专题十六 原子结构和波粒二象性 原子核-【创新大课堂】2026年高考物理五年真题分类汇编168优化重组卷

专题十六 原子结构不 考向一 光电效应、波粒二象性 1.(2025·广西卷，4分)已知金属铷、钾、钠、钙 的逸出功分别为2.13eV、2.25eV、2.29eV 3.20eV.用光子能量为2.20eV的单色光照 射这些金属的表面，能逸出光电子的金属是 A.铷 B.钾 C.钠 D.钙 2.(2025·陕晋宁青卷，4分)我国首台拥有自主 T 知识产权的场发射透射电镜TH一F120实现 了超高分辨率成像，其分辨率提高是利用了高 速电子束波长远小于可见光波长的物理性质 一个静止的电子经100V电压加速后，其德布 罗意波长为入，若加速电压为10kV,不考虑相 对论效应，则其德布罗意波长为 A.100入 B.10入 C.10 D 1001 3.(2025·山东卷，3 分)在光电效应实 3金属编号 p 验中，用频率和强 度都相同的单色光 -2 当 分别照射编号为 1、2、3的金属，所 得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能 Ek的大小关系正确的是 秋 A.Ek>Ek2>Ek3 B.Ek2>Ek3>Ek C.Ek3>Ek2>Ek D.Ek3>Ek1>Ek2 4.(2025·广东卷，4分)有甲、乙两种金属，甲的 逸出功小于乙的逸出功.使用某频率的光分别 带 照射这两种金属，只有甲发射光电子，其最大 初动能为Ek,下列说法正确的是 A.使用频率更小的光，可能使乙也发射光电子 B.使用频率更小的光，若仍能使甲发射光电 子，则其最大初动能小于E C.频率不变，减弱光强，可能使乙也发射光电子 D.频率不变，减弱光强，若仍能使甲发射光电 子，则其最大初动能小于Es 赵 5.(多选)(2024·吉林卷，6分)X射线光电子能 谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子， 并对光电子进行分析的科研仪器.用某一频率 的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若 增加此X光的强度，则 A.该金属的逸出功增大 B.X光的光子能量不变 C.逸出的光电子最大初动能增大 D.单位时间逸出的光电子数增多 6.(2024·湖南卷，4分)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 尔 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 闲 D.德布罗意认为质子具有波动性，而电子不 具有波动性 波粒二象性 原子核 7.(2023·辽宁卷，4 劈裂前 劈裂后 分)原子处于磁场 中，某些能级会发生 劈裂.某种原子能级 劈裂前后的部分能 级图如图所示，相应 ① ②③④ 能级跃迁放出的光子分别设为①②③④.若用 ①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出 光电子的最大初动能为Ek,则 ( ) A.①和③的能量相等 B.②的频率大于④的频率 C.用②照射该金属一定能发生光电效应 D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能 小于Ek 8.(2022·湖南卷，3分)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 9.(2021·海南卷，3分)某金属在一束单色光的 照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为 Ek,已知该金属的逸出功为W。,普朗克常量 为h.根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色 光的频率y为 Ek A.h B Wo h c Ek-Wo Ek+Wo D. h h 10.(2021·河北卷·4分)普朗克常量h=6.626 ×10-34J·s,光速为c,电子质量为me,则 在国际单位制下的单位是 mec A.J/s B.m C.J·mD.m/s 11.(2021·天津卷，5分)光刻机是制造芯片的 核心装备，利用光源发出的紫外线，将精细图 投影在硅片上，再经技术处理制成芯片.为提 高光刻机清晰投影最小图像的能力，在透镜 组和硅片之间充有液体.紫外线进入液体后 与其在真空中相比 ( A.波长变短 B.光子能量增加 C.频率降低 D.传播速度增大 考向二原子的结构 12.（2024·江西卷，4分)近年 E 来，江西省科学家发明硅 衬底氮化镓基系列发光二 2.20eV 极管(IED),开创了国际 上第三条LED技术路线. E 某氨化镓基LED材料的 3 简化能级如图所示，若能级差为2.20cV(约 3.52×10-19J),普朗克常量h=6.63× 1034J·s,则发光频率约为 ( A.6.38×1014HzB.5.67×1014Hz C.5.31×1014HzD.4.67×1014Hz 13.(2024·新课标卷，6分)三位科学家由于在 发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了 2023年诺贝尔化学奖，不同尺寸的量子点会 发出不同颜色的光.现有两种量子点分别发 出蓝光和红光，下列说法正确的是 A.蓝光光子的能量大于红光光子的能量 B.蓝光光子的动量小于红光光子的动量 C.在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度 D.蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空 气中传播时的频率 14.（2023·新课标卷，6分)铯原子基态的两个 超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的 频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级 为10一5eV,跃迁发射的光子的频率量级为 (普朗克常量h=6.63×10-34J·s,元电荷 e=1.60×10-19C) A.103 Hz B.105 Hz C.109 Hz D.1012Hz 15.(2022·浙江卷，3分)如 EleV 图为氢原子的能级图.大 ----0 -0.85 量氢原子处于n=3的激 -1.51 发态，在向低能级跃迁时 -3.40 放出光子，用这些光子照 射逸出功为2.29eV的 -13.6 金属钠.下列说法正确的是 A.逸出光电子的最大初动能为10.80eV B.n=3跃迁到n=1放出的光电子动量最大 C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D.用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到 n=4激发态 16.(2022·广东卷，4分)目前科学家已经能够制备 出能量量子数n较大的氢原子.氢原子第n能 E 级的能量为E。一行，其中E=一13.6V如图 是按能量排列的电磁波谱，要使n=20的氢原 子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢 离子，被吸收的光子是 ( ) 红外线 紫外线 X射线 光 10-2 10 109 10 10 103 能量(eV) A.红外线波段的光子 B.可见光波段的光子 C.紫外线波段的光子 D.X射线波段的光子 17.(2021·上海等级考，2分)α粒子散射实验 中，大角度偏转 A.是由于与电子的碰撞 B.是由于库仑引力 C.反映了原子核由质子和中子组成 D.来源于原子核中带正电的核 134 18.(2021·浙江1月卷，3分)下列说法正确 的是 A.光的波动性是光子之间相互作用的结果 B.玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出 了定态和跃迁的概念 C.光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子 除了能量之外还具有动量 D.α射线经过置于空气中带正电验电器金属 小球的上方，验电器金属箔的张角会变大 19.(2021·北京卷，3分)北京高能光源是我国 首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建 成.同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到 X光波段，波长范围约为10-5m~10-11m, 对应能量范围约为10-1eV~105eV)、光源 亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研 究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应 用.速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会 沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最 初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐 射”.以接近光速运动的单个电子能量约为 109eV,回旋一圈辐射的总能量约为104eV. 下列说法正确的是 A.同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样 B.用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离 C.蛋白质分子的线度约为10一8m,不能用同 步辐射光得到其衍射图样 D.尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能 量不会明显减小 考向三原子核 20.(多选)(2025·福建卷，6分)某核反应方程 为H+3H→号He+n+17.6MeV,现真 空中有两个动量大小相等，方向相反的氘核 与氚核相撞，发生该核反应，设反应释放的能 量（远大于碰前氘核和氚核的动能）全部转化 为He与。n的动能，则 ( A.该反应有质量亏损 B.该反应为核裂变 C.n获得的动能约为14MeV D.2He获得的动能约为14MeV 21.(2025·云南卷，4分)2025年3月，我国科学 家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发 布，标志着我国在核能技术领域与微型核电 池领域取得突破.碳14的衰变方程为1C →14N十X,则 A.X为电子，是在核内中子转化为质子的过 程中产生的 B.X为电子，是在核内质子转化为中子的过 程中产生的 C.X为质子，是由核内中子转化而来的 D.X为中子，是由核内质子转化而来的 22.(2025·河南卷，4分)由于宇宙射线的作用， 在地球大气层产生有铍的两种放射性同位素 Be和9Be.测定不同高度大气中单位体积内 二者的原子个数比.可以研究大气环境的变 化.已知？Be和19Be的半衰期分别约为53天 和139万年.在大气层某高度采集的样品中， 研究人员发现Be和9Be的总原子个数经过 106天后变为原来的三，则采集时该高度的大 气中Be和19Be的原子个数比约为( A.1:4B.1:2 C.3:4D.1:1 23.(2025·安微卷，4分)2025年4月，位于我国 甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳 定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈 出关键一步.该技术利用钍核(2Th)俘获 个中子(n),并发生y次B衰变，转化为易裂 变的轴核(23U),则 A.x=1,y=1 B.x=1,y=2 C.x=2,y=1 D.x=2,y=2 24.(2025·湖南卷，4分)关于原子核衰变，下列 说法正确的是 A.原子核衰变后生成新核并释放能量，新核 总质量等于原核质量 B.大量某放射性元素的原子核有半数发生衰 变所需时间，为该元素的半衰期 C.放射性元素的半衰期随环境温度升高而变长 D.采用化学方法可以有效改变放射性元素 的半衰期 25.(2025·湖北卷，4分)PET(正电子发射断层 成像)是核医学科重要的影像学诊断工具，其 检查原理是将含放射性同位素（如F)的物 质注入人体参与人体代谢，从而达到诊断的 目的.18F的衰变方程为8F→X+9e+8o,其 中8v是中微子.已知8F的半衰期是110分 钟.下列说法正确的是 A.X为1O B.该反应为核聚变反应 C.1克8F经110分钟剩下0.5克8F D.该反应产生的8在磁场中会发生偏转 26.(多选)(2025·黑吉辽蒙卷，6分)某理论研 究认为，1Mo原子核可能发生双阝衰变，衰 变方程为gMo→Ru十y_9e.处于第二激 发态的Ru原子核先后辐射能量分别为 0.5908MeV和0.5395MeV的Y1、Y2两光 子后回到基态.下列说法正确的是() A.A=100 B.y=2 C.Y1的频率比Y2的大 D.Y1的波长比Y2的大 27.(2024·山东卷，3分)2024年是中国航天大 年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部 分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池. 己知8Sr衰变为8Y的半衰期约为29年； 28Pu衰变为3U的半衰期约为87年.现用 相同数目的8Sr和Pu各做一块核电池，下 列说法正确的是 A.8Sr衰变为9Y时产生a粒子 B.28Pu衰变为23U时产生B粒子 C.50年后，剩余的9Sr数日大于28Pu的数日 D.87年后，剩余的8Sr数目小于8Pu的数目 28.（2024·湖北卷，4分)硼中子俘获疗法是目 前治疗癌症最先进的手段之一，9B十。n→X 十Y是该疗法中一种核反应的方程，其中 -13 X、Y代表两种不同的原子核，则 A.a=7,b=1 B.a=7,b=2 C.a=6,b=1 D.a=6,b=2 29.(2024·河北卷，4分)锂是新能源汽车、储能 和信息通信等新兴产业的关键材料.研究表 明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际 物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核 反应方程为C+H→Li+2H+X,式中的 X为 ( A.on B.e C.e D.He 30.(2024·全国甲卷，6分)氘核可通过一系列 聚变反应释放能量，总的反应效果可用6H →22He+xn+y1p+43.15MeV表示，式中 x、y的值分别为 A.x=1,y=2 B.x=1,y=3 C.x=2,y=2 D.x=3,y=1 31.(2023·全国乙卷，6分)2022年10月，全球 众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴， 其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜 等装置在该事件观测中作出重要贡献.由观 测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放 的能量量级为1048J.假设释放的能量来自于 物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量 量级为（光速为3×108m/s) A.1019kg B.1024kg C.1029kg D.1034kg 32.(2023·全国甲卷，6分)在下列两个核反应 方程中 X+14N-→Y+1gO Y+?Ii→2X X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分 别表示X的电荷数和质量数，则 ( ) A.Z=1,A=1 B.Z=1,A=2 C.Z=2,A=3 D.Z=2,A=4 33.(2023·湖南卷，4分)2023年4月13日，中 国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置 (EAST)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H十H→ He+ge 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 34.(2023·海南卷，3分)钍元素衰变时会放出3 粒子，其中3粒子是 A.中子 B.质子C.电子D.光子 35.(2022·全国甲卷，6分)两种放射性元素的 半衰期分别为t0和210，在t=0时刻这两种 元素的原子核总数为N,在t=20时刻，尚未 衰变的原子核总数为，则在1=46时刻，尚 未衰变的原子核总数为 ( A母 c. D N 6 36.(2023·浙江6月，3分)“玉兔二号”装有核 电池，不惧漫长寒冷的月夜.核电池将238Pu 衰变释放的核能一部分转换成电能.238Pu的 衰变方程为38Pu→U+He,则 A.衰变方程中的X等于233 B.He的穿透能力比y射线强 C.28Pu比U的比结合能小 D.月夜的寒冷导致38Pu的半衰期变大 37.(2022·山东卷，3分)碘125衰变时产生Y射 线，医学上利用此特性可治疗某些疾病.碘 125的半衰期为60天，若将一定质量的碘 125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘 125的质量为刚植入时 ( ) A.16 B日 c D.克 38.(2022·浙江卷，2分)秦山核电站生产14C的 核反应方程为4N十n→1C+X,其产物1C 的衰变方程为C→1N十-9e.下列说法正确 的是 ) A.X是H B.14C可以用作示踪原子 C._9e来自原子核外 D.经过一个半衰期，10个14C将剩下5个 39.(2021·全国甲卷，6分)如中子数 图，一个原子核X经图中所 1461 示的一系列Q、B衰变后，生 142 成稳定的原子核Y,在此过 程中放射出电子的总个 数为 A.6 B.8 C.10 D.14 80848892质子数 40.(2021·全国乙卷，6 分)医学治疗中常用放 mo 1.0 射性核素113In产生Y 射线，而1131n是由半衰 2/3 期相对较长的113Sn衰 1/3 变产生的.对于质量为 067.3182.4t/d mo的113Sn,经过时间t 后剩余的113Sn质量为 m,其”一1图线如图所示.从图中可以得到 mo 113Sn的半衰期为 () A.67.3d B.101.0d C.115.1d D.124.9d 41.(2021·河北卷，4分)银河系中存在大量的 铝同位素26A1.26A1核B十衰变的衰变方程为 Al→Mg+9e,测得26Al核的半衰期为72 万年.下列说法正确的是 A.26A1核的质量等于26Mg核的质量 B.26A1核的中子数大于26Mg核的中子数 C.将铝同位素26A1放置在低温低压的环境 中，其半衰期不变 D.银河系中现有的铝同位素26A1将在144万 年后全部衰变为26Mg 42.(2021·浙江省6月卷，2分)对四个核反应 方程(1)28U→2Th+号He;(2)2Th→ -13 281Pa+_9e;(3)14N+He→1gO+1H; (4)H+H→He+n+17.6MeV.下列说 法正确的是 A.(1)(2)式核反应没有释放能量 B.(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程 C.(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程 D.利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在 尝试的技术之 43.(2021·湖南卷，4分)核废料具有很强的放射 性，需要妥善处理.下列说法正确的是 ( A.放射性元素经过两个完整的半衰期后，将 完全衰变殆尽 B.原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒 C.改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素 的半衰期 D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用， 但辐射强度在安全剂量内则没有伤害 44.(2021·山东卷，3分)在测定年代较近的湖 泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰 期较短的8Pb,其衰变方程为9Pb→28Bi十 X.以下说法正确的是 () A.衰变方程中的X是电子 B.升高温度可以加快29Pb的衰变 C.29P%与8Bi的质量差等于衰变的质量亏损 D.方程中的X来自于29Pb内质子向中子的转化 45.(2021·湖北卷，4分)20世纪60年代，我国 以国防为主的尖端科技取得了突破性的发 展.1964年，我国第一颗原子弹试爆成功； 1967年，我国第一颗氢弹试爆成功.关于原 子弹和氢弹，下列说法正确的是 A.原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的 B.原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的 C.原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是 根据核聚变原理研制的 D.原子弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是 根据核裂变原理研制的 46.(2021·北京卷，3分)硼(B)中子俘获治疗是 日前最先进的癌症治疗手段之一.治疗时先 给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照 射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和 锂(L)离子.这个核反应的方程是 ( A.1gB+dn→3Ii+号He B.gB+gHe→14N+n C.14N+号He→1gO+1H D.14N+n→14C+}H 47.(2021·江苏卷，4分)用“中子活化”技术分 析某样品的成分，中子轰击样品中的4N产 生1C和另一种粒子X,则X是 A.质子B.a粒子C.B粒子D.正电子 48.(2021·福建卷，4分)核污水中常含有氚 (H)等放射性核素，处置不当将严重威胁人 类安全.氚B衰变的半衰期长达12.5年，衰 变方程为H→2He十-9e十e.其中e是质 量可忽略不计的中性粒子，Z= A- .若将含有质量为m的氚的核 污水非人大海，即使经过50年，排入海中的 氚还剩 m(用分数表示).从T2状态到T。状态，封闭气体发生等容变化，由查理定律 可知 会-尝 20 解得P的=2i0 从T3状态到T4状态，封闭气体发生等压变化，由盖一吕萨 V2 Vi 克定律有工下 其中V4=Sh4 解得九，=品 则从T1状态到T4状态，外界对封闭气体做的功为 w-[p1Sh&-A)-内Sg-A门-G3SM 由热力学第一定律△U=W十Q可知，封闭气体吸收的净热 量为 Q-W-高，5h, 答案)宁1(2)品ps0, 56.理想变压器的工作原理十电功率十查理定律 解(1)由原线圈所接正弦交流电的峰值求出其有效值U1= ,设变压器副线圈的输出电压为U,则有一 U1_1 ② Um 求得心一U 5√2 22_Um2 故变压器的输出功率P=R一50R (2)设加热前容器内气体的压强为p0,加热后容器内气体的 温度为T1,则加热后气体的压强为2p。,由题意可知容器内的 气体欧等字度化则由查理定律有二一尝 解得T1=2To 由Q=C△T知气体吸收的热量Q=C(2T。一T。)=CT。 又容器是绝热容器且电热丝产生的热量全部被气体吸收，则 Q=P=CTo,即50R=CT0 50CTR 解得t= U 2 57.(盖一吕萨克定律)十热力学第一定律 解(1)设容器内气体初、末状态体积分别为V。、V,末状态温 废为工，由盖-8摩龙定律好六一号 其中V=%.V=s(+÷) 联立解得T-号 (2)设此过程中容器内气体吸收的热量为Q,外界对气体做的 功为W,由热力学第一定律得△U=Q十W 其中△U=C(T-To) W=-(mg+s)方h 联立解得Q-吉(CT十mgh十，S) 58.解析(1)设活塞缓慢移动时气体压强为p,对活塞有 PS=PoS+f 外界对气体做功W=一SL 由热力学第一定律得△U=Q十W=Q-SL一fL. (2)由理想气体状态方程得 poLS_p·2LS To T 则T=2T（1+pS} f 答案(1)Q-pSL-fL (22T,(（1+p0s) 2 59.解析该过程气体体积增大，对外做正功.由题图可知，从状 态A到状态B,p与V的乘积先增大后减小，根据理想气体状 态方程V =C,可知气体的温度先升高后降低 答案做正功先升高后降低 60.解析对活塞有mg十pS=S,A中细沙多，A中活塞下降 多，外界对A中气体做功多，A中气体内能大于B中气体内 能，A中气体温度高，根据分子速率分布规律可知温度升高时 分子速率分布峰值向右移，故曲线①表示汽缸B中气体分子 的速率分布规律 答案大于① 专题十六原子结构和波粒二象性原子核 1.A[光电效应发生的条件当光照射金属表面时，电子会吸 收光的能量，若金属表面的电子吸收的能量超过逸出功，电子 就能从金属表面逸出，成为光电子，由题意可知照射这些金属 的单色光的光子能量只大于金属铷的逸出功，故能逸出光电子 的金属是铷，A正确.了 2.C[动能定理十德布罗意波 el= P= 2eUm U'=10kV 3.B[遏止电压 IU2>Ual>Ue eU=E →Ek2>Ekg>Ek1,B对] 4.B[光电效应发生的条件十爱因斯坦光电效应方程AB项分 析：光电效应发生的条件是入射光的频率大于金属的极限颜率 (截止频率)，由于甲的逸出功小于乙的逸出功，所以甲的极限 频率（截止颜率）小于乙的极限颜率（截止颜率），当使用某颜率 的光分别照射甲、乙时，只有甲发射光电子，发生光电效应现 象，所以该光的频率大于甲的极限频率（截止频率），小于乙的 极限频率（截止频率），故使用频率更小的光，乙肯定不会发射 光电子，若频率更小的光的颜率仍大于甲的极限颜率（截止频 率)，则甲仍能发射光电子，由爱因斯坦光电效应方程Ek=h W。可知甲发射的光电子的最大初动能小于之前的最大初动 能，A错误，B正确.CD项分析：由AB项分析可知频率不变，减 弱光强，光的频率仍小于乙的极限频率（截止频率），仍不能使 乙发射光电子，C错误；由爱因斯坦光电效应方程Ek=hy一W, 可知，频率不变，减弱光强，甲发射的光电子的最大初动能不 变，D错误.] 5.BD[光电效应十理解能力金属的逸出功是金属本身的特 性，与照射光的强度无关，A错误；根据E=hy可知，X光的光子 能量与其强度无关，B正确：根据爱因斯坦光电效应方程Ek一 y一W。结合AB项分析可知，逸出的光电子最大初动能与照射光 的强度无关，C错误：若增加此X光的强度，则单位时间入射到金 属表面的光子数增多，单位时间逸出的光电子数增多，D正确.] 6.B「物理学史普朗克认为黑体辐射的能量是量子化的，A错 误：紫光的频率大于红光的频率，由爱因斯坦光电效应方程 Ek=hv一W。可知，若改用紫光照射此金属表面，一定能发生光 电效应，即电子从金属表面逸出，B正确：康普顿散射实验发 现，X射线被较轻物质（石墨、石蜡）等散射后除了有波长与原 波长相同的成分外还有波长较长的成分，C错误：德布罗意认 为实物粒子具有波粒二象性，D错误.] 7,A[由题图可知跃迁时放出的光子①和③均由同一高能级跃 迁到同一低能级，又释放的能量等于两能级的能量差，所以① 和③的能量相等，A正确：由题图可知②的能量比④的能量小， 则由公式E=hy可知②的频率小于④的频率，B错误；用①照 射某金属表面时能发生光电效应现象，但由于②的能量小于 ①，所以用②照射该金属时不一定能发生光电效应，C错误；用 ①照射某金属时逸出光电子的最大初动能为Ek,由于④的能 量大于①，则由Ek=v一W。可知用④照射该金属逸出光电子 的最大初动能一定大于Ek,D错误. 8.C[卢瑟福的核式结构模型是为了解释α粒子散射实验现象 的，氢光谱的分立特征说明了卢瑟福核式结构模型有一定的局 限性，故A错误：玻尔原子理论只能解释氢原子光谱，对于氦原 子光谱无法解释，由于其理论中还保留了部分经典物理理论， 能够完全揭示微观粒子运动规律需要量子化思想，故B错误： 光电效应现象无法用经典的电磁理论解释，爱因斯坦的光子说 能够完美的解释这一现象，故C正确；衍射是波特有的现象，电 子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的波动性，故D错误。] 9.D[根据爱因斯坦的光电效应方程可知hv=W。十Ek,解得该 单色光的频率为+w.] h 10,B[法一由题意可知mc本质是一个动量，所以么=人， mec p, 而由波粒二象性有入=么，由此可知九在国际单位制下的单 mec 位是m.故A、C、D错误，B正确. 法二 J·s N·ms h的单位元kg·m·s一1kg·m。 m c kg·m·s2·m·s=m.故A,C、D错误，B正确.] kg·m·s-1 11.A[紫外线进入液体后，颜率不变，光子能量不变，波长变短， 传播速度变小，选项A正确，BCD错误，] 12.C[能量子十推理论证能力根据题意可知，辐射出的光子 能量e=3.52×1019J,由e=hy代入数据解得y=5.31X 1014Hz,C正确.] 13.A[光子能量十光子动量十光在介质中传播 E=动8>8红，A对 h F入P>rB对 V>红 入槛<入红 ·ne三，c错 ·在不同介质中传播时光的频率不变，D错 14.C[由跃迁理论可知，跃迁发射的光子能量等于发生跃迁的两 能级的能量差，即△E-h,解得u=9-103X1.6X1019 h 6.63X1034—2 ≈2.4×109Hz,故跃迁发射的光子的频率量级为109Hz,C 正确。门 15.B[氢原子向低能级跃迁时可以发出12.09eV、10.2eV、 1.89eV三种能量的光子，金属钠的逸出功为2.29eV,则有2 种频率的光子能使金属钠产生光电效应，C错误；根据爱因斯 坦光电效应方程Es=hy一W。知，逸出光电子的最大初动能 E=12.09eV-2.29eV=9.80eV,A错误：由y=分，A- ,(=可知，0=号，则n=3跃迁到n=1放出的光子能量 h D 最大，动量最大，B正确：n=4和n=3两个能级的差值E4一 E3=-0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV,则用0.85eV的光 子照射，氢原子不能从=3激发态跃迁到=4激发态，D 错误，」 16.A[氢原子第n能级的能量为E-之，其中E=一13.6©V, 要使=20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成 -13.6 离子，则被吸收的光子能量为E=20=400e 3.4×102V,结合电磁波谱可知，被吸收的光子是红外线波 段的光子，故A正确，B、C、D错误.] 17.D[α粒子散射实验中，α粒子受到原子核中带正电的核（质 量大，带电量多)的库仑斥力的作用而发生大角度偏转，] 18.B[光的波动性是由于微观粒子的特性决定的，不是光子之 间相互作用的结果，选项A错误：玻尔第一次将“量子”引入原 子领域，提出了定态和跃迁到概念，选项B正确：光电效应揭 示了光的粒子性，证明了光子具有能量，康普顿效应证明了光 子具有动量，选项C错误：α射线经过置于空气中带正电验电 器金属小球的上方，由于α射线的电离作用强，可以使空气电 离，产生的电子运动到验电器金属球，中和带正电的验电器， 所以验电器金属箔的张角会变小，选项D错误，] 19.D[根据题述，速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆 弧轨道切线发出电磁辐射，可知同步辐射的机理与氢原子发 光的机理不一样，选项A错误；由于同步辐射的能量大于氢原 子的电离能，所以用同步辐射光照射氢原子，能使氢原子电 离，选项B错误：同步韬射波长范国约为10一5m~10-11m, 蛋白质分子的线度约为10一8，根据明显看到衍射现象的条 件，可知能用同步辐射光得到其衍射图样，选项C错误；由于 2 以接近光速运动的单个电子能量约为109V,回旋一圈辐射 的总能量约为104eV,远小于10eV,所以尽管向外辐射能 量，但电子回旋一图后能量不会明显减小，选项D正确.] 20.AC质量亏损十核反应类型十动量守恒定律+能量守恒 定律 题中核反应释放能量，由爱因斯坦质能方程 A正确 可知，该反应有质量亏损 题中核反应为两个轻核结合成质量较大的 B错误 核，所以该反应为核聚变 动量大小相等、方向相反的氘核与急核相 撞，由动量守恒定律可知生成的氨核与中子 的动量大小相等、方向相反，设两者的动量 、p2 大小为p,由能量守恒定律有十m C正确 17.6MeV,其中M=4n,所以中子获得的动 D错误 能E1=-14.O8MeV≈14MeV,氯核获 ∠2 得的动能Ee=3.52MeV 21.A「核反应方程式十推理能力设X的质量数为A,电荷数 为Z,核反应方程遵循质量数守恒、电荷数守恒，则有14= 14十A,解得A=0,又6=7十Z,解得Z=一1，则X为电子，是 在核内中子转化为质子的过程中产生的，A正确.] 22.B[半衰期 n8=1+n 陵2骄子a 12 B对 23.B[核反应方程十B衰变 质量数守恒：232+x=233 2Th+xo →U+ye →x=L,3=2,B对 电荷数守恒：90=92-y 24.B衰变十爱因斯坦质能方程十半衰期 该衰变释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知， 存在质量亏损，则新核总质量小于原核质量 A错误 根据半衰期的定义可知，大量某放射性元素的原 子核经过一个半衰期后有半数发生衰变 B正确 放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素 决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有 CD错误 关系 25.C[核反应方程十核聚变+衰变十洛伦兹力 质量数守恒：18=A+0+0 →X+e+8v →A=18,Z-8,X为0，A错 电荷数守恒：9=Z+1+0 核聚变反应是指两个或多个较轻的原子核结合成一个或多个 较重的原子核的过程，则该反应不是核聚变反应，B错；根据 1 m=mo2) 可知1克18F经110分钟剩下0.5克18F,C 对；中微子8y不带电荷，所以其在磁场中不会发生偏转， D错.] 26.ABC[核反应方程式十能级的跃迁核反应方程遵循质量 数守恒、电荷数守恒，则有100=A、42=44十y(一1)，解得y= 2,AB正确：由题意可知Y1的能量大于Y2的能量，由公式E hy可知，Y1的频率大于Y2的频率，C正确；由公式c=y可 知，Y1的波长比Y2的波长短，D错误.门 27.D[衰变类型十半衰期 质量数守恒（器Sr→8Y十_9e→3衰变，A错 电荷数守恒{2Pu→2酷U+He→a衰变，B错 指网时间Ngs<NC错D对.门 28.B「核反应方程 质量数守恒：10+1=Q+4 9B+n一X+Ya=7,b=2,B对.] 电荷数守恒：5+0=3+b 29.D[核反应方程 质量数守恒：12+1=7+2×1+A C+H→Li+2H+2X→A=4,Z-2,X为He,D对.] 电荷数守恒：6+1=3+2×1+Z 30.C[核反应方程 质量数守恒：12=8+x+y 6H→22He+0n+p+43.l5MeVx=2.=2.C对.] 电荷数守恒：6=4+y 31.C[由题意可知，伽马射线暴每分钟释放的能量量级为 1048J,则其每秒钟释放的能量量级为1046J,根据爱因斯坦质 能方程△E=△nc2可知，每秒钟平均减少的质量量级为△n= 1046 1046 (3X10)kg=gX105kg≈1029kg,C正确.] 2X+片N→2Y+gO4+14=A1+17 (Z+7=Z1+8 32.D 2Y+Li→29x{A1+7=2A 1Z=2 Z1+3=2Z D对.] 33.A[相同质量的核燃料，轻核聚变要比重核裂变质量亏损更 多，根据爱因斯坦质能方程可知，轻核聚变放出的核能更多， A对，D错：根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可 知，氘急核聚变的产物之一为中子，而不是电子，B错：铀235 为核裂变的主要燃料，C错.] 34.C[由教材知识可知，8粒子为电子，C对.] 35.C[由因形制折可知，初始时，叫十%=N1=2%时刻，2十 受-含联立可得叫一公%=义，则一时刻，南未衰 支的原子核总数为路+学=，故C正确] 36.C[由于核反应遵循质量数守恒、电荷数守恒，则X应为 234,A错：α射线的穿透能力比Y射线的穿透能力弱，B错：比 结合能越大，原子核越稳定，则U的比结合能比“Pu的比 结合能大，C对：放射性元素的半衰期与物理状态以及化学状 态均无关，所以月夜寒冷的天气中P山的半衰期不会发生变 化，D错.] 37.B[设刚植入时碘的质量为0，经过180天后的质量为m, 根据m=mo（ m(位)广-吉m就选] 38.AB「根据质量数守恒和电荷数守恒知，生产14C的核反应方 程为1N十。→1C十}H,故A正确：根据同位素标记法可知 产物C可以用作示踪原子，故B正确：产物1C发生B衰变 产生电子来源于核内中子转变成质子的过程，故C错误；半衰 期具有统计学意义，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少 时规律不成立，故D错误，] 39.A[由图分析可知，设经过a次a衰变，b次B衰变，核反应方 程为韶8X→6Y十aHe十b_9e.由电荷数与质量数守恒可得 238=206十4a:92=82十2a-b,解得a=8,b=6,故放出6个 电子，故选A.] 40.C[由图可知，从化=号到品=专格好亲支了一丰，报据 半衰期的定义可知，半衰期为T=182.4d一67.3d=115.1d, 故选C.门 41.C[26A1发生衰变的过程中释放正电子的同时还有核能释 放，发生质量亏损，所以26Al核的质量大于26Mg核的质量，故 A错误；2A1核的中子数1=26-13=13，而26Mg核的中子 数n2=26-12=14,所以2A1核的中子数小于26Mg核的中子 数，故B错误；半衰期是原子核固有的属性，与物理环境和化 3 学状态无关，故C正确：铝同位素2A1的半衰期为72万年，所 以经过14万年也就是两个丰来期后还剩下没有衰支，故 D错误.] 42.CD[(1)式是a衰变，(2)式是3衰变，均有能量放出，故A错 误：(3)式是人工核转变，故B错误；(3)式是人类第一次实现 原子核转变的方程，故C正确；利用激光引发可控的(4)式核 聚变是正在尝试的技术之一，故D正确.] 13.D[根据半衰期的定义可知，放射性元素经过两个完整的半 来期后，还剩原来的未来变，A错误：原子核衰变时电荷数 和质量数都守恒，B错误：放射性元素的半衰期由原子核内部 自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件没有关 系，因此改变压力、温度或浓度，放射性元素的半衰期不变，C 错误；过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，若辐射强度在 安全剂量内则不会对人体组织造成伤害，D正确，] 44.A[根据质量数守恒和电荷数守恒可以确定X的质量数为 零，电荷数为一1，则衰变方程中X是电子，A正确；放射性元 素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物 理状态（如温度、压强）和化学状态（如单质、化合物）无关，B 错误：29Pb的质量与29Bi及电子的质量之和的差等于衰变的 质量亏损，C错误：放射性元素发生阝衰变时，原子核中的一 个中子转变为一个质子，同时放出电子，故D错误，] 45.C[原子弹是利用重核裂变的链式反应能在极短时间内释放 出巨大能量的原理制成的，发生可控的链式反应的是核电站， 不可控链式反应的是原子弹，氢弹则是利用轻核聚变原理制 成的.C正确.] 46.A[根据题述，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂 (L)离子，可知这个核反应的方程是A.门] 47.A[根据题意写出核反应方程得n十号N→1C十X,根据质 量数守恒和电荷数守恒可以确定X的质量数为1，电荷数为 1,则X是质子，A正确.] 18.解析根据电荷数守恒和质量数守恒可得Z=2,A=3:经过 50年，排入海水中的惫的剩余质量为m=m( 11 21 2 =16m. 答案236 1 专题十七力学基础实验与创新实验 1,解析探究加速度与力、质量的关系十实验操作十数据处理十 误差分析(1)探究加速度与力、质量关系的实验时，将槽码与 槽码盘的重力近似为绳子拉力，则需平衡摩擦力，实验中应将 木板一端垫高，（2)该实验采取控制变量法，探究加速度α与质 量加的关系时，小车受到的力F保持不变，利用图像法处理数 据时，需使图线拟合为直线更直观，即图像斜率为定值，由牛顿 第二定律F=na可知a一图像的斜率不变，A正确；无论m 怎么变化，an为定值，也可判断a、n成反比关系，C正确.(3) 采用甲同学的方法进行实验时，设小车的质量为，单个槽码 的质量为M,槽码个数为，忽略槽码盘的质量，对小车和槽码 根据牛顿第二定律分别有T=ma、nMg-T=nMa,联立解得 T=nMg 十西：采用乙同学的方法进行实验时，设槽码个数总 为n个，小车上放有k个槽码，根据牛顿第二定律有T=(m十 kMDa、(n-k)Mg二T=(n一k)Ma,联立解得T=M+mn- k)Mg,因此采用甲同学的方法时，当槽码总质量远小于小车质 量时槽码的重力与绳子拉力相等，采用乙同学的方法时，当单 个槽码质量较小时槽码的重力与绳子拉力相等，则乙同学的方 法可以更好地减小误差. 答案(1)一端垫高(2)AC(3)乙 2.解析验证机械能守恒定律十实验操作十数据处理(1)根据 题图1可知，本实验的实验原理是通过验证重锤重力势能的减 少量等于动能的增加量，来验证机械能守恒定律，验证的关系 式为mgh=2m,因为等式两边的质量可以消去，所以测量 重锤的质量（步骤③）不是必需的：又测量重锤下落的高度和速 度均能通过打，点计时器与纸带完成，按照打点计时器与纸带的 使用规则可知，应先接通打，点计时器的电源，打，点计时器工作