小题精练17 光电效应 波尔能级 核反应 核能 -2026届高考物理三轮题型突破限时精练

小题精练17 光电效应 波尔能级 核反应 核能 一、光电效应及其规律 1.爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。 2.最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。 3.逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。 4.Ek-ν图线：是一条倾斜直线，但不过原点，如图所示。 (1)横轴截距表示极限频率； (2)纵轴截距的绝对值表示逸出功； (3)图线的斜率表示普朗克常量h。 二、玻尔理论的理解与计算 三、原子核的衰变 四、核反应类型及核反应方程 五、核能的计算 1、应用质能方程解题的流程图 书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE＝Δmc2计算释放的核能 (1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”． (2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”． 2、利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算． 【例题1】（2026·江苏·一模）光电倍增管是利用光电效应将微弱光信号转换为电信号的器件。如图所示，光照射光阴极时发射光电子，光电子经过打拿极间的电压U加速后在下一级打拿极激发出更多电子。经多级倍增后形成可检测的电流。已知光阴极材料的逸出功为W0，入射光频率为，元电荷为e，普朗克常量为h，若忽略电子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．仅增大入射光频率，则检测到的电流将增大 B．入射光频率低于截止频率，仍能产生光电流 C．电子到达第一个打拿极时的动能一定等于 D．光电子从光阴极表面逸出时的最大初动能为 【例题2】（2025·广西贵港·模拟预测）原来静止的原子核质量为，处在区域足够大的匀强磁场中，经衰变后变成质量为的原子核，粒子的质量为，已知粒子的速度垂直于磁场，且动能为，假定原子核衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，正确的是（　　） A．原子核与粒子在磁场中运动的周期之比为 B．原子核与粒子在磁场中运动的半径之比为 C．此衰变过程中的质量亏损为 D．此衰变过程中释放的核能为 1. （2026·重庆·一模）某科技馆展示了一种光控音箱，其简化结构如图所示，电源a端为正极，与喇叭连接的放大电路可以将微小电流放大。用绿光束照射光电管，喇叭会发出声音，照射光亮暗的变化会影响声音的大小。下列说法正确的有（　　） A．将电源正极负极对调，喇叭声音会变小或无法发声 B．若仅将绿光换成紫光，喇叭不能发声 C．该实验的原理是电磁感应 D．若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，喇叭声音一定变大 2. （2026·江苏·一模）在学科节活动中展示的“激光传音”装置如图所示。将激光器通过数据线与音乐播放器相连，激光器根据音乐的节奏发射激光，激光照射在光电管阴极K上产生光电子，光电子经电场加速形成光电流，光电流经过放大电路放大并驱动扬声器工作。以下关于该装置说法中正确的是（　　） A．图中a端连接的是电源的正极 B．扬声器发出声音的频率等于激光的频率 C．声音频率大于光电管截止频率才能工作 D．变阻器滑片向右移动输出声音一定增大 3. （2026·湖南·一模）爱因斯坦这样评价普朗克的贡献：“普朗克常量的发现成为20世纪所有物理学研究的基础，并从那时起几乎完全决定了物理学的发展”，美国物理学家密立根于1916年利用光电效应实验第一次测定了普朗克常量。如图为光电效应实验中金属的遏止电压与入射光频率的关系图像，已知该图线与横轴交点的横坐标为，与纵轴交点的纵坐标绝对值为，电子电荷量的绝对值为，则普朗克常量可表示为（　　） A． B． C． D． 4. （2025·浙江·一模）氢原子能级图如图甲所示，、、分别表示第一、第二、第三能级的能量，由氢原子能级跃迁产生的光照射图乙电路中的光电管阴极K时，电流表有示数，已知可见光的波长在之间，普朗克常量，光速，则下列说法正确的是（　　） A．大量处于能级的氢原子跃迁时可放出3种可见光 B．处于能级的原子向能级跃迁产生的光，其动量为 C．将图乙实验电路的滑片P向端滑动，则电流表的示数会不断增大 D．处于基态的氢原子，吸收一个光子后跃迁到更高轨道，电子的动能变大 5. （2025·广西·模拟预测）氢原子的能级公式，量子数是基态氢原子的能量值，处于能级的氢原子向基态跃迁时发出的光子波长为，动量为，处于能级的氢原子向基态跃迁时发出的光子波长为，动量为，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 6. （2025·四川·一模）如图所示，将锌板与验电器相连，验电器指针闭合。用紫外线灯短暂照射锌板后移开，验电器张开一稳定张角。随后用红外线灯照射锌板，验电器指针张角保持不变。下列说法正确的是（　　） A．验电器带正电 B．延长红外线照射时间，验电器指针张角增大 C．增大红外线光照强度，验电器指针张角增大 D．用丝绸摩擦的玻璃棒靠近锌板，验电器指针张角减小 7. （2021高三·山东·专题练习）用频率为的单色光照射阴极K时，能发生光电效应。下面关于光电效应常见的四个图像说法正确的是（　　） A．甲图表示光电子的最大初动能Ek与入射光频率的图像，斜率为普朗克常量的倒数 B．乙图表示颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系图像，强黄光的饱和光电流大，是因为照射时间长 C．丙图表示颜色不同的光，光电流与电压的关系图像，蓝光的频率小，遏止电压大，光电子最大初动能大 D．丁图表示遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像，普朗克常量h即为图线的斜率k与电子电荷量e的乘积，即h＝ke 8. （2025·河南·一模）我国科研人员成功研制出一款微型核电池—。的体积仅，比一枚硬币还小，其基本原理是用放射源镍发生衰变时释放电子给铜片，以镍和铜片为电池的两个电极，外接负载就可以提供电能。下列说法正确的是（　　） A．镍发生衰变吸收能量 B．增加镍的浓度可以增大半衰期，从而提高使用寿命 C．铜片为电池的负极，镍为电池的正极 D．衰变中的电子是镍原子外层电子电离产生的 9. （2025·浙江·一模）的衰变方程为，已知的质量为m1，新核的质量为m2，X粒子的质量为m3，则（　　） A．X粒子是氦原子核，它的电离能力很弱 B．的平均核子质量比的大 C．的比结合能为 D．若静止，其衰变后的和X粒子的动能之比是4:234 10. （2025·四川成都·一模）关于近代物理学，下列说法正确的是（　　） A．光既有粒子性，也有波动性，康普顿散射与光电效应都表明光具有粒子性 B．激光频率约为，，据此可推测功率为50千瓦级的激光器每秒射出光子数达1020量级 C．黑体是指能够完全吸收所有入射电磁波的理想物体，因此黑体一定是黑色的 D．放射性元素的衰变方程是，说明原子核内有电子 11. （2025·湖北·模拟预测）原子核可以发生α衰变或β衰变，如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，静止的原子核发生了α衰变或β衰变，衰变结束时，α粒子或β粒子与反冲核（新核）的速度与磁场垂直，将在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，轨迹的半径一大一小，轨迹的形式分为内切和外切，下列说法正确的是（   ） A．新核的轨迹半径大，α粒子或β粒子的轨迹半径小 B．α衰变对应的轨迹是内切圆，β衰变对应的轨迹是外切圆 C．若静止的在匀强磁场中发生α衰变，α粒子与反冲核的轨迹半径之比为45：2 D．若静止的在匀强磁场中发生α衰变，当α粒子转520圈，则反冲核转400圈 12. （2025·浙江·一模）发生衰变后生成新核和，其衰变方程为，已知的质量为238.0508u、质量为234.0433u、的质量为4.0015u，且1u相当于931.5MeV的能量，下列说法正确的是（　　） A．原子核衰变时电荷数和质量都守恒 B．的比结合能是 C．的平均核子质量小于 D．衰变过程放出的核能约为 13. （2025·陕西西安·二模）近年来，我国核电事业发展迅速，在建与商运核电机组总规模位居世界前列。核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用、、分别表示、、核的质量，表示X粒子的质量，c为真空中的光速。下列说法正确的是（　　） A．X为电子 B．a=2 C．原子核的比结合能比原子核的大 D．上述核反应中放出的核能 14. （2025·浙江杭州·一模）如图，将1mol半衰期为的放射性元素的原子核放入开有小孔的铅制容器中，并在空间施加垂直纸面向里的匀强磁场，发现射线分成三束。已知X原子核衰变后成为Y原子核，则下列说法正确的是（　　） A．射线①可以穿透几毫米厚的铝板 B．射线②的电离作用比射线③的电离作用强 C．原子核的比结合能小于原子核的比结合能 D．经过一段时间后，原子核衰变了 15. （2025·河北·模拟预测）在足够大的匀强磁场中，静止的铀核的同位素发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核。新核与放出粒子在磁场中运动的径迹均为圆，如图所示。以下观点正确的是（　　） A．新核为 B．释放出的粒子能穿过几毫米厚的铝板 C．轨迹2是新核的径迹 D．这个现象说明铀238具有放射性 16. （2025·浙江·一模）关于以下图片，下列说法正确的是（　　） A．甲图，的双螺旋结构是通过射线的偏振现象建立起来的模型 B．乙图，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越小 C．丙图反映核子的平均质量与原子序数的关系，重核A裂变成原子核B和C时，会释放核能 D．丁图为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为的理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，气体的最终温度等于 17. （2025·浙江·一模）关于以下四张图片，下列说法正确的是（    ） A．图甲中小男孩挥动发声的喇叭做圆周运动（轨迹相对小男孩对称），小男孩不能听到声音的多普勒效应 B．从图乙分子间作用力与分子间距离的关系可知，当分子间距离为时，分子间不存在任何相互作用的力 C．图丙所示时刻，电容器中的电场能正在减小 D．由图丁知，核子平均质量比核子平均质量小约kg 18. （25-26高三上·浙江·开学考试）下列说法中正确的是（　　） A．如图甲所示，把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，是由于表面张力的作用 B．天然放射现象产生的三种射线在磁场中的运动径迹如图乙所示，射线Ⅲ可以用一张A4纸挡住 C．核反应中，X粒子为中子 D．如图丙的电冰箱实例中，热量的确从低温物体传到了高温物体，但没有违反热力学第二定律 19. （2025·浙江·一模）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1。玻尔最早推导出氢原子能级公式，图2为氢原子的能级图。已知电子的电量e=1.6×10-19C，根据图中信息，可知（　　） A．钠的极限频率为10.00×1014Hz B．图1计算出的普朗克常量为 C．位于能级4的单个氢原子最多能发射出3种频率的光 D．氢原子从能级4跃迁到能级2时放出的光子能使钠发生光电效应 20. （2025·浙江·一模）大量处于 n=3能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，用这些光分别照射在如图甲所示的光电管的阴极K上，测得3条图线，如图乙所示。已知氢原子的部分能级图如图丙所示，则下列说法正确的是 （    ） A．将图甲中滑动变阻器的滑片P 向右移，则到达A极的光电子的动能将增大 B．随着图甲中滑动变阻器的滑片P 向右缓慢移动，电流表中的电流示数一定逐渐增大 C．用图乙中的c光工作的光学显微镜分辨率最高 D．由图乙可知a、b、c三种光的波长关系 学科网（北京）股份有限公司 $ 小题精练17 光电效应 波尔能级 核反应 核能 一、光电效应及其规律 1.爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。 2.最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。 3.逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。 4.Ek-ν图线：是一条倾斜直线，但不过原点，如图所示。 (1)横轴截距表示极限频率； (2)纵轴截距的绝对值表示逸出功； (3)图线的斜率表示普朗克常量h。 二、玻尔理论的理解与计算 三、原子核的衰变 四、核反应类型及核反应方程 五、核能的计算 1、应用质能方程解题的流程图 书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE＝Δmc2计算释放的核能 (1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”． (2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”． 2、利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算． 【例题1】（2026·江苏·一模）光电倍增管是利用光电效应将微弱光信号转换为电信号的器件。如图所示，光照射光阴极时发射光电子，光电子经过打拿极间的电压U加速后在下一级打拿极激发出更多电子。经多级倍增后形成可检测的电流。已知光阴极材料的逸出功为W0，入射光频率为，元电荷为e，普朗克常量为h，若忽略电子间的相互作用，下列说法正确的是（　　） A．仅增大入射光频率，则检测到的电流将增大 B．入射光频率低于截止频率，仍能产生光电流 C．电子到达第一个打拿极时的动能一定等于 D．光电子从光阴极表面逸出时的最大初动能为 【答案】D 【详解】A．光电效应检测到的电流大小取决于光子数，与频率无直接关系，故A错误； B．入射光频率低于截止频率将不会发生光电效应，所以不能产生光电流，故B错误； CD．根据光电效应方程可知，光电子从光阴极表面逸出时的最大初动能为 所以电子到达第一个打拿极时的动能应小于或等于，故C错误，D正确。 故选D。 【例题2】（2025·广西贵港·模拟预测）原来静止的原子核质量为，处在区域足够大的匀强磁场中，经衰变后变成质量为的原子核，粒子的质量为，已知粒子的速度垂直于磁场，且动能为，假定原子核衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，正确的是（　　） A．原子核与粒子在磁场中运动的周期之比为 B．原子核与粒子在磁场中运动的半径之比为 C．此衰变过程中的质量亏损为 D．此衰变过程中释放的核能为 【答案】D 【详解】A．根据题意可知，粒子在磁场中做圆周运动的周期为 则原子核与粒子在磁场中运动的周期之比为，故A错误； B．根据题意可知，衰变过程中动量守恒，Y和α粒子动量大小相等，由 可得 则原子核与粒子在磁场中运动的半径之比为，故B错误； C．质量亏损为衰变前总质量减去衰变后总质量，即，故C错误； D．总动能 由动量守恒定律有 结合动能公式 可得 则有，故D正确。 故选D。 难度：★★☆ 建议时间：40分钟 正确率： /20 1. （2026·重庆·一模）某科技馆展示了一种光控音箱，其简化结构如图所示，电源a端为正极，与喇叭连接的放大电路可以将微小电流放大。用绿光束照射光电管，喇叭会发出声音，照射光亮暗的变化会影响声音的大小。下列说法正确的有（　　） A．将电源正极负极对调，喇叭声音会变小或无法发声 B．若仅将绿光换成紫光，喇叭不能发声 C．该实验的原理是电磁感应 D．若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，喇叭声音一定变大 【答案】A 【详解】A．电源a端为正极，则光电管上加正向电压，若将电源正极负极对调，则光电管中加反向电压，则光电流减小或者消失，则喇叭声音会变小或无法发声，故A正确； B．紫光频率大于绿光，则若仅将绿光换成紫光，仍能发生光电效应，则喇叭依然能够发声，故B错误； C．该实验的原理是光电效应，故C错误； D．若仅将滑动变阻器滑片向左滑动，则光电管加的正向电压变大，光电流会变大，若达到饱和光电流，则光电流不变，则喇叭声音可能变大，也可能不变，故D错误。 故选A。 2. （2026·江苏·一模）在学科节活动中展示的“激光传音”装置如图所示。将激光器通过数据线与音乐播放器相连，激光器根据音乐的节奏发射激光，激光照射在光电管阴极K上产生光电子，光电子经电场加速形成光电流，光电流经过放大电路放大并驱动扬声器工作。以下关于该装置说法中正确的是（　　） A．图中a端连接的是电源的正极 B．扬声器发出声音的频率等于激光的频率 C．声音频率大于光电管截止频率才能工作 D．变阻器滑片向右移动输出声音一定增大 【答案】A 【详解】A．由电路图和题意分析装置原理可知，若要有效利用光照强弱控制光电流大小，a端连接的是电源的正极，使光电流接近或达到饱和电流效果最好，故A正确； B．激光的频率只会影响光电子的最大初动能，不会影响电流，故发出的声音频率与激光的频率无关，故B错误； C．激光的频率大于截止频率才能工作，故C错误； D．变阻器向右移动可增大正向电压，但如果电流已达饱和，则电流也不会增大，故D错误。 故选A。 3. （2026·湖南·一模）爱因斯坦这样评价普朗克的贡献：“普朗克常量的发现成为20世纪所有物理学研究的基础，并从那时起几乎完全决定了物理学的发展”，美国物理学家密立根于1916年利用光电效应实验第一次测定了普朗克常量。如图为光电效应实验中金属的遏止电压与入射光频率的关系图像，已知该图线与横轴交点的横坐标为，与纵轴交点的纵坐标绝对值为，电子电荷量的绝对值为，则普朗克常量可表示为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据光电效应方程可得 根据动能定理可得 联立可得 可知图像的斜率为 则普朗克常量为 故选A。 4. （2025·浙江·一模）氢原子能级图如图甲所示，、、分别表示第一、第二、第三能级的能量，由氢原子能级跃迁产生的光照射图乙电路中的光电管阴极K时，电流表有示数，已知可见光的波长在之间，普朗克常量，光速，则下列说法正确的是（　　） A．大量处于能级的氢原子跃迁时可放出3种可见光 B．处于能级的原子向能级跃迁产生的光，其动量为 C．将图乙实验电路的滑片P向端滑动，则电流表的示数会不断增大 D．处于基态的氢原子，吸收一个光子后跃迁到更高轨道，电子的动能变大 【答案】B 【详解】A．大量处于能级的氢原子跃迁时可放出光子的种类数目为 其光子的能量分别为，， 根据，， 解得，， 由于可见光的波长在之间，可知，大量处于能级的氢原子跃迁时可放出1种可见光，故A错误； B．能级的原子向能级跃迁产生的光，光子能量 又由于， 解得，故B正确； C．将图乙实验电路的滑片P向端滑动后，P的电势高于O的电势，则光电管中的电压为加速电压，开始光电流增大，若能够达到饱和电流，之后电流不变，可知，电流表的示数可能会先增大后不变，故C错误； D．根据 解得 处于基态的氢原子，吸收一个光子后跃迁到更高轨道，轨道半径增大，则电子的动能变小，故D错误。 故选B。 5. （2025·广西·模拟预测）氢原子的能级公式，量子数是基态氢原子的能量值，处于能级的氢原子向基态跃迁时发出的光子波长为，动量为，处于能级的氢原子向基态跃迁时发出的光子波长为，动量为，则下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】AB．根据氢原子能级跃迁规律，光子能量 动量 因此 即所有光子的波长与动量的乘积均为普朗克常数，所以，故AB错误； CD．由光子动量 可得， 从向基态跃迁的光子能量 对应波长 从向基态跃迁的光子能量 对应波长 由于 则有 故，故C错误，D正确。 故选D。 6. （2025·四川·一模）如图所示，将锌板与验电器相连，验电器指针闭合。用紫外线灯短暂照射锌板后移开，验电器张开一稳定张角。随后用红外线灯照射锌板，验电器指针张角保持不变。下列说法正确的是（　　） A．验电器带正电 B．延长红外线照射时间，验电器指针张角增大 C．增大红外线光照强度，验电器指针张角增大 D．用丝绸摩擦的玻璃棒靠近锌板，验电器指针张角减小 【答案】A 【详解】A．紫外线灯照射在锌板上，验电器张开，表明紫外线可使锌板产生光电效应，原本不带电的锌板因为发射光电子带上正电，故A正确； BC．换成红外线灯后，验电器指针张角不变，表明红外线不能使锌板产生光电效应，光电效应产生与否只与光的频率有关，因此无论是延长红外线照射时间还是增大红外线光照强度，都不能使锌板发射光电子，因此验电器指针张角保持不变，故BC错误； D．丝绸摩擦的玻璃棒带正电，将其靠近锌板，由于静电感应，将使验电器指针张角进一步增大，故D错误。 故选A。 7. （2021高三·山东·专题练习）用频率为的单色光照射阴极K时，能发生光电效应。下面关于光电效应常见的四个图像说法正确的是（　　） A．甲图表示光电子的最大初动能Ek与入射光频率的图像，斜率为普朗克常量的倒数 B．乙图表示颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系图像，强黄光的饱和光电流大，是因为照射时间长 C．丙图表示颜色不同的光，光电流与电压的关系图像，蓝光的频率小，遏止电压大，光电子最大初动能大 D．丁图表示遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像，普朗克常量h即为图线的斜率k与电子电荷量e的乘积，即h＝ke 【答案】D 【详解】A．由爱因斯坦光电效应方程可知 即图像斜率为普朗克常量，故A错误； B．颜色相同，强度不同的光照射同一金属，饱和光电流的强弱只与入射光的强度有关，与照射时间无关，故B错误； C．蓝光的频率比黄光大。当照射同一金属时，逸出功相同，由 可知，蓝光的遏止电压大，最大初动能大，故C错误； D．由 遏止电压与入射光频率的关系 即斜率为 所以，故D正确。 故选D。 8. （2025·河南·一模）我国科研人员成功研制出一款微型核电池—。的体积仅，比一枚硬币还小，其基本原理是用放射源镍发生衰变时释放电子给铜片，以镍和铜片为电池的两个电极，外接负载就可以提供电能。下列说法正确的是（　　） A．镍发生衰变吸收能量 B．增加镍的浓度可以增大半衰期，从而提高使用寿命 C．铜片为电池的负极，镍为电池的正极 D．衰变中的电子是镍原子外层电子电离产生的 【答案】C 【详解】A．镍发生β衰变时，一个中子转化为质子并释放电子和反中微子，此过程因质量亏损而释放能量（依据质能方程），并非吸收能量，故A错误。 B．半衰期是放射性元素的固有属性，由元素本身决定，与浓度无关，增加浓度不能增大半衰期，故B错误。 C．在核电池中，镍发生衰变释放电子，铜片收集电子而带负电，为电池的负极；镍源因失去电子而带正电，为电池的正极，故C正确。 D．β衰变释放的电子来源于原子核内中子衰变，并非镍原子外层电子电离产生，故D错误。 故选C。 9. （2025·浙江·一模）的衰变方程为，已知的质量为m1，新核的质量为m2，X粒子的质量为m3，则（　　） A．X粒子是氦原子核，它的电离能力很弱 B．的平均核子质量比的大 C．的比结合能为 D．若静止，其衰变后的和X粒子的动能之比是4:234 【答案】D 【详解】A．根据核反应前后质量数、电荷数守恒可知，X粒子的电荷数为2，质量数为4，所以X是氦原子核（α粒子），但α粒子电离能力强，故A错误； B．平均核子质量等于原子核质量除以核子数，衰变过程释放能量，质量亏损，即 新核比反应核更稳定，其平均核子质量更小，即，故B错误； C．比结合能是原子核总结合能除以核子数，表达式为衰变能（衰变释放的能量），非结合能（核子结合成核释放的能量），故C错误； D．铀核静止衰变，动量守恒，与X粒子动量大小相等、方向相反，根据可得动能之比，故D正确。 故选D。 10. （2025·四川成都·一模）关于近代物理学，下列说法正确的是（　　） A．光既有粒子性，也有波动性，康普顿散射与光电效应都表明光具有粒子性 B．激光频率约为，，据此可推测功率为50千瓦级的激光器每秒射出光子数达1020量级 C．黑体是指能够完全吸收所有入射电磁波的理想物体，因此黑体一定是黑色的 D．放射性元素的衰变方程是，说明原子核内有电子 【答案】A 【详解】A．光电效应和康普顿散射均证实光具有粒子性，而光的干涉、衍射等表明其波动性，故A正确； B．光子能量 则每秒光子数，故B错误； C．黑体定义是理想吸收体，但其颜色取决于温度（如高温黑体可发光），并非一定是黑色，故C错误； D．该方程为β衰变，电子由核内中子转化为质子时产生，并非原子核内存在电子，故D错误。 故选A。 11. （2025·湖北·模拟预测）原子核可以发生α衰变或β衰变，如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，静止的原子核发生了α衰变或β衰变，衰变结束时，α粒子或β粒子与反冲核（新核）的速度与磁场垂直，将在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，轨迹的半径一大一小，轨迹的形式分为内切和外切，下列说法正确的是（   ） A．新核的轨迹半径大，α粒子或β粒子的轨迹半径小 B．α衰变对应的轨迹是内切圆，β衰变对应的轨迹是外切圆 C．若静止的在匀强磁场中发生α衰变，α粒子与反冲核的轨迹半径之比为45：2 D．若静止的在匀强磁场中发生α衰变，当α粒子转520圈，则反冲核转400圈 【答案】D 【详解】A．静止的原子核发生这两种衰变，满足动量守恒，有，总动量为0，衰变刚结束时，动量等大反向，洛伦兹力充当向心力可得 结合 综合可得 反冲核（新核）的电荷量大，半径小，α粒子或β粒子的电量小，半径大，A错误； B．对于α衰变，衰变后的两种粒子都带正电，若为内切圆，两粒子的运动方向必须相同，与动量反向相矛盾，则必须为外切圆，同理β衰变后的两种粒子新原子核带正电，β粒子带负电，动量方向相反，根据左手定则可知轨迹是内切圆，B错误； C．发生α衰变的方程式为 由 可得，C错误； D．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式为 则有 当α粒子转520圈，设反冲核转了n圈，根据时间相等，则有 计算可得，D正确。 故选D。 12. （2025·浙江·一模）发生衰变后生成新核和，其衰变方程为，已知的质量为238.0508u、质量为234.0433u、的质量为4.0015u，且1u相当于931.5MeV的能量，下列说法正确的是（　　） A．原子核衰变时电荷数和质量都守恒 B．的比结合能是 C．的平均核子质量小于 D．衰变过程放出的核能约为 【答案】D 【详解】A．原子核衰变时电荷数守恒，但质量不守恒（存在质量亏损），故A错误； B．比结合能是结合能除以核子数。结合能是原子核静止质量与组成它的核子总静止质量之差对应的能量，是衰变过程释放的能量，并非的比结合能，故B错误； C．衰变释放能量，说明生成物总能量更低，系统更稳定。对于原子序数大于82的重核，其比结合能随核子数的减小而增大，故的比结合能大于的比结合能，故C错误； D．衰变过程的质量亏 释放的核能 ，故D正确。 故选D。 13. （2025·陕西西安·二模）近年来，我国核电事业发展迅速，在建与商运核电机组总规模位居世界前列。核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用、、分别表示、、核的质量，表示X粒子的质量，c为真空中的光速。下列说法正确的是（　　） A．X为电子 B．a=2 C．原子核的比结合能比原子核的大 D．上述核反应中放出的核能 【答案】D 【详解】A．根据电荷数守恒，左右总电荷数 故X不带电，应为中子，故A错误； B．根据质量数守恒可得 解得，故B错误； C．生成核更稳定，则原子核的比结合能比原子核的小，故C错误； D．质量亏损为反应前总质量减去反应后总质量，则 根据质能方程 可得，故D正确。 故选D。 14. （2025·浙江杭州·一模）如图，将1mol半衰期为的放射性元素的原子核放入开有小孔的铅制容器中，并在空间施加垂直纸面向里的匀强磁场，发现射线分成三束。已知X原子核衰变后成为Y原子核，则下列说法正确的是（　　） A．射线①可以穿透几毫米厚的铝板 B．射线②的电离作用比射线③的电离作用强 C．原子核的比结合能小于原子核的比结合能 D．经过一段时间后，原子核衰变了 【答案】C 【详解】AB．根据射线在磁场中的偏转情况可知，射线①带正电为射线，射线②不带电为射线，射线③带负电为射线，射线不可以穿透几毫米厚的铝板，射线的电离作用比射线的电离作用强，故AB错误； C．在原子核衰变中，反应物的比结合能小于生成物的比结合能，所以原子核的比结合能小于原子核的比结合能，故C正确； D．根据半衰期的定义，经过一段时间后，原子核剩余未发生衰变，故D错误。 故选C。 15. （2025·河北·模拟预测）在足够大的匀强磁场中，静止的铀核的同位素发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核。新核与放出粒子在磁场中运动的径迹均为圆，如图所示。以下观点正确的是（　　） A．新核为 B．释放出的粒子能穿过几毫米厚的铝板 C．轨迹2是新核的径迹 D．这个现象说明铀238具有放射性 【答案】ACD 【详解】A．由新核与释放粒子的运动轨迹可知，释放粒子为粒子，即铀核发生衰变，根据质量数和核电荷数守恒可知，新核为，故A正确； B．根据上述分析可知，释放的粒子为粒子，粒子的穿透能力较弱，无法穿过几毫米厚的铝板，故B错误； C．由于洛伦兹力提供向心力，则有 解得 由于衰变过程动量守恒，因此新核与释放粒子的动量大小相等，方向相反，但新核的电荷量大于释放粒子的电荷量，因此新核圆周运动的轨道半径小于释放粒子圆周运动的轨道半径，即轨迹1为释放粒子的径迹，轨迹2是新核的径迹，故C正确； D．铀核自发地释放出粒子，说明铀238具有放射性，故D正确。 故选ACD。 16. （2025·浙江·一模）关于以下图片，下列说法正确的是（　　） A．甲图，的双螺旋结构是通过射线的偏振现象建立起来的模型 B．乙图，两板间的薄片越薄，干涉条纹间距越小 C．丙图反映核子的平均质量与原子序数的关系，重核A裂变成原子核B和C时，会释放核能 D．丁图为中间有隔板的绝热容器，隔板左侧装有温度为的理想气体，右侧为真空。现抽掉隔板，气体的最终温度等于 【答案】CD 【详解】A．甲图，的双螺旋结构是通过射线的衍射现象建立起来的模型，选项A错误。 B．图乙，两板间的薄片越薄，则空气薄膜的厚度变化越慢，相邻条纹间距变大，选项B错误； C．图丙，裂变过程存在质量亏损，释放能量，重核裂变成原子核和时会释放能量，故选项C正确； D．图丁，现抽掉隔板，气体向真空的膨胀不对外做功，故根据热力学第一定律，，故气体的内能保持不变，温度不变，最终温度等于T，故D正确。 故选CD。 17. （2025·浙江·一模）关于以下四张图片，下列说法正确的是（    ） A．图甲中小男孩挥动发声的喇叭做圆周运动（轨迹相对小男孩对称），小男孩不能听到声音的多普勒效应 B．从图乙分子间作用力与分子间距离的关系可知，当分子间距离为时，分子间不存在任何相互作用的力 C．图丙所示时刻，电容器中的电场能正在减小 D．由图丁知，核子平均质量比核子平均质量小约kg 【答案】AD 【详解】A．图甲中小男孩挥动发声的喇叭做圆周运动，小男孩离发声物体距离不变，不能听到声音的多普勒效应，故A正确； B．当分子间距离为时，分子间引力与斥力大小相等，分子间合力为零，故B错误； C．图丙电容器正在充电，电能增加，故C错误； D．由图丁知，核比结合能比核高约，平均质量小约kg，故D正确。 故选AD。 18. （25-26高三上·浙江·开学考试）下列说法中正确的是（　　） A．如图甲所示，把玻璃管的裂口放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，是由于表面张力的作用 B．天然放射现象产生的三种射线在磁场中的运动径迹如图乙所示，射线Ⅲ可以用一张A4纸挡住 C．核反应中，X粒子为中子 D．如图丙的电冰箱实例中，热量的确从低温物体传到了高温物体，但没有违反热力学第二定律 【答案】AD 【详解】A．玻璃管裂口烧熔后，玻璃呈熔融态（类液体），尖端处表面积较大，表面张力会 “拉扯” 熔融玻璃，使尖端向表面积更小的 “钝形” 收缩，最终尖端变钝，A选项正确； B．由左手定则，磁场方向垂直纸面向里，图乙中射线Ⅰ为α射线（偏转方向符合带正电情况），射线Ⅰ穿透能力最弱，可用一张A4 纸挡住，射线Ⅱ 不偏转，为 γ 射线（偏转方向符合带不带电情况），另一射线Ⅲ为β射线（偏转方向符合带负电情况），B选项错误； C．核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒，由核反应 则根据守恒质量数：19+4=22+m → m=1 电荷数：9+2=10+z → z=1，故 X 为不中子，C选项错误； D．冰箱通过压缩机消耗电能（外界做功），将内部（低温物体）的热量 “搬运” 到外部（高温环境），此过程不是自发的，依赖外界能量输入，符合热力学第二定律的核心“热量不能自发地从低温物体传到高温物体”，D选项正确。 故选AD 。 19. （2025·浙江·一模）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1。玻尔最早推导出氢原子能级公式，图2为氢原子的能级图。已知电子的电量e=1.6×10-19C，根据图中信息，可知（　　） A．钠的极限频率为10.00×1014Hz B．图1计算出的普朗克常量为 C．位于能级4的单个氢原子最多能发射出3种频率的光 D．氢原子从能级4跃迁到能级2时放出的光子能使钠发生光电效应 【答案】CD 【详解】A．根据光电效应方程 当时，为极限频率，由图可知，，而不是10.00×1014Hz，故A错误； B．根据光电效应方程 变式得 由上式可知斜率，将横纵轴截距坐标代入可得 因此，故B错误； C．单个氢原子从第n能级最多能发射出n-1种频率的光，因此位于能级4的单个氢原子最多能发射出3种频率的光，故C正确； D．由图2知氢原子从能级4跃迁到能级2时放出的光子能量为 由光电效应方程可知，钠的逸出功为 ，故放出的光子能使钠发生光电效应，故D正确。 故选CD。 20. （2025·浙江·一模）大量处于 n=3能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，用这些光分别照射在如图甲所示的光电管的阴极K上，测得3条图线，如图乙所示。已知氢原子的部分能级图如图丙所示，则下列说法正确的是 （    ） A．将图甲中滑动变阻器的滑片P 向右移，则到达A极的光电子的动能将增大 B．随着图甲中滑动变阻器的滑片P 向右缓慢移动，电流表中的电流示数一定逐渐增大 C．用图乙中的c光工作的光学显微镜分辨率最高 D．由图乙可知a、b、c三种光的波长关系 【答案】AD 【详解】A．将图甲中滑动变阻器的滑片P 向右移，AK间加的是正向电压，故到达A极的光电子的动能将增大，故A正确； B．随着图甲中滑动变阻器的滑片P 向右缓慢移动，AK间正向电压增大，光电流增大，当光电流增大到饱和电流时将不再增大，故电流表中的电流示数不一定逐渐增大，故B错误； C．图乙可知c光遏止电压最小，故c光频率f最小，根据 可知c波长最大，因此其分辨率最低，故C错误； D．图乙可知频率，则波长，故D正确。 故选AD。 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