江苏省2023年高考物理模拟试题知识点分类训练：近代物理选择题

江苏省2023年高考物理模拟试题知识点分类训练：近代物理选择题

一、单选题

1．（2023·江苏·模拟预测）利用光电子的初动能和爱因斯坦光电效应方程，可以得到关系式，是遏止电压、是照射光的频率、是被照射金属的逸出功。用光照射金属发生光电效应时图像是一条倾斜直线。如图所示，图线③是金属钨图像，图线②与③平行。下列说法中正确的是（　　）

A．图线③的斜率是普朗克常量h

B．图线②与③比较，图线②对应金属的逸出功等于金属钨的逸出功

C．若图线③是正确的，则图线①是错误的

D．图线①与②是同一种金属的图像

2．（2023·江苏·模拟预测）2021年12月20日，国家科技重大专项——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程1号反应堆首次并网成功，我国实现了高温气冷堆核电技术的“中国引领”。核电站内核反应的产物是多样的，其中一种核反应方程是，产物X和的比结合能分别为、，下列说法正确的是（　　）

A．比X更稳定 B．X的结合能比的结合能大

C．X的质子数比中子数多 D．该反应是核聚变反应

3．（2023·江苏·模拟预测）复色光在玻璃元件中折射时会产生色散现象，影响照相机和望远镜的成像质量。如图所示，一束复色光经凸透镜后分成A、B两束。下列说法正确的是（　　）

A．A光的频率比B光的频率大

B．A光光子的能量比B光光子的能量大

C．若两种光从水中射向空气，A光的临界角较大

D．若两种光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A光的条纹间距较小

4．（2023·江苏·模拟预测）北京谱仪Ⅲ国际合作组对中子的类时电磁形状因子进行精确测量的实验结果于2021年11月8日作为封面文章发表在《自然·物理》杂志上。下列说法正确的是（　　）

A．衰变说明原子核内部存在电子

B．卢瑟福用粒子轰击打出了质子

C．查德威克用粒子轰击生成和质子

D．费米通过轻核聚变装置的链式反应实现了核能的释放

5．（2023·江苏淮安·模拟预测）我国核能发展采取“三步走”战略——“热堆—快堆—聚变堆”。其中快堆采用易裂变的钚作燃料，在堆心燃料钚的外围再生区里放置不易发生裂变的铀；钚裂变成两个中等大小的核，同时释放出快中子，再生区内的铀吸收快中子后转变为铀，铀极不稳定，经过衰变，进一步转变为钚，从而实现核燃料的“增殖”，对我国实现低碳经济具有十分重要的意义。关于快堆内部的核反应，下列说法正确的是(   )

A．铀的比结合能小于钚的比结合能

B．钚变成两个中等大小核的过程是衰变

C．冬天的气温低，铀的衰变速度会变慢

D．铀吸收中子转变成铀，原子核内的质子数增加

6．（2023·江苏·模拟预测）这次波及全球的新冠病毒的尺寸约为100nm，由于最短可见光波长约为400nm，所以我们无法用可见光捕捉病毒的照片。科学家用电子显微镜，即加速电场中的电子，使其表现为波长远小于可见光的波。终于捕捉到了它的图像，正所谓越艳丽越有毒。已知电子的质量为，电子的电荷量为，普朗克常量为，不考虑相对应效应，则下列说法错误的是（　　）

A．电子显微镜的分辨率非常高，是由于电子的德布罗意波长非常短

B．电子显微镜与加速电压有关，加速电压越高，则分辨率越低

C．若用相同动能的质子代替电子，也能拍摄到新冠病毒的3D图像

D．德布罗意长为0.2nm的电子，可由静止电子通过约37.8V的电压加速得到

7．（2023·江苏·模拟预测）上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即 。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是（　　）

A．原子核X是 B．核反应前后的总质子数不变

C．核反应前后总质量数不同 D．中微子的电荷量与电子的相同

8．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的波长分别是、、，则下列说法正确的是（　　）

A．从n=2能级跃迁到n=1能级时，电子的动能减少

B．从n=2能级跃迁到n=1能级时，释放光子的波长为-

C．用11eV的电子碰撞处于基态的氢原子时，氢原子一定不会发生跃迁

D．一群处于n=3能级的氢原子发生能级跃迁时，辐射出的最小光子能量为1.89eV

9．（2023·江苏·模拟预测）江苏田湾核电站是世界上第三代核电站，效率更高、安全性更好，其中一种核反应方程为：，则（　　）

A．X为中子， B．X为中子，

C．X为质子， D．X为质子，

10．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，用频率为和的甲、乙两种光分别照射同一光电管，对应的遏止电压分别为U1和U2.已知，则（　　）

A．遏止电压

B．用甲、乙光分别照射时，金属的截止频率不同

C．增加乙光的强度，遏止电压U2变大

D．滑动变阻器滑片P移至最左端，电流表示数不为零

11．（2023·江苏·模拟预测）核电池又叫“放射性同位素电池”，它将射线的热能转变为电能。核电池已成功地应用于航天器、心脏起搏器和一些特殊军事设备。某种核电池的燃料钚Pu）是一种人造同位素，可由下列反应合成Np+2XNpPu+Y，期间伴随着γ射线释放，则下列说法正确的是（　　）

A．X为质子

B．U核比Pu核少了2个中子

C．Y是Np核中的一个中子转化成一个质子时产生的

D．γ射线是Np的核外电子从高能级往低能级跃迁时产生的

12．（2023·江苏·模拟预测）如图所示是某原子的部分能级示意图，a、b、c为原子发生跃迁时发出的三种不同光，波长分别为λa、λb、λc，频率分别为v，v，v，下列关系式正确的是（　　）

A．λa=λc＋λb B．λa >λc> λb C．v=v＋v D．v>v>v

13．（2023·江苏·模拟预测）我国海关曾在进口物品中发现超标的放射性元素钍。会发生α衰变，其半衰期为140.5亿年。吸收慢中子并经过2次β衰变，会产生。下列说法正确的是（　　）

A．为防止放射线泄漏，可将钍低压冰冻处理

B．发生α衰变的方程是

C．281亿年后，将全部衰变

D．比少1个中子，少2个质子

14．（2023·江苏·模拟预测）月球车是我国探月工程中的重要部分。它进入休眠期时可采用同位素Pu238电池为其保暖供电。Pu238可用吸收一个中子得到。Pu238衰变时只放出射线，其半衰期为88年。下列说法正确的是（　　）

A．Np237转变成Pu238的核反应方程为

B．衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子

C．射线具有较强的穿透能力，可以穿透几毫米后的铅板

D．在月球环境下Pu238的半衰期可能会发生变化

15．（2023·江苏·模拟预测）一种称为“毛细管流变SANS”的装置，它利用中子流的散射来探测分子的结构，从而能够促进更多纳米级的新发现。下列有关中子的说法正确的是（　　）

A．核反应方程中，生成物X的中子数为128

B．铀235吸收慢中子裂变成中等质量原子核的过程中，核子的平均质量变大

C．一个中子可转化成一个质子和一个电子，同时释放出能量

D．在辐射防护中，可以用电磁场来加速、减速以及束缚中子

16．（2023·江苏·模拟预测）如图所示，一束复色光射向半圆形玻璃砖的圆心O，经折射后分为两束单色光a和b，下列判断正确的是（　　）

A．a光在玻璃中的速度大于b光在玻璃中的速度

B．a、b两束光遇到同样的障碍物时，a光更容易发生明显衍射

C．增大复色光的入射角，在玻璃砖的右边最先消失的是a光

D．用a、b两束光分别照射到同一金属表面，b光更容易使金属发生光电效应

17．（2023·江苏·模拟预测）下列说法中错误的是（　　）

A．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为He＋N→O＋H

B．铀核裂变的核反应方程是：U→Ba＋Kr＋2n

C．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2

D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子

18．（2023·江苏·模拟预测）下列说法中错误的是（　　）

A．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应

B．用n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41 eV

C．原子核发生一次β衰变，该原子外层就一定失去一个电子

D．质子、中子、α粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m1＋2m2－m3）c2

19．（2023·江苏·模拟预测）关于衰变，以下说法正确的是

A．同种放射性元素衰变快慢是由原子所处化学状态和外部条件决定的

B．(铀)衰变为(氡)要经过4次α衰变和2次β衰变

C．β衰变的实质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流

D．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个

20．（2023·江苏·模拟预测）下列说法不正确的是

A．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在

B．核泄漏事故污染物137CS能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为 ，可以判断X为电子

C．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应

D．质子、中子、粒子的质量分别是m2、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是

参考答案：

1．C

【详解】AC．根据题意，图线的斜率为均为，若图线③是正确的，则图线①是错误的，故A错误，C正确；

B．根据

当照射光的频率相同时，图线②所对应的遏止电压大于图线③对应的遏止电压，说明图线②对应金属的逸出功小于图线③金属钨的逸出功，故B错误；

D．同一种金属的逸出功相同，所以当照射光的频率相同时，图线①和②的遏止电压不相等，所以图线①和②对应的金属逸出功不相等，图线①与②不是同一种金属的图像，故D错误。

故选C。

2．A

【详解】A．由题意可知，比X的比结合能大，因此比X更稳定，A项正确；

B．X的核子数比的核子数少，因此X的结合能比的结合能小，B项错误；

C．根据质量数、电荷数守恒可知，X的质子数为54，中子数为78，C项错误；

D．由重核的裂变特点可知，该反应是重核的裂变反应，D项错误。

故选A。

3．C

【详解】由光路图可知，A光的折射率小于B光，故A光频率小于B光，A光波长大于B光。

A．A光的频率比B光的频率小，A错误；

B．由、可知，A光光子的能量比B光光子的能量小，B错误；

C．由、可知，A光的临界角较大，C正确；

D．由、可知，两种光经同样的装置做“双缝干涉”实验，A光的条纹间距较大，D错误。

故选C。

4．B

【详解】A．科学家对原子核的衰变进一步研究，发现衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子，其转化方程式为

选项A错误；

B．卢瑟福用粒子轰击，打出了一种新的粒子—质子，核反应方程式为

选项B正确；

C．卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫作中子，1932年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想，核反应方程式为

选项C错误；

D．1942年，费米主持建立了世界上第一个称为“核反应堆”的装置，首次通过可控制中子反应速度的重核裂变中的链式反应实现了核能的释放，选项D错误。

故选B。

5．A

【详解】A．比结合能越大的原子核越稳定，铀衰变成钚，是由不稳定的铀生成较稳定的钚，所以铀的比结合能小于钚的比结合能，故A正确；

B．钚变成两个中等大小核的过程并未释放粒子，不属于衰变，故B错误；

C．原子核的半衰期不随物理环境和化学环境的改变而改变，只由原子核内部结构决定，故C错误；

D．铀吸收中子转变成铀，核内中子数增加，质子数不变，故D错误。

故选A。

6．B

【详解】AB．影响电子显微镜分辨率的直接因素是光源的波长，波长越短，加速电压越高，分辨率越高，故A正确，B错误；

C．相同动能的质子和电子，根据

，

联立解得

因质子质量大于电子质量，所以质子的波长小于电子的波长，波长越短，分辨率越高，所以，更能“拍摄”到新冠病毒的3D影像，故C正确；

D．由动能定理

电子动量

联立解得

代入数据解得

故D正确。

本题选错误的，故选B。

7．A

【详解】AC．根据质量数守恒和电荷数守恒有，X的质量数为7，电荷数为3，可知原子核X是，A正确、C错误；

B．由选项A可知，原子核X是，则核反应方程为 + → + ，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误；

D．中微子不带电，则中微子的电荷量与电子的不相同，D错误。

故选A。

8．D

【详解】A．从能级跃迁到能级时，释放能量，氢原子的能量减少，电子的势能减少，动能增加，A错误；

B．由跃迁假设，可得

解得

故B错误；

C．电子碰撞处于基态的氢原子时，电子会将一部分能量转移给氢原子，如果这部分能量正好等于两能级之间的能力差，则氢原子可以发生跃迁，C错误；

D一群处于能级的复原子发生能级跃迁时，可以辐射出三种光子，其能量分别为

D正确。

故选D。

9．A

【详解】根据核反应的电荷数守恒可知X的电荷数为0，则X必为中子，根据核反应的质量数守恒可知。

故选A。

10．D

【详解】AC．根据

结合

可知，遏止电压

且与光照强度无关，故AC错误；

B．金属的截止频率由金属本身的性质决定，与照射光无关，故B错误；

D．滑动变阻器滑片P移至最左端，遏止电压为零，光电子不受反向电压的作用力，电流表示数不为零，故D正确。

故选D。。

11．C

【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知

应该为

即X为中子，故A错误；

B．的中子数是238-92=146；的中子数为238-94=144；核比核多了2个中子，故B错误；

C．根据质量数和电荷数守恒可知

应该为

是β衰变，Y为电子，β衰变的实质是核内一个中子转化成一个质子和一个电子，故C正确；

D．γ射线是核从高能级向低能级跃迁时辐射出来的，故D错误。

故选C。

12．C

【详解】CD．根据玻尔的跃迁假设，有

联立，可得

va=vb＋vc，va>vc>vb

故C正确；D错误；

AB．根据

联立，可得

故AB错误。

故选C。

13．B

【详解】A．为了防止放射线的泄漏，可将放射性元素密封于铅盒中以避免射线对人体的伤害和放射性物质对环境造成放射性污染， A错误；

B．发生α衰变的方程是

B正确；

C．根据衰变的特点可知，经过2个半衰期，有 的质量没有衰变，C错误；

D．与质子数分别是90和92，中子数分别是142和141，则质子数少2，中子数多1，D错误。

故选B。

14．A

【详解】A．根据题意可知Np237转变成Pu238的核反应方程为。A正确；

B．衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，B错误；

C．射线的穿透能力很弱，一张厚纸就可以挡住。C错误；

D．在月球环境下Pu238的半衰期不变。D错误。

故选A。

15．C

【详解】A．由核反应的质量数守恒，可知，生成物的质量数为206，所以中子数为206-82=124，故A错误；

B．裂变的过程中会释放能量，质量会变小，故B错误；

C．一个中子裂变成一个质子和电子，在衰变的过程中，同时会释放处能量；故C正确；

D．中子不带电荷，电磁场不会加速和减速及束缚中子，故D错误；

故选C。

16．C

【详解】根据光路，单色光a在空气中的角度较大，所以根据折射定律，a光对玻璃的折射率较大。

A．根据折射率与速度的关系式

可知，a光在玻璃中的速度小于b光在玻璃中的速度。A错误；

BD．折射率越大的光，其频率越大，用a、b两束光分别照射到同一金属表面，a光更容易使金属发生光电效应。根据频率与波长的关系式，a光在波长小于b光的波长，而波长越短，越难发生明显衍射。所以a、b两束光遇到同样的障碍物时，a光更难发生明显衍射。BD错误；

C．根据全反射公式，a光对玻璃的临界角较小，所以增大复色光的入射角，在玻璃砖的右边最先消失的是a光。C正确。

故选C。

17．B

【详解】A. 卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为

He＋N→O＋H

选项A正确，不符合题意；

B. 铀核裂变的核反应方程是

U＋n→Ba＋Kr＋3n

选项B错误，符合题意；

C. 质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，质子和中子结合成一个α粒子，反应方程为

根据质能方程可知，释放的能量是

E=∆mc2=(2m1＋2m2－m3)c2

选项C正确，不符合题意；

D. 原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子，则

原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子，则

那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为λ3的光子，则

联立可得

选项D正确，不符合题意。

故选B。

18．C

【详解】A．根据玻尔理论可知，氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光子的能量大于氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光子的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，A正确，不符合题意；

B．处于n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量为：

E=E4－E1=－0.85 eV－（－13.6 eV）=12.75 eV

根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为：

Ek=E－W0=12.75 eV－6.34 eV=6.41 eV

B正确，不符合题意；

C．β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，C错误，符合题意；

D．根据爱因斯坦质能方程知，质子和中子结合成α粒子，核反应方程为

释放的能量是

ΔE=Δmc2=（2m1＋2m2－m3）c2

D正确，不符合题意。

故选C。

19．B

【详解】A．原子核的半衰期与所处的化学状态和外部条件无关，由内部自身因素决定，故A错误．

B．经过4次α衰变和2次β衰变后，则质量数减小4×4=16，而电荷数减小4×2-2=6，因此（铀）衰变为，故B正确．

C．β衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故C错误．

D．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间，对个别的原子没有意义，故D错误．

20．A

【详解】卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出原子核式结构模型，故A错误；根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为55-56=-1，质量数为137-137=0，可知X为电子，故B正确；n=6与n=1间的能级差大于n=6与n=2间的能级差，则氢原子从n=6 能级向n=1能级跃迁时辐射出的光子频率大于氢原子从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁时辐射出的光子频率，可知从n=6能级向 n=2能级跃迁时辐射出的光不能使金属发生光电效应．故C正确；质子和中子结合成一个粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损，由质能方程可知，释放的能量，故D正确；本题选错误的，故选A．

【点睛】掌握粒子散射实验意义，根据电荷数守恒、质量数守恒判断X的电荷数和质量数，从而确定X为何种粒子；两能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，并结合光电效应发生条件；求出核反应过程中的质量亏损，然后由质能方程求出核反应释放的能量．