专题08 近代物理（期末真题汇编，广东专用）高二物理下学期

**基本信息** 聚焦近代物理核心考点，精选广东多地高二期末试题，融合“人造太阳”“核电池”等科技情境，实现基础概念与综合应用的分层考查。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----|----| |单选题|22|波粒二象性、光电效应、氢原子能级、原子核衰变、核反应|结合氢原子跃迁考查遏止电压，以“烛龙一号”核电池为情境分析衰变规律| |多选题|5|光电效应应用、能级跃迁、核反应类型|光控音箱电路分析考查光电效应原理，“人造太阳”核聚变反应辨析结合比结合能|

可学科网 www.zxxk.com 专题08近代物理 ☆2大高频考点概览 考点01波粒二象性和原子结构 考点02原子核 目地城诗点01 波粒二象性和原子结构 一、单选题 1.【答案】D 2.【答案】C 3.【答案】D 4.【答案】A 5.【答案】D 6.【答案】C 7.【答案】B 二、多选题 8.【答案】AB 9.【答案】AB 10. 【答案】AD 11.【答案】BD 目地城诗点02 原子核 一、单选题 1.【答案】B 2.【答案】B 3.【答案】C 4.【答案】D 5.【答案】D 6.【答案】B 1/2 让教与学更高效 可学科网 7.【答案】A 8.【答案】A 9.【答案】B 10.【答案】B 11.【答案】B 12.【答案】A 13.【答案】D 14.【答案】A 15.【答案】D 二、多选题 16.【答案】AD 2/2 www.zxxk.com 让教与学更高效 专题08 近代物理 2大高频考点概览 考点01 波粒二象性和原子结构 考点02 原子核 地 城 考点01 波粒二象性和原子结构 一、单选题 1．(24-25高二下·广东深圳福田区红岭中学·)如图所示是研究光电效应的实验装置。用光子能量为12.09eV的光束照射到光电管电极K上。移动滑片P，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置，则（　　） A．要使微安表的示数恰好为零，滑片P应由图示位置向b端移动 B．滑片P应由图示位置向b端移动过程中，光电流不断增大 C．电极K处金属的逸出功是7eV D．不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，逸出功是相同的 2．(24-25高二下·广东广州·期末)以下图片源于教材，对其描述正确的是（　　） A．图甲是玻璃管插入水槽的情形，表明水不能浸润玻璃 B．图乙中水黾能停在水面，是因它受到的液体表面张力与重力平衡 C．图丙为电子束穿过多晶体金的衍射图样，说明电子具有波动性 D．图丁为用不同颜色的光照射同一光电管得到的光电流I与电压U关系图，则a光频率最高 3．(24-25高二下·广东深圳高级中学·期末)紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图甲所示，A为阳极，K为阴极，阴极材料逸出功为3.24 eV。氢原子能级图如图乙所示，大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出不同频率的光，用这些光照射如图甲所示的光电管阴极K。已知紫外光光子的能量范围为3.11~10.34 eV，则下列说法正确的是（　　） A．这些氢原子发出的光均可使光电管产生光电效应 B．这些氢原子发出的光子中有2种属于紫外光 C．明火中紫外线的强度越大，电压表的示数越小 D．若用氢原子从n＝2能级跃迁到基态辐射出的光照射阴极，其对应的遏止电压为6.96 V 4．(24-25高二下·广东肇庆·期末)在上海光电技术研究所的一次实验中，用不同频率的光照射某种金属，实验得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示，其横轴截距为a，纵轴截距为−b，元电荷电量为e。关于此次实验，下列说法正确的是（　　） A．实验中金属的逸出功为eb B．直线的斜率表示普朗克常量h C．实验中金属的截止频率为 D．遏止电压与入射光的频率成正比 5．(24-25高二下·广东广州·期末)氢原子能级图如图所示，现有大量氢原子从能级自发向低能级跃迁。已知金属锌的逸出功为，可见光的光子能量范围为。则大量氢原子跃迁时（　　） A．最多可辐射出3种不同频率的光子 B．最多可辐射出3种不同频率的可见光 C．从向能级跃迁发出的光最容易发生衍射 D．辐射出的不同频率的光子最多有3种能使锌发生光电效应 6．(24-25高二下·广东深圳福田区红岭中学·)关于卢瑟福α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A．绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，“枣糕模型”得到证实 B．绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，是因为α粒子质量太大 C．大角度偏转的α粒子，不可能是与电子发生碰撞导致的 D．原子的质量全部集中在原子核内 7．(24-25高二下·广东大湾区·期末)如图为氢原子的能级图，下列说法正确的是（    ） A．当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，电子动能增加，原子总能量不变 B．若已知可见光的光子能量范围为1.65-3.10eV，则处于激发态的大量氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条 C．大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出的所有光子都能使逸出功为2.29eV的金属钠发生光电效应 D．用能量为11.0eV的光子照射处于基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到激发态 二、多选题 8．(24-25高二下·广东大湾区·期末)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，喇叭依然能够发声 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 9．(24-25高二下·广东深圳福田区红岭中学·)玻尔氢原子能级图如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．此模型继承了卢瑟福的核式结构模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设 B．处于基态的氢原子，可能吸收14eV的光子 C．从能级辐射出的光子中，从能级跃迁到能级对应的波长最短 D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生10种不同频率的光 10．(24-25高二下·广东东莞·期末)2024年6月13日，我国科学家通过分析波段的光谱成像数据，首次精确刻画出太阳大气自转的三维图像。氢原子的能级如图所示，是氢原子从能级向能级跃迁产生的谱线，则（　　） A．图中光子的频率比光子的频率高 B．能量为的光子可能使处于能级的氢原子跃迁到能级 C．氢原子由能级跃迁到能级，可以放出的能量 D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁能产生6种频率的光 11．(24-25高二下·广东清远·期末)根据所给图片及有关物理知识，判断下列说法正确的是（　　） A．图甲是粒子散射实验，汤姆孙据此提出了原子的核式结构模型 B．图乙是放射源产生的三种射线在电场中偏转情况，射线3的电离本领最强 C．图丙是放射性元素衰变曲线，若有16个氢原子核，经过一个半衰期后只剩下8个氢原子核 D．图丁为工业上利用射线检查金属内部是否有缺陷的装置，探测射线应采用穿透能力强的射线 地 城 考点02 原子核 一、单选题 1．(24-25高二下·广东揭阳·期末)放射性同位素的半衰期为5730年，其发生衰变的核反应方程为。通过测量古生物体样品中的含量，可以确定古生物体存活的年代。下列说法正确的是（　　） A．X是中子 B．X是电子 C．此核反应为衰变 D．经过11460年，生物体内的全部衰变 2．(24-25高二下·广东梅州·期末)幽门螺旋杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用标记的尿素胶囊后，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和标记的，通过分析呼出的气体中标记的含量即可判断患者胃中是否含有幽门螺旋杆菌。的半衰期是5730年，其衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．X和的中子数相同 B．化合物中的和单质衰变的快慢相同 C．该衰变说明原子核内有电子 D．的比结合能比X的比结合能大 3．(24-25高二下·广东广州·期末)2025年3月9日，国内首款碳微型核电池“烛龙一号”正式发布。具有放射性，半衰期长达5730年，理论上可为脑机接口、心脏起搏器等植入式设备提供永久能源。衰变方程为，则（　　） A．X来自碳原子的核外电子 B．衰变过程属于重核裂变 C．的比结合能小于的比结合能 D．如果温度升高，的半衰期会变短 4．(24-25高二下·广东清远·期末)2025年1月20日，中国“人造太阳”EAST装置，首次成功把1亿摄氏度的等离子体“锁住”了整整1000秒，完成“高质量燃烧”。该装置内部发生的核反应方程为，此反应会释放核能。下列说法正确的是（　　） A．X是质子 B．的比结合能小于的比结合能 C．“人造太阳”与核电站核反应类型相同 D．该反应产生的核能属于清洁能源，相比化石能源，对环境的污染更小 5．(24-25高二下·广东云浮·期末)钚元素是高度放射性物质，可用于制作同位素电池，广泛应用于宇宙飞船、人造卫星等的能源供给。已知的半衰期约为88年，发生衰变的方程为，下列说法正确的是（　　） A．环境温度升高，的半衰期可能会变为100年 B．20个原子核经过88年后还剩10个 C．X是由一个中子转化为一个质子产生的 D．X是α粒子 6．(24-25高二下·广东深圳福田区红岭中学·)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核反应方程的说法，正确的是（　　） A．是α衰变 B．是核聚变，的比结合能比大 C．中的X是质子 D．质量数守恒，所以静止质量也守恒 7．(24-25高二下·广东深圳罗湖区·期末)氚常存在于核废水中，是氢的同位素之一，具有放射性，会发生衰变，其半衰期为12.43年。下列有关氚的说法正确的是（　　） A．氚核和氢核质子数相同 B．升温可以加快氚核的衰变 C．射线比射线的电离本领强 D．10个氚核经过12.43年后还有5个氚核没有衰变 8．(24-25高二下·广东东莞·期末)2025年1月20日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。实验装置内发生的核反应方程之一为，已知该反应过程中质量亏损为，真空中的光速为，则（　　） A．X为中子 B．该反应为衰变 C．该反应放出能量 D．的平均结合能小于的平均结合能 9．(24-25高二下·广东深圳高级中学·期末)核电站的核心是原子核反应堆，其中核燃料（铀原料）的一种核裂变反应是：，以下关于此核反应中的一些描述，正确的是（　　） A．x = 1 B．该反应过程一定存在质量亏损 C．x = 3 D．的比结合能比的比结合能要大 10．(24-25高二下·广东肇庆·期末)天文学家测得银河系中氦的含量约为25%。有关研究表明，恒星诞生后，其内部氢核聚变反应生成大量的氦，氢核聚变反应的方程式为。下列说法正确的是（　　） A．氢核聚变反应没有质量亏损 B．反应式中， C．中有四个中子 D．地球上的氢核聚变可以自发进行 11．(24-25高二下·广东广州第二中学·期末)生活中相关现象，以下说法正确的是（　　） A．士兵通过大桥需要使用便步是改变大桥固有频率以免共振 B．俄乌战争大量使用光纤无人机，光纤内芯的折射率比包层折射率大 C．警察使用的移动测速仪其原理是借助多普勒效应检测反射波的波速变化 D．β衰变时，有电子束从原子核射出来，说明电子是原子核组成成分 12．(24-25高二下·广东深圳深圳实验学校崇文高中园·期末)下列有关放射性元素衰变的说法，正确的是（　　） A．衰变方程中，X的中子个数为124 B．是衰变 C．温度越高，分子的无规则运动越剧烈，放射性元素衰变得越快 D．射线与射线是电磁波，射线的穿透本领比射线弱 13．(24-25高二下·广东茂名普通高中·期末)世界唯一建成并运行的熔盐堆第四代核能系统TMSR已在甘肃武威加钍运行。实验堆所用的钍吸收中子后会发生的一系列核反应：。已知的半衰期为16万年，某次实验中生成1g的。下列说法正确的是（　　） A．比多1个质子 B．发生的衰变为α衰变 C．的比结合能小于的比结合能 D．经过48万年，剩余质量为0.125g 14．(24-25高二下·广东湛江湛江第一中学·期末)用作为放射源可以产生β射线，β射线可以用来测量板材的厚度，的衰变方程为，已知的半衰期为30年，下列说法正确的是（　　） A．X由Cs原子核内一个中子变成一个质子而来 B．β射线的电离能力比α射线电离能力强 C．若以化合物的形式存在，Cs的半衰期会变长 D．的比结合能比的比结合能大 15．(24-25高二下·广东韶关·期末)2025年3月28日，我国“环流三号”人造太阳首次实现原子核和电子温度均突破一亿度，在可控核聚变技术上取得又一重大进展，其核反应方程为，已知氘核、氚核、氦核和X粒子的质量分别为、、和，以下说法正确的是（　　） A．X粒子为质子 B．该核反应为核裂变 C．该核反应过程质量不守恒 D．该核反应放出的能量为 二、多选题 16．(24-25高二下·广东华附、实、广雅、深中·期末)工业上常用钚（）的衰变制作核电池。钚（）在衰变过程中要释放光子，其衰变方程为，半衰期为87.74年。下列说法正确的是（　　） A．该衰变为衰变 B．若环境温度升高，则钚衰变得更快 C．经87.74年，20个钚（）原子核还剩10个 D．的比结合能比的大 2 / 18 1 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题08 近代物理 2大高频考点概览 考点01 波粒二象性和原子结构 考点02 原子核 地 城 考点01 波粒二象性和原子结构 一、单选题 1．(24-25高二下·广东深圳福田区红岭中学·)如图所示是研究光电效应的实验装置。用光子能量为12.09eV的光束照射到光电管电极K上。移动滑片P，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零。图示位置中滑片P和O点刚好位于滑动变阻器的上、下中点位置，则（　　） A．要使微安表的示数恰好为零，滑片P应由图示位置向b端移动 B．滑片P应由图示位置向b端移动过程中，光电流不断增大 C．电极K处金属的逸出功是7eV D．不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，逸出功是相同的 【答案】D 【详解】A．要使微安表的示数恰好为零，光电管应接入反向电压，即K板电势高于A板电势，则滑片P应由图示位置向a端移动，故A错误； B．图示电压趋近于零，未能达到饱和电流，滑片P应由图示位置向b端移动过程中，所加正向电压逐渐增大，则光电流先增大，如果光电流达到饱和值，则之后光电流保持不变，故B错误； C．用光子能量为12.09eV照射到光电管电极K上，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零，可知遏止电压为7V，根据 可得逸出功为 故C错误； D．由于逸出功只由电极K决定，所以不同频率的光子照射电极K，逸出功是相同的，故D正确。 故选D。 2．(24-25高二下·广东广州·期末)以下图片源于教材，对其描述正确的是（　　） A．图甲是玻璃管插入水槽的情形，表明水不能浸润玻璃 B．图乙中水黾能停在水面，是因它受到的液体表面张力与重力平衡 C．图丙为电子束穿过多晶体金的衍射图样，说明电子具有波动性 D．图丁为用不同颜色的光照射同一光电管得到的光电流I与电压U关系图，则a光频率最高 【答案】C 【详解】A．图甲水面向下凹，表明水能浸润玻璃，故A错误； B．因为液体表面张力的存在，所以图乙中水黾能停在水面上，但表面张力方向总跟液面相切，且与分界线垂直，对水黾受力分析可知受到重力和支持力，二者平衡，故B错误； C．图丙为电子束穿过多晶体金Au的衍射图样，衍射是波的特有现象，则说明电子具有波动性，故C正确； D．图丁中，由爱因斯坦光电效应方程 且 a光和b光的截止电压相等，c光的截止电压最高，则可知c光的频率最高，故D错误。 故选C。 3．(24-25高二下·广东深圳高级中学·期末)紫外光电管是利用光电效应原理对油库等重要场所进行火灾报警的装置，其工作电路如图甲所示，A为阳极，K为阴极，阴极材料逸出功为3.24 eV。氢原子能级图如图乙所示，大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出不同频率的光，用这些光照射如图甲所示的光电管阴极K。已知紫外光光子的能量范围为3.11~10.34 eV，则下列说法正确的是（　　） A．这些氢原子发出的光均可使光电管产生光电效应 B．这些氢原子发出的光子中有2种属于紫外光 C．明火中紫外线的强度越大，电压表的示数越小 D．若用氢原子从n＝2能级跃迁到基态辐射出的光照射阴极，其对应的遏止电压为6.96 V 【答案】D 【详解】AB．大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出不同频率的光，则有，， 已知阴极材料逸出功为3.24 eV，可知这些氢原子发出的光只有两种不同频率的光可使光电管产生光电效应；已知紫外光光子的能量范围为3.11~10.34 eV，可知这些氢原子发出的光子中有1种属于紫外光，故AB错误； C．明火中紫外线的强度越大，则光电流越大，电压表的示数越大，故C错误； D．若用氢原子从n＝2能级跃迁到基态辐射出的光照射阴极，根据光电效应方程可得 根据动能定理可得 可得对应的遏止电压为，故D正确。 故选D。 4．(24-25高二下·广东肇庆·期末)在上海光电技术研究所的一次实验中，用不同频率的光照射某种金属，实验得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示，其横轴截距为a，纵轴截距为−b，元电荷电量为e。关于此次实验，下列说法正确的是（　　） A．实验中金属的逸出功为eb B．直线的斜率表示普朗克常量h C．实验中金属的截止频率为 D．遏止电压与入射光的频率成正比 【答案】A 【详解】AB．由 又有 联立可得 则题图的斜率为 纵截距为 所以该金属的逸出功为，故A正确，B错误； C．当Uc=0时，金属的截止频率ν=a，故C错误； D．遏止电压会随着入射光的频率的增大而增大，但不是成正比关系，故D错误。 故选A。 5．(24-25高二下·广东广州·期末)氢原子能级图如图所示，现有大量氢原子从能级自发向低能级跃迁。已知金属锌的逸出功为，可见光的光子能量范围为。则大量氢原子跃迁时（　　） A．最多可辐射出3种不同频率的光子 B．最多可辐射出3种不同频率的可见光 C．从向能级跃迁发出的光最容易发生衍射 D．辐射出的不同频率的光子最多有3种能使锌发生光电效应 【答案】D 【详解】A．大量氢原子从能级自发向低能级跃迁，根据 可知最多可辐射出6种不同频率的光子，故A错误； B．根据，，，，， 已知可见光的光子能量范围为，则最多可辐射出2种不同频率的可见光，故B错误； C．从向能级跃迁发出的光，光子能量最大，频率最大，波长最短，最不容易发生衍射，故C错误； D．已知金属锌的逸出功为，可知辐射出的不同频率的光子最多有3种能使锌发生光电效应，故D正确。 故选D。 6．(24-25高二下·广东深圳福田区红岭中学·)关于卢瑟福α粒子散射实验，下列说法正确的是（　　） A．绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，“枣糕模型”得到证实 B．绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，是因为α粒子质量太大 C．大角度偏转的α粒子，不可能是与电子发生碰撞导致的 D．原子的质量全部集中在原子核内 【答案】C 【详解】A．绝大多数α粒子在实验中几乎不偏转，实验结果推翻“枣糕模型”，支持核式结构，故A错误； B．不偏转是因为原子内部绝大部分是空的，α粒子穿过时未靠近原子核，所受库仑斥力极小，故B错误； C．电子质量极小，无法使α粒子大角度偏转，故C正确； D．原子核集中绝大部分质量，但电子仍有极小质量，故D错误。 故选C。 7．(24-25高二下·广东大湾区·期末)如图为氢原子的能级图，下列说法正确的是（    ） A．当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，电子动能增加，原子总能量不变 B．若已知可见光的光子能量范围为1.65-3.10eV，则处于激发态的大量氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条 C．大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出的所有光子都能使逸出功为2.29eV的金属钠发生光电效应 D．用能量为11.0eV的光子照射处于基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到激发态 【答案】B 【详解】A．当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，电子轨道半径减小，电子动能增加，原子总能量减小，选项A错误； B．若已知可见光的光子能量范围为1.65-3.10eV，则处于激发态的大量氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条，分别对应着4→2（辐射的光子能量2.55eV）和3→2（辐射的光子能量1.89eV），选项B正确； C．大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出3种不同频率的光子，其光子能量分别为1.89eV、10.2eV和12.09eV，则能使逸出功为2.29eV的金属钠发生光电效应的有两种，选项C错误； D．11.0eV不等于从基态到任何一个能级的能级差，则用能量为11.0eV的光子照射处于基态的氢原子，不可以使氢原子跃迁到激发态，选项D错误。 故选B。 二、多选题 8．(24-25高二下·广东大湾区·期末)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，喇叭依然能够发声 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】AB 【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，选项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，选项B正确； C．该实验的原理是光电效应，选项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，选项D错误。 故选AB。 9．(24-25高二下·广东深圳福田区红岭中学·)玻尔氢原子能级图如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．此模型继承了卢瑟福的核式结构模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设 B．处于基态的氢原子，可能吸收14eV的光子 C．从能级辐射出的光子中，从能级跃迁到能级对应的波长最短 D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，能产生10种不同频率的光 【答案】AB 【详解】A．玻尔原子的模型继承了卢瑟福的核式结构模型，如电子绕原子核转的轨道核能量等，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设，故A正确； B．处于基态的氢原子，可能吸收14eV的光子，发生电离，故B正确； C．从能级辐射出的光子中，从能级跃迁到能级对应的光子能量最小，频率最小，波长最长，故C错误； D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，根据 可知能产生6种不同频率的光，故D错误。 故选AB。 10．(24-25高二下·广东东莞·期末)2024年6月13日，我国科学家通过分析波段的光谱成像数据，首次精确刻画出太阳大气自转的三维图像。氢原子的能级如图所示，是氢原子从能级向能级跃迁产生的谱线，则（　　） A．图中光子的频率比光子的频率高 B．能量为的光子可能使处于能级的氢原子跃迁到能级 C．氢原子由能级跃迁到能级，可以放出的能量 D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁能产生6种频率的光 【答案】AD 【详解】A．图中的是氢原子从能级向能级跃迁释放出的光子，则其能量大于光子能量，所以图中光子的频率比的高，故A正确； B．处于能级的氢原子跃迁到能级需要吸收的能量为 则能量为的光子不能使处于能级的氢原子跃迁到能级，故B错误； C．氢原子由能级跃迁到能级，可以放出的能量为，故C错误； D．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，根据 可知能产生6种频率的光，故D正确。 故选AD。 11．(24-25高二下·广东清远·期末)根据所给图片及有关物理知识，判断下列说法正确的是（　　） A．图甲是粒子散射实验，汤姆孙据此提出了原子的核式结构模型 B．图乙是放射源产生的三种射线在电场中偏转情况，射线3的电离本领最强 C．图丙是放射性元素衰变曲线，若有16个氢原子核，经过一个半衰期后只剩下8个氢原子核 D．图丁为工业上利用射线检查金属内部是否有缺陷的装置，探测射线应采用穿透能力强的射线 【答案】BD 【详解】A．图甲是粒子散射实验，卢瑟福据此提出了原子的核式结构模型，故A错误； B．图乙是放射源产生的三种射线在电场中偏转情况，据偏转情况可知射线1、2、3分别是射线、射线、射线，射线3对应的射线电离本领最强，故B正确； C．半衰期是一个统计规律，只有对于大量原子核适用，不适用少数原子核，故C错误； D．图丁为工业上利用射线检查金属内部是否有缺陷的装置，需要射线有很强的穿透性，因为射线穿透能力很弱，射线穿透能力比射线弱，探测射线采用射线更能准确检测金属内部是否有缺陷的装置，故D正确。 故选BD。 地 城 考点02 原子核 一、单选题 1．(24-25高二下·广东揭阳·期末)放射性同位素的半衰期为5730年，其发生衰变的核反应方程为。通过测量古生物体样品中的含量，可以确定古生物体存活的年代。下列说法正确的是（　　） A．X是中子 B．X是电子 C．此核反应为衰变 D．经过11460年，生物体内的全部衰变 【答案】B 【详解】ABC．X的质量数为14－14＝0，电荷数为6－7＝﹣1，故X是电子（），此核反应为衰变，故AC错误，B正确； D．放射性同位素的半衰期为T＝5730年，根据公式 可知经过t＝11460年，即2个半衰期，生物体内的剩余原来的，并非全部衰变，故D错误。 故选B。 2．(24-25高二下·广东梅州·期末)幽门螺旋杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用标记的尿素胶囊后，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和标记的，通过分析呼出的气体中标记的含量即可判断患者胃中是否含有幽门螺旋杆菌。的半衰期是5730年，其衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．X和的中子数相同 B．化合物中的和单质衰变的快慢相同 C．该衰变说明原子核内有电子 D．的比结合能比X的比结合能大 【答案】B 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知X为，其中子数为；的中子数为，两者不同，故A错误； B．半衰期仅由原子核本身决定，与化学状态无关，所以化合物和单质中的衰变快慢相同，故B正确； C． β衰变的电子是中子转化为质子时产生的，不是原子核内原有电子，不能说明原子核内有电子，故C错误； D．比结合能越大，原子核越稳定。发生β衰变生成更稳定的，说明氮的比结合能更大，故D错误。 故选B。 3．(24-25高二下·广东广州·期末)2025年3月9日，国内首款碳微型核电池“烛龙一号”正式发布。具有放射性，半衰期长达5730年，理论上可为脑机接口、心脏起搏器等植入式设备提供永久能源。衰变方程为，则（　　） A．X来自碳原子的核外电子 B．衰变过程属于重核裂变 C．的比结合能小于的比结合能 D．如果温度升高，的半衰期会变短 【答案】C 【详解】AB．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X为电子，所以衰变过程属于衰变；X是由原子核内中子转化为质子和电子释放出来的电子，故AB错误； C．衰变后的比衰变前的更稳定，所以的比结合能小于的比结合能，故C正确； D．半衰期只由原子核自身决定，如果温度升高，的半衰期不变，故D错误。 故选C。 4．(24-25高二下·广东清远·期末)2025年1月20日，中国“人造太阳”EAST装置，首次成功把1亿摄氏度的等离子体“锁住”了整整1000秒，完成“高质量燃烧”。该装置内部发生的核反应方程为，此反应会释放核能。下列说法正确的是（　　） A．X是质子 B．的比结合能小于的比结合能 C．“人造太阳”与核电站核反应类型相同 D．该反应产生的核能属于清洁能源，相比化石能源，对环境的污染更小 【答案】D 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒，左边总质量数为2+3=5，电荷数为1+1=2；右边氦核质量数为4，电荷数为2，故X的质量数为5−4=1，电荷数为2−2=0，X为中子（），而非质子。故A错误； B．核反应释放能量，说明生成物比结合能更大。聚变后生成的氦核（）比反应物氘（）和氚（）更稳定，其比结合能更大。故B错误； C．“人造太阳”为核聚变，核电站为核裂变，反应类型不同。故C错误； D．核聚变不产生温室气体，放射性废物少，属于清洁能源，对环境污染更小。故D正确。 故选D。 5．(24-25高二下·广东云浮·期末)钚元素是高度放射性物质，可用于制作同位素电池，广泛应用于宇宙飞船、人造卫星等的能源供给。已知的半衰期约为88年，发生衰变的方程为，下列说法正确的是（　　） A．环境温度升高，的半衰期可能会变为100年 B．20个原子核经过88年后还剩10个 C．X是由一个中子转化为一个质子产生的 D．X是α粒子 【答案】D 【详解】A．半衰期由原子核内部结构决定，与外界温度无关，故A错误； B．半衰期是统计规律，适用于大量原子核，不适用少量原子核的衰变规律，故B错误； C．α衰变中，X（α粒子）由2个质子和2个中子组成，并非中子转化为质子，故C错误； D．根据质量数和电荷数守恒，X为（α粒子），故D正确。 故选D。 6．(24-25高二下·广东深圳福田区红岭中学·)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一。下列关于核反应方程的说法，正确的是（　　） A．是α衰变 B．是核聚变，的比结合能比大 C．中的X是质子 D．质量数守恒，所以静止质量也守恒 【答案】B 【详解】A．该反应是轻核聚变而非α衰变（α衰变是重核自发释放氦核），故A错误； B．两个氘核聚变生成氦3和中子，属于核聚变；聚变释放能量，产物的比结合能更大，故B正确； C．钍234衰变为镤234时，原子序数增加1，质量数不变，说明发生β衰变（释放电子），X是电子而非质子，故C错误； D．核反应中质量数守恒，但因质量亏损，静止质量不守恒，故D错误。 故选B。 7．(24-25高二下·广东深圳罗湖区·期末)氚常存在于核废水中，是氢的同位素之一，具有放射性，会发生衰变，其半衰期为12.43年。下列有关氚的说法正确的是（　　） A．氚核和氢核质子数相同 B．升温可以加快氚核的衰变 C．射线比射线的电离本领强 D．10个氚核经过12.43年后还有5个氚核没有衰变 【答案】A 【详解】A．氚是氢的同位素，同位素的质子数相同，中子数不同，故氚核和氢核（氕）质子数均为1，故A正确； B．半衰期由原子核内部性质决定，与温度无关，升温无法改变衰变速率，故B错误； C．β射线是高速电子流，α射线是氦核，α射线电离本领远强于β射线，故C错误； D．半衰期是统计规律，适用于大量原子核，10个氚核无法确定具体衰变数量，故D错误。 故选A。 8．(24-25高二下·广东东莞·期末)2025年1月20日，我国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克实验装置首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。实验装置内发生的核反应方程之一为，已知该反应过程中质量亏损为，真空中的光速为，则（　　） A．X为中子 B．该反应为衰变 C．该反应放出能量 D．的平均结合能小于的平均结合能 【答案】A 【详解】A．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知X的质量数为1，电荷数为0，则X为中子，故A正确； B．该反应为是轻核聚变，故B错误； C．根据爱因斯坦质能方程，该反应放出能量为，故C错误； D．反应后生成物比反应物更稳定，所以的平均结合能大于的平均结合能，故D错误。 故选A。 9．(24-25高二下·广东深圳高级中学·期末)核电站的核心是原子核反应堆，其中核燃料（铀原料）的一种核裂变反应是：，以下关于此核反应中的一些描述，正确的是（　　） A．x = 1 B．该反应过程一定存在质量亏损 C．x = 3 D．的比结合能比的比结合能要大 【答案】B 【详解】AC．根据质量数守恒有 解得x=2，故AC错误； B．核裂变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知，该反应过程一定存在质量亏损，故B正确。 D．核裂变过程释放能量，表明生成核比反应核更加稳定，原子核越稳定，比结合能越大，可知，的比结合能比的比结合能要小，故D错误。 故选B。 10．(24-25高二下·广东肇庆·期末)天文学家测得银河系中氦的含量约为25%。有关研究表明，恒星诞生后，其内部氢核聚变反应生成大量的氦，氢核聚变反应的方程式为。下列说法正确的是（　　） A．氢核聚变反应没有质量亏损 B．反应式中， C．中有四个中子 D．地球上的氢核聚变可以自发进行 【答案】B 【详解】A．核聚变释放能量，根据质能方程必有质量亏损，故A错误； B．根据电荷守恒4×1=2+2a 可得 a=1 质量数守恒4×1=4+2b 可得b=0 所以X为粒子（正电子），故B正确； C．含2个质子和2个中子，中子数为2，故C错误； D．氢核聚变需高温高压，地球无法自发提供，故D错误。 故选B。 11．(24-25高二下·广东广州第二中学·期末)生活中相关现象，以下说法正确的是（　　） A．士兵通过大桥需要使用便步是改变大桥固有频率以免共振 B．俄乌战争大量使用光纤无人机，光纤内芯的折射率比包层折射率大 C．警察使用的移动测速仪其原理是借助多普勒效应检测反射波的波速变化 D．β衰变时，有电子束从原子核射出来，说明电子是原子核组成成分 【答案】B 【详解】A．士兵通过大桥使用便步是为了避免步伐频率与大桥固有频率一致引发共振，但大桥的固有频率由其自身性质决定，无法改变。故A错误； B．光纤利用全反射传输信号，要求内芯折射率大于包层折射率。故B正确； C．移动测速仪通过多普勒效应检测反射波的频率变化，而非波速变化（波速在介质中恒定）。故C错误； D．β衰变中电子由中子转化为质子时产生，并非原子核固有成分。故D错误。 故选B。 12．(24-25高二下·广东深圳深圳实验学校崇文高中园·期末)下列有关放射性元素衰变的说法，正确的是（　　） A．衰变方程中，X的中子个数为124 B．是衰变 C．温度越高，分子的无规则运动越剧烈，放射性元素衰变得越快 D．射线与射线是电磁波，射线的穿透本领比射线弱 【答案】A 【详解】A．在α衰变方程中，根据质量数守恒，可知X的质量数为 则X的中子个数为，故A正确； B．方程是人工核反应，不是β衰变，故B错误； C．放射性衰变的快慢由原子核内部性质决定，与温度无关，温度仅影响分子热运动，故C错误； D．γ射线是电磁波，β射线是高速电子流，并非电磁波；γ射线的穿透本领比β射线强，故D错误。 故选A。 13．(24-25高二下·广东茂名普通高中·期末)世界唯一建成并运行的熔盐堆第四代核能系统TMSR已在甘肃武威加钍运行。实验堆所用的钍吸收中子后会发生的一系列核反应：。已知的半衰期为16万年，某次实验中生成1g的。下列说法正确的是（　　） A．比多1个质子 B．发生的衰变为α衰变 C．的比结合能小于的比结合能 D．经过48万年，剩余质量为0.125g 【答案】D 【详解】A．的质子数为92，的质子数为90，两者相差2个质子，故A错误； B．吸收中子后变为，后续衰变为和，两次均为β衰变（原子序数各+1），本身未发生α衰变，故B错误； C．衰变方向由比结合能低向高的核进行，衰变为，说明的比结合能更高，故C错误； D．48万年为3个半衰期（16万年×3），剩余质量，故D正确。 故选D。 14．(24-25高二下·广东湛江湛江第一中学·期末)用作为放射源可以产生β射线，β射线可以用来测量板材的厚度，的衰变方程为，已知的半衰期为30年，下列说法正确的是（　　） A．X由Cs原子核内一个中子变成一个质子而来 B．β射线的电离能力比α射线电离能力强 C．若以化合物的形式存在，Cs的半衰期会变长 D．的比结合能比的比结合能大 【答案】A 【详解】A．衰变方程为 根据电荷数守恒和质量数守恒，X为（电子）。β衰变中，原子核内的一个中子转化为质子并释放电子，故X由核内中子转变而来，故A正确； B．β射线是高速电子流，电离能力比α射线（氦核）弱，穿透能力更强，故B错误； C．半衰期由原子核内部结构决定，与化学状态无关，故C错误； D．衰变产物比母核更稳定，比结合能更大，故D错误。 故选A。 15．(24-25高二下·广东韶关·期末)2025年3月28日，我国“环流三号”人造太阳首次实现原子核和电子温度均突破一亿度，在可控核聚变技术上取得又一重大进展，其核反应方程为，已知氘核、氚核、氦核和X粒子的质量分别为、、和，以下说法正确的是（　　） A．X粒子为质子 B．该核反应为核裂变 C．该核反应过程质量不守恒 D．该核反应放出的能量为 【答案】D 【详解】AB．该核反应为轻核聚变反应，根据电荷数守恒和质量数守恒，其核反应方程为所以X为中子，故AB错误； C．核反应过程质量数守恒，但质量会亏损，亏损的质量以能量的形式释放出来，而不是质量不守恒的不准确描述，故C错误； D．核聚变反应释放能量，有质量亏损，由质能方程得，该核反应放出的能量为，故D正确。 故选D。 二、多选题 16．(24-25高二下·广东华附、实、广雅、深中·期末)工业上常用钚（）的衰变制作核电池。钚（）在衰变过程中要释放光子，其衰变方程为，半衰期为87.74年。下列说法正确的是（　　） A．该衰变为衰变 B．若环境温度升高，则钚衰变得更快 C．经87.74年，20个钚（）原子核还剩10个 D．的比结合能比的大 【答案】AD 【详解】A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X为，即该衰变为衰变，选项A正确； B．外部因素不能影响放射性元素的半衰期，选项B错误； C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核衰变不适应，则选项C错误； D．该反应放出核能，生成物更加稳定，则的比结合能比的大，选项D正确。 故选AD。 2 / 18 1 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $