专题12 近代物理（上海专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题12 近代物理 1．（2025·上海·二模）若两个氘核对心碰撞，核反应方程为；，其中氘核的平均结合能为，氦核的平均结合能为，下列说法中正确的是（　　） A．X为质子 B．该核反应释放的核能为 C．该核反应前后核子的总质量相等 D．氦核的平均结合能小于氘核的平均结合能 【答案】B 【详解】A．根据核反应前后质量数守恒、电荷数守恒，可知X的质量数为1，电荷数为0，故X为中子，A错误； B．该核反应释放的核能为，B正确； C．该核反应前后会出现质量亏损，则该核反应前后核子的总质量不相等，C错误； D．生成物比反应物更加稳定，则氦核的平均结合能大于氘核的平均结合能，D错误。 故选C。 2．（2025·上海·二模）2020我国自主研制的万米载人潜水器“奋斗者号”成功在马里亚纳海沟坐底，历时3小时20分下潜深度达到10909米。“奋斗者号”的球形载人舱外壳采用钛合金材料，可以阻挡巨大的海水压强，海水的密度约为1×103kg/m3，g取10m/s2。 我国使用激光焊接复杂钛合金构件的技术和能力已达到世界一流水平。若焊接所用的激光波长为λ，每个激光脉冲中的光子数目为n，已知普朗克常量为h、光速为c，则下列说法正确的是（　　） A．激光的频率为 B．激光光子的动量为 C．激光焊接利用了激光的相干性 D．每个激光脉冲的能量为 【答案】B 【详解】A．根据频率、波长和光速的关系，激光的频率故A错误； B．激光光子的动量 故B正确； C．激光焊接利用的是激光能量高的特点，而非相干性，故C错误； D．单个光子的能量为，每个激光脉冲中的光子数目为n，所以每个激光脉冲的能量，，故D错误。 故选B。 3．（2025·上海金山·二模）氢原子能级图如图所示，a、b、c分别表示原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设在三种跃迁过程中，向外辐射的电磁波波长分别为λa、λb、λc。 （1）当氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，该氢原子___________。 A．放出光子，核外电子的动能增加 B．放出光子，核外电子的动能减少 C．吸收光子，核外电子的动能增加 D．吸收光子，核外电子的动能减少 （2）三种跃迁所辐射出的电磁波中，波长最长的是___________。 A．Λa B．λb C．λc （3）若a跃迁中辐射出的光子能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为0.4eV，则该金属的逸出功W=___________eV。 【答案】 A C 9.8 【详解】（1）当氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，从高能级跃迁到低能级，氢原子的能量减小，放出光子；根据库仑力提供向心力得 可得核外电子的动能为可知氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，核外电子的动能增加。 故选A。 （2）由跃迁途径可知，三种跃迁过程中，c对应的能量差最小，辐射的光子能量最小，根据 可知三种跃迁所辐射出的电磁波中，波长最长的是λc。 故选C。 （3）a跃迁中辐射出的光子能量为 若a跃迁中辐射出的光子能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为0.4eV，根据光电效应方程可得 可得该金属的逸出功 4．（2025·上海金山·二模）我国核电工业历经艰辛，已具一定规模。核电站采用铀235作为燃料进行发电。 （1）某次铀235裂变的核反应方程为：，式中A为___________，Z为___________。 （2）如图反映了元素原子核的平均结合能随核子数变化的关系，图中最稳定的原子核是___________。 A．Li核 B．Kr核 C．Ba核 D．U核 【答案】 92 36 B 【详解】（1）[1]根据质量数守恒得 根据质子数守恒得 [2]因为平均结合能越大原子核越稳定，由元素原子核的平均结合能随核子数变化的关系图可知，核最稳定。 故选B。 碳14 近期我国首次批量生产出碳14打破了国外长期垄断该项关键技术的局面。碳14是碳的唯一一种天然放射性同位素，广泛存在于地球环境中，生物体通过呼吸和摄取食物，保持自身碳14含量与所处自然环境相等且恒定。 5．（2025·上海闵行·二模）写出碳14发生衰变的方程：___________+___________。 6．（2025·上海闵行·二模）“碳14测年”在考古学中被用于鉴定有机文物的年代。当生物体死亡后，碳14开始衰变，含量越来越少，可据其比例计算出文物年代。但此方法只能鉴定5万年以内的样本。 （1）（论述）下图为碳14剩余质量与原质量比例随时间变化的规律，据此解释为何“碳14测年”只能鉴定5万年以内的样品。 （2）（计算）“加速器质谱法”可测量样本中碳的三种同位素的比例。首先需要提取样品中的碳，转化为碳原子核，从点由静止经电场加速，再经磁场偏转可分离成三束单独的离子流，分别打在底片的点，其过程可简化如下图。打到的是哪个点？距离之比是多少？ 【答案】5． 6．（1）见解析；（2）N3； 【详解】5．[1][2]根据衰变过程中质量数和电荷数守恒有 6．（1）碳 14 的半衰期约为 5730 年，放射性随时间按指数规律衰减。生物体死亡后不再摄取新的碳 14，其体内碳 14 不断衰变，时间越久剩余量越少。当样本年代超过数万年后，样本中碳 14 的含量已极微弱，超出常规仪器的测量精度，故只能鉴定 5 万年以内的样本。 （2）设加速电压为U，根据动能定理可得 在磁场中，粒子受到的洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力，则 粒子打在照相底片上的位置到入射点之间的距离为 由于的比荷较小，则打到的是N3； 的距离之比 7．（2025·上海闵行·二模）原子的核式结构模型有些类似太阳系，原子核犹如太阳，电子犹如行星，所以也被称为原子的“行星模型”。 （1）类比太阳系，以无穷远处为零势能面，氢原子中电子与氢原子核间静电相互作用的电势能为为静电力常量，为电子轨道半径）( ) A． B． C． D． （2）氢原子的核外电子吸收电磁波从一个轨道跃迁至另一轨道，关于电子绕核运动的动能，原子的电势能，以及动能和电势能的总和说法正确的是( ) A．动能增大，电势能减小，总和不变 B．动能减小，电势能增大，总和不变 C．动能减小，电势能增大，总和增大 【答案】 B C 【详解】（1）电子与氢原子核之间的静电力 类比引力势能可知，氢原子中电子与氢原子核间静电相互作用的电势能为 故选B。 （2）根据玻尔理论，原子吸收光子后，原子的总能量增大，核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道，核外电子做圆周运动的向心力由库仑力提供，电子与原子核的距离变大，库仑力减小，电子圆周运动的速度减小，动能减小，跃迁到较远的轨道时，库仑力做负功，电势能增大。 故选C。 8．（2025·上海闵行·二模）如图为氢原子在可见光区的四条谱线、、、。对于四条谱线，下列说法中正确的是（　　） A．在同一介质中，的速度最大 B．由同一介质射入空气，的临界角最小 C．更容易发生衍射现象 D．对应的光子动量最小 【答案】ACD 【详解】A．由图可知，的波长最长，频率最小，折射率最小，根据可知，在同一种介质中，的速度最大，A正确； B．由于折射率最小，根据可知，由同一种介质进入空气，临界角最大，B错误； C．由于波长最长，更容易发生衍射现象，C正确； D．根据可知，的波长最长，其对应光子的动量最小，D正确。 9．（2025·上海闵行·二模）（计算）为解释氢原子光谱，玻尔在“行星模型”的基础上，引入量子化的概念，认为原子只能处于不连续的轨道和能量状态中。已知氢原子核外电子第1条（量子数）轨道半径，普朗克常量，求它从量子数的激发态跃迁到基态，向外辐射的电磁波的波长。（结果保留3位有效数字） 【答案】 【详解】对核外电子，根据牛顿第二定律则有 结合动能公式可得，电子的动能 类比引力势能可得电子的势能 故电子的能量为 则氢原子核外量子数为的电子的能量为 氢原子核外量子数为n时的电子的能量为 故量子数为电子的能量 根据玻尔理论则有 代入数据解得 10．（2025·上海浦东·二模）检测到地球大气中有两种电磁波。一种是Γ波，波长λ=3×10-6m；一种是Π波，波长λ'=1×10-7m。 (1)用Γ波做双缝干涉实验，保持屏到缝的距离不变，则双缝间距更小时获得的图样是（　　） A． B． C． D． (2)若波长为740nm的红光照射某金属恰能发生光电效应现象，则________能使该金属发生光电效应现象。 A．仅Γ波 B．仅Π波 C．两种波都 D．两种波都不 (3)真空中光速c=3×108m/s，则Γ波的传播周期为_________s。真空中捕捉到Γ波部分波形如图所示，则波在A、B两点之间传播需要_________s。 【答案】(1)A (2)B (3) 1×10-14 7.5×10-15 【详解】（1）根据条纹间距公式 可知，双缝间距更小时，则条纹间距变大，即获得的干涉条纹为等间距、明暗相间、亮度相同的条纹。 故选A。 （2）由于 所以红光的频率小于Π波的频率，大于Γ波的频率，若红光照射某金属恰能发生光电效应现象，则仅Π波能使该金属发生光电效应现象。 故选B。 （3）[1]真空中光速c=3×108m/s，则Γ波的传播周期为 [2]由图可得 11．（2025·上海普陀·二模）云室置于垂直纸面向里的匀强磁场中，云室中一静止的原子核X发生了一次衰变，其衰变产物为新的原子核Y和粒子Z。观察到Y、Z在磁场中的运动轨迹是互为外切的圆，如图所示，同时测得两个圆的半径之比，普朗克常量，元电荷。 （1）粒子Z是______； A．B．C．D． （2）若原子核X衰变时，释放出一种频率为的光子，那么这种光子照射在逸出功为4.52eV的金属钨上，逸出光电子的最大初动能为______eV； （3）原子核X的核电荷数为______。 【答案】 A 0.43eV 86 【详解】（1）静止的原子核X发生了一次衰变，根据动量守恒定律可知，衰变后的两粒子速度方向相反；两粒子在磁场中的运动轨迹是互为外切的圆，可见两粒子电性相同，故发生的衰变应为衰变，故选A。 （2）光子的能量为 ，这种光子照射在金属钨上，逸出光电子的最大初动能为 （3）原子核Y和粒子Z在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，可得， 解得 根据动量守恒定律可知，原子核Y和粒子Z的动量大小相等。故转动半径R与电荷量q成反比，粒子Z的电荷数是2，原子核Y的电荷数应是，原子核X的核电荷数为。 12．（2025·上海青浦·二模）密立根通过实验研究了钠的遏止电压与入射光频率之间的关系，其结果验证了光子说的正确性，实验结果如图。由图可得钠的截止频率为_____，该图像可计算出的普朗克常量_____。（保留三位有效数字） 【答案】12． 【详解】12．[1][2]根据爱因斯坦光电效应方程 根据动能定理可得 联立可得遏止电压与入射光频率关系为 由题图横轴截距可知钠的截止频率为图像的斜率为 可得普朗克常量为 13．（2025·上海松江·二模）正电子发射断层扫描（PET）是一种基于放射性同位素衰变的核医学成像技术，它的基本原理是：将放射性示踪剂注入人体，在人体内衰变放出正电子。 （1）的衰变方程为____________________________。 （2）如图为在0~100min的衰变图像画出100~300min的图像（横坐标t表示时间，纵坐标表示任意时刻的原子数N与时的原子数之比）________。 【答案】 （1）根据题意，由质量数守恒和电荷数守恒可得的衰变方程为。 （2）根据题意，结合图像可知，的半衰期为，画出100~300min的图像如图所示 14．（2025·上海松江·二模）光电效应和康普顿效应揭示光具有粒子性，表明光既有能量又有动量。普朗克常量为h，光速为c，电子电荷量为e。 （1） 如图为金属钠的遏止电压Uc与入射光频率v的关系。则图线的斜率为？ （2） （论证）一个光子的频率为、波长为λ，与一个质量为m的静止电子发生弹性碰撞。假设：碰撞前后，电子质量和光子速度方向都保持不变。该假设是否合理？求解假设情景下碰撞后电子的速度来论证你的观点。 【答案】；不合理，见解析 （1）根据爱因斯坦光电效应方程 化简可得 则图像图线的斜率为 （2）若碰撞前后光子方向和频率（即能量与动量）均不变，则光子动量没有发生变化；但电子若获得动量又无法从光子获得，则违背动量守恒，故该假设不合理。 根据动量守恒定律 根据能量守恒 解得 与相对论相矛盾，故不合理。 15．（2025·上海徐汇·二模）我们接收到的恒星星光的光谱多为吸收光谱，其形式为（　　） A．B．C． 【答案】B 【详解】恒星光谱在大范围内接近连续分布，但由于恒星大气中某些原子的吸收作用，会在连续背景上出现若干吸收线(暗线)，因此属于“在连续谱背景上带暗线”的吸收光谱。选项A所示为线状谱，选项B所示为吸收状谱，选项C所示为连续谱。 故选B。 16．（2025·上海徐汇·二模）由于光电效应，太空望远镜很容易在太阳辐射下带_________（填写电荷种类）。望远镜表层与无穷远处的电势差在增大为U后将保持不变，已知太阳辐射中频率大于的电磁波的影响均可忽略，普朗克常数为h，元电荷为e，望远镜表层材料发生光电效应的极限频率为，则_________。 【答案】 正电 【详解】[1] 望远镜在太阳辐射下易因光电效应而失去电子，故会带正电。 [2]当望远镜表面的正电累积到一定程度后，被剥离电子所能获得的最大动能恰好被表面与无穷远之间的电势差所抵消，电势差保持稳定。由光电效应方程 又 得 。 17．（2025·上海徐汇·二模）1930年，科学家发现用从钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不带电、穿透能力很强的未知射线。如图所示，这种射线能从富含氢原子的石蜡中轰击出质子。不考虑质子间相互作用及相对论效应，实验环境可视为真空。 发现中子的核反应方程是_________。 【答案】 【详解】α射线轰击铍，产生不带电的射线是中子，根据质量数与核电荷数守恒可知，其核反应方程为 18．（2025·上海徐汇·二模）1930年，科学家发现用从钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不带电、穿透能力很强的未知射线。如图所示，这种射线能从富含氢原子的石蜡中轰击出质子。不考虑质子间相互作用及相对论效应，实验环境可视为真空。 如图所示，若使石蜡中打出的质子通过障板上的小孔o进入一磁感应强度为B的匀强磁场区域。质子在磁场中偏转后落回障板。 （1）质子的落点将( ) A．仅散布于间 B．仅散布于间 C．在间均有分布 （2）已知质子的质量为，电量为e，测得质子落点与小孔o之间在沿图中方向上的最大距离为D。则质子进入磁场时的最大速度大小_________。 （3）对质量为、动能为E的质子，其德布罗意波长（远小于孔径）可表示为( ) A． B． C． 【答案】 A C 【详解】（1）根据左手定则可知，质子在磁场在偏转后散落在间。 故选A。 （2）由于质子落点与小孔o之间在沿图中方向上的最大距离为D，故质子圆周运动的半径 洛伦兹力提供向心力，则有 解得 （3）设质子加速后的速度为，则有 根据德布罗意波长公式 联立解得 故选C。 19．（2025·上海杨浦·二模）电磁波的产生 不同波长的电磁波有不同的应用，其产生机理也各不相同。把各类电磁波按波长大小排成一列，称为电磁波谱，如图所示。 如图所示为氢原子的能级图，已知氢原子从的激发态直接跃迁到的能级时发出蓝光。普朗克常量。 （1）氢原子从的激发态直接跃迁到的能级时可能发出( ) A．红外线 B．红光 C．紫光 D．紫外线 （2）对上述（1）中的选择做出解释______。 20．（2025·上海杨浦·二模）一个中子与某原子核结合成一个氘核（）并放出能量为的光子。 （1）该原子核中_______，_______。 （2）已知中子质量为，质子质量为，真空中的光速为，则氘核的平均结合能为_______。 【答案】19． B 见解析 20． 1 1 【详解】19.（1）已知氢原子从的激发态直接跃迁到的能级时发出蓝光。氢原子从跃迁到的能级差小于从跃迁到的能级差，因此发出的光子能量较低，波长较长，且为可见光，蓝光的波长较短，红光波长较长，故可能发出红光。 故选B。 （2）氢原子从跃迁到的能级差小于从跃迁到的能级差，因此发出的光子能量较低，波长较长，且为可见光，蓝光的波长较短，红光波长较长，故可能发出红光。 20．（1）[1][2]核反应方程为 由质量数守恒、电荷数守恒有， 解得， （2）由上述分析可知为质子，已知中子质量为，质子质量为，真空中的光速为，则氘核的结合能为 氘核的平均结合能为 21．（2025·上海杨浦·二模）科学家发现某恒星发出某一固定频率的光。如图所示，将这种频率的光通过窗口C入射到抽成真空的容器内的金属板K上。已知电子电荷量为e，普朗克常量为h，金属板材料的截止频率为。 （1）为测量饱和光电流 ①将单刀双掷开关S置于( ) A．位置1 B．位置2 ②移动滑动变阻器的滑片，当光电流达到最大值时电流表的示数为，可估算单位时间内到达A板的电子数约为_______。 （2）将单刀双掷开关S置于另一位置来测量光的频率。 ①移动滑动变阻器的滑片，使_______，此时另一个电表的示数为X； ②光的频率表达式为_______。 【答案】 B 电流表示数为0 【详解】（1）[1]要测量饱和光电流，需在光电管两端加正向电压，使光电子能顺利从K板到达A板 。当单刀双掷开关S置于位置2 时，电源给光电管加正向电压，能使光电流达到饱和。 故选B。 [2]单位时间内到达A板的电子数所带电荷量即为电流值，即有 单位时间内到达A板的电子数约为 （2）[1]将单刀双掷开关S置于位置1时，光电管加反向电压。当移动滑动变阻器滑片，使反向电压增大到某一值时，具有最大初动能的光电子也恰好不能到达A板，此时光电流为零（即电流表示数为0），这个反向电压就是遏止电压 。 [2]根据光电效应方程 因为 联立解得光的频率表达式 22．（2025·上海宝山·二模）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生属于巴尔末系的四种可见光，其光谱如图所示。 (1)巴尔末系谱线波长经验公式是 （式中n=3，4，5，…）。公式中n取6时可算得Hδ谱线的波长，则要计算Hα谱线的波长，n应取（    ） A．3 B．5 C．7 D．9 (2)如图所示，保持阴极K的材料不变，分别用Hδ和Hγ两种光照射阴极K，都能产生光电效应。则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随A、K两极间电压U变化关系的图像是（    ） A． B． C． D． 【答案】(1)A (2)D 【详解】（1）由可知，越大越小，Hα谱线对应的波长最大，最小，即应取3。 故选A。 （2）Hδ比Hγ对应的波长小，频率大，所以当时用这两种光照射阴极K，Hδ对应的光电子的初动能的最大值比Hγ大，光电子由阴极K运动到阳极A过程中，电场力对两种光对应的光电子做功相同，所以，当U不同时，两种光对应的光电子到达阳极时动能最大值的差值不变，两图像平行。 故选D。 23．（2025·上海宝山·二模）太阳内部所发生的核聚变反应称为 p-p 循环，其中一个核聚变方程为：_____。请在该核聚变方程的横线处填写正确的内容。 【答案】 【详解】根据反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒可知核聚变方程为 24．（2025·上海宝山·二模）轻核结合成质量较大的原子核的核反应称为核聚变，核聚变可以产生大量能量。在核聚变反应中轻核的平均结合能______（选择：A．大于   B．等于   C．小于）质量较大原子核的平均结合能。 【答案】C 【详解】轻核结合成质量较大的原子核时释放能量，原子核变得更加稳定，平均结合能变大，所以在核聚变反应中轻核的平均结合能小于质量较大原子核的平均结合能。 19、20世纪，科学家们开创性地使用了许多新的实验设备和手段，一步步地揭开微观世界的神秘面纱，也揭示了光的本性。 25．（2025·上海崇明·二模）粒子是（　　） A．分子 B．原子 C．原子核 D．光子 26．（2025·上海崇明·二模）关于卢瑟福原子核式结构模型的表述下列说法不正确的是（　　） A．原子的中心有一个很小的核，叫原子核 B．原子核由质子和中子组成 C．电子在核外空间绕核旋转 D．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内 27．（2025·上海崇明·二模）粒子轰击铝原子核后发生核反应，完成其核反应方程________。其中铝原子核（）内有________个中子。 【答案】25．C 26．B 27． 14 【详解】25．粒子是原子核，故选C。 26．卢瑟福原子核式结构模型的表述内容：原子的中心有一个很小的核，叫原子核；电子在核外空间绕核旋转；且原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内。原子核由质子和中子组成在表述中没有提及，该部分是查德威克发现中子后提出的核子模型。 故选B。 27．[1]粒子轰击铝原子核后发生核反应，根据质量数和电荷数守恒，其核反应方程为 [2]其中铝原子核（）内有个中子。 28．（2025·上海奉贤·二模）。 (1)钴60衰变产生的γ射线可用于治疗，其衰变方程为X+。钴60衰变过程中任意时刻的质量m与初始时刻的质量m0的比值随时间t的变化规律如图所示。 ①X的中子数为______。 ②钴60的半衰期为______ A．t1 B．t2 C． D．t2−t1 【答案】(1) 32 D 【详解】（1）①X的质量数为， X的质子数为， X的中子数为 ②质量m与初始时刻的质量m0的比值从到即衰变一半的时间为 故选D。 29．（2025·上海奉贤·二模）(3)一种利用光电效应原理工作的电源，简化结构如图所示。A电极为有小缺口的无色透明导电球壳，K电极为放置在球壳中心的金属球，K电极的引线与球壳缺口之间不接触、不放电。现用频率为ν的激光照射装置，仅K电极表面有电子逸出并向A电极运动。忽略光电子的重力及之间的相互作用。已知激光穿过A电极时光子频率不变，K电极金属材料的逸出功为W，电子电荷量为−e，光速为c，普朗克常量为h。 ①入射激光的一个光子动量p=______。 ②两电极K、A之间的最大电压UkAm=______。 【答案】 【详解】（[1]根据 可知一个光子动量 [2]随着K电极逸出的光电子运动到A电极，A、K之间的电压逐渐增大，当K电极正指A电极逸出的动能最大的光电子恰好运动不到A电极时，两极之间的电压达到最大，对动能最大的光电子的运动过程由动能定理有 由爱因斯坦光电效应方程有 解得 30．（2025·上海嘉定·二模）图为α粒子轰击氮核的云室照片，两分叉的径迹中，短而粗的是的径迹。写出卢瑟福发现质子的核反应方程：______。 【答案】 【详解】由质量数守恒和核电荷数守恒可知，卢瑟福发现质子的核反应方程为 光能够直线传播，也能发生反射、折射、全反射、衍射、干涉等现象。 31．（2025·上海嘉定·二模）当光照射到物体表面上，光子会被反射或者吸收，此时对物体表面就会产生压强，这个压强被称为“光压”。某激光器功率为P，发射出波长为λ的激光。假设这束光垂直照射到物体表面时，光子全部被垂直反射。如图所示为Δt时间内光子束的“柱状模型”，已知光束横截面积为S，普朗克常量为h，光速为c。 （1）一个光子反射前后，动量变化量Δp为______。 （2）Δt时间内到达物体表面的光子数n为______。 （3）求激光束对物体表面产生的光压Y____。（用P、S、c表示） 【答案】 【详解】（1）一个光子发射前后，动量变化量为 （2）Δt时间内激光器发射的激光的能量为 光子的能量为 可得Δt时间内到达物体表面的光子数n为 （3）设该激光作用在物体表面时产生的压力为，根据牛顿第三定律可知，物体表面对激光的力大小也为，由动量定理 激光束对物体表面产生的光压为 联立可得 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题12 近代物理 1．（2025·上海·二模）若两个氘核对心碰撞，核反应方程为；，其中氘核的平均结合能为，氦核的平均结合能为，下列说法中正确的是（　　） A．X为质子 B．该核反应释放的核能为 C．该核反应前后核子的总质量相等 D．氦核的平均结合能小于氘核的平均结合能 2．（2025·上海·二模）2020我国自主研制的万米载人潜水器“奋斗者号”成功在马里亚纳海沟坐底，历时3小时20分下潜深度达到10909米。“奋斗者号”的球形载人舱外壳采用钛合金材料，可以阻挡巨大的海水压强，海水的密度约为1×103kg/m3，g取10m/s2。 我国使用激光焊接复杂钛合金构件的技术和能力已达到世界一流水平。若焊接所用的激光波长为λ，每个激光脉冲中的光子数目为n，已知普朗克常量为h、光速为c，则下列说法正确的是（　　） A．激光的频率为 B．激光光子的动量为 C．激光焊接利用了激光的相干性 D．每个激光脉冲的能量为 3．（2025·上海金山·二模）氢原子能级图如图所示，a、b、c分别表示原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设在三种跃迁过程中，向外辐射的电磁波波长分别为λa、λb、λc。 （1）当氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，该氢原子___________。 A．放出光子，核外电子的动能增加 B．放出光子，核外电子的动能减少 C．吸收光子，核外电子的动能增加 D．吸收光子，核外电子的动能减少 （2）三种跃迁所辐射出的电磁波中，波长最长的是___________。 A．Λa B．λb C．λc （3）若a跃迁中辐射出的光子能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为0.4eV，则该金属的逸出功W=___________eV。 4．（2025·上海金山·二模）我国核电工业历经艰辛，已具一定规模。核电站采用铀235作为燃料进行发电。 （1）某次铀235裂变的核反应方程为：，式中A为___________，Z为___________。 （2）如图反映了元素原子核的平均结合能随核子数变化的关系，图中最稳定的原子核是___________。 A．Li核 B．Kr核 C．Ba核 D．U核 碳14 近期我国首次批量生产出碳14打破了国外长期垄断该项关键技术的局面。碳14是碳的唯一一种天然放射性同位素，广泛存在于地球环境中，生物体通过呼吸和摄取食物，保持自身碳14含量与所处自然环境相等且恒定。 5．（2025·上海闵行·二模）写出碳14发生衰变的方程：___________+___________。 6．（2025·上海闵行·二模）“碳14测年”在考古学中被用于鉴定有机文物的年代。当生物体死亡后，碳14开始衰变，含量越来越少，可据其比例计算出文物年代。但此方法只能鉴定5万年以内的样本。 （1）（论述）下图为碳14剩余质量与原质量比例随时间变化的规律，据此解释为何“碳14测年”只能鉴定5万年以内的样品。 （2）（计算）“加速器质谱法”可测量样本中碳的三种同位素的比例。首先需要提取样品中的碳，转化为碳原子核，从点由静止经电场加速，再经磁场偏转可分离成三束单独的离子流，分别打在底片的点，其过程可简化如下图。打到的是哪个点？距离之比是多少？ 7．（2025·上海闵行·二模）原子的核式结构模型有些类似太阳系，原子核犹如太阳，电子犹如行星，所以也被称为原子的“行星模型”。 （1）类比太阳系，以无穷远处为零势能面，氢原子中电子与氢原子核间静电相互作用的电势能为为静电力常量，为电子轨道半径）( ) A． B． C． D． （2）氢原子的核外电子吸收电磁波从一个轨道跃迁至另一轨道，关于电子绕核运动的动能，原子的电势能，以及动能和电势能的总和说法正确的是( ) A．动能增大，电势能减小，总和不变 B．动能减小，电势能增大，总和不变 C．动能减小，电势能增大，总和增大 8．（2025·上海闵行·二模）如图为氢原子在可见光区的四条谱线、、、。对于四条谱线，下列说法中正确的是（　　） A．在同一介质中，的速度最大 B．由同一介质射入空气，的临界角最小 C．更容易发生衍射现象 D．对应的光子动量最小 9．（2025·上海闵行·二模）（计算）为解释氢原子光谱，玻尔在“行星模型”的基础上，引入量子化的概念，认为原子只能处于不连续的轨道和能量状态中。已知氢原子核外电子第1条（量子数）轨道半径，普朗克常量，求它从量子数的激发态跃迁到基态，向外辐射的电磁波的波长。（结果保留3位有效数字） 10．（2025·上海浦东·二模）检测到地球大气中有两种电磁波。一种是Γ波，波长λ=3×10-6m；一种是Π波，波长λ'=1×10-7m。 (1)用Γ波做双缝干涉实验，保持屏到缝的距离不变，则双缝间距更小时获得的图样是（　　） A． B． C． D． (2)若波长为740nm的红光照射某金属恰能发生光电效应现象，则________能使该金属发生光电效应现象。 A．仅Γ波 B．仅Π波 C．两种波都 D．两种波都不 (3)真空中光速c=3×108m/s，则Γ波的传播周期为_________s。真空中捕捉到Γ波部分波形如图所示，则波在A、B两点之间传播需要_________s。 11．（2025·上海普陀·二模）云室置于垂直纸面向里的匀强磁场中，云室中一静止的原子核X发生了一次衰变，其衰变产物为新的原子核Y和粒子Z。观察到Y、Z在磁场中的运动轨迹是互为外切的圆，如图所示，同时测得两个圆的半径之比，普朗克常量，元电荷。 （1）粒子Z是______； A．B．C．D． （2）若原子核X衰变时，释放出一种频率为的光子，那么这种光子照射在逸出功为4.52eV的金属钨上，逸出光电子的最大初动能为______eV； （3）原子核X的核电荷数为______。 12．（2025·上海青浦·二模）密立根通过实验研究了钠的遏止电压与入射光频率之间的关系，其结果验证了光子说的正确性，实验结果如图。由图可得钠的截止频率为_____，该图像可计算出的普朗克常量_____。（保留三位有效数字） 13．（2025·上海松江·二模）正电子发射断层扫描（PET）是一种基于放射性同位素衰变的核医学成像技术，它的基本原理是：将放射性示踪剂注入人体，在人体内衰变放出正电子。 （1）的衰变方程为____________________________。 （2）如图为在0~100min的衰变图像画出100~300min的图像（横坐标t表示时间，纵坐标表示任意时刻的原子数N与时的原子数之比）________。 14．（2025·上海松江·二模）光电效应和康普顿效应揭示光具有粒子性，表明光既有能量又有动量。普朗克常量为h，光速为c，电子电荷量为e。 （1） 如图为金属钠的遏止电压Uc与入射光频率v的关系。则图线的斜率为？ （2） （论证）一个光子的频率为、波长为λ，与一个质量为m的静止电子发生弹性碰撞。假设：碰撞前后，电子质量和光子速度方向都保持不变。该假设是否合理？求解假设情景下碰撞后电子的速度来论证你的观点。 15．（2025·上海徐汇·二模）我们接收到的恒星星光的光谱多为吸收光谱，其形式为（　　） A．B．C． 16．（2025·上海徐汇·二模）由于光电效应，太空望远镜很容易在太阳辐射下带_________（填写电荷种类）。望远镜表层与无穷远处的电势差在增大为U后将保持不变，已知太阳辐射中频率大于的电磁波的影响均可忽略，普朗克常数为h，元电荷为e，望远镜表层材料发生光电效应的极限频率为，则_________。 17．（2025·上海徐汇·二模）1930年，科学家发现用从钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不带电、穿透能力很强的未知射线。如图所示，这种射线能从富含氢原子的石蜡中轰击出质子。不考虑质子间相互作用及相对论效应，实验环境可视为真空。 发现中子的核反应方程是_________。 18．（2025·上海徐汇·二模）1930年，科学家发现用从钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不带电、穿透能力很强的未知射线。如图所示，这种射线能从富含氢原子的石蜡中轰击出质子。不考虑质子间相互作用及相对论效应，实验环境可视为真空。 如图所示，若使石蜡中打出的质子通过障板上的小孔o进入一磁感应强度为B的匀强磁场区域。质子在磁场中偏转后落回障板。 （1）质子的落点将( ) A．仅散布于间 B．仅散布于间 C．在间均有分布 （2）已知质子的质量为，电量为e，测得质子落点与小孔o之间在沿图中方向上的最大距离为D。则质子进入磁场时的最大速度大小_________。 （3）对质量为、动能为E的质子，其德布罗意波长（远小于孔径）可表示为( ) A． B． C． 19．（2025·上海杨浦·二模）电磁波的产生 不同波长的电磁波有不同的应用，其产生机理也各不相同。把各类电磁波按波长大小排成一列，称为电磁波谱，如图所示。 如图所示为氢原子的能级图，已知氢原子从的激发态直接跃迁到的能级时发出蓝光。普朗克常量。 （1）氢原子从的激发态直接跃迁到的能级时可能发出( ) A．红外线 B．红光 C．紫光 D．紫外线 （2）对上述（1）中的选择做出解释______。 20．（2025·上海杨浦·二模）一个中子与某原子核结合成一个氘核（）并放出能量为的光子。 （1）该原子核中_______，_______。 （2）已知中子质量为，质子质量为，真空中的光速为，则氘核的平均结合能为_______。 21．（2025·上海杨浦·二模）科学家发现某恒星发出某一固定频率的光。如图所示，将这种频率的光通过窗口C入射到抽成真空的容器内的金属板K上。已知电子电荷量为e，普朗克常量为h，金属板材料的截止频率为。 （1）为测量饱和光电流 ①将单刀双掷开关S置于( ) A．位置1 B．位置2 ②移动滑动变阻器的滑片，当光电流达到最大值时电流表的示数为，可估算单位时间内到达A板的电子数约为_______。 （2）将单刀双掷开关S置于另一位置来测量光的频率。 ①移动滑动变阻器的滑片，使_______，此时另一个电表的示数为X； ②光的频率表达式为_______。 22．（2025·上海宝山·二模）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生属于巴尔末系的四种可见光，其光谱如图所示。 (1)巴尔末系谱线波长经验公式是 （式中n=3，4，5，…）。公式中n取6时可算得Hδ谱线的波长，则要计算Hα谱线的波长，n应取（    ） A．3 B．5 C．7 D．9 (2)如图所示，保持阴极K的材料不变，分别用Hδ和Hγ两种光照射阴极K，都能产生光电效应。则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随A、K两极间电压U变化关系的图像是（    ） A． B． C． D． 23．（2025·上海宝山·二模）太阳内部所发生的核聚变反应称为 p-p 循环，其中一个核聚变方程为：_____。请在该核聚变方程的横线处填写正确的内容。 24．（2025·上海宝山·二模）轻核结合成质量较大的原子核的核反应称为核聚变，核聚变可以产生大量能量。在核聚变反应中轻核的平均结合能______（选择：A．大于   B．等于   C．小于）质量较大原子核的平均结合能。 19、20世纪，科学家们开创性地使用了许多新的实验设备和手段，一步步地揭开微观世界的神秘面纱，也揭示了光的本性。 25．（2025·上海崇明·二模）粒子是（　　） A．分子 B．原子 C．原子核 D．光子 26．（2025·上海崇明·二模）关于卢瑟福原子核式结构模型的表述下列说法不正确的是（　　） A．原子的中心有一个很小的核，叫原子核 B．原子核由质子和中子组成 C．电子在核外空间绕核旋转 D．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内 27．（2025·上海崇明·二模）粒子轰击铝原子核后发生核反应，完成其核反应方程________。其中铝原子核（）内有________个中子。 28．（2025·上海奉贤·二模）。 (1)钴60衰变产生的γ射线可用于治疗，其衰变方程为X+。钴60衰变过程中任意时刻的质量m与初始时刻的质量m0的比值随时间t的变化规律如图所示。 ①X的中子数为______。 ②钴60的半衰期为______ A．t1 B．t2 C． D．t2−t1 29．（2025·上海奉贤·二模）(3)一种利用光电效应原理工作的电源，简化结构如图所示。A电极为有小缺口的无色透明导电球壳，K电极为放置在球壳中心的金属球，K电极的引线与球壳缺口之间不接触、不放电。现用频率为ν的激光照射装置，仅K电极表面有电子逸出并向A电极运动。忽略光电子的重力及之间的相互作用。已知激光穿过A电极时光子频率不变，K电极金属材料的逸出功为W，电子电荷量为−e，光速为c，普朗克常量为h。 ①入射激光的一个光子动量p=______。 ②两电极K、A之间的最大电压UkAm=______。 30．（2025·上海嘉定·二模）图为α粒子轰击氮核的云室照片，两分叉的径迹中，短而粗的是的径迹。写出卢瑟福发现质子的核反应方程：______。 31．（2025·上海嘉定·二模）当光照射到物体表面上，光子会被反射或者吸收，此时对物体表面就会产生压强，这个压强被称为“光压”。某激光器功率为P，发射出波长为λ的激光。假设这束光垂直照射到物体表面时，光子全部被垂直反射。如图所示为Δt时间内光子束的“柱状模型”，已知光束横截面积为S，普朗克常量为h，光速为c。 （1）一个光子反射前后，动量变化量Δp为______。 （2）Δt时间内到达物体表面的光子数n为______。 （3）求激光束对物体表面产生的光压Y____。（用P、S、c表示） / 学科网（北京）股份有限公司 $$