内容正文:
抢分猜押13 物理浙江卷(选择题:光电效应 波尔能级 核反应 核能)
重难解读
1、光电效应:频率决定能否发生,光强决定电流大小
2、吸收光子必须恰好等于能级差(电离除外)
3、β 衰变不是原子核外电子跑出来
4、半衰期是统计规律,对少量原子核无意义
5、温度、压强、化学反应不改变半衰期
6、核反应方程一定先配平:左上质量数,左下电荷数
命题预测
1、光电效应:图像题(Ek−ν图)、遏止电压、饱和电流判断
2、玻尔能级:跃迁光子能量、频率种类、电离条件
3、核反应:补全方程、判断衰变类型、人工转变
4、核能:质能方程简单理解,裂变聚变区分
1.(2026·浙江衢州·二模)如图甲是研究光电效应的实验装置,图乙是氢原子的能级结构图,大量处于激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,照射极,其中3条光电流随电压变化的图线如图丙所示,已知可见光的光子能量范围约为到之间。则下列说法正确的是( )
A.三种光的波长关系:
B.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零,则可判断图甲中电源右侧为负极
C.光的光子能量小于光的光子能量
D.氢原子从能级向低能级跃迁时释放出落在可见光区域的射线,通过相同装置做双缝干涉实验,其中相邻亮条纹间距最宽的是向跃迁时释放出的射线。
2.(2026·浙江·二模)如图甲所示,用某种型号的光线发射器的光照射光电管。图乙为氢原子能级图,光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子,图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.09eV,下列说法正确的是( )
A.丙图中和对应的是甲图中电源的正极接在左端
B.用动能为13eV的电子轰击一群基态氢原子,可使原子跃迁到能级
C.用b光照射光电管时,阴极飞出的光电子最大初动能为
D.若将电源的正极接在左端,将滑动变阻器滑片从左向右滑动过程中,电流表示数从0开始先增大后保持不变
3.(2026·浙江杭州·二模)氢光谱中有条可见光光谱,如图甲所示,对其发出的和两种光,下列说法正确的是( )
A.光子的能量比的小
B.和两种光射向三棱镜后光线如乙图,则光是
C.在图丙实验中,把换成后条纹间距将变大
D.用同一装置做圆孔衍射实验,的中央亮斑直径比的小
4.(2026·浙江杭州·二模)光控继电器是一种利用光信号控制电路通断的半导体器件,其工作原理如图所示。它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。当光照强度达到一定值时,形成的光电流被放大器放大后,电磁铁产生足够强的磁场吸引衔铁,从而达到控制电路通断的目的。已知“硬磁材料”一经磁化即能保持恒定磁性,而“软磁材料”则易于磁化,也易于退磁。对于这一控制电路,下列说法正确的是( )
A.放大器左边的电路电流方向沿顺时针
B.光控继电器的电磁铁的铁芯应采用“硬磁材料”
C.如果蓝光能使该继电器工作,那么黄光也一定能使其工作
D.用该光控继电器控制路灯工作时,白天电磁铁吸住衔铁接通电路
5.(2026·浙江杭州·二模)在粒子散射实验中,假设所有粒子初速度都相同,当粒子靠近静止的金原子核时,它们发生了不同角度的偏转,如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆,轨迹2中的点离金原子核最近,不考虑粒子间的相互作用。则在与金原子核相互作用过程中,沿轨迹2运动的粒子( )
A.与沿轨迹1运动的粒子相比,动量变化大
B.与沿轨迹1运动的粒子相比,散射后获得的动能大
C.与图中其它的粒子相比,经过虚线位置时动能较大
D.经过点时电势能最小,且速度方向与库仑力方向垂直
6.(2026·浙江宁波·二模)下列说法正确的是( )
A.自由落体过程中任意连续相等时间通过的位移之比可能为2:3
B.电场线一定是不闭合的
C.光电效应实验中光的频率越高,逸出光电子的动能就越大
D.根据玻尔的氢原子理论,氢原子由低能级向高能级跃迁时动能变小、电势能增大
7.(2026·浙江·二模)下列说法正确的是( )
A.水波、声波和电磁波等一切波都能发生干涉和偏振现象
B.只要波源不动,观察者接收到的波的频率就跟波源发出的频率一样
C.根据玻尔模型,氢原子从激发态向基态跃迁时,核外电子动能增大
D.在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫解调
8.(2026·浙江·二模)20世纪之交,物理学界对“两朵乌云”的讨论,为相对论和量子力学拉开了序幕。下列说法正确的是( )
A.高速运动的子寿命变长的现象,用经典理论无法解释
B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
C.氢原子能级跃迁可以产生一系列特定波长的电磁波,包括X射线
D.每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系,这种波就是机械波
9.(2026·浙江·二模)如图甲为氢原子能级示意图,图乙为研究光电流与电压关系的电路。一群处于能级的氢原子自发跃迁,辐射出的光照射光电管的阴极K,通过实验只能得到图丙所示的2条光电流随电压变化的图线,则下列说法正确的是( )
A.图丙中的值为
B.与的差值为1.89V
C.这群氢原子向低能级跃迁时发出2种不同频率的光
D.b光照射产生的光电子最大初动能大于a光
10.(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
11.(2025·浙江·一模)下列说法正确的是( )
A.矢量与标量的本质区别是前者有方向而后者无方向
B.楞次定律是能量守恒在电磁感应现象中的体现
C.在LC振荡电路中,若线圈的电感增大,则充放电过程变慢
D.当入射光子与晶体中的电子碰撞时,散射后的光子波长变短
12.(2025·浙江·一模)如图所示,半球形均匀玻璃砖过球心O的截面为CPD,PO与底面垂直。由黄、紫两种单色光组成的一束细光束从P点以45°入射,折射光分为a、b两束光。下列说法正确的是( )
A.a光光子动量小于b光光子动量
B.这两束光都能使某种金属发生光电效应,则遏止电压Ua>Ub
C.a、b两束光从P点到底面所用的时间关系为ta<tb
D.a、b两束光从P点射入玻璃砖经底面反射一次到圆弧CP上所用的时间关系为ta=tb
13.(2025·浙江·一模)下列说法正确的是( )
A.狭义相对论认为,在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是相同的
B.若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时辐射出A光,那么用波长等于A光波长的光照射大量n=1能级氢原子,可以使部分氢原子跃迁到n=3能级
C.物理学中不与外界进行物质和能量交换的系统叫做孤立系统,一个孤立系统的熵值总是不增加的
D.光电效应、康普顿效应都揭示了光的波动性
14.(2025·浙江·模拟预测)如图1所示,一定频率的光照射到某金属材料表面。改变频率,可能发生光电效应或者康普顿效应。图2为康普顿效应示意图。已知普朗克常量,真空中的光速,元电荷。下列说法正确的是( )
A.若发生光电效应,仅增加光强,光电子的初动能增加
B.若发生康普顿效应,与入射光子比,散射光子的速度和动量都减小
C.若发生光电效应,且入射光子的能量为7.1eV,光电子的最大初动能为0.5eV,则该材料的截止频率为
D.若发生康普顿效应,且入射光子的能量为7.1keV,电子的能量增加0.5keV,则散射光波长增量的数量级为
15.(2025·浙江·模拟预测)如图所示,四幅教材插图均与温度有关。其中,图甲反映的是一个金属热电阻和一个热敏电阻阻值随温度变化的关系,图乙是一定质量理想气体在不同温度下的等温线,图丙是黑体辐射的实验规律,图丁是氧气分子的速率分布图像。下列说法正确的是( )
A.图甲中,a是金属热电阻的图线 B.图乙中,a是温度较低时的图线
C.图丙中,b是温度较高时的图线 D.图丁中,b是温度较低时的图线
16.(2025·浙江·一模)按照经典电磁学理论,绕核做圆周运动的电子,其加速会导致电磁波辐射而逐渐失去动能,最终坠入原子核,从而导致所谓的“原子坍缩”。为了解决经典物理学的这种困境,玻尔提出了定态概念,认为氢原子中电子的运动轨道是稳定的,不向外辐射电磁波,但在这些轨道运动的电子能量是量子化的。根据物质波假设,若将氢原子中量子数为n的定态视为如图所示的稳态波形,则结合经典物理的规律,可能得到与玻尔理论相同的结论。已知带电量为q的点电荷在距离为r处的电势,其中k为静电力常量。电子质量为m,普朗克常量为h,则量子数为n、半径为的定态轨道电子的( )
A.波长
B.速度
C.电势能
D.能量
17.(2025·浙江绍兴·一模)下列光学实验的四幅图中,其中描述正确的是( )
A.图甲为全反射棱镜,玻璃折射率n一定大于2
B.图乙为a、b光通过同一装置的干涉条纹,a光波长小于b光波长
C.图丙为光照射不透明的圆盘得到的泊松亮斑,这属于光的衍射现象
D.图丁为光电效应实验中光电流与电压关系曲线,a光频率大于c光频率
18.(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
19.(2026·浙江衢州·二模)2025年5月10日,全球能源领域迎来历史性时刻——中国自主研发的新一代“人造太阳”装置“中国环流三号”在四川成都实现重大突破,首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的高参数等离子体运行,并同步完成电力输出。这一成就标志着人类首次在实验室环境下实现可控核聚变从科学原理到工程应用的跨越,为全球能源格局带来颠覆性变革。下列说法正确的是( )
A.为“核聚变”的核反应方程式
B.核反应属于衰变
C.目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理
D.在核反应中,钡核的比结合能比铀核的比结合能大
20.(2024·浙江宁波·二模)2023年8月,新一代“人造太阳”中国环流三号首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行,标志着我国在可控核聚变领域达到了国际领先水平。“人造太阳”内部发生的一种核反应,其反应方程为,已知的比结合能为,的比结合能为,的比结合能为,光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是( )
A.核反应方程中为
B.的结合能为17.6 MeV
C.核反应中的质量亏损可表示为
D.半衰期为12.46年,现有100个氚原子核,经过12.46年后剩下50个氚原子核
21.(2026·浙江宁波·二模)在量子引力理论中,普朗克长度被视为可探测的最小空间尺度。一种估算方法是考虑如下思想实验:为了探测更小的空间结构,需要更高能量的光子。但当光子能量极高时,其自身引力效应显著,可能形成一个微观黑洞,(理论分析表明,逃逸速度是环绕速度的倍,即)从而无法提供更小的尺度信息。高中阶段为了简化运算,我们可以令光子的波长等于乘以黑洞的半径(设黑洞的半径等于普朗克长度),我们就可以得到最小的长度。已知光子的能量为,有效质量为。普朗克常数,真空光速,引力常数,则普朗克长度约为( )
A. B.
C. D.
22.(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
23.(2025·浙江·一模)关于物质的放射现象,下列说法中正确的是( )
A.人工放射性元素的半衰期一般比天然放射性元素的半衰期长
B.作为示踪原子的放射性元素与它的非放射性同位素化学性质相同
C.某一个放射性原子核在何时衰变都是确定的
D.氯化镭与硝酸镭的半衰期不相等
24.(2025·浙江绍兴·一模)太阳内部核聚变的p-p(p为氢原子核)循环包含以下三步反应,下列说法正确的是( )
①
②
③ :
A.的质量大于和的质量之和
B.和是同位素,比多一个质子
C.的比结合能大于的比结合能,原子核更稳定
D.发生一次p-p循环,消耗了3个,放出总能量为18.77 MeV
25.(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
26.(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
27.(2025·浙江宁波·一模)20世纪中叶以来,科学家一直在尝试合成超重元素。俄罗斯尤里·奥涅加相团队用作为“炮弹”,轰击靶核,得到超重元素鈇,已知鈇核的半衰期为,则( )
A.该核反应方程为
B.的质子数比的多45个
C.的比结合能比的大
D.经过,鈇核衰变了
28.(2025·浙江·一模)钚的放射性同位素衰变为铀核和新核,已知的质量为、的质量为和新核的质量为,且相当于的能量。其中衰变方程为。下列说法正确的是( )
A.衰变方程中的为中子
B.的平均核子质量小于
C.的比结合能是
D.该衰变过程放出的核能的数量级为
29.(2025·浙江杭州·一模)我国第四代反应堆——钍基熔盐堆能源系统(TMSR)研究已获重要突破。在相关中企发布熔盐反应堆驱动的巨型集装箱船的设计方案之后,钍基熔盐核反应堆被很多人认为是中国下一代核动力航母的理想动力。钍基熔盐核反应堆的核反应方程式主要包括两个主要的核反应,其中一个是:。已知核、、、的质量分别为是、、、,根据质能方程,物质的能量相当于。下列说法正确的是( )
A.核反应方程中的,
B.一个核裂变放出的核能约为
C.核裂变放出一个光子,若该光子撞击一个粒子后动量大小变小,则波长会变长
D.核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电
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抢分猜押13 物理浙江卷(选择题:光电效应 波尔能级 核反应 核能)
重难解读
1、光电效应:频率决定能否发生,光强决定电流大小
2、吸收光子必须恰好等于能级差(电离除外)
3、β 衰变不是原子核外电子跑出来
4、半衰期是统计规律,对少量原子核无意义
5、温度、压强、化学反应不改变半衰期
6、核反应方程一定先配平:左上质量数,左下电荷数
命题预测
1、光电效应:图像题(Ek−ν图)、遏止电压、饱和电流判断
2、玻尔能级:跃迁光子能量、频率种类、电离条件
3、核反应:补全方程、判断衰变类型、人工转变
4、核能:质能方程简单理解,裂变聚变区分
1.(2026·浙江衢州·二模)如图甲是研究光电效应的实验装置,图乙是氢原子的能级结构图,大量处于激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子,照射极,其中3条光电流随电压变化的图线如图丙所示,已知可见光的光子能量范围约为到之间。则下列说法正确的是( )
A.三种光的波长关系:
B.若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零,则可判断图甲中电源右侧为负极
C.光的光子能量小于光的光子能量
D.氢原子从能级向低能级跃迁时释放出落在可见光区域的射线,通过相同装置做双缝干涉实验,其中相邻亮条纹间距最宽的是向跃迁时释放出的射线。
【答案】BD
【详解】AC.由图丙得遏止电压绝对值
因此频率
能量
波长
故AC错误;
B.要使光电流为零,需要加反向电压(阴极K接正极,阳极A接负极,阻碍光电子向A运动)。甲图中K在左、A在右,若电源右侧为负极、左侧为正极,才能提供反向电压,调节滑片使反向电压足够大时,可让光电流为零;若电源右侧为正极,只能加正向电压,无论如何调节都无法让光电流减为零,故B正确;
D.计算向低能级跃迁的所有光子能量,结合可见光能量范围()::(红外,不属于可见光)
:(属于可见光)
:(属于可见光)
其余跃迁的光子能量都大于(紫外线,不属于可见光)。
双缝干涉相邻亮纹间距满足
波长越长,间距越大;光子能量越低,因此跃迁的光子能量最低、波长最长,相邻亮条纹间距最宽,故D正确。
故选BD。
2.(2026·浙江·二模)如图甲所示,用某种型号的光线发射器的光照射光电管。图乙为氢原子能级图,光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子,图丙所示为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。已知光电管阴极材料的逸出功为2.09eV,下列说法正确的是( )
A.丙图中和对应的是甲图中电源的正极接在左端
B.用动能为13eV的电子轰击一群基态氢原子,可使原子跃迁到能级
C.用b光照射光电管时,阴极飞出的光电子最大初动能为
D.若将电源的正极接在左端,将滑动变阻器滑片从左向右滑动过程中,电流表示数从0开始先增大后保持不变
【答案】BC
【详解】A.丙图中和是遏止电压,对应的是甲图中电源的正极接在右端,故A错误;
B.用动能为13eV的电子轰击一群基态氢原子,氢原子可能吸收其中能量,可使原子跃迁到能级,故B正确;
C.光线发射器内大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光只有a、b两种可以使该光电管阴极逸出光电子,两种光子能量分别为和,b光照射光电管时遏止电压更大,所以b光光子能量为
由,用b光照射光电管时,阴极飞出的光电子最大初动能为,故C正确;
D.正极接左端时加的是正向电压,滑片在最左端时光电管两端电压为0,但逸出的光电子本身有初动能,已经可以到达阳极形成光电流,因此电流不是从0开始,故D错误。
故选BC。
3.(2026·浙江杭州·二模)氢光谱中有条可见光光谱,如图甲所示,对其发出的和两种光,下列说法正确的是( )
A.光子的能量比的小
B.和两种光射向三棱镜后光线如乙图,则光是
C.在图丙实验中,把换成后条纹间距将变大
D.用同一装置做圆孔衍射实验,的中央亮斑直径比的小
【答案】CD
【详解】A.由甲图可知,光子的频率比的大,根据可知光子的能量比的大,故A错误;
B.在乙图光偏折角度较小,折射率较小,即光的频率较小,所以光是,故B错误;
C.在劈尖干涉中,条纹间距与波长成正比,由于光子的频率比的大,根据可知光子的波长比的小,所以在图丙实验中的条纹间距换成后将变大,故C正确;
D.在圆孔衍射时,波长越短,中央亮斑的直径越小,则用同一装置做圆孔衍射实验,的中央亮斑直径比的小,故D正确。
故选CD。
4.(2026·浙江杭州·二模)光控继电器是一种利用光信号控制电路通断的半导体器件,其工作原理如图所示。它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。当光照强度达到一定值时,形成的光电流被放大器放大后,电磁铁产生足够强的磁场吸引衔铁,从而达到控制电路通断的目的。已知“硬磁材料”一经磁化即能保持恒定磁性,而“软磁材料”则易于磁化,也易于退磁。对于这一控制电路,下列说法正确的是( )
A.放大器左边的电路电流方向沿顺时针
B.光控继电器的电磁铁的铁芯应采用“硬磁材料”
C.如果蓝光能使该继电器工作,那么黄光也一定能使其工作
D.用该光控继电器控制路灯工作时,白天电磁铁吸住衔铁接通电路
【答案】A
【详解】A.当光电管工作时,光照射阴极打出的电子向阳极运动形成光电流,电流方向与电子运动方向相反,所以放大器左边的电路电流方向沿顺时针,A正确。
B.电磁铁通过电流控制磁场变化,铁芯应采用“软磁材料”,B错误;
C.黄光频率比蓝光低,蓝光照射时,光电管阴极能发生光电效应,改用黄光照射时就不一定能发生光电效应,C错误;
D.路灯白天断开,晚上工作时,所以控制器白天电磁铁吸住衔铁时应断开电路,D错误。
故选A。
5.(2026·浙江杭州·二模)在粒子散射实验中,假设所有粒子初速度都相同,当粒子靠近静止的金原子核时,它们发生了不同角度的偏转,如图所示。图中虚线是以金原子核为圆心的圆,轨迹2中的点离金原子核最近,不考虑粒子间的相互作用。则在与金原子核相互作用过程中,沿轨迹2运动的粒子( )
A.与沿轨迹1运动的粒子相比,动量变化大
B.与沿轨迹1运动的粒子相比,散射后获得的动能大
C.与图中其它的粒子相比,经过虚线位置时动能较大
D.经过点时电势能最小,且速度方向与库仑力方向垂直
【答案】A
【详解】AB.粒子与静止的原子核相互排斥,靠近时库仑力做负功,远离时库仑力做正功,散射过程库仑力做功为0,粒子的动能变化量为零,散射后动能相等,则速度大小相等,与沿轨迹1运动的粒子相比,沿轨迹2运动的粒子经散射后偏转的角度大,所以速度变化量大,即动量变化大,故A正确,B错误;
C.虚线是一条等势线,不同的粒子经过虚线时的电势能相等,因为粒子的初动能都相等,所以经过虚线位置时的动能也相等,故C错误;
D.经过P点时粒子的电势能最大,动能最小,速度方向与库仑力方向垂直,故D错误。
故选A。
6.(2026·浙江宁波·二模)下列说法正确的是( )
A.自由落体过程中任意连续相等时间通过的位移之比可能为2:3
B.电场线一定是不闭合的
C.光电效应实验中光的频率越高,逸出光电子的动能就越大
D.根据玻尔的氢原子理论,氢原子由低能级向高能级跃迁时动能变小、电势能增大
【答案】AD
【详解】A.设从下落开始经过连续T时间,位移比
根据题意
解得
存在实数解,故A正确;
B.感生电场的电场线是闭合的,故B错误;
C.根据,光电效应实验中光的频率越高,逸出光电子的动能不一定越大,但最大初动能一定越大,故C错误;
D.根据玻尔的氢原子理论,氢原子由低能级向高能级跃迁时克服电场力做功,动能变小、电势能增大,故D正确。
故选AD。
7.(2026·浙江·二模)下列说法正确的是( )
A.水波、声波和电磁波等一切波都能发生干涉和偏振现象
B.只要波源不动,观察者接收到的波的频率就跟波源发出的频率一样
C.根据玻尔模型,氢原子从激发态向基态跃迁时,核外电子动能增大
D.在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫解调
【答案】C
【详解】A.干涉是波的普遍现象,水波、声波和电磁波均能发生干涉;但偏振是横波特有的现象,电磁波为横波,可发生偏振,水波(表面波)部分情况下可偏振,而声波为纵波,不能发生偏振。故A错误。
B.根据多普勒效应,观察者接收到的频率取决于波源与观察者的相对运动。即使波源静止,若观察者运动,接收频率也会改变(如观察者朝向波源运动时频率升高)。故B错误。
C.根据玻尔模型,氢原子从激发态向基态跃迁时,原子的能级降低,核外电子的轨道半径减小,根据可知,核外电子动能增大,C正确;
D.在电磁波发射技术中,将信号加载到载波(如改变振幅、频率)的过程称为调制;解调是在接收端从调制波中提取信号的过程。故D错误。
故选C。
8.(2026·浙江·二模)20世纪之交,物理学界对“两朵乌云”的讨论,为相对论和量子力学拉开了序幕。下列说法正确的是( )
A.高速运动的子寿命变长的现象,用经典理论无法解释
B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
C.氢原子能级跃迁可以产生一系列特定波长的电磁波,包括X射线
D.每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系,这种波就是机械波
【答案】AB
【详解】A.子以高速运动时,平均寿命变长,这是狭义相对论的时间延缓效应,经典力学无法解释,故A正确;
B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,故B正确;
C.氢原子跃迁时无法产生X射线,故C错误;
D.与运动粒子相对应的波称为物质波,故D错误。
故选AB。
9.(2026·浙江·二模)如图甲为氢原子能级示意图,图乙为研究光电流与电压关系的电路。一群处于能级的氢原子自发跃迁,辐射出的光照射光电管的阴极K,通过实验只能得到图丙所示的2条光电流随电压变化的图线,则下列说法正确的是( )
A.图丙中的值为
B.与的差值为1.89V
C.这群氢原子向低能级跃迁时发出2种不同频率的光
D.b光照射产生的光电子最大初动能大于a光
【答案】B
【详解】A.一群处于能级的氢原子自发跃迁,能发出三种不同频率的光,结果只能得到两条光电流图线,说明频率最小的光不能发生光电效应,即逸出功大于
根据光电效应方程和遏止电压公式
遏止电压对应光子能量减去逸出功,对应频率高的入射光,
可得,A错误;
B.与分别为a光和b光的光子能量减去逸出功的大小,故差值仍为光子能量的差值,B正确;
C.一群处于能级的氢原子自发向下跃迁可以有三种频率的光射出,C错误;
D.a光的光子能量为高于b光光子能量,故光电子最大初动能也更大,D错误。
故选B。
10.(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。
11.(2025·浙江·一模)下列说法正确的是( )
A.矢量与标量的本质区别是前者有方向而后者无方向
B.楞次定律是能量守恒在电磁感应现象中的体现
C.在LC振荡电路中,若线圈的电感增大,则充放电过程变慢
D.当入射光子与晶体中的电子碰撞时,散射后的光子波长变短
【答案】BC
【详解】A.矢量与标量的本质区别并不在于是否有方向,而在于二者的计算规则不同,故A错误;
B.楞次定律是能量守恒在电磁感应现象中的体现,故B正确;
C.在LC振荡电路中,振荡的周期为
若电感增大,振荡周期增加,充放电的过程会变慢,故C正确;
D.根据康普顿效应可知,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,散射后的光子波长会变长,故D错误。
故选BC。
12.(2025·浙江·一模)如图所示,半球形均匀玻璃砖过球心O的截面为CPD,PO与底面垂直。由黄、紫两种单色光组成的一束细光束从P点以45°入射,折射光分为a、b两束光。下列说法正确的是( )
A.a光光子动量小于b光光子动量
B.这两束光都能使某种金属发生光电效应,则遏止电压Ua>Ub
C.a、b两束光从P点到底面所用的时间关系为ta<tb
D.a、b两束光从P点射入玻璃砖经底面反射一次到圆弧CP上所用的时间关系为ta=tb
【答案】AC
【详解】A.根据折射定律可知,b光的折射率大于a光的折射率
又可知b光在玻璃中传播速度小于a光的速度
由于,可得,所以b光的波长小于a光的波长
代入光子动量,可知a光光子动量小于b光光子动量,故A正确;
B.因为b光的波长小于a光的波长,所以b光的频率较大,根据爱因斯坦光电效应方程可知,b光的遏止电压大于a光的遏止电压,故B错误;
C.由以上分析可得
又
联立可得
代入可得a、b两束光从P点到底面所用的时间关系为ta<tb,故C正确;
D.如图所示可知
又
代入可知ta<tb,故D错误。
故选AC。
13.(2025·浙江·一模)下列说法正确的是( )
A.狭义相对论认为,在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是相同的
B.若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时辐射出A光,那么用波长等于A光波长的光照射大量n=1能级氢原子,可以使部分氢原子跃迁到n=3能级
C.物理学中不与外界进行物质和能量交换的系统叫做孤立系统,一个孤立系统的熵值总是不增加的
D.光电效应、康普顿效应都揭示了光的波动性
【答案】AB
【详解】A.狭义相对论认为,在不同的惯性参考系中,物理规律的形式都是相同的,故A正确;
B.若氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时辐射出A光,则有
可知用波长等于A光波长的光照射大量n=1能级氢原子,可以使部分氢原子跃迁到n=3能级,故B正确;
C.物理学中不与外界进行物质和能量交换的系统叫做孤立系统,一个孤立系统的熵总是向增加的方向进行,故C错误;
D.光电效应、康普顿效应都揭示了光的粒子性,故D错误。
故选AB。
14.(2025·浙江·模拟预测)如图1所示,一定频率的光照射到某金属材料表面。改变频率,可能发生光电效应或者康普顿效应。图2为康普顿效应示意图。已知普朗克常量,真空中的光速,元电荷。下列说法正确的是( )
A.若发生光电效应,仅增加光强,光电子的初动能增加
B.若发生康普顿效应,与入射光子比,散射光子的速度和动量都减小
C.若发生光电效应,且入射光子的能量为7.1eV,光电子的最大初动能为0.5eV,则该材料的截止频率为
D.若发生康普顿效应,且入射光子的能量为7.1keV,电子的能量增加0.5keV,则散射光波长增量的数量级为
【答案】CD
【详解】A.由可知,光电子的初动能与入射光频率有关,与光照强度无关;仅增加光强,只会增加逸出光电子数目,故A错误;
B.若发生康普顿效应,与入射光子比,散射光子的速度为不变,频率变小,由可得波长变大;
由可得动量变小,故B错误;
C.由,代入数据解得该材料的截止频率为,故C正确;
D.入射光子的能量为
散射光子的能量为
,散射光波长增量的数量级为,故D正确。
故选CD。
15.(2025·浙江·模拟预测)如图所示,四幅教材插图均与温度有关。其中,图甲反映的是一个金属热电阻和一个热敏电阻阻值随温度变化的关系,图乙是一定质量理想气体在不同温度下的等温线,图丙是黑体辐射的实验规律,图丁是氧气分子的速率分布图像。下列说法正确的是( )
A.图甲中,a是金属热电阻的图线 B.图乙中,a是温度较低时的图线
C.图丙中,b是温度较高时的图线 D.图丁中,b是温度较低时的图线
【答案】AD
【详解】A.金属热电阻的阻值随温度升高而增大,热敏电阻(如半导体型)的阻值随温度升高而减小。图甲中,b的阻值随温度升高而减小,是热敏电阻;a的阻值随温度升高而增大,是金属热电阻,A正确;
B.理想气体的等温线图中,温度越高,等温线离原点越远。图乙中,a离原点更远,对应温度更高;b对应温度较低,B错误;
C.黑体辐射的实验规律是:温度越高,辐射强度的极大值对应的波长越短。图丙中,a的极大值波长更短,对应温度更高;b的极大值波长更长,对应温度较低, C错误;
D.气体分子速率分布图像中,温度越低,速率分布曲线的峰值越靠近低速区,曲线越 “陡”;温度越高,峰值越靠近高速区,曲线越 “平缓”。图丁中,b的峰值更靠近低速区,对应温度较低,D正确。
故选AD。
16.(2025·浙江·一模)按照经典电磁学理论,绕核做圆周运动的电子,其加速会导致电磁波辐射而逐渐失去动能,最终坠入原子核,从而导致所谓的“原子坍缩”。为了解决经典物理学的这种困境,玻尔提出了定态概念,认为氢原子中电子的运动轨道是稳定的,不向外辐射电磁波,但在这些轨道运动的电子能量是量子化的。根据物质波假设,若将氢原子中量子数为n的定态视为如图所示的稳态波形,则结合经典物理的规律,可能得到与玻尔理论相同的结论。已知带电量为q的点电荷在距离为r处的电势,其中k为静电力常量。电子质量为m,普朗克常量为h,则量子数为n、半径为的定态轨道电子的( )
A.波长
B.速度
C.电势能
D.能量
【答案】C
【详解】A.将氢原子中量子数为n的定态视为如图所示的稳态波形,有
解得,故A错误;
B.根据
可得速度为,故B错误;
C.带电量为q的点电荷在距离为r处的电势,根据可得电势能为
根据
可得
可得电势能为,故C正确;
D.动能为,电子的总能量为,故D错误。
故选C。
17.(2025·浙江绍兴·一模)下列光学实验的四幅图中,其中描述正确的是( )
A.图甲为全反射棱镜,玻璃折射率n一定大于2
B.图乙为a、b光通过同一装置的干涉条纹,a光波长小于b光波长
C.图丙为光照射不透明的圆盘得到的泊松亮斑,这属于光的衍射现象
D.图丁为光电效应实验中光电流与电压关系曲线,a光频率大于c光频率
【答案】BC
【详解】A.甲图中全反射棱镜的全反射的临界角是,根据
可得,玻璃的折射率的临界值,故A错误;
B.根据干涉条纹间距公式,可知波长越大,间距越大,故a光波长小于b光波长,故B正确;
C.图丙是光照射不透明的圆盘得到的泊松亮斑,属于光的衍射现象,故C正确;
D.光电效应中,遏止电压与光的频率满足,由图丁可知,a的遏止电压与c的遏止电压相同,故a光频率等于c光频率,故D错误。
故选BC。
18.(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。
19.(2026·浙江衢州·二模)2025年5月10日,全球能源领域迎来历史性时刻——中国自主研发的新一代“人造太阳”装置“中国环流三号”在四川成都实现重大突破,首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的高参数等离子体运行,并同步完成电力输出。这一成就标志着人类首次在实验室环境下实现可控核聚变从科学原理到工程应用的跨越,为全球能源格局带来颠覆性变革。下列说法正确的是( )
A.为“核聚变”的核反应方程式
B.核反应属于衰变
C.目前世界上主流的核电站都利用了“核聚变”的原理
D.在核反应中,钡核的比结合能比铀核的比结合能大
【答案】D
【详解】A.给出的核反应是重核裂变,是铀核分裂为多个中等质量核的反应,不是核聚变,故A错误;
B.该反应是卢瑟福发现质子的人工核转变,α衰变是原子核自发释放α粒子的天然衰变过程,和该反应不符,故B错误;
C.目前全世界主流核电站都是利用重核裂变原理发电,可控核聚变仍处于实验研究阶段,未商业化应用,故C错误;
D.比结合能的规律是:中等质量原子核的比结合能大于重核的比结合能,重核裂变释放能量,生成中等质量核更稳定,因此钡核(中等质量核)的比结合能大于铀核(重核)的比结合能,故D正确。
故选D。
20.(2024·浙江宁波·二模)2023年8月,新一代“人造太阳”中国环流三号首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行,标志着我国在可控核聚变领域达到了国际领先水平。“人造太阳”内部发生的一种核反应,其反应方程为,已知的比结合能为,的比结合能为,的比结合能为,光在真空中的传播速度为c,下列说法正确的是( )
A.核反应方程中为
B.的结合能为17.6 MeV
C.核反应中的质量亏损可表示为
D.半衰期为12.46年,现有100个氚原子核,经过12.46年后剩下50个氚原子核
【答案】C
【详解】A.根据核反应中质量数守恒与电荷数守恒,可知为,故A错误;
B.结合能是把原子核拆解成自由核子时所需要的最小能量,而不是核反应中放出的能量,故B项错误
C.核反应放出的能量为
由能量守恒可得
解得,故C正确;
D.半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少数原子核的衰变不适用,故D错误。
故选C。
21.(2026·浙江宁波·二模)在量子引力理论中,普朗克长度被视为可探测的最小空间尺度。一种估算方法是考虑如下思想实验:为了探测更小的空间结构,需要更高能量的光子。但当光子能量极高时,其自身引力效应显著,可能形成一个微观黑洞,(理论分析表明,逃逸速度是环绕速度的倍,即)从而无法提供更小的尺度信息。高中阶段为了简化运算,我们可以令光子的波长等于乘以黑洞的半径(设黑洞的半径等于普朗克长度),我们就可以得到最小的长度。已知光子的能量为,有效质量为。普朗克常数,真空光速,引力常数,则普朗克长度约为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】根据题意,黑洞的临界逃逸速度等于光速,结合给出的逃逸速度公式可得
两边平方得①
由光子能量、有效质量关系,结合题目给出的
推导光子质量②
将②代入①整理得
代入数值计算得
故选A。
22.(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。
23.(2025·浙江·一模)关于物质的放射现象,下列说法中正确的是( )
A.人工放射性元素的半衰期一般比天然放射性元素的半衰期长
B.作为示踪原子的放射性元素与它的非放射性同位素化学性质相同
C.某一个放射性原子核在何时衰变都是确定的
D.氯化镭与硝酸镭的半衰期不相等
【答案】B
【详解】A.人工放射性元素的半衰期与天然放射性元素的半衰期无一般长短规律。半衰期由原子核自身决定,人工或天然来源不影响其长短,故A错误;
B.放射性同位素与非放射性同位素具有相同的原子序数和电子结构,因此化学性质相同,示踪原子正是利用这一特性追踪化学过程,故B正确;
C.放射性衰变是随机过程,单个原子核的衰变时间无法确定,只有大量原子核的衰变遵循统计规律(如半衰期),故C错误;
D.半衰期是放射性核素(如镭)的固有属性,与化学状态无关。氯化镭(RaCl₂)和硝酸镭(Ra(NO₃)₂)中的镭核相同,因此半衰期相等,故D错误。
故选B。
24.(2025·浙江绍兴·一模)太阳内部核聚变的p-p(p为氢原子核)循环包含以下三步反应,下列说法正确的是( )
①
②
③ :
A.的质量大于和的质量之和
B.和是同位素,比多一个质子
C.的比结合能大于的比结合能,原子核更稳定
D.发生一次p-p循环,消耗了3个,放出总能量为18.77 MeV
【答案】C
【详解】A.在反应②()中,释放能量5.49 MeV,表明反应后体系质量小于反应前体系质量,因此的质量小于和的质量之和,故A错误;
B.和的质子数均为2(下标相同),中子数分别为2和1(上标减下标),因此是同位素,但比多一个中子,而非多一个质子,故B错误;
C.比结合能(结合能除以核子数)越大,原子核越稳定。在核聚变中,轻核聚变到较重核时,比结合能增大。 的比结合能大于的比结合能,因此原子核更稳定,故C正确;
D.发生一次完整的p-p循环需两次反应①(消耗4个)、两次反应②(消耗2个 )和一次反应③(产生2个),净消耗为4个;总释放能量为 ,故D错误。
故选C。
25.(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。
26.(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。
27.(2025·浙江宁波·一模)20世纪中叶以来,科学家一直在尝试合成超重元素。俄罗斯尤里·奥涅加相团队用作为“炮弹”,轰击靶核,得到超重元素鈇,已知鈇核的半衰期为,则( )
A.该核反应方程为
B.的质子数比的多45个
C.的比结合能比的大
D.经过,鈇核衰变了
【答案】C
【详解】A.根据质量数与核电荷数守恒,可知该核反应方程,故A错误。
B.Fl的质子数为114,Pu的质子数为94,差值为114 - 94 = 20,故B错误;
C.比结合能曲线中,中等质量核的比结合能最大,重核(如超重元素Fl)的比结合能较低。Pu-244的核子数(244)小于Fl-289(289),但Pu处于比结合能相对较高的区域,因此Pu的比结合能比Fl大,故C正确;
D.半衰期公式为
经过5.2 s(即2个半衰期),剩余量
衰变量为,故D错误。
本题选C。
28.(2025·浙江·一模)钚的放射性同位素衰变为铀核和新核,已知的质量为、的质量为和新核的质量为,且相当于的能量。其中衰变方程为。下列说法正确的是( )
A.衰变方程中的为中子
B.的平均核子质量小于
C.的比结合能是
D.该衰变过程放出的核能的数量级为
【答案】D
【详解】A.衰变方程中,钚衰变为铀,原子序数减少2,质量数减少4,符合衰变特征,放出氦核。因此,X应为α粒子而非中子,故A错误;
B.比结合能高的核更稳定。衰变产物铀比钚更稳定,说明铀的比结合能更高。比结合能与平均核子质量成反比,因此的平均核子质量大于,故B错误;
C.比结合能是原子核总结合能除以核子数。表达式对应的是衰变释放的核能,而并不是钚的比结合能,故C错误;
D.质量亏损
释放能量
换算为焦耳:,数量级为,故D正确。
故选D。
29.(2025·浙江杭州·一模)我国第四代反应堆——钍基熔盐堆能源系统(TMSR)研究已获重要突破。在相关中企发布熔盐反应堆驱动的巨型集装箱船的设计方案之后,钍基熔盐核反应堆被很多人认为是中国下一代核动力航母的理想动力。钍基熔盐核反应堆的核反应方程式主要包括两个主要的核反应,其中一个是:。已知核、、、的质量分别为是、、、,根据质能方程,物质的能量相当于。下列说法正确的是( )
A.核反应方程中的,
B.一个核裂变放出的核能约为
C.核裂变放出一个光子,若该光子撞击一个粒子后动量大小变小,则波长会变长
D.核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电
【答案】C
【详解】A.根据电荷数守恒和质量数守恒可得,
解得,,故A错误;
B.亏损的质量为
则一个核裂变放出的核能为,故B错误;
C.根据,核裂变放出一个光子,若该光子撞击一个粒子后动量大小变小,则波长会变长,故C正确;
D.核反应堆通过核裂变将核能转化为内能,再经热机转化为机械能,最终转化为电能,而非直接转化,故D错误。
故选C。
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