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2023年五省（云南、安徽、黑龙江、山西、吉林）高三物理模拟卷汇编：近代物理（解析版）
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这是一份2023年五省（云南、安徽、黑龙江、山西、吉林）高三物理模拟卷汇编：近代物理（解析版），共39页。试卷主要包含了单选题，多选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．（2023·云南·统考二模）1905年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应现象。1916年密立根通过测量遏止电压与入射光频率v，由此算出普朗克常量h，验证了光电效应理论的正确性。则下列说法正确的是（ ）
A．只要入射光强度足够大就一定能发生光电效应
B．遏止电压与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关
C．用相同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子初动能都相同
D．光电效应现象表明了光具有波动性
【答案】B
【详解】A．当入射光的频率大于等于极限频率才能发生光电效应。故A错误；
B．根据光电效应方程，可知
又
解得
故B正确；
C．根据光电效应方程可知，用相同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子最大初动能都相同。故C错误；
D．光电效应现象表明了光具有粒子性。故D错误。
故选B。
2．（2023·云南·统考二模）我国“北斗三号”最后一颗全球组网卫星已于2020年6月23日成功发射。“北斗三号”采用星载氢原子钟，该钟数百万年到一千万年才有1s误差。氢原子的部分能级结构如图所示，则（ ）
A．用的光子照射，能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
B．用的光子照射处于激发态的氢原子，可以使其电离
C．氢原子受激由基态跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小
D．大量处于激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光子
【答案】B
【详解】A．处于基态的氢原子跃迁到第一激发态需要吸收的能量为
E=E2-E1=10.2eV
跃迁到第二激发态需要吸收的能量为
E=E3-E1=12.09eV
用11.0 eV的光子照射，并不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态，故A错误；
B．处于n=2激发态的氢原子为-3.40 eV，其绝对值小于光子能量4.00 eV，用4.00 eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子，可以使其电离，故B正确；
C．氢原子由基态跃迁到激发态后，运动半径变大，核外电子动能减小，原子的电势能增大，故C错误；
D．大量处于n=3激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出的光子的频率种类为3种，如图所示
故D错误。
故选B。
3．（2023·云南·校联考一模）两种放射性元素的半衰期分别为和，在时刻这两种元素的原子核总数为。在时刻，已衰变的原子核总数为，则在时刻，已衰变的原子核总数为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】设两种放射性元素分别为甲、乙，时刻甲元素的原子核总数为，乙元素的原子核总数为，则有
在时刻，甲已衰变的原子核总数为，乙已衰变的原子核总数为，则有
联立解得
，
则在时刻，甲已衰变的原子核总数为，乙已衰变的原子核总数为，则已衰变的原子核总数为
故选C。
4．（2023·云南·统考一模）人体内存在极微量的、等放射性元素，、衰变的核反应方程式分别为：、，下列说法正确的是（ ）
A．X是原子核的核外电子电离产生的
B．Y是质子
C．衰变成的核反应属于β衰变
D．100个原子经过一个半衰期还剩下50个
【答案】C
【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知X为电子，是原子核核内的一个中子变为一个质子和一个电子，电子被释放出来的，A错误；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知Y是正电子，B错误；
C．根据A选项分析可知衰变成的核反应属于β衰变，C正确；
D．半衰期是针对大量的原子，符合统计规律的随机过程量，对于少量的原子核衰变来说半衰期没有意义，故D错误。
故选C。
5．（2023·云南·一模）甲状腺痛患者手术切除甲状腺后，可以通过口服含有碘131的药物进一步进行放射性治疗，为避免患者体内的碘131产生的辐射对他人造成危害，应进行一段时间的隔离，碘131发生衰变的过程可以用方程来表示，不考虑患者对放射性药物代谢的影响，下列说法正确的是（ ）
A．碘131的衰变为衰变
B．碘131衰变方程中的Z为原子核
C．患者口服剂量的大小，不影响隔离时间的长短
D．患者服药后，药物中含有的碘131经过两个半衰期全部衰变
【答案】A
【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒可知反应方程为
可知该衰变为β衰变，方程式中的Z为电子，故A正确，B错误；
C．因为碘131的半衰期不变，要避免碘131产生的辐射，需要让碘131含量降低到一定程度，患者口服剂量的大小会影响隔离时间的长短，故C错误；
D．患者服药后，碘131经过两个半衰期还剩下原来的，故D错误。
故选A。
6．（2023·云南·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．射线、射线和射线是三种波长不同的电磁波
B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒
C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先增大后减小
D．只要对物体进行不断的冷却，就可以把物体的温度降为绝对零度
【答案】B
【详解】A．射线、射线分别是高速氦原子核和高速电子流，射线是电磁波，A错误；
B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中有光子辐射（吸收），故电子的电势能和动能之和不守恒，B正确；
C．分子势能随着分子间距离的关系如图所示
故分子势能随着分子间距离的增大，不可能先增大后减小，C错误；
D．对物体进行不断的冷却，物体的温度可以接近绝对零度，但无法达到，D错误。
故选B。
7．（2023·云南·校联考一模）我国考古学家在河北省内发现一新石器时代活动遗址，并在此处发现一堆篝火残余物。经测定未燃尽的木材中14C的含量正好是现代植物的四分之一。已知植物存活期间，其体内14C的含量不变；生命活动结束后，14C的含量持续减少。14C发生β衰变的半衰期约为5700年。下列说法正确的是（ ）
A．该活动遗址距今约有17000年的历史
B．β衰变射出的电子源于核外电子
C．发生β衰变时，原子核内减少一个中子，增加一个质子
D．随着全球变暖，14C的半衰期可能会发生变化
【答案】C
【详解】A．衰变后剩余质量
可得
即未燃尽的木材中14C已经衰变两次，所以该活动遗址距今约有11400年，故A错误；
BC．β衰变的实质是原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子释放出来，可知发生一次β衰变，原子核减少一个中子，多了一个质子，故B错误，C正确；
D．放射性元素的半衰期与物理环境以及化学环境都无关，故D错误。
故选C。
8．（2023·安徽·统考三模）核电站发电原理是核裂变反应所释放的能量通过热力产生电能．铀235是核电站的主要核燃料，核反应堆在工作时，铀235既发生裂变，也发生衰变．铀235裂变方程为：，衰变方程为：，则下列说法正确的是（ ）
A．衰变产生的新核Y不再具有放射性
B．的比结合能小于的比结合能
C．衰变过程是通过吸收裂变过程释放的能量进行的
D．反应堆中镉棒插入深一些将会加快核反应速度
【答案】B
【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒，Y原子核中含有的电荷数为92-2=90，大于80，是具有放射性的，故A错误；
B．裂变反应放出核能，生成物更加稳定，则的比结合能小于的比结合能，选项B正确；
C．衰变过程也是释放能量的，选项C错误；
D．要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会快一些，故D错误。
故选B。
9．（2023·安徽·统考二模）关于近代物理，下列说法正确的是（ ）
A．大量基态的氢原子吸收某种光子，其电子跃迁到n=3激发态后，可以发射3种频率的光
B．α粒子散射实验现象中，大量α粒子的轨迹发生较大偏转
C．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时逸出的光电子的最大初动能较大
D．轻核聚变反应方程中，X表示电子
【答案】A
【详解】A．大量基态的氢原子吸收某种光子，其电子跃迁到n=3激发态后，可以发射的光子种类，由
即有3种频率的光，A正确；
B．α粒子散射实验现象中，大量α粒子的轨迹基本不偏转，少数α粒子轨迹发生较大偏转，B错误；
C．红光频率小于紫光，由光电方程知
知分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时逸出的光电子的最大初动能较小，C错误；
D．由质量数和电荷数守恒，知X的电荷数为0，质量数为1，说明是中子，D错误。
故选A。
10．（2023·安徽·统考一模）某些夜光钟表上的夜光粉含有放射性材料，能发射出某种射线。在暗室中将胶片包在密封的薄黑纸袋中，注意不使胶片曝光。把一枚回形针放在纸袋上面，再压上夜光钟表，放置足够时间后即可得到一张类似X光片的照片。该放射性材料发射出的应是（ ）
A．X光B．射线C．射线D．射线
【答案】C
【详解】A．X光不会由放射性物质单独产生，A错误；
BCD．根据题意该射线具有一定的穿透性，可以穿透纸张但是不能穿透金属的回形针，所以可知为射线，BD错误，C正确。
故选C。
11．（2023·安徽·统考二模）“可控热核反应”是指在一定条件（超高温和高压）下使轻元素的原子核发生可控制的聚变反应而形成重元素原子核的过程。某种可控热核反应的原料是氚核（），氚核可以用中子轰击锂核（）获得。下列说法中正确的是（ ）
A．氚核（）中含有3个中子
B．中子轰击锂核（）发生了α衰变
C．中子轰击锂核（）反应方程为
D．氚核（）与氦核（）的质量比为
【答案】C
【详解】A．氚核（）中含有1个质子，2个中子，A错误；
B．α衰变是指原子核自发的放射出一个核，而转变为其它的原子核，B错误；
C．由核反应前后的质量数和电荷数守恒可知，中子轰击锂核（）的反应方程式为
C正确；
D．氚核（）与氦核（）的核子数之比为，可质量之比不一定是，D错误。
故选C
12．（2023·安徽淮北·统考一模）下列有关近代物理内容的描述，其中说法正确的是（ ）
A．结合能越大的原子核越稳定
B．衰变为，经过3次衰变，2次衰变
C．入射光的强度越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大
D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量也减小
【答案】B
【详解】A．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，A错误；
B．衰变为方程为
故经过3次衰变，2次衰变，B正确；
C．根据光电效应规律，逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光强无关，C错误；
D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，氢原子吸收光子，原子的总能量增大，D错误；
故选B。
13．（2023·安徽滁州·校考二模）硼中子俘获治疗是一种生物靶向放射治疗模式，其原理是利用超热中子束照射预先注射了含硼药物的肿瘤组织部位，中子与硼发生核反应生成锂并放出α射线，利用α射线杀灭癌细胞。超热中子束的来源之一是加速后的质子轰击铍产生的。下列说法正确的是（ ）
A．α射线是高速运动的电子流
B．超热中子与硼发生的核反应属于α衰变
C．产生超热中子束的核反应方程是
D．质子与铍发生的核反应属于轻核聚变
【答案】C
【详解】A．α射线是高速运动的氦核，A错误；
B．根据题意可知，其核反应方程为
该反应属于原子核的人工转变，B错误；
CD．产生超热中子束的核反应方程是
该核反应属于原子核的人工转变，C正确，D错误。
故选C。
14．（2023·安徽芜湖·芜湖市第十二中学校考模拟预测）放射性同位素在工农业生产、医疗和现代科技中有广泛的应用，医生常利用放射性同位素放出的射线治疗肿瘤，被利用的放射源必须具备以下两个条件：（1）放出的射线有较强的穿透能力，能辐射到肿瘤所在处；（2）能在较长时间内提供较稳定的辐射强度。则下列说法正确的是（ ）
A．治疗肿瘤应该用半衰期短的元素放出的射线
B．治疗肿瘤应该用半衰期长的元素放出的射线
C．治疗肿瘤应该用半衰期短的元素放出的射线
D．治疗肿瘤应该用半哀期长的元素放出的射线
【答案】B
【详解】应用于放疗使用γ射线，穿透能力强，半衰期长，能在较长时间内提供稳定的辐射强度。
故选B。
15．（2023·安徽·模拟预测）医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】由图可知从到恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为
故选C。
16．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市第六中学校校考一模）氡222（）衰变为钋218（）的半衰期为3.8天，则氡222衰变释放出的粒子和密闭房间中氡气浓度减少87.5%需要的时间分别为（ ）
A．中子，11.4天B．α粒子，7.6天
C．中子，19天D．α粒子，11.4天
【答案】D
【详解】氡222（）衰变为钋218（）的过程质量数、电荷数守恒，故衰变方程为
则衰变过程放出的粒子为α粒子。设密闭房间原来氡气质量为，衰变后剩余质量为m，则有
解得
故需要的时间为
故选D。
17．（2023·黑龙江·统考一模）用同一个光电效应实验装置，分别用a、b两种单色光进行光电效应实验，得到光电流与光电管两极间电压的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．b光的强度比a光的强
B．b光的波长比a光的长
C．两种单色光从同一介质射人空气时，b光的全反射临界角大
D．若两种单色光分别照射基态氢原子时都能使其能级跃迁，则b光使其跃迁能级更高
【答案】D
【详解】A．由图可知，a光的饱和光电流大于b光饱和光电流，则a光的光子数大于b光，但a光频率低于b光，故不能确定b光的强度大于a光的强度，故A错误；
B．据光电效应方程
当加反向遏止电压，有
由乙图可知b光的遏止电压大，则b光频率高，波长短，故B错误；
C．光的频率越高对应同一种介质的折射率越大，由，全反射临界角越小，则
故C错误：
D．光子频率越高的光照射基态氢原子其能级跃迁的能级更高，故D正确。
故选D。
18．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市第一二二中学校校考二模）2023年1月，“中国超环”成为世界上首个实现维持和调节超过1000秒的超长时间持续脉冲的核反应堆。其核反应方程，已知的质量，的质量，的质量，反应中释放出光子，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应在高温高压下才能发生，说明该核反应需要吸收能量
B．光子来源于核外电子的能级跃迁
C．X是中子，该核反应为核聚变反应
D．X的质量为
【答案】C
【详解】A．该核反应为核聚变反应，释放能量，故A错误；
B．光子来源于原子核的能级跃迁，而不是核外电子的能级跃迁，故B错误；
C．根据电荷数和质量数守恒可知X是中子，该核反应为核聚变反应，故C正确；
D．该反应释放能量，有质量损失，则X的质量小于，故D错误。
故选C。
19．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市第一二二中学校校考二模）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
【答案】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。
20．（2023·黑龙江大庆·统考一模）卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，第一次实现了原子核的人工转变。卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的核反应方程为N+He→X+H，其中原子核X的中子数为（ ）
A．9B．10C．11D．12
【答案】A
【详解】核反应中电荷数和质量数都守恒，可得原子核X的电荷数与质量数分别为8、17，因此原子核X的中子数为17-8=9。
故选A。
21．（2023·黑龙江大庆·铁人中学校考二模）我国著名理论物理科学家程开甲，是我国核武器的先驱，荣获了“改革先锋”“国家最高科学技术奖”“八一勋章”“人民科学家”等国家荣誉称号和中国科学院院士等多个优秀奖项与称号，为我国的科研事业奉献了他的一生。在对原子核物理的不断探索中，下列有关原子物理说法中正确的是（ ）
A．密立根对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是电子流，并测定了电子的比荷
B．爱因斯坦的光电效应方程，从动量的角度上解释了光的量子化
C．卢瑟福不仅通过α粒子散射实验确定了原子的核式结构，而且用α粒子轰击氮核发现了质子
D．玻尔将量子观念引入原子领域，很好地解释了所有原子光谱的分立特征
【答案】C
【详解】A．汤姆孙对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是电子流，这是人类真正意义上第一次发现了电子，此后密立根测定了电子的比荷，A错误；
B．爱因斯坦的光电效应方程，从能量的角度上解释光的量子化，一个电子吸收一个光子的能量，B错误；
C．卢瑟福通过α粒子散射实验确定原子的中间存在原子核，完全否定了汤姆孙的枣糕模型，并且用α粒子轰击氮核，，发现了质子，C正确；
D．玻尔将量子观念引入原子领域，指出原子中的电子轨道是量子化的，很好地解释了氢原子光谱的分立特征，并不能解释所有原子光谱，D错误。
故选C。
22．（2023·山西·一模）2022年9月国家原子能机构展示了近年来核技术在我国国民经济领域的重大应用成果。其中医用同位素镥177的自主可控及批量生产入选。该成果破解了多年来我国对其大量依赖进口的局面。镥177的半衰期约为6.7d，衰变时会辐射射线。其衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．该反应产生的新核比的比结合能小
B．衰变时放出的X粒子的穿透性比γ射线强
C．衰变时放出的X粒子来自于177内中子向质子的转化
D．含有镥177的药物经过13.4d后，将有四分之一的镥177发生衰变
【答案】C
【详解】A．衰变时放出核能，故产生的新核比的比结合能大，选项A错误；
C．根据核反应中电荷数与质量数守恒判断，反应方程为
即衰变方程中的X为电子，为β衰变，其中的β射线是由原子核中的中子转化成一个质子和一个电子产生的，选项C正确；
B．衰变时放射出的射线穿透性最强，选项B错误，
D．经过13.4d后，剩余的镥177将变为原来的四分之一，选项D错误。
故选C。
23．（2023·山西·一模）2022年的诺贝尔物理学奖同时授予法国物理学家阿兰·阿斯佩、美国物理学家约翰·克劳泽及奥地利物理学家安东·蔡林格，以奖励他们在量子纠缠、验证违反贝尔不等式及量子信息科学方面所作出的杰出贡献。量子化与我们的生活密不可分，下面关于量子化的概念，符合物理学史实且说法正确的是（ ）
A．普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一个最小能量的整数倍
B．爱因斯坦指出光本身就是由一个个不可分割的能量子组成，光在传播过程中表现为粒子性
C．玻尔认为氢原子中的电子轨道是量子化的，但原子的能量不是量子化的
D．富兰克林油滴实验，证明电荷是量子化的
【答案】A
【详解】A．普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一个最小能量的整数倍，A正确；
B．光在传播过程中表现为波动性，B错误；
C．玻尔认为氢原子中的电子轨道、能量都是量子化的，C错误；
D．密立根油滴实验，证明电荷是量子化的，D错误。
故选A。
24．（2023·山西·统考模拟预测）如图所示为氢原子的部分能级图，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子的核外电子在离原子核越近的地方出现的概率越小
B．当氢原子从能级跃迁到能级时，向外辐射的光子的能量为
C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，且总能量减小
D．用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子，电子可能跃迁到其他能级上去
【答案】C
【详解】A．氢原子的核外电子处于不同能级时在各处出现的概率是不同的，能级越低，在离原子核较近的地方出现的概率越大，故A错误；
B．当氢原子从能级跃迁到能级时，向外辐射的光子的能量为
故B错误；
C．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，且总能量减小，故C正确；
D．当氢原子由基态向轨道跃迁时吸收的光子能量分别为、、，而外来光子的能量不等于某两能级间的能量差，故不能被氢原子所吸收而产生能级跃迁，故D错误。
故选C。
25．（2023·山西朔州·怀仁市第一中学校校考二模）D（氘）和T（氚）发生核反应会产生氦核，核反应方程是HH→He+X，关于该核反应下列说法正确的是（ ）
A．该反应为α衰变B．方程中的X是卢瑟福发现的
C．的比结合能比He的大D．反应后核子的平均质量减小
【答案】D
【详解】A．该反应为聚变反应，不是α衰变，A错误；
B．根据质量数和电荷数守恒可知，方程中的X表示中子n，是查德威克发现的，B错误；
CD．聚变反应释放能量，有质量亏损，反应后核子的平均质量减小，H的比结合能比He的小，C错误、D正确。
故选D。
26．（2023·吉林·统考三模）2022年诺贝尔物理学奖同时授予法国物理学家阿兰·阿斯佩、美国物理学家约翰·克劳泽和奥地利物理学家安东·蔡林格，以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的贡献。下列有关量子化的说法正确的是（ ）
A．普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍
B．爱因斯坦的光电效应理论揭示了光具有波动性
C．根据玻尔理论，大量处于能级的氢原子向能级跃迁时能发射出3种频率的光
D．密立根通过实验证明电荷量是连续变化的
【答案】A
【详解】A．普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，A正确；
B．爱因斯坦的光电效应理论揭示了光具有粒子性，B错误；
C．根据玻尔理论，大量处于能级的氢原子向能级跃迁时能发射出种频率的光，C错误；
D．密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷，D错误。
故选A。
27．（2023·吉林·统考二模）2022年10月，中国新一代“人造太阳”（HL-2M）装置等离子体电流突破100万安培，创造了我国可控核聚变实验装置运行的新纪录。关于核聚变，下列说法正确的是（ ）
A．聚变过程中核子的总质量增加
B．任何两个原子核都可以发生聚变
C．当前我国的核电站都是采用核聚变技术发电的
D．两个轻核结合成质量较大的原子核，核子的比结合能增大
【答案】D
【详解】A．聚变过程中要放出能量，有质量亏损，则核子的总质量减小，选项A错误；
B．自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素-氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变，故B错误；
C．当前我国的核电站都是采用重核裂变技术发电的，选项C错误；
D．两个轻核结合成质量较大的原子核，放出能量，生成的新核更加稳定，则核子的比结合能增大，选项D正确。
故选D。
28．（2023·吉林·统考三模）1964年10月16日，中国第一颗原子弹试爆成功。该原子弹核反应的主要成分是，天然是不稳定的，它通过7次α衰变和4次β衰变最终成为稳定的元素A，则下列说法正确的是（ ）
A．元素A为
B．元素A的中子数为123
C．α、β衰变过程中会释放能量
D．的比结合能大于A的比结合能
【答案】C
【详解】A．天然是不稳定的，它通过7次α衰变和4次β衰变最终成为稳定的元素A，则反应式为
元素A为，故A错误；
B．元素A的中子数为，故B错误；
C．不稳定，衰变过程中会释放能量，故C正确；
D．生成物的比结合能大于反应物的比结合能，故D错误。
故选C。
29．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考二模）等效法是在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、简单的、易处理的问题的一种方法。下列事例中应用了“等效法”的是（ ）
A．爱因斯坦的“光子说”
B．交变电流的“有效值”
C．卡文迪什利用扭称测出万有引力常量
D．设计实验探究加速度与力和质量的关系
【答案】B
【详解】A．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，科学研究的方法属于科学假说，故A不符合题意；
B．．交变电流的有效值的引入是利用了产热效果相同，B符合题意；
C．卡文迪许用扭称测引力常量采用了“微小量放大法”，C不符合题意；
D．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量的思想方法，故D不符合题意。
故选B。
30．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考二模）光电倍增管是进一步提高光电管灵敏度的光电转换器件。管内除光电阴极和阳极外，两极间还放置多个瓦形倍增电极。使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此来加速电子。如图所示，光电阴极受光照后释放出光电子，在电场作用下射向第一倍增电极，引起电子的二次发射，激发出更多的电子，然后在电场作用下飞向下一个倍增电极，又激发出更多的电子，如此电子数不断倍增，使得光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多，可用来检测微弱光信号。下列说法正确的是（ ）
A．光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上都发生了光电效应
B．光电倍增管中增值的能量来源于照射光
C．图中标号为偶数的倍增电极的电势要高于标号为奇数的电极的电势
D．适当增大倍增电极间的电压有利于探测更微弱的信号
【答案】D
【详解】A．光电效应是在高于极限频率的电磁波的照射下，物质内部的电子吸收能量后逸出的现象，光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上被加速后的电子撞击激发出更多的电子，故不是光电效应，A错误；
B．光电倍增管中增值的能量来源于相邻两倍增电极间的加速电场，B错误；
C．电子在相邻倍增电极中加速，故图中标号数字较大的倍增电极的电势要高于数字较小的电极的电势，C错误；
D．适当增大倍增电极间的电压，被加速的电子获得的动能更大，更有利于电极电子的电离，故有利于探测更微弱的信号，D正确。
故选D。
31．（2023·吉林·统考三模）我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的元素是，已知发生衰变的核反应方程为，的半衰期为87.7年。下列说法正确的是（ ）
A．衰变过程一定释放能量
B．方程中，是
C．100个原子核经过87.7年后还有50个未衰变
D．放出的射线是高速氦核流，它的贯穿能力很强
【答案】A
【详解】A．由于衰变过程中存在质量亏损，则一定释放能量，故A正确；
B．根据核反应的质量数守恒和电荷数守恒可知，方程中的质量数为4，电荷数为2，则X是，可得，故B错误；
C．半衰期是统计规律，对少数原子核衰变不适用，故C错误；
D．放出的射线是高速氦核流，它的电离能力强，但是贯穿能力很弱，故D错误。
故选A。
二、多选题
32．（2023·云南·统考一模）如图甲所示，用高压激发氢光谱管，使光谱管中的氢原子大量处于第3能级并辐射发光，其中某些光子打在连着验电器的钨板上，事先使钨板带负电，验电器张开一定的角度。已知钨板表面电子的逸出功是，氢原子的能级示意图如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．光谱管会放出3种不同能量的光子
B．光谱管发出的光不能够使钨板发生光电效应
C．从钨板中溢出的光电子的最大初动能为
D．由于是钨板表面的自由电子溢出，验电器的指针张角不变
【答案】AC
【详解】A．由于大量的氢原子处于第3能级，则光谱管辐射的光子能量种类是3种，故A正确；
B．因光谱管辐射的光子的最高能量是
所以可以使钨板发生光电效应，故B错误；
C．根据爱因斯坦的光电效应方程，即
可得最大初动能为
故C正确；
D．由于发生光电效应，钨板会失去部分电子，验电器指针张角变小，故D错误。
故选AC。
33．（2023·云南·统考二模）一定强度的激光（含有三种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，如图甲所示。现让经过玻璃砖后的A、B、C三束光分别照射相同的光电管的阴极（如图乙所示），其中C光照射时恰好有光电流产生，则（ ）
A．若用B光照射光电管的阴极，一定有光电子逸出
B．C光比B光更容易发生衍射现象
C．若入射光的入射角从零开始增大，C光比B光先消失
D．若用A光和C光分别照射光电管的阴极，A光照射时逸出的光电子的最大初动能较大
【答案】CD
【详解】由图甲可得，三种频率的光，其中B光和C光为单色光，C光的折射率大，频率高；A光除了BC光的反射光线外，还含有第三种频率的光，为三种光的复合光。
A．根据几何光学知识可知，B光和C光中C光偏折程度较大，C光的折射率大，频率高，C光照射光电管恰好有光电流产生，用B光照射同一光电管，不能发生光电效应，故A错误；
B．因C光的频率大，波长小，则C光比B光更不容易发生衍射现象，选项B错误；
C．根据可知，C光的临界角较小，若入射光的入射角从0开始增大，C光比B光先消失，故C正确；
D．A光为三种频率的复合光，但A光中某频率的光发生了全反射，其临界角最小，折射率最大，频率最大，则A光和C光分别照射，光电管的阴极时，A光打出的光电子的最大初动能较大，故D正确；
故选CD。
34．（2023·云南·校联考一模）如图所示，固定的半圆形玻璃砖，O点为圆心，直径AB和垂直纸面足够大的屏PQ相互平行。由a、b两种单色光组成的一束光垂直于直径AB方向射向玻璃砖，入射点由A点逐渐移动到B点，发现PQ上先出现a光的光斑，再出现b光的光斑，随着时间推移，b光光斑先消失，a光光斑后消失，由此可判断（ ）
A．玻璃砖对a光的折射率比对b光的大
B．玻璃砖对a光的折射率比对b光的小
C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能
D．分别通过真空中同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距大
【答案】BC
【详解】AB．入射点由A点逐渐向B点移动时，玻璃砖右侧入射角逐渐减小，由于先出现a光的光斑，故a光的临界角大，故a光的折射率比对b光的小，A错误，B正确；
C．因a光的折射率比对b光的小，故a光的频率比对b光的小，a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能，C正确；
D．因a光的折射率比对b光的小，故a光的波长比对b光的长，通过真空中同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距小，D错误。
故选BC。
35．（2023·安徽·统考二模）如图边长为L的正方形区域ABCD内存在垂直于纸面的匀强磁场，两个相同的放射源同时发射的两个粒子甲、乙在磁场内发生弹性正碰，碰撞时间极短。已知甲从AC边中点垂直AC入射，乙沿AB内侧从B点平行于AB入射，放射源利用衰变发射粒子，粒子速度为（c为真空中光速），粒子的比荷为k，则（ ）
A．放射源衰变方程为
B．磁感应强度方向垂直于纸面向外，大小为
C．乙粒子出射点距A点的距离为
D．甲粒子在磁场区域内运动时间为
【答案】ACD
【详解】A．根据衰变过程质量数和电荷数守恒可知放射源衰变方程为，故A正确；
B．根据题意作图，如图所示：
根据几何关系有
解得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
由于粒子带正电，可知磁感应强度方向垂直于纸面向里，故B错误；
C．甲、乙在磁场内发生弹性正碰，碰后乙粒子反向运动，设乙粒子从E点出射，如图：
根据几何关系可知
故C正确；
D．甲、乙在磁场内发生弹性正碰，碰后甲粒子反向运动，设甲粒子从F点出射，如图：
根据几何关系可知
，，
则甲粒子在磁场中运动的时间为
解得
故D正确；
故选ACD。
36．（2023·安徽·统考二模）分别用a、b两种单色光照射同一金属，测得的光电流和电压的关系如图所示，则（ ）
A．a、b两种光从同种介质射入空气发生全反射时，a光的临界角大
B．光b的光子动量大于光a的光子动量
C．该金属被光a照射时的逸出功小于被光b照射时的逸出功
D．该金属被光a照射时射出的光电子的动能一定大于被光b照射时射出的光电子的动能
【答案】AB
【详解】A．根据
可知，频率越大的截止电压越大，所以a光的频率比b光的小，同种介质对a光的折射率更小，根据全反射临界角公式
可知a光的临界角大，故A正确；
B．根据
可知单色光a的光子动量比单色光b的光子动量小，故B正确；
C．逸出功是金属的自身属性，与光无关，故C错误；
D．b光照射的最大初动能比a光照射的大，但是动能介于零和最大初动能之间，因此无法比较。故D错误。
故选AB。
37．（2023·安徽·统考二模）如图所示，一细束白光通过三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，并同时做如下实验：①让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验装置在光屏上产生干涉条纹（双缝间距和缝屏间距均不变）；②让这三种单色光分别照射到某金属板表面，观察与金属板连接的静电计指针是否转动；下列说法中正确的是（ ）
A．在棱镜中a光的速度最大
B．如果减小白光在左侧面的入射角，最先消失的是c光
C．a种色光形成的干涉条纹间距最大
D．若c光能使该金属板发生光电效应，a光一定不能使该金属发生光电效应
【答案】ABC
【详解】A．因a光的偏折程度最小，则折射率最小，根据
可知在棱镜中a光的速度最大，选项A正确；
B．因c光的折射率最大，根据
可知c光临界角最小，则如果减小白光在左侧面的入射角，最先消失的是c光，选项B正确；
C．a种色光频率最小，波长最长，根据
可知a光形成的干涉条纹间距最大，选项C正确；
D．c光频率最大，a光频率最小，若c光能使该金属板发生光电效应，a光不一定不能使该金属发生光电效应，选项D错误。
故选ABC。
38．（2023·黑龙江·统考二模）下图1为研究某种金属光电效应的电路图，通过改变人射光的频率，得到图2中光电流与电压的两条关系图线B与C，图3中为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，将图2中的复色光B、C沿方向从真空射入玻璃，形成两束折射光。下列说法正确的是（ ）
A．B光线沿着方向前进，C光线沿着方向前进
B．B光线沿着方向前进，C光线沿着方向前进
C．光线在玻璃中传播的时间
D．光线在玻璃中传播的时间
【答案】BD
【详解】AB．由于遏止电压
由
可知
频率越高的光，相对同种介质的折射率越大，既
由
可知B光线沿着方向前进，C光线沿着方向前进，故A错误，B正确；
CD．设玻璃半径为R，为真空中入射角，为光进入玻璃时的折射角，则光在玻璃中的传播路程
光在玻璃中的速度
折射率为
则
故C错误，D正确。
故选BD。
39．（2023·黑龙江哈尔滨·哈九中校考二模）在一个密闭的容器中装有放射性同位素氪（），在温度为时测得其压强为。将容器深埋在地下，经过10年后测得，在温度为的地下，容器中的压强为。在此期间，有些氨衰变成为固体状态的铷（），铷的体积和容器的体积比较可以忽略不计。可得（ ）
A．氪发生衰变成为固体铷
B．氨的半衰期为10年
C．在地下，氮的半衰期变长
D．衰变放出的射线是由原子核中的质子转变而成的
【答案】AB
【详解】A．根据质量数与电荷数守恒，可知氪衰变成为固体铷时，生成的粒子质量数为0，电荷数为-1，即发生的是衰变，A正确；
B．根据题意有
，
根据克拉伯龙方程有
，
解得
即经过10年后，有一半氪发生衰变，即氨的半衰期为10年，B正确；
C．半衰期与元素所处物理环境和化学性质无关，可知在地下，氮的半衰期不变，C错误；
D．衰变放出的射线是电子，其由原子核中的中子转变而成的，D错误。
故选AB。
40．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模）图甲为研究某种金属光电效应的实验装置，某同学用不同频率和强弱的光照射光电管的阴极K，用电流计G测得的光电流I随光电管两端电压U的变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．与用黄光照射相比，蓝光照射时光电子的最大初动能大
B．与用蓝光照射相比，紫光照射时遏止电压一定大
C．与用黄光照射相比，蓝光照射时金属的逸出功大
D．与用蓝光照射相比，黄光照射时饱和光电流一定大
【答案】AB
【详解】A．蓝光的频率比黄光的频率高，由，可知与用黄光照射相比，蓝光照射时光电子的最大初动能大，A正确；
B．紫光的频率比蓝光的频率高，与用蓝光照射相比，紫光照射时光电子的最大初动能大，由，可知与用蓝光照射相比，紫光照射时遏止电压一定大，故B正确；
C．金属的逸出功由金属自身决定，与入射光无关，故C错误；
D．饱和光电流大小与频率无直接关系，与光的强弱有关，故D错误。
故选AB。
41．（2023·黑龙江大庆·大庆中学校考一模）用图甲所示的装置研究光电效应，闭合电键S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a, 0)，与纵轴的交点坐标为(0,－b)。下列说法正确的是（ ）
A．该光电管阴极的极限频率为a
B．普朗克常量为h＝
C．断开开关S后，电流表G的示数一定为零
D．仅增大入射光的频率，则遏止电压也随之增大
【答案】AD
【分析】本题考查光电效应方程的理解应用。
【详解】A．根据光电效应方程
，
当时，对应的 值是极限频率，此时，所以该光电管阴极的极限频率为a，A正确；
B．根据光电效应方程
，
图线的斜率即为普朗克常量 ，B错误；
C．没有外加电压，只要最大初动能够大，光电子就能到达另一极板，电流表示数可能不为零，C错误；
D．仅增大入射光频率，能量增大，最大初动能增大，，遏止电压也随之增大，故D正确。
故选AD
42．（2023·山西·统考二模）一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁发出多种光，分别用这些光照射图甲电路的阴极K，能得到3条电流随电压变化的图线，如图乙所示。已知氢原子能级如图丙所示，部分金属的截止频率和逸出功如下表所示，则下列说法正确的是（ ）
A．图乙中，a光是氢原子从能级向能级跃迁产生的
B．阴极材料可能为金属钠
C．a光的波长小于b光的波长
D．a光光子的动量小于b光光子的动量
【答案】AC
【详解】A．由图乙可知，a的遏止电压最大，其次为b和c，根据光电效应方程
以及
知各光对应的跃迁为: a为n=4→1，b为n=3→1，c为n =2→1，故A 正确；
B．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁放出能量，从n=4能级到n=3能级，n=4能级到n=2能级，n=4能级到n=1能级，n=3能级到n=2能级。n=3能级到n=1能级，n=2能级到n=1能级。分别为0.66eV，2.55 eV，12.75 eV，1.89 eV，12.09 eV，10.2 eV，而金属钠逸出功为2.29 eV。有12.75 eV，12.09 eV，10.2eV，2.55 eV 4种能量大于金属钠逸出功，满足条件，则会得到四条光线，与题意不符，故B错误；
C．截止电压与频率成正相关，则a光频率大于b光频率，所以a光波长小于b光波长，故C正确；
D．根据公式
可知波长越大，动量越小，所以a光光子的动量大于b光光子的动量，故D错误。
故选AC。
三、解答题
43．（2023·安徽·统考二模）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于n=3的激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有a、b两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测量得到的光电流I与电压U的关系曲线如图丙所示。求：
（1）b光产生的光电子的最大初动能Ek（结果用eV为单位）；
（2）阴极K的逸出功W（结果用eV为单位）；
（3）a光的反向遏止电压Uc2。
【答案】（1）9.8eV；（2）2.29eV；（3）7.91V
【详解】（1）对b光产生的光电子分析，得
解得
（2）对b光的光子，有
所以逸出功为
（3）对a光的光子，有
联立解得
44．（2023·黑龙江·统考二模）核电站获取核能的一种裂变反应是用一个中子轰击一个铀核，产生一个氙核、一个锶核和若干个新的中子。已知铀核、中子、锶核和氙核的质量分别为、、和，真空中光速为c。
（1）写出该反应的核反应方程，并求出一次核反应所释放的核能；
（2）2022年，我国核电机组累计发电量为E焦耳，核电能量转化的效率为，核电使用的铀中实际发生裂变的铀235的占比为，求2022年我国消耗的铀的质量M。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）核反应方程
一次核反应质量亏损
一次核反应释放核能
解得
（2）累计发电量E对应N次核反应
消耗铀质量
解得
几种金属的逸出功和极限频率
金属
钨
钙
钠
钾
铷
10.95
7.73
5.53
5.44
5.15
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13
一、单选题
1．（2023·云南·统考二模）1905年爱因斯坦提出光子假设，成功地解释了光电效应现象。1916年密立根通过测量遏止电压与入射光频率v，由此算出普朗克常量h，验证了光电效应理论的正确性。则下列说法正确的是（ ）
A．只要入射光强度足够大就一定能发生光电效应
B．遏止电压与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关
C．用相同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子初动能都相同
D．光电效应现象表明了光具有波动性
【答案】B
【详解】A．当入射光的频率大于等于极限频率才能发生光电效应。故A错误；
B．根据光电效应方程，可知
又
解得
故B正确；
C．根据光电效应方程可知，用相同频率的光照射同种金属，发生光电效应时逸出的光电子最大初动能都相同。故C错误；
D．光电效应现象表明了光具有粒子性。故D错误。
故选B。
2．（2023·云南·统考二模）我国“北斗三号”最后一颗全球组网卫星已于2020年6月23日成功发射。“北斗三号”采用星载氢原子钟，该钟数百万年到一千万年才有1s误差。氢原子的部分能级结构如图所示，则（ ）
A．用的光子照射，能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
B．用的光子照射处于激发态的氢原子，可以使其电离
C．氢原子受激由基态跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小
D．大量处于激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光子
【答案】B
【详解】A．处于基态的氢原子跃迁到第一激发态需要吸收的能量为
E=E2-E1=10.2eV
跃迁到第二激发态需要吸收的能量为
E=E3-E1=12.09eV
用11.0 eV的光子照射，并不能使处于基态的氢原子跃迁到激发态，故A错误；
B．处于n=2激发态的氢原子为-3.40 eV，其绝对值小于光子能量4.00 eV，用4.00 eV的光子照射处于n=2激发态的氢原子，可以使其电离，故B正确；
C．氢原子由基态跃迁到激发态后，运动半径变大，核外电子动能减小，原子的电势能增大，故C错误；
D．大量处于n=3激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出的光子的频率种类为3种，如图所示
故D错误。
故选B。
3．（2023·云南·校联考一模）两种放射性元素的半衰期分别为和，在时刻这两种元素的原子核总数为。在时刻，已衰变的原子核总数为，则在时刻，已衰变的原子核总数为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】设两种放射性元素分别为甲、乙，时刻甲元素的原子核总数为，乙元素的原子核总数为，则有
在时刻，甲已衰变的原子核总数为，乙已衰变的原子核总数为，则有
联立解得
，
则在时刻，甲已衰变的原子核总数为，乙已衰变的原子核总数为，则已衰变的原子核总数为
故选C。
4．（2023·云南·统考一模）人体内存在极微量的、等放射性元素，、衰变的核反应方程式分别为：、，下列说法正确的是（ ）
A．X是原子核的核外电子电离产生的
B．Y是质子
C．衰变成的核反应属于β衰变
D．100个原子经过一个半衰期还剩下50个
【答案】C
【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知X为电子，是原子核核内的一个中子变为一个质子和一个电子，电子被释放出来的，A错误；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知Y是正电子，B错误；
C．根据A选项分析可知衰变成的核反应属于β衰变，C正确；
D．半衰期是针对大量的原子，符合统计规律的随机过程量，对于少量的原子核衰变来说半衰期没有意义，故D错误。
故选C。
5．（2023·云南·一模）甲状腺痛患者手术切除甲状腺后，可以通过口服含有碘131的药物进一步进行放射性治疗，为避免患者体内的碘131产生的辐射对他人造成危害，应进行一段时间的隔离，碘131发生衰变的过程可以用方程来表示，不考虑患者对放射性药物代谢的影响，下列说法正确的是（ ）
A．碘131的衰变为衰变
B．碘131衰变方程中的Z为原子核
C．患者口服剂量的大小，不影响隔离时间的长短
D．患者服药后，药物中含有的碘131经过两个半衰期全部衰变
【答案】A
【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒可知反应方程为
可知该衰变为β衰变，方程式中的Z为电子，故A正确，B错误；
C．因为碘131的半衰期不变，要避免碘131产生的辐射，需要让碘131含量降低到一定程度，患者口服剂量的大小会影响隔离时间的长短，故C错误；
D．患者服药后，碘131经过两个半衰期还剩下原来的，故D错误。
故选A。
6．（2023·云南·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．射线、射线和射线是三种波长不同的电磁波
B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒
C．分子势能随着分子间距离的增大，可能先增大后减小
D．只要对物体进行不断的冷却，就可以把物体的温度降为绝对零度
【答案】B
【详解】A．射线、射线分别是高速氦原子核和高速电子流，射线是电磁波，A错误；
B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中有光子辐射（吸收），故电子的电势能和动能之和不守恒，B正确；
C．分子势能随着分子间距离的关系如图所示
故分子势能随着分子间距离的增大，不可能先增大后减小，C错误；
D．对物体进行不断的冷却，物体的温度可以接近绝对零度，但无法达到，D错误。
故选B。
7．（2023·云南·校联考一模）我国考古学家在河北省内发现一新石器时代活动遗址，并在此处发现一堆篝火残余物。经测定未燃尽的木材中14C的含量正好是现代植物的四分之一。已知植物存活期间，其体内14C的含量不变；生命活动结束后，14C的含量持续减少。14C发生β衰变的半衰期约为5700年。下列说法正确的是（ ）
A．该活动遗址距今约有17000年的历史
B．β衰变射出的电子源于核外电子
C．发生β衰变时，原子核内减少一个中子，增加一个质子
D．随着全球变暖，14C的半衰期可能会发生变化
【答案】C
【详解】A．衰变后剩余质量
可得
即未燃尽的木材中14C已经衰变两次，所以该活动遗址距今约有11400年，故A错误；
BC．β衰变的实质是原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子释放出来，可知发生一次β衰变，原子核减少一个中子，多了一个质子，故B错误，C正确；
D．放射性元素的半衰期与物理环境以及化学环境都无关，故D错误。
故选C。
8．（2023·安徽·统考三模）核电站发电原理是核裂变反应所释放的能量通过热力产生电能．铀235是核电站的主要核燃料，核反应堆在工作时，铀235既发生裂变，也发生衰变．铀235裂变方程为：，衰变方程为：，则下列说法正确的是（ ）
A．衰变产生的新核Y不再具有放射性
B．的比结合能小于的比结合能
C．衰变过程是通过吸收裂变过程释放的能量进行的
D．反应堆中镉棒插入深一些将会加快核反应速度
【答案】B
【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒，Y原子核中含有的电荷数为92-2=90，大于80，是具有放射性的，故A错误；
B．裂变反应放出核能，生成物更加稳定，则的比结合能小于的比结合能，选项B正确；
C．衰变过程也是释放能量的，选项C错误；
D．要使裂变反应更激烈一些，应使控制棒插入浅一些，让它少吸收一些中子，链式反应的速度就会快一些，故D错误。
故选B。
9．（2023·安徽·统考二模）关于近代物理，下列说法正确的是（ ）
A．大量基态的氢原子吸收某种光子，其电子跃迁到n=3激发态后，可以发射3种频率的光
B．α粒子散射实验现象中，大量α粒子的轨迹发生较大偏转
C．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时逸出的光电子的最大初动能较大
D．轻核聚变反应方程中，X表示电子
【答案】A
【详解】A．大量基态的氢原子吸收某种光子，其电子跃迁到n=3激发态后，可以发射的光子种类，由
即有3种频率的光，A正确；
B．α粒子散射实验现象中，大量α粒子的轨迹基本不偏转，少数α粒子轨迹发生较大偏转，B错误；
C．红光频率小于紫光，由光电方程知
知分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，红光照射时逸出的光电子的最大初动能较小，C错误；
D．由质量数和电荷数守恒，知X的电荷数为0，质量数为1，说明是中子，D错误。
故选A。
10．（2023·安徽·统考一模）某些夜光钟表上的夜光粉含有放射性材料，能发射出某种射线。在暗室中将胶片包在密封的薄黑纸袋中，注意不使胶片曝光。把一枚回形针放在纸袋上面，再压上夜光钟表，放置足够时间后即可得到一张类似X光片的照片。该放射性材料发射出的应是（ ）
A．X光B．射线C．射线D．射线
【答案】C
【详解】A．X光不会由放射性物质单独产生，A错误；
BCD．根据题意该射线具有一定的穿透性，可以穿透纸张但是不能穿透金属的回形针，所以可知为射线，BD错误，C正确。
故选C。
11．（2023·安徽·统考二模）“可控热核反应”是指在一定条件（超高温和高压）下使轻元素的原子核发生可控制的聚变反应而形成重元素原子核的过程。某种可控热核反应的原料是氚核（），氚核可以用中子轰击锂核（）获得。下列说法中正确的是（ ）
A．氚核（）中含有3个中子
B．中子轰击锂核（）发生了α衰变
C．中子轰击锂核（）反应方程为
D．氚核（）与氦核（）的质量比为
【答案】C
【详解】A．氚核（）中含有1个质子，2个中子，A错误；
B．α衰变是指原子核自发的放射出一个核，而转变为其它的原子核，B错误；
C．由核反应前后的质量数和电荷数守恒可知，中子轰击锂核（）的反应方程式为
C正确；
D．氚核（）与氦核（）的核子数之比为，可质量之比不一定是，D错误。
故选C
12．（2023·安徽淮北·统考一模）下列有关近代物理内容的描述，其中说法正确的是（ ）
A．结合能越大的原子核越稳定
B．衰变为，经过3次衰变，2次衰变
C．入射光的强度越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大
D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量也减小
【答案】B
【详解】A．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，A错误；
B．衰变为方程为
故经过3次衰变，2次衰变，B正确；
C．根据光电效应规律，逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光强无关，C错误；
D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，氢原子吸收光子，原子的总能量增大，D错误；
故选B。
13．（2023·安徽滁州·校考二模）硼中子俘获治疗是一种生物靶向放射治疗模式，其原理是利用超热中子束照射预先注射了含硼药物的肿瘤组织部位，中子与硼发生核反应生成锂并放出α射线，利用α射线杀灭癌细胞。超热中子束的来源之一是加速后的质子轰击铍产生的。下列说法正确的是（ ）
A．α射线是高速运动的电子流
B．超热中子与硼发生的核反应属于α衰变
C．产生超热中子束的核反应方程是
D．质子与铍发生的核反应属于轻核聚变
【答案】C
【详解】A．α射线是高速运动的氦核，A错误；
B．根据题意可知，其核反应方程为
该反应属于原子核的人工转变，B错误；
CD．产生超热中子束的核反应方程是
该核反应属于原子核的人工转变，C正确，D错误。
故选C。
14．（2023·安徽芜湖·芜湖市第十二中学校考模拟预测）放射性同位素在工农业生产、医疗和现代科技中有广泛的应用，医生常利用放射性同位素放出的射线治疗肿瘤，被利用的放射源必须具备以下两个条件：（1）放出的射线有较强的穿透能力，能辐射到肿瘤所在处；（2）能在较长时间内提供较稳定的辐射强度。则下列说法正确的是（ ）
A．治疗肿瘤应该用半衰期短的元素放出的射线
B．治疗肿瘤应该用半衰期长的元素放出的射线
C．治疗肿瘤应该用半衰期短的元素放出的射线
D．治疗肿瘤应该用半哀期长的元素放出的射线
【答案】B
【详解】应用于放疗使用γ射线，穿透能力强，半衰期长，能在较长时间内提供稳定的辐射强度。
故选B。
15．（2023·安徽·模拟预测）医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】由图可知从到恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为
故选C。
16．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市第六中学校校考一模）氡222（）衰变为钋218（）的半衰期为3.8天，则氡222衰变释放出的粒子和密闭房间中氡气浓度减少87.5%需要的时间分别为（ ）
A．中子，11.4天B．α粒子，7.6天
C．中子，19天D．α粒子，11.4天
【答案】D
【详解】氡222（）衰变为钋218（）的过程质量数、电荷数守恒，故衰变方程为
则衰变过程放出的粒子为α粒子。设密闭房间原来氡气质量为，衰变后剩余质量为m，则有
解得
故需要的时间为
故选D。
17．（2023·黑龙江·统考一模）用同一个光电效应实验装置，分别用a、b两种单色光进行光电效应实验，得到光电流与光电管两极间电压的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．b光的强度比a光的强
B．b光的波长比a光的长
C．两种单色光从同一介质射人空气时，b光的全反射临界角大
D．若两种单色光分别照射基态氢原子时都能使其能级跃迁，则b光使其跃迁能级更高
【答案】D
【详解】A．由图可知，a光的饱和光电流大于b光饱和光电流，则a光的光子数大于b光，但a光频率低于b光，故不能确定b光的强度大于a光的强度，故A错误；
B．据光电效应方程
当加反向遏止电压，有
由乙图可知b光的遏止电压大，则b光频率高，波长短，故B错误；
C．光的频率越高对应同一种介质的折射率越大，由，全反射临界角越小，则
故C错误：
D．光子频率越高的光照射基态氢原子其能级跃迁的能级更高，故D正确。
故选D。
18．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市第一二二中学校校考二模）2023年1月，“中国超环”成为世界上首个实现维持和调节超过1000秒的超长时间持续脉冲的核反应堆。其核反应方程，已知的质量，的质量，的质量，反应中释放出光子，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应在高温高压下才能发生，说明该核反应需要吸收能量
B．光子来源于核外电子的能级跃迁
C．X是中子，该核反应为核聚变反应
D．X的质量为
【答案】C
【详解】A．该核反应为核聚变反应，释放能量，故A错误；
B．光子来源于原子核的能级跃迁，而不是核外电子的能级跃迁，故B错误；
C．根据电荷数和质量数守恒可知X是中子，该核反应为核聚变反应，故C正确；
D．该反应释放能量，有质量损失，则X的质量小于，故D错误。
故选C。
19．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨市第一二二中学校校考二模）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
【答案】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。
20．（2023·黑龙江大庆·统考一模）卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，第一次实现了原子核的人工转变。卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的核反应方程为N+He→X+H，其中原子核X的中子数为（ ）
A．9B．10C．11D．12
【答案】A
【详解】核反应中电荷数和质量数都守恒，可得原子核X的电荷数与质量数分别为8、17，因此原子核X的中子数为17-8=9。
故选A。
21．（2023·黑龙江大庆·铁人中学校考二模）我国著名理论物理科学家程开甲，是我国核武器的先驱，荣获了“改革先锋”“国家最高科学技术奖”“八一勋章”“人民科学家”等国家荣誉称号和中国科学院院士等多个优秀奖项与称号，为我国的科研事业奉献了他的一生。在对原子核物理的不断探索中，下列有关原子物理说法中正确的是（ ）
A．密立根对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是电子流，并测定了电子的比荷
B．爱因斯坦的光电效应方程，从动量的角度上解释了光的量子化
C．卢瑟福不仅通过α粒子散射实验确定了原子的核式结构，而且用α粒子轰击氮核发现了质子
D．玻尔将量子观念引入原子领域，很好地解释了所有原子光谱的分立特征
【答案】C
【详解】A．汤姆孙对阴极射线的研究，证实了阴极射线的本质是电子流，这是人类真正意义上第一次发现了电子，此后密立根测定了电子的比荷，A错误；
B．爱因斯坦的光电效应方程，从能量的角度上解释光的量子化，一个电子吸收一个光子的能量，B错误；
C．卢瑟福通过α粒子散射实验确定原子的中间存在原子核，完全否定了汤姆孙的枣糕模型，并且用α粒子轰击氮核，，发现了质子，C正确；
D．玻尔将量子观念引入原子领域，指出原子中的电子轨道是量子化的，很好地解释了氢原子光谱的分立特征，并不能解释所有原子光谱，D错误。
故选C。
22．（2023·山西·一模）2022年9月国家原子能机构展示了近年来核技术在我国国民经济领域的重大应用成果。其中医用同位素镥177的自主可控及批量生产入选。该成果破解了多年来我国对其大量依赖进口的局面。镥177的半衰期约为6.7d，衰变时会辐射射线。其衰变方程为，下列说法正确的是（ ）
A．该反应产生的新核比的比结合能小
B．衰变时放出的X粒子的穿透性比γ射线强
C．衰变时放出的X粒子来自于177内中子向质子的转化
D．含有镥177的药物经过13.4d后，将有四分之一的镥177发生衰变
【答案】C
【详解】A．衰变时放出核能，故产生的新核比的比结合能大，选项A错误；
C．根据核反应中电荷数与质量数守恒判断，反应方程为
即衰变方程中的X为电子，为β衰变，其中的β射线是由原子核中的中子转化成一个质子和一个电子产生的，选项C正确；
B．衰变时放射出的射线穿透性最强，选项B错误，
D．经过13.4d后，剩余的镥177将变为原来的四分之一，选项D错误。
故选C。
23．（2023·山西·一模）2022年的诺贝尔物理学奖同时授予法国物理学家阿兰·阿斯佩、美国物理学家约翰·克劳泽及奥地利物理学家安东·蔡林格，以奖励他们在量子纠缠、验证违反贝尔不等式及量子信息科学方面所作出的杰出贡献。量子化与我们的生活密不可分，下面关于量子化的概念，符合物理学史实且说法正确的是（ ）
A．普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一个最小能量的整数倍
B．爱因斯坦指出光本身就是由一个个不可分割的能量子组成，光在传播过程中表现为粒子性
C．玻尔认为氢原子中的电子轨道是量子化的，但原子的能量不是量子化的
D．富兰克林油滴实验，证明电荷是量子化的
【答案】A
【详解】A．普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一个最小能量的整数倍，A正确；
B．光在传播过程中表现为波动性，B错误；
C．玻尔认为氢原子中的电子轨道、能量都是量子化的，C错误；
D．密立根油滴实验，证明电荷是量子化的，D错误。
故选A。
24．（2023·山西·统考模拟预测）如图所示为氢原子的部分能级图，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子的核外电子在离原子核越近的地方出现的概率越小
B．当氢原子从能级跃迁到能级时，向外辐射的光子的能量为
C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，且总能量减小
D．用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子，电子可能跃迁到其他能级上去
【答案】C
【详解】A．氢原子的核外电子处于不同能级时在各处出现的概率是不同的，能级越低，在离原子核较近的地方出现的概率越大，故A错误；
B．当氢原子从能级跃迁到能级时，向外辐射的光子的能量为
故B错误；
C．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，且总能量减小，故C正确；
D．当氢原子由基态向轨道跃迁时吸收的光子能量分别为、、，而外来光子的能量不等于某两能级间的能量差，故不能被氢原子所吸收而产生能级跃迁，故D错误。
故选C。
25．（2023·山西朔州·怀仁市第一中学校校考二模）D（氘）和T（氚）发生核反应会产生氦核，核反应方程是HH→He+X，关于该核反应下列说法正确的是（ ）
A．该反应为α衰变B．方程中的X是卢瑟福发现的
C．的比结合能比He的大D．反应后核子的平均质量减小
【答案】D
【详解】A．该反应为聚变反应，不是α衰变，A错误；
B．根据质量数和电荷数守恒可知，方程中的X表示中子n，是查德威克发现的，B错误；
CD．聚变反应释放能量，有质量亏损，反应后核子的平均质量减小，H的比结合能比He的小，C错误、D正确。
故选D。
26．（2023·吉林·统考三模）2022年诺贝尔物理学奖同时授予法国物理学家阿兰·阿斯佩、美国物理学家约翰·克劳泽和奥地利物理学家安东·蔡林格，以表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的贡献。下列有关量子化的说法正确的是（ ）
A．普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍
B．爱因斯坦的光电效应理论揭示了光具有波动性
C．根据玻尔理论，大量处于能级的氢原子向能级跃迁时能发射出3种频率的光
D．密立根通过实验证明电荷量是连续变化的
【答案】A
【详解】A．普朗克提出组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，A正确；
B．爱因斯坦的光电效应理论揭示了光具有粒子性，B错误；
C．根据玻尔理论，大量处于能级的氢原子向能级跃迁时能发射出种频率的光，C错误；
D．密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷，D错误。
故选A。
27．（2023·吉林·统考二模）2022年10月，中国新一代“人造太阳”（HL-2M）装置等离子体电流突破100万安培，创造了我国可控核聚变实验装置运行的新纪录。关于核聚变，下列说法正确的是（ ）
A．聚变过程中核子的总质量增加
B．任何两个原子核都可以发生聚变
C．当前我国的核电站都是采用核聚变技术发电的
D．两个轻核结合成质量较大的原子核，核子的比结合能增大
【答案】D
【详解】A．聚变过程中要放出能量，有质量亏损，则核子的总质量减小，选项A错误；
B．自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素-氘与氚的聚变，不是任意的原子核就能发生核聚变，故B错误；
C．当前我国的核电站都是采用重核裂变技术发电的，选项C错误；
D．两个轻核结合成质量较大的原子核，放出能量，生成的新核更加稳定，则核子的比结合能增大，选项D正确。
故选D。
28．（2023·吉林·统考三模）1964年10月16日，中国第一颗原子弹试爆成功。该原子弹核反应的主要成分是，天然是不稳定的，它通过7次α衰变和4次β衰变最终成为稳定的元素A，则下列说法正确的是（ ）
A．元素A为
B．元素A的中子数为123
C．α、β衰变过程中会释放能量
D．的比结合能大于A的比结合能
【答案】C
【详解】A．天然是不稳定的，它通过7次α衰变和4次β衰变最终成为稳定的元素A，则反应式为
元素A为，故A错误；
B．元素A的中子数为，故B错误；
C．不稳定，衰变过程中会释放能量，故C正确；
D．生成物的比结合能大于反应物的比结合能，故D错误。
故选C。
29．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考二模）等效法是在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转换成熟悉的、简单的、易处理的问题的一种方法。下列事例中应用了“等效法”的是（ ）
A．爱因斯坦的“光子说”
B．交变电流的“有效值”
C．卡文迪什利用扭称测出万有引力常量
D．设计实验探究加速度与力和质量的关系
【答案】B
【详解】A．爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，科学研究的方法属于科学假说，故A不符合题意；
B．．交变电流的有效值的引入是利用了产热效果相同，B符合题意；
C．卡文迪许用扭称测引力常量采用了“微小量放大法”，C不符合题意；
D．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了控制变量的思想方法，故D不符合题意。
故选B。
30．（2023·吉林通化·梅河口市第五中学校考二模）光电倍增管是进一步提高光电管灵敏度的光电转换器件。管内除光电阴极和阳极外，两极间还放置多个瓦形倍增电极。使用时相邻两倍增电极间均加有电压，以此来加速电子。如图所示，光电阴极受光照后释放出光电子，在电场作用下射向第一倍增电极，引起电子的二次发射，激发出更多的电子，然后在电场作用下飞向下一个倍增电极，又激发出更多的电子，如此电子数不断倍增，使得光电倍增管的灵敏度比普通光电管要高得多，可用来检测微弱光信号。下列说法正确的是（ ）
A．光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上都发生了光电效应
B．光电倍增管中增值的能量来源于照射光
C．图中标号为偶数的倍增电极的电势要高于标号为奇数的电极的电势
D．适当增大倍增电极间的电压有利于探测更微弱的信号
【答案】D
【详解】A．光电效应是在高于极限频率的电磁波的照射下，物质内部的电子吸收能量后逸出的现象，光电倍增管正常工作时，每个倍增电极上被加速后的电子撞击激发出更多的电子，故不是光电效应，A错误；
B．光电倍增管中增值的能量来源于相邻两倍增电极间的加速电场，B错误；
C．电子在相邻倍增电极中加速，故图中标号数字较大的倍增电极的电势要高于数字较小的电极的电势，C错误；
D．适当增大倍增电极间的电压，被加速的电子获得的动能更大，更有利于电极电子的电离，故有利于探测更微弱的信号，D正确。
故选D。
31．（2023·吉林·统考三模）我国的火星探测车用放射性材料作为燃料，中的元素是，已知发生衰变的核反应方程为，的半衰期为87.7年。下列说法正确的是（ ）
A．衰变过程一定释放能量
B．方程中，是
C．100个原子核经过87.7年后还有50个未衰变
D．放出的射线是高速氦核流，它的贯穿能力很强
【答案】A
【详解】A．由于衰变过程中存在质量亏损，则一定释放能量，故A正确；
B．根据核反应的质量数守恒和电荷数守恒可知，方程中的质量数为4，电荷数为2，则X是，可得，故B错误；
C．半衰期是统计规律，对少数原子核衰变不适用，故C错误；
D．放出的射线是高速氦核流，它的电离能力强，但是贯穿能力很弱，故D错误。
故选A。
二、多选题
32．（2023·云南·统考一模）如图甲所示，用高压激发氢光谱管，使光谱管中的氢原子大量处于第3能级并辐射发光，其中某些光子打在连着验电器的钨板上，事先使钨板带负电，验电器张开一定的角度。已知钨板表面电子的逸出功是，氢原子的能级示意图如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．光谱管会放出3种不同能量的光子
B．光谱管发出的光不能够使钨板发生光电效应
C．从钨板中溢出的光电子的最大初动能为
D．由于是钨板表面的自由电子溢出，验电器的指针张角不变
【答案】AC
【详解】A．由于大量的氢原子处于第3能级，则光谱管辐射的光子能量种类是3种，故A正确；
B．因光谱管辐射的光子的最高能量是
所以可以使钨板发生光电效应，故B错误；
C．根据爱因斯坦的光电效应方程，即
可得最大初动能为
故C正确；
D．由于发生光电效应，钨板会失去部分电子，验电器指针张角变小，故D错误。
故选AC。
33．（2023·云南·统考二模）一定强度的激光（含有三种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆形玻璃砖的圆心O点，如图甲所示。现让经过玻璃砖后的A、B、C三束光分别照射相同的光电管的阴极（如图乙所示），其中C光照射时恰好有光电流产生，则（ ）
A．若用B光照射光电管的阴极，一定有光电子逸出
B．C光比B光更容易发生衍射现象
C．若入射光的入射角从零开始增大，C光比B光先消失
D．若用A光和C光分别照射光电管的阴极，A光照射时逸出的光电子的最大初动能较大
【答案】CD
【详解】由图甲可得，三种频率的光，其中B光和C光为单色光，C光的折射率大，频率高；A光除了BC光的反射光线外，还含有第三种频率的光，为三种光的复合光。
A．根据几何光学知识可知，B光和C光中C光偏折程度较大，C光的折射率大，频率高，C光照射光电管恰好有光电流产生，用B光照射同一光电管，不能发生光电效应，故A错误；
B．因C光的频率大，波长小，则C光比B光更不容易发生衍射现象，选项B错误；
C．根据可知，C光的临界角较小，若入射光的入射角从0开始增大，C光比B光先消失，故C正确；
D．A光为三种频率的复合光，但A光中某频率的光发生了全反射，其临界角最小，折射率最大，频率最大，则A光和C光分别照射，光电管的阴极时，A光打出的光电子的最大初动能较大，故D正确；
故选CD。
34．（2023·云南·校联考一模）如图所示，固定的半圆形玻璃砖，O点为圆心，直径AB和垂直纸面足够大的屏PQ相互平行。由a、b两种单色光组成的一束光垂直于直径AB方向射向玻璃砖，入射点由A点逐渐移动到B点，发现PQ上先出现a光的光斑，再出现b光的光斑，随着时间推移，b光光斑先消失，a光光斑后消失，由此可判断（ ）
A．玻璃砖对a光的折射率比对b光的大
B．玻璃砖对a光的折射率比对b光的小
C．若a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能
D．分别通过真空中同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距大
【答案】BC
【详解】AB．入射点由A点逐渐向B点移动时，玻璃砖右侧入射角逐渐减小，由于先出现a光的光斑，故a光的临界角大，故a光的折射率比对b光的小，A错误，B正确；
C．因a光的折射率比对b光的小，故a光的频率比对b光的小，a光照射某金属表面能发生光电效应，b光也一定能，C正确；
D．因a光的折射率比对b光的小，故a光的波长比对b光的长，通过真空中同一双缝干涉装置，b光的相邻亮条纹间距小，D错误。
故选BC。
35．（2023·安徽·统考二模）如图边长为L的正方形区域ABCD内存在垂直于纸面的匀强磁场，两个相同的放射源同时发射的两个粒子甲、乙在磁场内发生弹性正碰，碰撞时间极短。已知甲从AC边中点垂直AC入射，乙沿AB内侧从B点平行于AB入射，放射源利用衰变发射粒子，粒子速度为（c为真空中光速），粒子的比荷为k，则（ ）
A．放射源衰变方程为
B．磁感应强度方向垂直于纸面向外，大小为
C．乙粒子出射点距A点的距离为
D．甲粒子在磁场区域内运动时间为
【答案】ACD
【详解】A．根据衰变过程质量数和电荷数守恒可知放射源衰变方程为，故A正确；
B．根据题意作图，如图所示：
根据几何关系有
解得
由洛伦兹力提供向心力得
解得
由于粒子带正电，可知磁感应强度方向垂直于纸面向里，故B错误；
C．甲、乙在磁场内发生弹性正碰，碰后乙粒子反向运动，设乙粒子从E点出射，如图：
根据几何关系可知
故C正确；
D．甲、乙在磁场内发生弹性正碰，碰后甲粒子反向运动，设甲粒子从F点出射，如图：
根据几何关系可知
，，
则甲粒子在磁场中运动的时间为
解得
故D正确；
故选ACD。
36．（2023·安徽·统考二模）分别用a、b两种单色光照射同一金属，测得的光电流和电压的关系如图所示，则（ ）
A．a、b两种光从同种介质射入空气发生全反射时，a光的临界角大
B．光b的光子动量大于光a的光子动量
C．该金属被光a照射时的逸出功小于被光b照射时的逸出功
D．该金属被光a照射时射出的光电子的动能一定大于被光b照射时射出的光电子的动能
【答案】AB
【详解】A．根据
可知，频率越大的截止电压越大，所以a光的频率比b光的小，同种介质对a光的折射率更小，根据全反射临界角公式
可知a光的临界角大，故A正确；
B．根据
可知单色光a的光子动量比单色光b的光子动量小，故B正确；
C．逸出功是金属的自身属性，与光无关，故C错误；
D．b光照射的最大初动能比a光照射的大，但是动能介于零和最大初动能之间，因此无法比较。故D错误。
故选AB。
37．（2023·安徽·统考二模）如图所示，一细束白光通过三棱镜折射后分为各种单色光，取其中a、b、c三种色光，并同时做如下实验：①让这三种单色光分别通过同一双缝干涉实验装置在光屏上产生干涉条纹（双缝间距和缝屏间距均不变）；②让这三种单色光分别照射到某金属板表面，观察与金属板连接的静电计指针是否转动；下列说法中正确的是（ ）
A．在棱镜中a光的速度最大
B．如果减小白光在左侧面的入射角，最先消失的是c光
C．a种色光形成的干涉条纹间距最大
D．若c光能使该金属板发生光电效应，a光一定不能使该金属发生光电效应
【答案】ABC
【详解】A．因a光的偏折程度最小，则折射率最小，根据
可知在棱镜中a光的速度最大，选项A正确；
B．因c光的折射率最大，根据
可知c光临界角最小，则如果减小白光在左侧面的入射角，最先消失的是c光，选项B正确；
C．a种色光频率最小，波长最长，根据
可知a光形成的干涉条纹间距最大，选项C正确；
D．c光频率最大，a光频率最小，若c光能使该金属板发生光电效应，a光不一定不能使该金属发生光电效应，选项D错误。
故选ABC。
38．（2023·黑龙江·统考二模）下图1为研究某种金属光电效应的电路图，通过改变人射光的频率，得到图2中光电流与电压的两条关系图线B与C，图3中为半圆柱体玻璃的横截面，为直径，将图2中的复色光B、C沿方向从真空射入玻璃，形成两束折射光。下列说法正确的是（ ）
A．B光线沿着方向前进，C光线沿着方向前进
B．B光线沿着方向前进，C光线沿着方向前进
C．光线在玻璃中传播的时间
D．光线在玻璃中传播的时间
【答案】BD
【详解】AB．由于遏止电压
由
可知
频率越高的光，相对同种介质的折射率越大，既
由
可知B光线沿着方向前进，C光线沿着方向前进，故A错误，B正确；
CD．设玻璃半径为R，为真空中入射角，为光进入玻璃时的折射角，则光在玻璃中的传播路程
光在玻璃中的速度
折射率为
则
故C错误，D正确。
故选BD。
39．（2023·黑龙江哈尔滨·哈九中校考二模）在一个密闭的容器中装有放射性同位素氪（），在温度为时测得其压强为。将容器深埋在地下，经过10年后测得，在温度为的地下，容器中的压强为。在此期间，有些氨衰变成为固体状态的铷（），铷的体积和容器的体积比较可以忽略不计。可得（ ）
A．氪发生衰变成为固体铷
B．氨的半衰期为10年
C．在地下，氮的半衰期变长
D．衰变放出的射线是由原子核中的质子转变而成的
【答案】AB
【详解】A．根据质量数与电荷数守恒，可知氪衰变成为固体铷时，生成的粒子质量数为0，电荷数为-1，即发生的是衰变，A正确；
B．根据题意有
，
根据克拉伯龙方程有
，
解得
即经过10年后，有一半氪发生衰变，即氨的半衰期为10年，B正确；
C．半衰期与元素所处物理环境和化学性质无关，可知在地下，氮的半衰期不变，C错误；
D．衰变放出的射线是电子，其由原子核中的中子转变而成的，D错误。
故选AB。
40．（2023·黑龙江哈尔滨·哈尔滨三中校考二模）图甲为研究某种金属光电效应的实验装置，某同学用不同频率和强弱的光照射光电管的阴极K，用电流计G测得的光电流I随光电管两端电压U的变化如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．与用黄光照射相比，蓝光照射时光电子的最大初动能大
B．与用蓝光照射相比，紫光照射时遏止电压一定大
C．与用黄光照射相比，蓝光照射时金属的逸出功大
D．与用蓝光照射相比，黄光照射时饱和光电流一定大
【答案】AB
【详解】A．蓝光的频率比黄光的频率高，由，可知与用黄光照射相比，蓝光照射时光电子的最大初动能大，A正确；
B．紫光的频率比蓝光的频率高，与用蓝光照射相比，紫光照射时光电子的最大初动能大，由，可知与用蓝光照射相比，紫光照射时遏止电压一定大，故B正确；
C．金属的逸出功由金属自身决定，与入射光无关，故C错误；
D．饱和光电流大小与频率无直接关系，与光的强弱有关，故D错误。
故选AB。
41．（2023·黑龙江大庆·大庆中学校考一模）用图甲所示的装置研究光电效应，闭合电键S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a, 0)，与纵轴的交点坐标为(0,－b)。下列说法正确的是（ ）
A．该光电管阴极的极限频率为a
B．普朗克常量为h＝
C．断开开关S后，电流表G的示数一定为零
D．仅增大入射光的频率，则遏止电压也随之增大
【答案】AD
【分析】本题考查光电效应方程的理解应用。
【详解】A．根据光电效应方程
，
当时，对应的 值是极限频率，此时，所以该光电管阴极的极限频率为a，A正确；
B．根据光电效应方程
，
图线的斜率即为普朗克常量 ，B错误；
C．没有外加电压，只要最大初动能够大，光电子就能到达另一极板，电流表示数可能不为零，C错误；
D．仅增大入射光频率，能量增大，最大初动能增大，，遏止电压也随之增大，故D正确。
故选AD
42．（2023·山西·统考二模）一群处于能级的氢原子，向低能级跃迁发出多种光，分别用这些光照射图甲电路的阴极K，能得到3条电流随电压变化的图线，如图乙所示。已知氢原子能级如图丙所示，部分金属的截止频率和逸出功如下表所示，则下列说法正确的是（ ）
A．图乙中，a光是氢原子从能级向能级跃迁产生的
B．阴极材料可能为金属钠
C．a光的波长小于b光的波长
D．a光光子的动量小于b光光子的动量
【答案】AC
【详解】A．由图乙可知，a的遏止电压最大，其次为b和c，根据光电效应方程
以及
知各光对应的跃迁为: a为n=4→1，b为n=3→1，c为n =2→1，故A 正确；
B．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁放出能量，从n=4能级到n=3能级，n=4能级到n=2能级，n=4能级到n=1能级，n=3能级到n=2能级。n=3能级到n=1能级，n=2能级到n=1能级。分别为0.66eV，2.55 eV，12.75 eV，1.89 eV，12.09 eV，10.2 eV，而金属钠逸出功为2.29 eV。有12.75 eV，12.09 eV，10.2eV，2.55 eV 4种能量大于金属钠逸出功，满足条件，则会得到四条光线，与题意不符，故B错误；
C．截止电压与频率成正相关，则a光频率大于b光频率，所以a光波长小于b光波长，故C正确；
D．根据公式
可知波长越大，动量越小，所以a光光子的动量大于b光光子的动量，故D错误。
故选AC。
三、解答题
43．（2023·安徽·统考二模）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于n=3的激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有a、b两种光能使图乙中的光电管电路产生光电流，测量得到的光电流I与电压U的关系曲线如图丙所示。求：
（1）b光产生的光电子的最大初动能Ek（结果用eV为单位）；
（2）阴极K的逸出功W（结果用eV为单位）；
（3）a光的反向遏止电压Uc2。
【答案】（1）9.8eV；（2）2.29eV；（3）7.91V
【详解】（1）对b光产生的光电子分析，得
解得
（2）对b光的光子，有
所以逸出功为
（3）对a光的光子，有
联立解得
44．（2023·黑龙江·统考二模）核电站获取核能的一种裂变反应是用一个中子轰击一个铀核，产生一个氙核、一个锶核和若干个新的中子。已知铀核、中子、锶核和氙核的质量分别为、、和，真空中光速为c。
（1）写出该反应的核反应方程，并求出一次核反应所释放的核能；
（2）2022年，我国核电机组累计发电量为E焦耳，核电能量转化的效率为，核电使用的铀中实际发生裂变的铀235的占比为，求2022年我国消耗的铀的质量M。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）核反应方程
一次核反应质量亏损
一次核反应释放核能
解得
（2）累计发电量E对应N次核反应
消耗铀质量
解得
几种金属的逸出功和极限频率
金属
钨
钙
钠
钾
铷
10.95
7.73
5.53
5.44
5.15
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13
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