内容正文:
专题01 近代物理
原子结构模型
1.(2025·天津市蓟州区·一模)氢原子从某激发态跃迁到基态,则该氢原子( )
A. 放出光子,能量增加 B. 放出光子,能量减少
C. 吸收光子,能量增加 D. 吸收光子,能量减少
2.(2025·天津市河西区·一模)量子论不但深化和丰富了人类对自然界的认识,而且催生了一大批新技术,深刻地改变了人们的生活方式和社会形态。以下叙述正确的是( )
A. 随着温度升高,黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B. 爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释遏止电压和光的频率无关
C. 试电笔中的氖管,是由灯管内的气体原子从高能级向低能级跃迁而发光的
D. 宏观物体的质量比微观粒子大得多,它们运动时的动量很大,对应的德布罗意波的波长就很长
3.(2025·天津市部分区·一模)下列说法正确的是( )
A. 观察者与波源互相靠近时接收到波的频率与波源频率不同
B. 核反应方程,X表示的是中子
C. 根据天然放射现象,卢瑟福提出了原子的核式结构
D. 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
4.(2025·天津市重点校联考·一模)关于下列四幅图的说法正确的是( )
A. 图甲是α粒子散射实验,α粒子穿过金箔后,多数α粒子发生了大角度的偏转
B. 图乙是光电效应实验,此时张开的验电器带负电,锌板带正电
C. 图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹,其中1为β射线
D. 图丁是核反应堆示意图,其中石墨作为慢化剂的作用是吸收中子
5.(2025·天津市和平区·二模)物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展,下列说法符合事实的是( )
A. 玻尔的原子理论可以解释氢原子光谱的实验规律
B. 托马斯·杨的双缝干涉实验说明光是横波
C. 贝克勒尔发现的天然放射性现象,说明原子具有核式结构
D 普朗克提出光子说,很好地解释了光电效应现象
原子核模型
6.(2025·天津市宁河区芦台一中·一模)下列核反应方程中,属于核裂变的是( )
A. B.
C. D.
7.(2025·天津市河北区·一模)下列核反应中放出的粒子为中子的是( )
A. 俘获一个粒子,产生并放出一个粒子
B. 俘获一个粒子,产生并放出一个粒子
C. 俘获一个质子,产生并放出一个粒子
D. 俘获一个质子,产生并放出一个粒子
8.(2025·天津市十二区重点校·一模)“核钻石”电池是利用发生β衰变放能发电的新型电池,该电池具有使用寿命长、安全性高的优点。下列说法正确的是( )
A. β衰变放出的电子来自碳原子的核外电子
B. 衰变后生成新核为
C. 升高温度会使的半衰期变短
D. β衰变过程中质量和电荷数守恒
9.(多选)(2025·天津市武清区杨村一中·一模)烟雾自动报警器的探测器中装有放射性元素,其衰变方程为下列说法正确的是( )
A. 反应前的质量大于反应后的质量之和
B. 冬天气温较低,镅241的衰变速度会变慢
C. 是α粒子,有很强的电离本领
D. 镅241衰变过程要吸收能量,故更稳定
10.(2025·天津市南开区·一模)下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( )
A. 图甲中铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少四个中子
B. 图乙中氘核和氚核核聚变成氦核并放出一个中子,核反应前后质量守恒
C. 图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时,最多可以放出3种不同频率的光
D. 图丁中为光电效应实验,用不同光照射某金属得到的I-U关系图,则a光频率最高
11.(2025·天津市红桥区·一模)关于下列四幅图的说法正确的是( )
A. 图甲是卢瑟福粒子散射实验,这个实验说明了原子具有核式结构
B. 图乙是光电效应实验,此时张开的验电器带负电,锌板带正电
C. 图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹,其中3为射线
D. 图丁是核反应堆示意图,其中大量原子核发生的是可控的聚变反应
12.(2025·天津市和平区·二模)核能是人类高效、清洁的能源选择,能大幅减少碳排放并缓解能源危机。下列关于核能的说法正确的是( )
A. 核子单独存在的总质量小于聚合成原子核的质量
B. 放出核能的核反应,生成物原子核的质量数小于反应物原子核的质量数
C. 因为核聚变安全清洁,因此核电站中利用聚变放出能量
D. 两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加
13.(2025·天津市和平区·一模)玉兔二号月球车是完成对月探索的重要工具。玉兔二号上装有核电池,核电池将核反应所释放的核能转换成电能,在漫长寒冷的月夜为玉兔二号提供能量,下列判断正确的是则( )
A. 核反应方程中的X为中子
B. 此反应属于核裂变反应
C. 的比结合能小于的比结合能
D. 月夜的寒冷导致该核反应速度变慢
14.(2025·天津市河东区·一模) 自然界中氚()是宇宙射线与上层大气间作用,通过核反应生成的,含量极微,工业上一般用中子轰击获取,核反应为。氚核()具有放射性,其中衰变产生的He核处于高能级,能量不稳定,总衰变方程为,则下列判断正确的是( )
A. 核反应为衰变
B. 氚核衰变中释放的γ光子来自
C. X、Y由原子核释放,因此原子核中含有X、Y粒子
D. X、Y、γ光子三种粒子在真空中传播速度大小相同
物理学方法
15.(2025·天津市红桥区·一模)下面四幅课本插图中包含的物理思想方法相同的是( )
A. 甲和乙 B. 乙和丙 C. 乙和丁 D. 丙和丁
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专题01 近代物理
原子结构模型
1.(2025·天津市蓟州区·一模)氢原子从某激发态跃迁到基态,则该氢原子( )
A. 放出光子,能量增加 B. 放出光子,能量减少
C. 吸收光子,能量增加 D. 吸收光子,能量减少
【答案】B
【详解】氢原子从某激发态跃迁到基态,则该氢原子放出光子,且放出光子的能量等于两能级之差,能量减少。故选B
2.(2025·天津市河西区·一模)量子论不但深化和丰富了人类对自然界的认识,而且催生了一大批新技术,深刻地改变了人们的生活方式和社会形态。以下叙述正确的是( )
A. 随着温度升高,黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B. 爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释遏止电压和光的频率无关
C. 试电笔中的氖管,是由灯管内的气体原子从高能级向低能级跃迁而发光的
D. 宏观物体的质量比微观粒子大得多,它们运动时的动量很大,对应的德布罗意波的波长就很长
【答案】C
【详解】根据黑体辐射的规律,随着温度升高,黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 ,并非波长较长方向,故A错误;由爱因斯坦光电效应方程,整理得遏止电压
这表明遏止电压和光的频率有关,故B错误;试电笔中的氖管发光原理是灯管内的气体原子吸收能量后处于高能级,不稳定,会向低能级跃迁,跃迁过程中以光的形式释放能量,故C正确;根据德布罗意波长公式(h是普朗克常量,p是动量 ),可知宏观物体质量越大,动量p越大,对应的德布罗意波的波长越短,故D错误。故选C。
3.(2025·天津市部分区·一模)下列说法正确的是( )
A. 观察者与波源互相靠近时接收到波的频率与波源频率不同
B. 核反应方程,X表示的是中子
C. 根据天然放射现象,卢瑟福提出了原子的核式结构
D. 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
【答案】A
【详解】根据多普勒效应可知,观察者与波源互相靠近时接收到波的频率比波源频率大,故A正确;根据反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒可知,核反应方程,X表示的是质子,故B错误;根据粒子散射实验现象,卢瑟福提出了原子的核式结构,故C错误;原子核发生衰变时要遵守电荷守恒,由于衰变过程释放能量,存在质量亏损,故D错误。故选A。
4.(2025·天津市重点校联考·一模)关于下列四幅图的说法正确的是( )
A. 图甲是α粒子散射实验,α粒子穿过金箔后,多数α粒子发生了大角度的偏转
B. 图乙是光电效应实验,此时张开的验电器带负电,锌板带正电
C. 图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹,其中1为β射线
D. 图丁是核反应堆示意图,其中石墨作为慢化剂的作用是吸收中子
【答案】C
【详解】图甲是α粒子散射实验,α粒子穿过金箔后,少数α粒子发生了大角度偏转,故A错误;图乙是光电效应实验,锌板失去电子,张开的验电器指针和锌板都带正电,故B错误;图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹,根据左手定则,1带负电为β射线,故C正确;核反应堆中石墨起使中子减速作用,故D错误。故选C。
5.(2025·天津市和平区·二模)物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展,下列说法符合事实的是( )
A. 玻尔的原子理论可以解释氢原子光谱的实验规律
B. 托马斯·杨的双缝干涉实验说明光是横波
C. 贝克勒尔发现的天然放射性现象,说明原子具有核式结构
D 普朗克提出光子说,很好地解释了光电效应现象
【答案】A
【详解】玻尔的原子理论可以解释氢原子光谱的实验规律,故A正确;托马斯·杨的双缝干涉实验说明光具有波动性,不能说明光是横波,故B错误;贝克勒尔发现的天然放射性现象,说明原子核具有复杂结构;卢瑟福通过粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构,故C错误;爱因斯坦提出光子说,很好地解释了光电效应现象,故D错误。故选A。
原子核模型
6.(2025·天津市宁河区芦台一中·一模)下列核反应方程中,属于核裂变的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A的衰变生成物里有电子,属于β衰变,故A错误;B反应是用中子轰击重核使重核转变成轻核,属于核裂变反应,故B正确;C反应是轻核聚变,是氢弹的基本反应方程,故C错误;D是用α粒子轰击原子核发生核反应,是原子核的人工转变,是发现质子的方程,故D错误。故选B。
7.(2025·天津市河北区·一模)下列核反应中放出的粒子为中子的是( )
A. 俘获一个粒子,产生并放出一个粒子
B. 俘获一个粒子,产生并放出一个粒子
C. 俘获一个质子,产生并放出一个粒子
D. 俘获一个质子,产生并放出一个粒子
【答案】B
【详解】根据质量数守恒和电荷数守恒,可知粒子的质量数为,电荷数为,为质子,故A错误;根据质量数守恒和电荷数守恒,可知粒子的质量数为,电荷数为
,为中子,故B正确;根据质量数守恒,可知粒子的质量数为,不是中子,故C错误;根据质量数守恒,可知粒子的质量数为,不是中子,故D错误。故选B。
8.(2025·天津市十二区重点校·一模)“核钻石”电池是利用发生β衰变放能发电的新型电池,该电池具有使用寿命长、安全性高的优点。下列说法正确的是( )
A. β衰变放出的电子来自碳原子的核外电子
B. 衰变后生成新核为
C. 升高温度会使的半衰期变短
D. β衰变过程中质量和电荷数守恒
【答案】B
【详解】β衰变放出的电子来自碳原子核内的中子转化为质子时放出的电子,故A错误;根据β衰变的特点,衰变后生成新核质量数不变,电荷数增加1,可知衰变后生成新核为,故B正确;外部因素不会影响的半衰期,故C错误;β衰变过程中质量数和电荷数守恒,但质量不守恒,故D错误故选B。
9.(多选)(2025·天津市武清区杨村一中·一模)烟雾自动报警器的探测器中装有放射性元素,其衰变方程为下列说法正确的是( )
A. 反应前的质量大于反应后的质量之和
B. 冬天气温较低,镅241的衰变速度会变慢
C. 是α粒子,有很强的电离本领
D. 镅241衰变过程要吸收能量,故更稳定
【答案】AC
【详解】核反应释放能量,核反应质量亏损,因此反应前的质量大于反应后与的质量之和,A正确;镅241的衰变速度与外界因素无关,选项B错误;是粒子,有很强的电离本领,选项C正确;镅241衰变过程要放出能量,故比的原子核更稳定,选项D错误。故选AC。
10.(2025·天津市南开区·一模)下列四幅图分别对应四种说法,其中正确的是( )
A. 图甲中铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少四个中子
B. 图乙中氘核和氚核核聚变成氦核并放出一个中子,核反应前后质量守恒
C. 图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时,最多可以放出3种不同频率的光
D. 图丁中为光电效应实验,用不同光照射某金属得到的I-U关系图,则a光频率最高
【答案】C
【详解】铀238核发生α衰变后的产物钍234核,该核反应方程为,铀238核中子数为,钍234核中子数为,可知铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少2个中子,故A错误;氘核和氚核聚变成氦核并放出一个中子,核聚变过程中会释放能量,根据爱因斯坦质能方程可知 ,该反应存在质量亏损,反应前后质量并不守恒,故B错误;一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时,最多可以放出种不同频率的光,故C正确;根据光电效应方程,图丁可知c光遏止电压最大,则c光频率最高,故D错误。故选C。
11.(2025·天津市红桥区·一模)关于下列四幅图的说法正确的是( )
A. 图甲是卢瑟福粒子散射实验,这个实验说明了原子具有核式结构
B. 图乙是光电效应实验,此时张开的验电器带负电,锌板带正电
C. 图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹,其中3为射线
D. 图丁是核反应堆示意图,其中大量原子核发生的是可控的聚变反应
【答案】A
【详解】图甲是卢瑟福粒子散射实验,这个实验说明了原子具有核式结构,故A正确;图乙是光电效应实验,张开的验电器指针和锌板都带正电,故B错误;图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹,由左手定则可知3粒子带正电,为射线,故C错误;图丁是核反应堆示意图,它是利用重核裂变反应释放能量,是可控的重核裂变反应,故D错误。故选A。
12.(2025·天津市和平区·二模)核能是人类高效、清洁的能源选择,能大幅减少碳排放并缓解能源危机。下列关于核能的说法正确的是( )
A. 核子单独存在的总质量小于聚合成原子核的质量
B. 放出核能的核反应,生成物原子核的质量数小于反应物原子核的质量数
C. 因为核聚变安全清洁,因此核电站中利用聚变放出能量
D. 两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加
【答案】D
【详解】核子(质子和中子)单独存在时的总质量大于聚合成原子核后的质量,质量差(质量亏损)转化为结合能释放,故A错误;核反应中质量数守恒,生成物与反应物的质量数总和相等,故B错误;目前核电站利用的是核裂变(如铀-235裂变),而非聚变。尽管聚变更安全清洁,但受控聚变技术尚未实现商用,故C错误;轻核聚变成较大核时,生成核的比结合能(单位核子的结合能)增大,表明核更稳定,能量被释放,故D正确。故选D。
13.(2025·天津市和平区·一模)玉兔二号月球车是完成对月探索的重要工具。玉兔二号上装有核电池,核电池将核反应所释放的核能转换成电能,在漫长寒冷的月夜为玉兔二号提供能量,下列判断正确的是则( )
A. 核反应方程中的X为中子
B. 此反应属于核裂变反应
C. 的比结合能小于的比结合能
D. 月夜的寒冷导致该核反应速度变慢
【答案】C
【详解】根据核反应质量数守恒和电荷数守恒,可知核反应方程中的X的质量数为4,电荷数为2,为粒子,此反应属于衰变,故AB错误;衰变过程释放能量,比结合能增大,即的比结合能小于的比结合能,故C正确; 半衰期只由原子核自身决定,与所处的物理环境无关,故D错误。故选C。
14.(2025·天津市河东区·一模) 自然界中氚()是宇宙射线与上层大气间作用,通过核反应生成的,含量极微,工业上一般用中子轰击获取,核反应为。氚核()具有放射性,其中衰变产生的He核处于高能级,能量不稳定,总衰变方程为,则下列判断正确的是( )
A. 核反应为衰变
B. 氚核衰变中释放的γ光子来自
C. X、Y由原子核释放,因此原子核中含有X、Y粒子
D. X、Y、γ光子三种粒子在真空中传播速度大小相同
【答案】B
【详解】由质量守恒和电荷数守恒,由方程,可知粒子为。由方程
,可知粒子为电子。核反应为人工转变,故A错误;氚核衰变中释放的γ光子来自衰变产生的新核处于激发态向低能级跃迁释放的能量,故B正确;原子核中不含有电子,原子核中不含Y粒子,故C错误;X、Y、γ光子三种粒子真空中γ光子传播速度最大,X最小,故D错误。故选B。
物理学方法
15.(2025·天津市红桥区·一模)下面四幅课本插图中包含的物理思想方法相同的是( )
A. 甲和乙 B. 乙和丙 C. 乙和丁 D. 丙和丁
【答案】D
【详解】甲图是微元法;乙图是放大法;丙图是等效法;丁图中物体的重心也是等效法。故选D。
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