2026届北京市高三冲刺热点集训：专题01 近代物理

专题01 近代物理 7大考点概览 考点01 核式结构模型 考点02 玻尔能级及能级跃迁问题 考点03 天然放射性及衰变 考点04 核反应方程 考点05 核力与结合能 考点06 光电效应 考点07 近代物理综合 考点01 核式结构模型 1、如图所示的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是（） A．α粒子与原子中的电子发生碰撞 B．正电荷在原子中均匀分布 C．原子中带正电的部分和绝大部分质量集中在一个很小的核上 D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中 2、卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动的点电荷。如图所示，某次实验中，高速运动的粒子被位于O点的金原子核散射，实线表示粒子运动的轨迹，M和N为轨迹上的两点，N点比M点离核远，则（） A．粒子在M点的加速度比在N点的小 B．粒子在M点的速度比在N点的小 C．粒子在M点的电势能比在N点的小 D．粒子从M点运动到N点，电场力对它做的总功为负功 考点02 玻尔能级及能级跃迁问题 3、如图甲为氢原子光谱示意图，图乙为氢原子部分能级示意图。图甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从能级向能级跃迁时产生的。已知可见光的光子能量范围为。下列说法正确的是（　　） A．对应的光子能量比对应的光子能量大 B．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 C．若氢原子从能级向能级跃迁，则辐射出的光属于红外线 D．若氢原子从能级向能级跃迁，则需要吸收10.2eV的能量 4、氢原子的能级图如图所示，和是氢原子在能级跃迁过程中产生的光子。下列说法正确的是（　　） A．光子的频率比光子的频率低 B．处于n=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量 C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，对应的电子的轨道变小，电子的动能变小 D．处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 5、如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是（） A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 B．粒子性最强的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的 C．最容易发生衍射的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的 D．这群氢原子发出的光子中，能量的最大值为12.75eV 6、氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4条特征谱线（记作Hα、Hβ、Hγ和Hδ）分别对应着氢原子从n=3、4、5、6能级向n=2能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分布，刻度值从左至右增大）（） A． B． C． D． 7、对于静止的自由原子，当其从高能级向低能级跃迁发射光子时，原子会因反冲而获得一定的能量，该能量远小于原子两能级之差，所以可认为光子的能量等于两能级之差。对于静止的自由原子核，当其从高能级向低能级跃迁发出高能射线时，原子核也会因反冲而获得一定的能量。通常情况下，与射线的能量相比，原子核因反冲而获得的能量不可忽略。若将放射源和吸收源进行冷却，部分原子核被严格束缚在晶体的晶格位置，这些原子核在发射或吸收射线时，反冲可以被完全抑制。根据以上信息，对于两能级差仅为E的原子核，下列说法错误的是（ ） A．自由原子核在发射或吸收射线的过程中，原子核和射线组成的系统动量守恒 B．单个静止的自由原子核发射的射线的能量一定小于E C．单个静止的自由原子核吸收的射线的能量一定大于E D．单个被严格束缚在晶格位置的原子核吸收的射线的能量小于E 考点03 天然放射性及衰变 8、关于天然放射现象，下列说法正确的是（） A．原子核发生衰变时，质量数不守恒 B．天然放射现象说明了原子核是有内部结构的 C．在α、β、γ三种射线中，γ射线的电离本领最强 D．在α、β、γ三种射线中，β射线是由来自核外的高速电子组成的 9、元素（钋）发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为E。已知光在真空中的传播速度为c，的半衰期为138天。下列说法正确的是（　　） A．该核反应中发生了α衰变 B．该核反应中发生了β衰变 C．100个原子核经过138天，还剩50个原子核未衰变 D．该核反应过程中的质量亏损为 10、工业部门可以使用放射性同位素发出的射线来测厚度。某轧钢厂的热轧机上安装的射线测厚装置如图所示，让γ射线穿过钢板，探测器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，将射线强度的信号输入计算机，可对钢板的厚度进行自动控制。下列说法正确的是（） A．若钢板变厚，则探测到γ射线变弱 B．若钢板内部有裂缝，则探测到γ射线变弱 C．该装置主要利用γ射线的电离能力 D．若仅把γ射线换为射线，该装置仍正常运行 11、如图所示，在足够大的匀强磁场中，一个静止的氡原子核（）发生衰变，放出一个粒子后成为一个新核。已知粒子与新核的运动轨迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，下列说法正确的是（） A．大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 B．大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 C．小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 D．小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 考点04 核反应方程 12、氘核和氚核发生核反应的方程为，下列说法正确的是（　　） A．X是电子 B．X是质子 C．该反应是核聚变 D．该反应是核裂变 13、利用放射性元素衰变可测定百年以来现代沉积物的绝对年代和沉积速率，这种测年法是一种高精度的地质年代测定技术。我国利用放射性元素衰变测定沉积物年龄的应用最早可追溯到20世纪60年代左右。其中铀-钍测年法利用的衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．衰变方程中的X是 B．升高温度可以加快的衰变 C．与的质量差等于衰变的质量亏损 D．半衰期为，若有4个核，经过后只剩下1个 14、2025年3月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破，将人类向“能源自由”的终极目标推进了一大步。人造太阳利用氘核与氚核聚变反应释放能量，聚变资源储量丰富，主要产物清洁安全，被称为“人类未来的理想能源”。我国自主研发的高功率微波回旋管，单次注入功率达2.5兆瓦，精准“轰击”等离子体升温，实现电子温度1.6亿度。高功率中性束注入加热系统（提升原子核温度的核心设备），单条束线最大功率达7兆瓦，可将氢原子加速到每秒数千公里，为反应堆“点火”提供初始能量。关于该装置及核聚变相关原理，下列说法不正确的是（　　） A．核聚变反应中，氘核与氚核结合生成氦核并释放中子，反应方程为： B．中国环流三号产生的能量主要来源于氢原子被加速后获得的动能 C．等离子体温度升高，其粒子热运动的平均动能变大 D．若某次聚变反应质量亏损，则释放的能量为（c为真空中的光速） 15、2025年3月，中国首款碳-14核电池研制成功，续航可达千年。碳-14发生衰变的核反应方程为：，衰变产物X为（　　） A． B． C． D． 16、在衰变中通常会产生一种被称为“中微子”的粒子。中微子很难被直接探测，但是可以利用中微子与的核反应间接证实中微子的存在。相应的核反应方程为：中微子。由此可知，中微子的质量数和电荷数分别是（　　） A．0和0 B．0和1 C．1和0 D．1和1 17、100年前，卢瑟福猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子X，后来科学家用粒子轰击铍核证实了这一猜想，该核反应方程为：，则（） A．，，X是中子 B．，，X是电子 C．，，X是中子 D．，，X是电子 18、2021年12月30日，我国全超导托卡马克核聚变实验装置实现了7000万摄氏度高温下1056秒长脉冲高参数等离子体运行，打破了自己保持的世界纪录，标志着我国在可控核聚变研究上处于世界领先水平。托卡马克内部发生的主要核反应的方程可能是（） A． B． C． D． 考点05 核力与结合能 19、科学研究表明，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋（）”，如果每天抽2包香烟，一年后累积的辐射相当于400次胸透的辐射。的半衰期是138天，可以连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，则下列说法正确的是（） A．制做香烟时通过高温可以减小的半衰期，从而减小辐射对人体的伤害 B．吸烟时因为发生化学反应，所以的半衰期会减小 C．发生衰变时，会发生质量亏损 D．新核的中子数是206，电荷数为83 20、核反应方程表示中子轰击原子核可能发生的一种核反应，该核反应中质量亏损了。关于这个核反应，下列说法中正确的是（） A．该反应属于核聚变 B．中的X为33 C．中含有56个中子 D．该核反应释放出的核能为 21、关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（） A．原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力 B．原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定 C．温度越高放射性元素的半衰期越小 D．β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子 22、下面关于几幅图说法正确的是（） A．图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的饱和电流一定大 B．图乙说明在α粒子散射实验中，大多数粒子都有了明显偏转 C．图丙说明氡原子核衰变时的规律是，每过3.8天，原子核发生衰变的概率下降一半 D．图丁可以推断出，图中氧的原子核（）比锂的原子核（）更稳定 考点06 光电效应 23、下列现象可以说明光具有粒子性的是（） A．光电效应 B．光的偏振 C．光的衍射 D．光的干涉 24、如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（） A．若只让滑片向端移动，则电流表的示数一定增大 B．若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大 C．若改用波长小于的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大 D．若改用波长大于的单色光照射光电管的阴极K，则电流表的示数一定为零 25、如图1所示，小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K，调节滑动变阻器的滑片P，得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．甲光的光子能量最大 B．用乙光照射时饱和光电流最大 C．用乙光照射时光电子的最大初动能最大 D．分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最宽 26、金属板M受到紫外线照射时，会持续向各个方向发射不同速率的电子，电子最大速率为，质量为m，电量为e。正对M放置一金属网N，M与N间距为d（远小于板长）。在M、N之间加一个恒定电压U，M与电源正极相连，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．U增大，电流表的读数将增大 B．d减小，电子由M到N的过程，动能变化量将减小 C．仅将正、负极对调，从M逸出的电子，到达N时的最大动能为 D．仅将正、负极对调，电流表的读数将减小 考点07 近代物理综合 27、下列说法正确的是（　　） A．汤姆孙的“枣糕模型”无法解释α粒子散射实验现象 B．环境温度增加，的半衰期变长 C．氢原子从基态跃迁到激发态放出光子 D．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 28、下列说法正确的是（） A．氢原子由激发态向基态跃迁时放出光子 B．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态有关 C．核聚变与核裂变均释放能量，因此核反应前后质量数不守恒 D．卢瑟福的核式结构模型可以解释氢原子光谱不连续的现象 29、下列说法正确的是（） A．射线带正电，电离能力较弱，穿透能力较强 B．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外部条件有关 C．热核反应发生后，需要外界不断给它提供能量才能使反应继续下去 D．根据玻尔理论，电子从高能级跃迁到低能级，放出光子的能量由前后两个能级的能量差决定 30、某科研团队设计了一种基于量子点材料的纳米级光电传感器，用于检测极微弱的光信号。其工作原理为：量子点材料在吸收光子时克服其带隙能量产生电子-空穴对，电子-空穴对在量子点内部的势阱中被束缚，形成激子（由一个电子和一个空穴通过库仑相互作用结合而成的准粒子）；当外加电场作用于该量子点时，激子会分离为自由电子和空穴，形成光电流。量子点可能吸收一个高能光子并产生多个激子。激子的束缚能是指将电子和空穴从激子状态分离为自由电子和空穴所需的能量，束缚能越大，激子越稳定，其表达式近似为，电子和空穴之间的库仑力可表示为（r为电子和空穴之间的平均距离，为材料的介电常数，k为静电力常量，e为电子电荷量）。关于该光电传感器的工作特性，下列说法正确的是（　　） A．只要外加电场强度大于，就能产生有效的光电流 B．增大外加电场强度，有效光电流可能不变 C．该光电传感器的工作原理与光电效应原理相同 D．产生一对自由电子和空穴需要的能量等于入射光子的能量与外加电场做功之和 31、研究天然放射现象时，把某放射源放入用铅做成的容器中，射线从容器的小孔竖直射出，成为细细的一束。若在射线经过的空间施加磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，发现射线会分成三束，分别为α射线、β射线和γ射线。研究发现：α射线是氦原子核，β射线是电子流，γ射线是高能电磁波。已知光速大小为c，假定α粒子的速度大小为、β粒子的速度大小为。不计重力和粒子间的相互作用。 (1)写出图中的①、②、③三束射线分别对应的射线种类。 (2)再施加一沿水平方向的匀强电场。 a．若①、②两束射线重合，求匀强电场的电场强度大小E及方向。 b．请判断①、②、③三束射线是否可以重合。若可以，计算出匀强电场的电场强度大小；若不可以，请说明理由。 32、二十世纪初，卢瑟福进行粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。 (1)如图1所示，有两个粒子均以速度射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图； (2)如图2所示，一个粒子以速度射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向； (3)实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数粒子发生了大角度偏转（超过90°）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设： ①将粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体； ②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成； ③各层原子核前后不互相遮蔽； ④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L，金原子直径为，大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为，且。 a.请估算金原子核的直径； b.上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约，金原子直径约，金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 近代物理 7大考点概览 考点01 核式结构模型 考点02 玻尔能级及能级跃迁问题 考点03 天然放射性及衰变 考点04 核反应方程 考点05 核力与结合能 考点06 光电效应 考点07 近代物理综合 考点01 核式结构模型 1、如图所示的α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是（） A．α粒子与原子中的电子发生碰撞 B．正电荷在原子中均匀分布 C．原子中带正电的部分和绝大部分质量集中在一个很小的核上 D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中 【答案】C 2、卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动的点电荷。如图所示，某次实验中，高速运动的粒子被位于O点的金原子核散射，实线表示粒子运动的轨迹，M和N为轨迹上的两点，N点比M点离核远，则（） A．粒子在M点的加速度比在N点的小 B．粒子在M点的速度比在N点的小 C．粒子在M点的电势能比在N点的小 D．粒子从M点运动到N点，电场力对它做的总功为负功 【答案】B 考点02 玻尔能级及能级跃迁问题 3、如图甲为氢原子光谱示意图，图乙为氢原子部分能级示意图。图甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从能级向能级跃迁时产生的。已知可见光的光子能量范围为。下列说法正确的是（　　） A．对应的光子能量比对应的光子能量大 B．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 C．若氢原子从能级向能级跃迁，则辐射出的光属于红外线 D．若氢原子从能级向能级跃迁，则需要吸收10.2eV的能量 【答案】C 4、氢原子的能级图如图所示，和是氢原子在能级跃迁过程中产生的光子。下列说法正确的是（　　） A．光子的频率比光子的频率低 B．处于n=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量 C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，对应的电子的轨道变小，电子的动能变小 D．处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子 【答案】B 5、如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是（） A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光 B．粒子性最强的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的 C．最容易发生衍射的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的 D．这群氢原子发出的光子中，能量的最大值为12.75eV 【答案】D 6、氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础。如图所示，这4条特征谱线（记作Hα、Hβ、Hγ和Hδ）分别对应着氢原子从n=3、4、5、6能级向n=2能级的跃迁，下面4幅光谱图中，合理的是（选项图中长度标尺的刻度均匀分布，刻度值从左至右增大）（） A． B． C． D． 【答案】A 7、对于静止的自由原子，当其从高能级向低能级跃迁发射光子时，原子会因反冲而获得一定的能量，该能量远小于原子两能级之差，所以可认为光子的能量等于两能级之差。对于静止的自由原子核，当其从高能级向低能级跃迁发出高能射线时，原子核也会因反冲而获得一定的能量。通常情况下，与射线的能量相比，原子核因反冲而获得的能量不可忽略。若将放射源和吸收源进行冷却，部分原子核被严格束缚在晶体的晶格位置，这些原子核在发射或吸收射线时，反冲可以被完全抑制。根据以上信息，对于两能级差仅为E的原子核，下列说法错误的是（ ） A．自由原子核在发射或吸收射线的过程中，原子核和射线组成的系统动量守恒 B．单个静止的自由原子核发射的射线的能量一定小于E C．单个静止的自由原子核吸收的射线的能量一定大于E D．单个被严格束缚在晶格位置的原子核吸收的射线的能量小于E 【答案】D 考点03 天然放射性及衰变 8、关于天然放射现象，下列说法正确的是（） A．原子核发生衰变时，质量数不守恒 B．天然放射现象说明了原子核是有内部结构的 C．在α、β、γ三种射线中，γ射线的电离本领最强 D．在α、β、γ三种射线中，β射线是由来自核外的高速电子组成的 【答案】B 9、元素（钋）发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为E。已知光在真空中的传播速度为c，的半衰期为138天。下列说法正确的是（　　） A．该核反应中发生了α衰变 B．该核反应中发生了β衰变 C．100个原子核经过138天，还剩50个原子核未衰变 D．该核反应过程中的质量亏损为 【答案】A 10、工业部门可以使用放射性同位素发出的射线来测厚度。某轧钢厂的热轧机上安装的射线测厚装置如图所示，让γ射线穿过钢板，探测器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，将射线强度的信号输入计算机，可对钢板的厚度进行自动控制。下列说法正确的是（） A．若钢板变厚，则探测到γ射线变弱 B．若钢板内部有裂缝，则探测到γ射线变弱 C．该装置主要利用γ射线的电离能力 D．若仅把γ射线换为射线，该装置仍正常运行 【答案】A 11、如图所示，在足够大的匀强磁场中，一个静止的氡原子核（）发生衰变，放出一个粒子后成为一个新核。已知粒子与新核的运动轨迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，下列说法正确的是（） A．大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 B．大圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 C．小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 D．小圆是粒子的轨迹，该粒子是粒子 【答案】B 考点04 核反应方程 12、氘核和氚核发生核反应的方程为，下列说法正确的是（　　） A．X是电子 B．X是质子 C．该反应是核聚变 D．该反应是核裂变 【答案】C 13、利用放射性元素衰变可测定百年以来现代沉积物的绝对年代和沉积速率，这种测年法是一种高精度的地质年代测定技术。我国利用放射性元素衰变测定沉积物年龄的应用最早可追溯到20世纪60年代左右。其中铀-钍测年法利用的衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．衰变方程中的X是 B．升高温度可以加快的衰变 C．与的质量差等于衰变的质量亏损 D．半衰期为，若有4个核，经过后只剩下1个 【答案】A 14、2025年3月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破，将人类向“能源自由”的终极目标推进了一大步。人造太阳利用氘核与氚核聚变反应释放能量，聚变资源储量丰富，主要产物清洁安全，被称为“人类未来的理想能源”。我国自主研发的高功率微波回旋管，单次注入功率达2.5兆瓦，精准“轰击”等离子体升温，实现电子温度1.6亿度。高功率中性束注入加热系统（提升原子核温度的核心设备），单条束线最大功率达7兆瓦，可将氢原子加速到每秒数千公里，为反应堆“点火”提供初始能量。关于该装置及核聚变相关原理，下列说法不正确的是（　　） A．核聚变反应中，氘核与氚核结合生成氦核并释放中子，反应方程为： B．中国环流三号产生的能量主要来源于氢原子被加速后获得的动能 C．等离子体温度升高，其粒子热运动的平均动能变大 D．若某次聚变反应质量亏损，则释放的能量为（c为真空中的光速） 【答案】B 15、2025年3月，中国首款碳-14核电池研制成功，续航可达千年。碳-14发生衰变的核反应方程为：，衰变产物X为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 16、在衰变中通常会产生一种被称为“中微子”的粒子。中微子很难被直接探测，但是可以利用中微子与的核反应间接证实中微子的存在。相应的核反应方程为：中微子。由此可知，中微子的质量数和电荷数分别是（　　） A．0和0 B．0和1 C．1和0 D．1和1 【答案】A 17、100年前，卢瑟福猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子X，后来科学家用粒子轰击铍核证实了这一猜想，该核反应方程为：，则（） A．，，X是中子 B．，，X是电子 C．，，X是中子 D．，，X是电子 【答案】A 18、2021年12月30日，我国全超导托卡马克核聚变实验装置实现了7000万摄氏度高温下1056秒长脉冲高参数等离子体运行，打破了自己保持的世界纪录，标志着我国在可控核聚变研究上处于世界领先水平。托卡马克内部发生的主要核反应的方程可能是（） A． B． C． D． 【答案】D 考点05 核力与结合能 19、科学研究表明，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋（）”，如果每天抽2包香烟，一年后累积的辐射相当于400次胸透的辐射。的半衰期是138天，可以连续发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，则下列说法正确的是（） A．制做香烟时通过高温可以减小的半衰期，从而减小辐射对人体的伤害 B．吸烟时因为发生化学反应，所以的半衰期会减小 C．发生衰变时，会发生质量亏损 D．新核的中子数是206，电荷数为83 【答案】C 20、核反应方程表示中子轰击原子核可能发生的一种核反应，该核反应中质量亏损了。关于这个核反应，下列说法中正确的是（） A．该反应属于核聚变 B．中的X为33 C．中含有56个中子 D．该核反应释放出的核能为 【答案】D 21、关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（） A．原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力 B．原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定 C．温度越高放射性元素的半衰期越小 D．β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子 【答案】B 22、下面关于几幅图说法正确的是（） A．图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的饱和电流一定大 B．图乙说明在α粒子散射实验中，大多数粒子都有了明显偏转 C．图丙说明氡原子核衰变时的规律是，每过3.8天，原子核发生衰变的概率下降一半 D．图丁可以推断出，图中氧的原子核（）比锂的原子核（）更稳定 【答案】D 考点06 光电效应 23、下列现象可以说明光具有粒子性的是（） A．光电效应 B．光的偏振 C．光的衍射 D．光的干涉 【答案】A 24、如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（） A．若只让滑片向端移动，则电流表的示数一定增大 B．若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大 C．若改用波长小于的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大 D．若改用波长大于的单色光照射光电管的阴极K，则电流表的示数一定为零 【答案】B 25、如图1所示，小明用甲、乙、丙三束单色光分别照射同一光电管的阴极K，调节滑动变阻器的滑片P，得到了三条光电流I随电压U变化关系的曲线如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．甲光的光子能量最大 B．用乙光照射时饱和光电流最大 C．用乙光照射时光电子的最大初动能最大 D．分别射入同一单缝衍射装置时，乙光的中央亮条纹最宽 【答案】C 26、金属板M受到紫外线照射时，会持续向各个方向发射不同速率的电子，电子最大速率为，质量为m，电量为e。正对M放置一金属网N，M与N间距为d（远小于板长）。在M、N之间加一个恒定电压U，M与电源正极相连，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．U增大，电流表的读数将增大 B．d减小，电子由M到N的过程，动能变化量将减小 C．仅将正、负极对调，从M逸出的电子，到达N时的最大动能为 D．仅将正、负极对调，电流表的读数将减小 【答案】C 考点07 近代物理综合 27、下列说法正确的是（　　） A．汤姆孙的“枣糕模型”无法解释α粒子散射实验现象 B．环境温度增加，的半衰期变长 C．氢原子从基态跃迁到激发态放出光子 D．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 【答案】A 28、下列说法正确的是（） A．氢原子由激发态向基态跃迁时放出光子 B．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态有关 C．核聚变与核裂变均释放能量，因此核反应前后质量数不守恒 D．卢瑟福的核式结构模型可以解释氢原子光谱不连续的现象 【答案】A 29、下列说法正确的是（） A．射线带正电，电离能力较弱，穿透能力较强 B．放射性元素衰变的快慢跟原子所处的化学状态和外部条件有关 C．热核反应发生后，需要外界不断给它提供能量才能使反应继续下去 D．根据玻尔理论，电子从高能级跃迁到低能级，放出光子的能量由前后两个能级的能量差决定 【答案】D 30、某科研团队设计了一种基于量子点材料的纳米级光电传感器，用于检测极微弱的光信号。其工作原理为：量子点材料在吸收光子时克服其带隙能量产生电子-空穴对，电子-空穴对在量子点内部的势阱中被束缚，形成激子（由一个电子和一个空穴通过库仑相互作用结合而成的准粒子）；当外加电场作用于该量子点时，激子会分离为自由电子和空穴，形成光电流。量子点可能吸收一个高能光子并产生多个激子。激子的束缚能是指将电子和空穴从激子状态分离为自由电子和空穴所需的能量，束缚能越大，激子越稳定，其表达式近似为，电子和空穴之间的库仑力可表示为（r为电子和空穴之间的平均距离，为材料的介电常数，k为静电力常量，e为电子电荷量）。关于该光电传感器的工作特性，下列说法正确的是（　　） A．只要外加电场强度大于，就能产生有效的光电流 B．增大外加电场强度，有效光电流可能不变 C．该光电传感器的工作原理与光电效应原理相同 D．产生一对自由电子和空穴需要的能量等于入射光子的能量与外加电场做功之和 【答案】B 31、研究天然放射现象时，把某放射源放入用铅做成的容器中，射线从容器的小孔竖直射出，成为细细的一束。若在射线经过的空间施加磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，发现射线会分成三束，分别为α射线、β射线和γ射线。研究发现：α射线是氦原子核，β射线是电子流，γ射线是高能电磁波。已知光速大小为c，假定α粒子的速度大小为、β粒子的速度大小为。不计重力和粒子间的相互作用。 (1)写出图中的①、②、③三束射线分别对应的射线种类。 (2)再施加一沿水平方向的匀强电场。 a．若①、②两束射线重合，求匀强电场的电场强度大小E及方向。 b．请判断①、②、③三束射线是否可以重合。若可以，计算出匀强电场的电场强度大小；若不可以，请说明理由。 【答案】(1)①、②、③三束射线分别对应的是，α射线、γ射线、β射线 (2)a．，方向为水平向右；b．无法重合，理由见解析 【详解】（1）根据左手定则可知①、②、③三束射线分别对应的是，α射线、γ射线、β射线。 （2）a．设α粒子的电荷量为，①、②两束射线重合，有 可得 电场的方向为水平向右 b．不可以。 设电子电量为e，若使③射线与②射线重合，需施加的电场强度为，有 可得 因为，所以①、②、③三束射线无法重合。 32、二十世纪初，卢瑟福进行粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。 (1)如图1所示，有两个粒子均以速度射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图； (2)如图2所示，一个粒子以速度射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向； (3)实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数粒子发生了大角度偏转（超过90°）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设： ①将粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体； ②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成； ③各层原子核前后不互相遮蔽； ④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L，金原子直径为，大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为，且。 a.请估算金原子核的直径； b.上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约，金原子直径约，金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。 【答案】(1)见解析；(2)碰撞后速度大小几乎不变，方向与原来相反；(3)a.；b.不合理 【详解】(1)如图，靠近原子核的偏转角度大一些。 (2)设粒子质量为m，金原子核质量为M，碰撞后，粒子速度为v1，金原子核速度为v2。根据动量守恒和机械能守恒可得 ， 解得 由题意M远大于m，因此，即碰撞后粒子速度大小几乎不变，方向与原来相反。 (3)a．粒子在遇到第一层单原子膜时，被大角度散射的概率 由于大角度散射的概率很小，可以认为通过每一层单原子膜时的粒子数目不变，所以每 一层被大角度散射的概率相同，都为。 得 解得 b．这一简化不够合理。因为大角度散射的概率本来就很小，前后遮蔽的概率也很小,不能忽略前后遮蔽的影响。另外随着金箔厚度的增加，金箔前后遮蔽的概率将增大。 学科网（北京）股份有限公司 $