程中更容易因磁场作用而偏转 D．放射性物质发生衰变所释放的电子来源于核外电子 【答案】B 【详解】A．三种射线中，射线的电离能力最强，故A错误； B．天然放射现象揭示了原子核具有复杂的结构，故B正确； C．由于射线不带电，所以不会因磁场作用而偏转，故C错误； D．放射性物质发生衰变所释放的电子来源于原子核内中子转化为质子，故D错误。 故选B。 6．（2024·湖南怀化·二模）在近代物理发展的进程中，实验和理论相互推动，促进了人类对世界认识的不断深入。对下列四幅图描述正确的是（    ） A．图甲对应的两条曲线中体现的物理量关系是：， B．图乙说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压一定小 C．图丙中1个处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多可以辐射6种不同频率的光子 D．由图丁可以推断出，氧原子核（）比锂原子核（）更稳定 【答案】D 【详解】A．根据黑体辐射实验研究得出：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关，温度越高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故 ， 故A错误； B．图乙说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压较大，故B错误； C．一个处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生3种不同频率的光子，故C错误； D．比结合能越大，原子核越稳定，根据图像丁可判断出氧的原子核比锂的原子核更稳定，故D正确。 故选D。 7．（23-24高三下·湖南·阶段练习）2022年8月30日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测科学技术试验卫星在国际上首次在轨获取的太阳谱线精细结构，是如图甲所示氢原子巴耳末系中从跃迁到发出的光。将光束照射如图乙所示装置的金属板，验电器指针没有张开。则下列说法正确的是（　　） A．光是氢原子巴耳末系中波长最短的谱线 B．换用从跃迁到发出的光照射金属板，验电器指针可能张开 C．增大照射金属板的光束的强度，验电器指针可能张开 D．换用逸出功更大的金属板材料，验电器指针可能张开 【答案】B 【详解】A．是氢原子巴耳末系中频率最小、波长最长的谱线，故A错误； B．光电效应产生的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，验电器指针没有张开，说明入射光的频率小于金属的极限频率，据利用玻尔理论中的频率条件可知从跃迁到发出的光频率比光束频率要高，用该光照射金属板，可能发生光电效应现象，验电器指针可能张开，故B正确； C．增大光束的强度，不能发生光电效应现象，故C错误； D．改用逸出功更大的金属板材料，其入射光的频率更小于金属的极限频率，不能发生光电效应，故D错误。 故选B。 8．（2024·湖南岳阳·三模）世界上首个第四代核能技术的钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电，该反应堆以放射性较低的Th为核燃料。已知的半衰期为24天，下列说法正确的是（    ） A．β衰变的电子来自于钍原子的核外电子 B．通过物理方法或化学方法都能改变的半衰期 C．4个经过48天后一定还剩余1个 D．经过6次α衰变和4次β衰变可变成 【答案】D 【详解】A．衰变是原子核自发的，是原子核的一个中子转变为一个质子和一个电子，β衰变的电子来自于原子核，故A错误； B．半衰期由原子核自身决定，与物理环境和化学环境无关，所以通过物理方法或化学方法都不能改变的半衰期，故B错误； C．半衰期是大量统计规律，所以4个不满足统计规律，故C错误； D．衰变成，根据质量数守恒可得经过的α衰变次数为 根据电荷数守恒可得经过的β衰变的次数为 所以经过6次α衰变和4次β衰变可变成，故D正确。 故选D。 9．（2024·湖南益阳·三模）我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点，原子钟通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图，则下列说法正确的是（　　） A．用11.5eV的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁 B．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种不同频率的光子 C．用12.09eV的光子照射一群处于基态的氢原子后，最多可辐射出4种不同频率的光子 D．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为6.12eV的某种金属所产生的光电子的最大初动能为6.63eV 【答案】D 【详解】A．用11.5eV的光子照射处于基态的氢原子，氢原子吸收光子后能量值为 由能级图可知氢原子并没有该能级，所以11.5eV的光子不能使处于基态的氢原子发生跃迁，选项A错误； B．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出3种不同频率的光子，选项B错误； C．用12.09eV的光子照射一群处于基态的氢原子后，其能量将达到 即氢原子将跃迁到的能级上；这群氢原子在向基态跃迁的过程中，最多可辐射出3种不同频率的光子，选项C错误； D．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光子能量为 用此光照射逸出功为6.12eV的金属，根据光电效应方程可得光电子的最大初动能为 选项D正确。 故选D。 10．（2024·湖南长沙·二模）我国自主三代核电技术“华龙一号”全球首堆示范工程—福清核电5、6号机组正式通过竣工验收，设备国产化率达到90％，反映了我国建立起了更加成熟完备的核科技工业体系。根据图示的原子核的比结合能曲线，以下判断中正确的是（　　） A．核的结合能比核的结合能更小 B．两个核结合成时要释放能量 C．两个结合成存在能量与质量的相互转化 D．中核子的平均质量比中核子的平均质量小 【答案】B 【详解】A．由题图可知，核的比结合能约为，则核的结合能约为。可知核的比结合能约为，则核的结合能约为，所以核的结合能比核的结合能更大，故A错误； B．由图可知，的比结合能约为，则两个的结合能约为，的比结合能约为，则的结合能为，可知，的结合能大于两个的结合能，则两个核结合成时要释放能量，故B正确； C．由质能方程可知，能量与质量之间存在着—定的必然对应的关系，两者都反映物体的属性，彼此之间不存在转化关系，故C错误； D．由题图可知，核的比结合能比核的比结合能小，由于平均质量越小的原子核，其比结合能越大，所以中核子的平均质量比中核子的平均质量大，故D错误。 故选B。 11．（2024·湖南长沙·二模）2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核污水。核污水中的发生衰变时的核反应方程为。设的比结合能为的比结合能为，的比结合能为。已知光在真空中的传播速度为的半衰期为138天，则下列说法正确的是（　　） A． B．该衰变过程本质是原子核中的一个中子转变为质子并放出一个电子 C．该核反应过程中的质量亏损可以表示为 D．10个核138天后剩余5个 【答案】C 【详解】A．比更稳定，比结合能更大，故，A错误： B．由质量数守恒和电荷数守恒可知是，该衰变的本质是原子核中两个质子和两个中子组成了，B错误： C．该核反应过程中放出能量 质量亏损可以表示为 故C正确； D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，10个原子核的衰变不符合该统计规律，D错误。故选C。 12．（2024·湖南衡阳·二模）如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子的能量范围为1.63eV～3.10eV。现有大量处于n＝6能级的氢原子向低能级跃迁，则下列说法正确的是（    ） A．能辐射出6种频率的可见光 B．从第6能级向第2能级跃迁辐射的可见光的波长最大 C．从第3能级向第2能级跃迁辐射的可见光的频率最大 D．几种可见光中，最大频率与最小频率之比约为8:5 【答案】D 【详解】A．大量处于n＝6能级的氢原子向低能级跃迁时可产生15种频率的光子，其中可见光有：6→2（光子能量为3.02eV），5→2（光子能量为2.86eV），4→2（光子能量为2.55eV），3→2（光子能量为1.89eV），能辐射出4种频率的可见光，选项A错误； B．从第6能级向第2能级跃迁辐射的可见光的能量最大，则波长最小，选项B错误； C．从第3能级向第2能级跃迁辐射的可见光的能量最小，则频率最小，选项C错误； D．几种可见光中，根据，可知最大频率与最小频率之比等于光子能量之比，即约为3.02:1.89=8:5，选项D正确。 故选D。 13．（2024·湖南衡阳·模拟预测）以下是有关近代物理内容的若干叙述，说法不正确的是（　　） A．爱因斯坦相对论的两条基本假设中包括时间和空间与物体的运动状态有关 B．如上图所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围为1.61~3.10 eV，则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条 C．一个静止的放射性原子核()发生了一次α衰变，放射出的α粒子()在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R，磁场磁感应强度为B。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 D．核衰变中，γ光子是衰变后转变的新核辐射的 【答案】A 【详解】A．爱因斯坦的相对论的两条基本假设为：在不同的参考系中，物理规律的形式都是相同的，真空中的光速在不同的惯性参考系中相同，故A不正确，符合题意； B．从n=4跃迁到n=1能级时放出的光子能量为 不在可见光范围之内；从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射的光子能量为 在可见光范围；从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射的光子能量为 不在可见光光子能量范围之内；从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光子能量为 在可见光范围之内；从n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光子能量为 不在可见光范围之内，故则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条，故B正确，不符合题意； C．对α粒子由洛伦兹力提供向心力得 可得 由质量关系可知衰变后新核Y质量为 由衰变过程中动量守恒可得 可知 系统增加的能量为 由质能方程可得 联立解得衰变过程中的质量亏损为 故C正确，不符合题意； D．核衰变中，衰变后转变的新核不稳定，放出能量才能变得稳定，能量以γ光子的形式放出，故D正确，不符合题意。 故选A。 14．（2024·湖南邵阳·二模）如图所示为氢原子的能级图，用光子能量为E的单色光照射一群位于基态的氢原子，发现氢原子最多可以放出15种不同频率的光子，则E等于（    ） A．12.09eV B．12.75eV C．13.06eV D．13.22eV 【答案】D 【详解】根据氢原子最多可以放出5种不同频率的光子，可得 解得 则氢原子最多能跃迁到第6能级，有 故选D。 15．（2024·湖南岳阳·二模）现在地球上消耗的能量，追根溯源，绝大部分来自太阳，即太阳内部核聚变时释放的核能。已知氘氚核聚变方程为，其中的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，则一个氘核与一个氚核发生这样的核反应释放的能量为（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】因为该反应放出能量，所以生成物的比结合能更大，由题意可知，有两个核子，有三个核子，共有四个核子，所以其释放的核能为 故选C。 16．（2024·湖南长沙·二模）尿素呼气试验是现在医院检测病人有没有感染幽门螺杆菌（Hp）的重要手段之一。病人服用的被碳14标记的药物，会在幽门螺杆菌分泌物的作用下转变成被碳14标记的二氧化碳经呼吸作用排出。若检测过程中药物中的碳14在单位时间内衰变的次数为n，被碳14标记的二氧化碳会在病人服药1小时之后的7个小时内均匀排出，现采集病人服用药物2小时后在三分钟内呼出的气体。已知碳14的半衰期足够长，则采集到的病人呼出的气体中碳14在单位时间内衰变的次数约为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】三分钟排出的气体中碳14占碳14总量的，则这部分气体中碳14单位时间内衰变的次数约为。 故选B。 17．（2024·湖南长沙·一模）根据玻尔理论，电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式。如图为氢原子的能级图。巴耳末线系的谱线是氢原子的电子从n>2的能级返回n=2能级时释放出的谱线，赖曼线系的谱线是氢原子的电子从n>1的能级跃迁至n=1能级的一系列光谱线。则赖曼线系能量最小的光子与巴耳末线系能量最大的光子的能量差约为（    ） A．10.2eV B．6.8eV C．3.4eV D．0.54eV 【答案】B 【详解】赖曼线系的光子中，从n2能级跃迁到n1基态释放的能量最小，则有 巴耳末线系的光子中，从n能级跃迁至n2能级释放的能量最大，则有 所以有 故选B。 18．（2024·湖南·二模）氢原子的能级图如图甲所示，大量处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，放出频率不同的光子。其中频率最高的光照射图乙电路中光电管阴极K时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。电子的电荷量大小为e，质量为m，可见光光子的能量范围为1.62~3.11eV，则下列说法正确的是（　　） A．这群氢原子跃迁时最多可放出4 种可见光 B．从n=4跃迁到n=3能级放出光子的频率最高 C．用图乙实验电路研究光电效应，要测遏止电压，滑片P应向b端滑动 D．若频率最高的光子能量为E0，可求出光电管阴极 K 的逸出功为（E0-eU1） 【答案】D 【详解】AB．一群处于n=4 能级的氢原子，向低能级跃迁过程中可发出种频率的光子，其能量分别为 ， ， ， 其中只有1.89eV和2.55eV在1.62~3.11eV范围内，所以该过程最多可发出2种可见光，而从n=4跃迁到n=3能级放出光子的能量最低，根据 可知从n=4跃迁到n=3能级放出光子的频率最低，故AB错误； C．用图乙实验电路研究光电效应，要测量遏止电压，要阴极K的电势比阳极A电势高，因此滑片P应向a 端滑动，故C错误； D．根据光电效应方程 而 所以光电管阴极 K的逸出功 故D正确。 故选D。 19．（2024·湖南长沙·一模）轧钢厂的热轧机上安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。如图所示，某射线测厚仪采用放射性同位素铱192作为放射源，其化学符号是Ir，原子序数为77，放射源在进行衰变产生新核X的同时会释放出射线，放射性元素的半衰期为74天，下列说法正确的是（　　） A．上述衰变方程为 B．衰变放射出的粒子来自于原子核内一个中子转化为一个质子和电子 C．若有4.0g铱192，经过148天有1.0g发生了衰变 D．若探测器测得的射线强度变弱时，说明钢板厚度变小 【答案】B 【详解】A．根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒，可知衰变方程为 故A错误； B．原子核内中子转化为质子和电子，衰变放射出的粒子来自于原子核内转化的电子，故B正确； C．半衰期为74天，若有铱192，经过148天有发生了衰变，故C错误； D．若探测器测得的射线强度变弱时，说明钢板厚度变大，故D错误。 故选B。 20．（2024·湖南长沙·一模）在人类对世界进行探索的过程中，发现了众多物理规律，下列有关叙述中正确的是（　　） A．伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因 B．核聚变反应所释放的光子来源于核外电子的能级跃迁 C．在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了等效替代法 D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷 【答案】D 【详解】A．伽利略通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动的原因，故A错误； B．核聚变反应所释放的光子来源于原子核内部，故B错误； C．在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了控制变量法，故C错误； D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷，故D正确。 故选D。 21．（2024·湖南长沙·一模）2023年10月3日，皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶三位科学家因在阿秒激光方面所做出的突出贡献获得2023年诺贝尔物理学奖。通过阿秒激光，科学家们可以像看电影的慢动作回放一样，观察电子在原子内部的运动，探究它们之间的交互作用，开创了观察和研究原子、分子甚至是电子动态的新窗口。历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（　　） A．卢瑟福受普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念启发，成功解释了图①的α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型 B．图②表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能大 C．③中向左偏转的是β粒子，向右偏转的是α粒子，不偏转的是γ粒子 D．锌的逸出功为3.34eV，用④中一群处于n＝3能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为9.41eV 【答案】B 【详解】A．卢瑟福以核式结构模型为依据，利用经典的电磁理论，成功的解释了图①的α粒子散射实验现象，故A错误； B．图②表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能大，故B正确； C．根据左手定则，β粒子带负电，所受洛伦兹力向右，即向右偏转的是β粒子；α粒子带正电，所受洛伦兹力向左，即向左偏转的是α粒子；γ粒子不带电，不受洛伦兹力，即沿直线运动不偏转，故C错误； D．一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，释放光子的最大能量为 锌的逸出功为3.34eV，根据爱因斯坦光电效应方程，则逸出光电子的最大初动能为 故D错误。 故选B。 二、多选题 22．（23-24高三下·湖南娄底·阶段练习）如图所示为我国自主研发的三代核电——“华龙一号”示范工程。“华龙一号”利用核裂变发电，一期工程建设了两台125万千瓦的AP1000三代核电机组。已知在中子的轰击下裂变为和，质量，，，，1u相当于931.5MeV的能量，，铀矿石中的含量为3%。下列说法正确的是（　　） A．该核反应方程为 B．一个铀核裂变放出的能量约为140 MeV C．的比结合能比和的都大 D．“华龙一号”一期工程一年消耗铀矿石约46吨 【答案】BD 【详解】A．根据核裂变规律可得方程为 故A错误； B．裂变过程的质量亏损 释放的能量 故B正确； C．裂变生成和，生成物比反应物更稳定，而比结合能越大原子核越稳定，则可知的比结合能比和的都小，故C错误； D．核电站一年的发电量 由 可得 代入数据解得 故D正确。 故选BD。 23．（2024·湖南永州·三模）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，其光谱如图甲所示。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这两种光的干涉现象，得到如图乙和图丙所示的干涉条纹，用这两种光分别照射如图丁所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．图甲中的对应的是Ⅱ B．图乙中的干涉条纹对应的是Ⅱ C．Ⅰ的光子动量小于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 【答案】AD 【详解】A．由题意可知，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，故可见光Ⅰ的能量大于可见光Ⅱ，可见光Ⅰ的频率大于可见光Ⅱ，故可见光Ⅰ是紫光，可见光Ⅱ是红光，图1中的Hα对应的是Ⅱ，故A正确； B．因可见光Ⅱ的频率小，故可见光Ⅱ波长大，其条纹间距较大，根据 可知图丙中的干涉条纹对应的是Ⅱ，故B错误； C．根据 可知Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C错误； D．根据爱因斯坦光电效应方程 可得 可知发生光电效应时I对应的遏制电压大，则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，故D正确。 故选AD。 24．（2024·湖南长沙·二模）为解决光信号长距离传输中的衰减问题，常常在光纤中掺入铒元素。如图所示的是铒离子的能级示意图，标识为的铒离子处在亚稳态，不会立即向下跃迁：如果用光子能量约为的激光把处于基态能级的铒离子激发到能级，再通过“无辐射跃迁”跃迁到能级，从而使该能级积聚的离子数远超过处于基态的离子数。当光纤中传输某波长的光波时，能使处在亚稳态能级的离子向基态跃迁，产生大量能量约为的光子，输出的光便大大加强了。下列说法正确的是（　　） A．无辐射跃迁中一个铒离子放出的能量约为 B．这种光纤传输任何频率的光信号衰减都能得到有效补偿 C．大量处在能级的铒离子向下跃迁能产生2种频率的光子 D．上述情景发生时，光纤中传输的光信号波长约为 【答案】ACD 【详解】A．电子从轨道跃迁到轨道得能量 电子从轨道跃迁到轨道得能量 则无辐射跃迁中一个铒离子放出的能量约为 故A正确； B．由 可得这种光纤传输只有频率为的光信号衰减才能得到有效补偿，故B错误； C．大量处在能级的铒离子向下跃迁有以下几种情况 ，， 因为能级跃迁到能级是无辐射跃迁，所以不会放出光子，故处在能级的铒离子向下跃迁能产生2种频率的光子，故C正确； D．由 可得 代入数据可解得光纤中传输的光信号波长约为，故D正确。 故选ACD。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题01 近代物理 1、（2024·湖南卷·T1）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 2、（2023·湖南卷·T1）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录，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 3、（2022·湖南卷·T1）关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是（ ） A. 卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征 B. 玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律 C. 光电效应揭示了光的粒子性 D. 电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性 一、单选题 1．（2024·湖南·模拟预测）物理学家玻尔提出原子模型，成功解释了氢原子光谱，如图所示为氢原子的部分能级图，下列说法正确的是（　　） A．氢原子从能级跃迁到能级时，电子动能和氢原子能量均减少 B．用的光子照射大量处于基态的氢原子时，氢原子可能会发生跃迁 C．大量处于能级的氢原子自发跃迁时，可能辐射6种不同频率的光子 D．玻尔提出的原子模型能解释所有原子的光谱 2．（2024·湖南·三模）下列说法错误的是（　　） A．法拉第对理论和实验资料进行严格分析后，得出了法拉第电磁感应定律的公式 B．方解石晶体是各向异性的晶体，它能把光分解为两束光而沿不同方向折射，形成双折射现象 C．原子的发射光谱是一些分立的亮线 D．原子核的结合能也是核子结合成原子核而释放的能量 3．（2024·湖南长沙·一模）2024年是量子力学诞生的一百周年，一百年前的1924年6月13日，德国哥廷恩大学的玻恩提交了一篇题为“Uber Quantenmechanik”的论文，世界上从此有了“量子力学”一词。下列关于量子力学创立初期的奠基性事件中说法正确的是（　　） A．普朗克提出能量子的假设成功解释了黑体辐射的实验规律 B．爱因斯坦提出光子假说，并成功解释了遏止电压和光照强度有关 C．康普顿效应进一步证实了光的波动说 D．玻尔原子理论认为原子的能级是连续的，并成功解释了氢原子只能发出一系列特定波长的光 4．（2024·湖南长沙·二模）在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示的实验规律对应的说法正确的是（　　） A．图甲是用多种频率的光进行光电效应实验，所得到的光电流与所加电压的关系，a光的频率最大 B．图乙是卢瑟福进行α粒子散射图景，卢瑟福通过实验分析数据后提出核式结构模型 C．图丙是黑体反射电磁波的强度与波长的关系，温度升高，所有反射的电磁波的强度都随温度升高而增大 D．图丁是衰变过程随时间的变化规律，说明每个半衰期发生衰变的原子核数量相同 5．（23-24高三下·湖南·期中）下列对天然放射现象的认识，正确的是（　　） A．三种射线中，射线的电离能力最强 B．天然放射现象揭示了原子核具有复杂的结构 C．相比其他两种射线，射线在太空传播过程中更容易因磁场作用而偏转 D．放射性物质发生衰变所释放的电子来源于核外电子 6．（2024·湖南怀化·二模）在近代物理发展的进程中，实验和理论相互推动，促进了人类对世界认识的不断深入。对下列四幅图描述正确的是（    ） A．图甲对应的两条曲线中体现的物理量关系是：， B．图乙说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压一定小 C．图丙中1个处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多可以辐射6种不同频率的光子 D．由图丁可以推断出，氧原子核（）比锂原子核（）更稳定 7．（23-24高三下·湖南·阶段练习）2022年8月30日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测科学技术试验卫星在国际上首次在轨获取的太阳谱线精细结构，是如图甲所示氢原子巴耳末系中从跃迁到发出的光。将光束照射如图乙所示装置的金属板，验电器指针没有张开。则下列说法正确的是（　　） A．光是氢原子巴耳末系中波长最短的谱线 B．换用从跃迁到发出的光照射金属板，验电器指针可能张开 C．增大照射金属板的光束的强度，验电器指针可能张开 D．换用逸出功更大的金属板材料，验电器指针可能张开 8．（2024·湖南岳阳·三模）世界上首个第四代核能技术的钍基熔盐堆在我国甘肃并网发电，该反应堆以放射性较低的Th为核燃料。已知的半衰期为24天，下列说法正确的是（    ） A．β衰变的电子来自于钍原子的核外电子 B．通过物理方法或化学方法都能改变的半衰期 C．4个经过48天后一定还剩余1个 D．经过6次α衰变和4次β衰变可变成 9．（2024·湖南益阳·三模）我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点，原子钟通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图，则下列说法正确的是（　　） A．用11.5eV的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁 B．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种不同频率的光子 C．用12.09eV的光子照射一群处于基态的氢原子后，最多可辐射出4种不同频率的光子 D．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为6.12eV的某种金属所产生的光电子的最大初动能为6.63eV 10．（2024·湖南长沙·二模）我国自主三代核电技术“华龙一号”全球首堆示范工程—福清核电5、6号机组正式通过竣工验收，设备国产化率达到90％，反映了我国建立起了更加成熟完备的核科技工业体系。根据图示的原子核的比结合能曲线，以下判断中正确的是（　　） A．核的结合能比核的结合能更小 B．两个核结合成时要释放能量 C．两个结合成存在能量与质量的相互转化 D．中核子的平均质量比中核子的平均质量小 11．（2024·湖南长沙·二模）2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核污水。核污水中的发生衰变时的核反应方程为。设的比结合能为的比结合能为，的比结合能为。已知光在真空中的传播速度为的半衰期为138天，则下列说法正确的是（　　） A． B．该衰变过程本质是原子核中的一个中子转变为质子并放出一个电子 C．该核反应过程中的质量亏损可以表示为 D．10个核138天后剩余5个 12．（2024·湖南衡阳·二模）如图为氢原子的能级示意图，已知可见光光子的能量范围为1.63eV～3.10eV。现有大量处于n＝6能级的氢原子向低能级跃迁，则下列说法正确的是（    ） A．能辐射出6种频率的可见光 B．从第6能级向第2能级跃迁辐射的可见光的波长最大 C．从第3能级向第2能级跃迁辐射的可见光的频率最大 D．几种可见光中，最大频率与最小频率之比约为8:5 13．（2024·湖南衡阳·模拟预测）以下是有关近代物理内容的若干叙述，说法不正确的是（　　） A．爱因斯坦相对论的两条基本假设中包括时间和空间与物体的运动状态有关 B．如上图所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围为1.61~3.10 eV，则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条 C．一个静止的放射性原子核()发生了一次α衰变，放射出的α粒子()在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R，磁场磁感应强度为B。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为 D．核衰变中，γ光子是衰变后转变的新核辐射的 14．（2024·湖南邵阳·二模）如图所示为氢原子的能级图，用光子能量为E的单色光照射一群位于基态的氢原子，发现氢原子最多可以放出15种不同频率的光子，则E等于（    ） A．12.09eV B．12.75eV C．13.06eV D．13.22eV 15．（2024·湖南岳阳·二模）现在地球上消耗的能量，追根溯源，绝大部分来自太阳，即太阳内部核聚变时释放的核能。已知氘氚核聚变方程为，其中的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，则一个氘核与一个氚核发生这样的核反应释放的能量为（　　） A． B． C． D． 16．（2024·湖南长沙·二模）尿素呼气试验是现在医院检测病人有没有感染幽门螺杆菌（Hp）的重要手段之一。病人服用的被碳14标记的药物，会在幽门螺杆菌分泌物的作用下转变成被碳14标记的二氧化碳经呼吸作用排出。若检测过程中药物中的碳14在单位时间内衰变的次数为n，被碳14标记的二氧化碳会在病人服药1小时之后的7个小时内均匀排出，现采集病人服用药物2小时后在三分钟内呼出的气体。已知碳14的半衰期足够长，则采集到的病人呼出的气体中碳14在单位时间内衰变的次数约为（　　） A． B． C． D． 17．（2024·湖南长沙·一模）根据玻尔理论，电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式。如图为氢原子的能级图。巴耳末线系的谱线是氢原子的电子从n>2的能级返回n=2能级时释放出的谱线，赖曼线系的谱线是氢原子的电子从n>1的能级跃迁至n=1能级的一系列光谱线。则赖曼线系能量最小的光子与巴耳末线系能量最大的光子的能量差约为（    ） A．10.2eV B．6.8eV C．3.4eV D．0.54eV 18．（2024·湖南·二模）氢原子的能级图如图甲所示，大量处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，放出频率不同的光子。其中频率最高的光照射图乙电路中光电管阴极K时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。电子的电荷量大小为e，质量为m，可见光光子的能量范围为1.62~3.11eV，则下列说法正确的是（　　） A．这群氢原子跃迁时最多可放出4 种可见光 B．从n=4跃迁到n=3能级放出光子的频率最高 C．用图乙实验电路研究光电效应，要测遏止电压，滑片P应向b端滑动 D．若频率最高的光子能量为E0，可求出光电管阴极 K 的逸出功为（E0-eU1） 19．（2024·湖南长沙·一模）轧钢厂的热轧机上安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。如图所示，某射线测厚仪采用放射性同位素铱192作为放射源，其化学符号是Ir，原子序数为77，放射源在进行衰变产生新核X的同时会释放出射线，放射性元素的半衰期为74天，下列说法正确的是（　　） A．上述衰变方程为 B．衰变放射出的粒子来自于原子核内一个中子转化为一个质子和电子 C．若有4.0g铱192，经过148天有1.0g发生了衰变 D．若探测器测得的射线强度变弱时，说明钢板厚度变小 20．（2024·湖南长沙·一模）在人类对世界进行探索的过程中，发现了众多物理规律，下列有关叙述中正确的是（　　） A．伽利略通过理想斜面实验得出力是维持物体运动的原因 B．核聚变反应所释放的光子来源于核外电子的能级跃迁 C．在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了等效替代法 D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷 21．（2024·湖南长沙·一模）2023年10月3日，皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶三位科学家因在阿秒激光方面所做出的突出贡献获得2023年诺贝尔物理学奖。通过阿秒激光，科学家们可以像看电影的慢动作回放一样，观察电子在原子内部的运动，探究它们之间的交互作用，开创了观察和研究原子、分子甚至是电子动态的新窗口。历史上，为了研究原子的性质，科学家们做了大量的实验研究，下面四幅示意图中说法正确的是（　　） A．卢瑟福受普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念启发，成功解释了图①的α粒子散射实验结果，提出了原子核式结构模型 B．图②表示的核反应属于重核裂变，裂变过程释放能量，裂变产生的子核的比结合能比铀235的比结合能大 C．③中向左偏转的是β粒子，向右偏转的是α粒子，不偏转的是γ粒子 D．锌的逸出功为3.34eV，用④中一群处于n＝3能级的氢原子发出的光照射锌板，逸出光电子的最大初动能为9.41eV 二、多选题 22．（23-24高三下·湖南娄底·阶段练习）如图所示为我国自主研发的三代核电——“华龙一号”示范工程。“华龙一号”利用核裂变发电，一期工程建设了两台125万千瓦的AP1000三代核电机组。已知在中子的轰击下裂变为和，质量，，，，1u相当于931.5MeV的能量，，铀矿石中的含量为3%。下列说法正确的是（　　） A．该核反应方程为 B．一个铀核裂变放出的能量约为140 MeV C．的比结合能比和的都大 D．“华龙一号”一期工程一年消耗铀矿石约46吨 23．（2024·湖南永州·三模）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，其光谱如图甲所示。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这两种光的干涉现象，得到如图乙和图丙所示的干涉条纹，用这两种光分别照射如图丁所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．图甲中的对应的是Ⅱ B．图乙中的干涉条纹对应的是Ⅱ C．Ⅰ的光子动量小于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 24．（2024·湖南长沙·二模）为解决光信号长距离传输中的衰减问题，常常在光纤中掺入铒元素。如图所示的是铒离子的能级示意图，标识为的铒离子处在亚稳态，不会立即向下跃迁：如果用光子能量约为的激光把处于基态能级的铒离子激发到能级，再通过“无辐射跃迁”跃迁到能级，从而使该能级积聚的离子数远超过处于基态的离子数。当光纤中传输某波长的光波时，能使处在亚稳态能级的离子向基态跃迁，产生大量能量约为的光子，输出的光便大大加强了。下列说法正确的是（　　） A．无辐射跃迁中一个铒离子放出的能量约为 B．这种光纤传输任何频率的光信号衰减都能得到有效补偿 C．大量处在能级的铒离子向下跃迁能产生2种频率的光子 D．上述情景发生时，光纤中传输的光信号波长约为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 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