2025届高考物理一轮复习练：专题14 原子物理

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O
ν
I(ν)
ν−1
ν+1
ν0
Δν
光梳是一种复色光，包含频率等间距分布的多种单色光，其中各单色光光强 I(ν) 与频率 ν 的关系如图所示。各单色光的频率可以表示为 νk = ν0 + k·Δν（k = 0，±1，±2，…），其中 ν0 是中心频率，相邻两单色光的频率差为 Δν。
某光梳的光强 I 与频率 ν 的关系如题图所示，则光强 I 与波长 λ 的关系可1．D（3分）
能为
O
λ
A
I
O
λ
B
I
O
λ
C
I
O
λ
D
I
太阳能（2023学年宝山二模三1、2、3、4、5）
太阳是一颗自己能发光发热的气体星球，太阳能来源于太阳内部氢的核聚变，太阳能既便捷又环2．C
3．C
4．1.64×10−18，2，1
5． EQ \F(h,λ) ， EQ \F(PSλ,4πhcL2)
6．vm = 6 m/s
2023学年宝山二模3
保。
太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。若太阳每秒钟减少的质量为 4×109 kg，由爱因斯坦质能方程可算得，太阳每秒钟辐射出的能量最接近于（ ）
A．109 JB．1018 JC．1026 JD．1035 J
在中国“人造太阳”全超导托卡马克实验装置中，氘核（21H）和氚核（31H）聚变结合成一个新的原子核，并放出一个中子，该新的原子核为（ ）
A．氕核B．氧核C．氦核D．氮核
1
−13.6
−1.51
−0.85
0
−3.40
2
3
4
n
E /eV
∞
3．2022 年 10 月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测频率为 2.47×1015 Hz的氢原子谱线，该谱线对应的光子能量为________J（结果保留三位有效数字）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子 n =_____和_____能级之间的跃迁。（已知普朗克常量 h = 6.63×10-34J·s）
“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬 X 射线，这种射线光子的波长很短，设其波长为 λ。若太阳均匀地向各个方向辐射硬 X 射线，辐射的总功率为 P，卫星探测仪镜头正对着太阳。已知探测仪镜头面积为 S，卫星离太阳中心的距离为 L，普朗克常量为 h，光速为 c。则硬X射线光子的动量为_________，探测仪镜头每秒可接收到________个该种光子。
（计算）太阳能汽车是利用太阳能电池，将太阳能直接转化为电能，再利用电动机驱动汽车的一种新型汽车，目前正处在实验阶段。某辆实验车，太阳能电池板的总面积 S = 8 m2，太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率 P0 = 1 kW/m2，对电动机的供电效率 η1 = 15%，提供的电压 U = 120 V，电动机的内阻 r = 2 Ω，实验车内部机件摩擦的能耗率 η2 = 10%，在水平路面行驶时车受到的阻力 Ff = 150 N。求这辆实验车在该路面上行驶的最大速率。
物质的微观结构（2023学年崇明二模一4、5）
物质是由分子或原子组成，电子的发现揭开了人类探索物质微观世界的序幕，人们意识到原子并非是组成物质的最小粒子，原子内部还有复杂的结7．（1）B
8．A
2023学年崇明二模1
构。
完成下列问题（21 分）
原子的模型：玻尔在卢瑟福原子核式结构的基础上，引入了量子化概念，提出了玻尔原子理论。根据这一理论，原子从一个能量状态跃迁到另外一个能量状态，会吸收或发射一定频率的光子。
（1）如果氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ）
A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少
原子核内部有结构：卢瑟福发现了质子以后，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 α 粒子轰击铍核实验证实了这一猜想，该核反应方程为：42He + 94Be → 126C+ mnX，则（ ）
A．X 是中子，m = 1，n = 0B．X 是电子，m = 1，n = 0
C．X 是中子，m = 0，n = 1D．X 是电子，m = 0，n = 1
阴极射线管（2023学年崇明二模三9、10）
如图（1）是一个经过改装的阴极射线管，其简化模型如图（2）所示．将阴极 K 和阳极 A 与直流高压电源相连，阴极射线中带电粒子自 K 射出，并在 AK 间加速．从 A 处狭缝射出的粒子沿直线向右运动。CD 为一对平行金属板，接在另一个直流电源上，CD 间电场对粒子束产生偏转作用，使粒子做类平抛运动。粒子束从 CD 板右侧射出后沿直线射到右端荧光屏上 P 点。管外 CD 极板前后两侧加装 a 和 b 两个载流线圈，通电线圈产生一个与 CD 间电场和粒子束运动方向都垂直的匀强磁场 B。调节线圈中电流，可使得粒子束无偏转地沿直线射到荧光屏上的 O 点。已知 KA 间加速电压为 U1，CD 间偏转电压为 U2，CD 板的长度为 L，板间距离为 d，忽略粒子从阴极 K 发出时的初速度和重力的9．电子， = 2 \* GB3 ②或“汤姆孙”
10．C
2023学年崇明二模3
大小。
直流高压电源
阴极K
阳极A
a
b
P
O
D
C
载流线圈
平行金属板
+
−
+
−
−
图 1
D
阴极K
阳极A
+
−
−
C
+
O
P
图 2
d
L
U1
U2

完成下列问题（18 分）
自 K 射出的带电粒子是____________。它是由物理学家_________（选填： = 1 \* GB3 ①卢瑟福， = 2 \* GB3 ②汤姆孙， = 3 \* GB3 ③玻尔， = 4 \* GB3 ④法拉第）最早发现并通过实验确定这种带电粒子属性的。
该粒子从阴极 K 发出后，向阳极 A 运动过程中，其电势能和动能变化情况是（ ）
A．电势能增加，动能减小B．电势能增加，动能增加
C．电势能减小，动能增加D．电势能减小，动能减小
上海光源（2023学年奉贤二模三3）
上海光源是一台同步辐射光源，其内部加速到接近光速的电子在磁场中偏转时会沿轨道切线发出波长连续的电磁波，包含远红外到 X 射线波段，被广泛用于各种前沿科学11．（2） EQ \F(hc,λ) − W
（3） EQ \F(h,\R(2mEk)) （4） EQ \F(BeR,m)
（5）t = EQ \F(BRd,U)
2023学年奉贤二模3
研究。
上海光源的核心之一是加速电子的回旋加速器，如图所示，两个 D 形金属盒分别和某高频交流电源两极相接，两盒放在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面向下，电子源置于盒的圆心附近。已知电子的初速度不计，质量为 m，电荷量大小为 e，最大回旋半径为 R，普朗克常量为 h。则
（2）（2分）用高速电子辐射产生的波长为 λ 的 X 射线照射在金属锌片上，会产生光电效应，已知金属锌的逸出功为 W，光速为 c，则打出光电子的最大初动能为____________；
（3）（2分）当加速器中电子的动能为 Ek 时，其物质波的波长为____________；
（4）（2分）电子加速后获得的最大速度 vm =_________；
（5）（4分）（计算）已知两 D 形盒间加速电场的电势差大小恒为 U，盒间窄缝的距离为 d，其电场均匀，求电子在电场中加速所用的总时间 t。
微观粒子的碰撞（2023学年虹口二模五1、2、3、4）
通过对微观粒子碰撞的研究，科学家发现了质子、中子和中微子等基本粒子，对微观世界的认识不断深12．A
13．α 粒子，核式结构
14．质子，126C
15．（1）ΔEk = EQ \F(48,169) Ek0
（2）28 次
2023学年虹口二模5
入。
下列粒子中，质量最小的是（ ）
A．电子B．质子C．中子D．α 粒子
右图为卢瑟福所做微观粒子撞击的实验装置图。该装置中，放射源 R 放出的粒子是_________________。转动显微镜，在荧光屏 S 上观察到有个别粒子发生了大角度的偏转，据此提出了原子的_________________模型。
查德威克用钋放出的 α 射线轰击铍，从而发现了中子。装置图中的粒子 B 为_________________，发现中子的核反应方程为：94Be + 42He → _________ + 10n。
（计算题）在核反应堆中常用石墨做减速剂。已知碳核质量是中子质量的12倍，碰撞前中子的动能为 Ek0，碳核均处于静止状态，中子与碳核相遇即发生弹性正碰。
（1）与碳核发生一次碰撞，中子损失的动能 ΔEk 为多少？
（2）一个中子至少与碳核发生几次碰撞，其动能才可减小为原来的万分之一？
防火防灾（2023学年黄浦二模三1、2、3）
锂电池在使用时电池温度过高容易导致电池隔膜损坏，引起短路。锂电池内部热量积累过多，引发“链式化学反应”，造成电池爆炸燃烧。消防员走进学校，给同学们讲解日常火灾防控和疏散逃生常识，树立消防安全意识，增强自防自救能16．ACD（2分）
17．（1）0.075（2分）（2）51（2分）
18．（1）5×10−7（2分）（2）ke（2分）
2023学年黄浦二模3
力。
（多选）原子物理中同样有“链式反应”，铀 235 发生此反应需要的条件有（ ）
A．受到慢中子轰击B．受到快中子轰击
C．铀块的体积大于临界体积D．将天然铀制成浓缩铀
镅 241
烟雾粒子
有一类防火常用的烟雾探测器，原理是其放射源处的镅 24195Am 放出的 α 粒子，使壳内气室中的空气电离而导电，当烟雾粒子进入壳内气室时，就会阻挡部分 α 粒子使电流减小从而触发警报。
（1）半衰期为 433 年的镅 0.3 微克，经过 866 年后剩余镅的质量为___________微克。
（2）24195Am 发生一次 α 衰变所产生的新核的中子数比质子数多___________个。
烟雾
外壳
接报警系统
散射的光束
S
C
6
Uc/V
0
ν/×1014 Hz
（b）
（a）
另一类光电烟雾探测器的原理如图（a），当有烟雾进入时，来自光源 S 的光被烟雾散射后进入光电管 C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。传感器检测到光电流大于预设范围便会触发警报。金属钠的遏止电压 Uc 随入射光频率 ν 的变化规律如图（b）所示。
（1）光源 S 发出的光波波长应小于___________m。
（2）图（b）中图像的斜率为 k，普朗克常量 h = ___________。（电子电荷量 e）
实验和理论（2023学年嘉定二模一1、2、3、4）
物理学中，实验与理论密不可分，实验通过观察和测量为理论提供依据和验证，而理论则通过对实验数据的分析与解释，提炼出普适规律并对新的现象做出19．（1）E（2）C（3）B（4）D（5）A
20．ABD
21．2
22.（1）C
（2）增大；减小
2023学年嘉定二模1
预测。
（配对）将下列物理实验与其对应的推理结论进行配对。
A．奥斯特实验B．迈克耳孙-莫雷实验 C．α粒子轰击铍原子核实验
D．焦耳定律实验E．密立根油滴实验F．α粒子散射实验
（1）（ ）间接验证了电子电荷的存在，并测定了元电荷的数值。
（2）（ ）获得一种穿透性极强的中性粒子流，为原子核模型理论提供重要的证据。
（3）（ ）未能观察到地球相对于以太的运动，对以太假说产生了质疑，为爱因斯坦的相对论提供了实验基础。
（4）（ ）揭示了电能转化为热能的定量关系，验证了能量转化和守恒定律在电热效应中的有效性。
（5）（ ）首次发现了电流能够产生磁场，揭示了电与磁的相互联系。
（多选）下列物理现象中可以在牛顿力学的框架下得到解释的有（ ）
A．地球绕太阳公转B．鸟的飞行C．中子星的自转
D．子弹的飞行E．激光F．加速器中高能粒子的运动
G．引力波H．量子通信I．电子的运动
一个质量为 m、半径为 R 的天体所产生的引力场强弱通常用一个数 EQ \F(mG,Rcx) 来描写，其中 G 为引力常量，c 为真空中的光速。对于黑洞，这个值接近于 1。根据国际单位制推断 c 的指数 x 的数值为______。
玻尔运用经典理论结合量子化假设描述了氢原子的轨道和能级。
（1）n 为量子数，rn、En 分别表示第 n 条可能的轨道半径和电子在半径为 rn 轨道上运动时氢原子的能量，r1 为核外电子第 1 条（离原子核最近的一条）可能的轨道半径。以下符合玻尔理论的是（ ）
n
A
O
1
2
3
4
rn
n2
B
O
1
r1
2
3
4
rn
r1
En
n
C
O
1
2
3
4
En
n2
D
O
1
2
3
4
E1
E1
（2）氢原子从一个轨道跃迁到另一轨道时向外辐射电磁波，电子绕核运动的动能______，电子与氢原子核间的电势能______。（选填“增大”“减小”或“不变”）
统计规律（2023学年金山二模一3、4）
大量随机事件的整体表现所显示的规律性叫做23．（1）0.625（2）B
24．波粒二象性，eU1/(ν1 − ν0)
2023学年金山二模1
统计规律。
若有 10 g 某放射性元素，其半衰期是 T。
（1）经过时间 4T 后，该元素还剩________g；
（2）若将该元素和另一元素（半衰期大于 T）化学反应后形成化合物，化合物中该元素的半衰期为 Tʹ，则（ ）
A．Tʹ > TB．Tʹ = TC．Tʹ < T
Uc
ν
ν1
ν0
O
U1
单光子的双缝干涉实验现象显示了光具有________。在体现光具有粒子性的光电效应现象中，若某金属在不同单色光照射下反向遏止电压 Uc 与入射光频率 ν 之间的关系如图所示，则可知普朗克常数 h = ________（用 U1、ν0、ν1 和 e 表示）。
原子与原子核（2023学年静安二模一1、2、3、4）
随着人们对物质结构不断探索，人们对组成物质的粒子有了越来越多的认识25．D
26．D
27．b，a，波动（或波粒二象）
28．D
2023学年静安二模1
和应用。
打破原子不可分的物质观的基础是（ ）
A．α 粒子散射实验B．质子的发现
C．β 射线的发现D．对阴极射线的研究
氢原子的核外电子，由外层轨道向内层轨道跃迁放出光子的过程中（ ）
A．原子电势能的增加量等于电子动能的减少量
B．原子电势能的增加量小于电子动能的减少量
C．原子电势能的减少量等于电子动能的增加量
D．原子电势能的减少量大于电子动能的增加量
a 光的干涉图样
b 光的干涉图样
如图是 a、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，其中_______光的波长更长。若用 a、b 两光照射某金属，仅其中一种光能使该金属表面逸出光电子，则该光为_______光。电子通过双缝也能产生干涉图样，这说明电子具有___________性。
科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是 21H + 21H→32He + 10n，若 21H 的质量为 m1，32He 的质量为 m2，10n 的质量为 m3，真空中的光速为 c。氘核聚变反应中释放的能量为（ ）
A．(2m1 + m2 – m3) cB．(2m1 − m2 – m3) c
C．(2m1 + m2 – m3) c2D．(2m1 − m2 – m3) c2
测定金属的逸出功（2023学年闵行二模四1、2、3）
金属的逸出功是材料科学、电子工程等领域研究和应用的重要参数之一，对现代科技和生活产生着深远影响。
用图（a）所示装置得到图（b），选择有效区域后得到图中的间距 Δx，已知双缝间距为 d，双缝到光强分布传感器的距离为 D，则激光器中的单色光29． EQ \F(Δxd,7D)
30．（1）B（2）eUc
31． EQ \F(7hcD,Δxd) − eUc
2023学年闵行二模4
波长为________。
图（b）
0
2
4
6
−2
−4
−6
x/mm
光强
Δx
激光器
双缝
光强分布
传感器
图（a）
分别用两束单色光 a、b 在图（c）中研究光电效应，得到光电流和电压的关系如图（d）所示。
图（d）
I
Ima
Imb
U
O
− Uc
a
b
A
K
V
μA
光束
窗口
图（c）
（1）判断单色光 a、b 的光强 I 和频率 ν 的大小关系（ ）
A．频率 νa > νb，光强 Ia > Ib
B．频率 νa = νb，光强 Ia > Ib
C．频率 νa > νb，光强 Ia = Ib
（2）已知元电荷 e，光电子的最大初动能为________。
若第 2 题中的光束来自第 1 题中的激光器，则图（c）中金属板 K 的逸出功 W =________。（已知普朗克常量为 h，光速为 c）。
宇宙（2023学年浦东二模一1）
宇宙中除了地球和其他天体外，还充满着各种射线、星际磁场、32．D
2023学年浦东二模1
星际尘埃等物质。
（2分）宇宙射线中含有 α 射线。α 粒子是（ ）
A．光子B．电子C．氢原子D．氦原子核
新型推进器（2023学年浦东二模三9、10）
进气口
点火塞
B
A
v
静止
有一种新型推进器结构如图所示，绝热气缸的进气口可以注入一定质量的燃料气体，活塞 A 把气体压缩到一定程度后点火塞点火，点燃燃料气体，静止的活塞 B 被高温气体推动，获33．1， EQ \F(E0,h)
34．（1）A（2）4∶1
2023学年浦东二模3
得速度 v。
∞
1
-E0
0
量子数
能量
新型推进器采用了氢气作为燃料气体。
（1）（2分）相比同位素氘核（21D），氢核（11H）少了_______个中子。
（2）（2分）氢原子的能级图如图所示，普朗克常量为 h，若要使基态氢原子完全电离，则需要吸收光子的频率至少为________。
对比氢气（H2）和乙烷（C2H6），右表给出了其燃烧时的相关参数。在一定条件下，v 的大小近似由四个量决定：T、M、c 和损失比 k（无量纲）。其中：T 为缸内气体点燃时的温度、M 为气体的摩尔质量，c 为气体定压摩尔热容。
（1）（3分）v 的表达式可能为（ ）
A．v = k EQ \b\bc(\F(cT,M))\s\up8(0.5) B．v = k EQ \b\bc(\F(cT,M)) C．v = k EQ \b\bc(\F(cT,M))\s\up8(1.5) D．v = k EQ \b\bc(\F(cT,M))\s\up8(2)
（2）（2分）分别点燃等质量的氢气和乙烷，活塞 B 被推动的过程中所受合外力的冲量为 I1 和 I2，则 EQ \F(I1,I2) 为__________。
氢原子光谱（2023学年普陀二模二3、4）
1
−13.6
−1.51
−0.85
−0.54
0
−3.40
2
3
4
5
n
E /eV
∞
氢原子光谱是指氢原子内的电子在不同能级跃迁时所发射或吸收不同波长的光子而得到的光谱。玻尔理论对其进行了解释，如图为氢原子的能级图。（普朗克常35．6；1.6×1014
36．12.86
2023学年普陀二模二
量 h = 6.63×10−34 J·s，元电荷e = 1.6×10-19C）
一群处于 n = 4 能级上的氢原子，跃迁到基态最多能发出______种不同频率的光，其中最小频率为______Hz（保留 2 位有效数字）。
一群处于 n = 5 激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有一种能使某金属发生光电效应，且光电子的最大初动能为 0.2 eV，则该金属的逸出功 W = ______eV。
人工放射性（2023学年普陀二模五16、17）
1934 年，约里奥-居里夫妇用 α 粒子轰击铝箔 2713Al，获得了中子和 3015P，放射性同位素 3015P 又衰变产生 3014Si 和正电子。磷 30 是首个通过人工方法37．C
38．01e；0.25
2023学年普陀二模五
获得的放射性同位素。
同位素具有相同的（ ）
A．核子数B．中子数C．质子数
磷 30 具有放射性，其衰变方程为 3015P→3014Si + ______。3015P 的半衰期是 2.5 min，4g 3015P 经过 10 min 后还剩______g。
北斗卫星导航系统（2023学年青浦二模一5）
北斗卫星导航系统（简称北斗系统）是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主研发的全球卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、高精度的定位、导航的国家39．BD
2023学年青浦二模1
重要基础设施。
1
−13.6
−1.51
−0.85
0
−3.40
2
3
4
n
E /eV
∞
（4分）【多选】北斗导航卫星中的“北斗三号”搭载了氢原子钟，原子钟通过氢原子能级跃迁产生电磁波校准时钟。氢原子的部分能级结构如图，则（ ）
A．用 10.5 eV 的光子照射，能使处于基态的氢原子跃迁到激发态
B．氢原子由基态跃迁到激发态后，原子的电势能增大
C．一群处于 n = 4 能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以辐射出 3 种不同频率的光子
D．一群处于用 n = 2 能级的氢原子向低能级跃迁时，发出的光照射金属铂（铂逸出功为 6.34 eV），能发生光电效应
“绿色、低碳、节能”（2023学年松江一模三2）
采取技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，从能源生产到消费的各个环节，降低消耗、减少损失和污染物排放、制止浪费，有效、合理地利用40．A
2023学年松江一模3
能源。
核电站发电的能量来自于______（选涂：A．核裂变B．核聚变C．化学变化）。
从经典走向量子（2023学年松江二模五1、2、3、4、5）
物理学自伽利略开端，至今已有三百多年的历史，其中 20 世纪之前的物理学被称为经典力学。此后，量子力学飞速发展，成为了当前的物理学41．C
42．3，B
43．（1）C
44．（1）376
（2）波粒二象
（3）0.01
45.？？？？？
2023学年松江二模5
前沿领域。
下列物理学家按物理学发展进程进行排序，正确的是（ ）
A．伽利略、麦克斯韦、爱因斯坦、牛顿
B．牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦、伽利略
C．伽利略、牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦
D．爱因斯坦、伽利略、牛顿、麦克斯韦
80 g 某放射性元素发生 α 衰变，经过 9 天还剩下 10 g，则该元素的半衰期为_____天；该衰变产生的射线照射带正电验电器，电荷很快消失，是利用了射线的______（选涂：A．穿透本领B．电离本领）。
1
−13.60
−1.51
−0.85
0
−3.40
2
3
4
n
E /eV
∞
玻尔在卢瑟福的基础上引入了轨道量子化的概念。如图为氢原子的能级图，可见光光子的能量范围约为 1.62 eV ~ 3.11 eV。则这些原子（ ）
A．最多可产生 2 种不同频率的光
B．从 n = 2 的激发态跃迁到基态发出的光是可见光
C．从 n = 3 跃迁到 n = 4的激发态，需吸收能量为 0.66 eV 的光子
D．从 n = 3 的激发态电离，所需照射光的光子能量至少为 13.60 eV
单色光
λ
双缝
屏
图样
d
L
Δx
人类对光的本性的认识经历了曲折的、螺旋式上升的过程，推动了量子力学的发展。
（1）托马斯·杨通过双缝干涉实验证明光具有波动性，实验装置如图。双缝间距 d = 0.938 mm，光屏到双缝的距离 L = 65.6 cm，相邻明条纹中心间距 Δx = 0.263 mm，则光的波长 λ 为_________nm（保留 3 位有效数字）。
（2）实验中，调弱光源的强度，若每次只有一个光子通过双缝装置，随着相机拍摄帧数的增加，分别得到如下 5 幅图像，这说明光具有_________性。
法国物理学家德布罗意提出物质波的概念，既所有实物粒子都具有波动性。若质量为 me = 9.1×10−31 kg的电子经电场加速后的速度 v = 7.28×107 m/s，则其物质波的波长为_____nm（普朗克常量h = 6.63×10−34 J·s）。
原子与原子核（2023学年徐汇一模一1、2、3、4、5）
随着电子、原子、原子核的发现，人们对组成物质的粒子有了越来越多46．下，波动
47． EQ \(¯,u) EQ \(¯,u) EQ \(¯,d) ，− 1/3
48．C
49．BD
50．（1）310n
（2）8.2×1010 J
2023学年徐汇一模1
的认识。
阴极
阳极
+
−
若在如图所示的阴极射线管中部加上平行于纸面向上的电场，阴极射线将向________偏转；电子的衍射现象证明了电子具有_________性。
质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，表示为 p = uud，则反.质子可表示为_________；中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成，由此可推算出 d 夸克的电量为______e。（已知质子带电量为 e）
质子、中子和氘核的质量分别为 m1、m2 和 m3。当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是（c 表示真空中的光速）
A．(m1 + m2 – m3) cB．(m3 − m2 – m1) c
C．(m1 + m2 – m3) c2D．(m3 − m2 − m1) c2
P
1
2
3
（多选）在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从 P 点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中 1、2、3 所示，三个粒子的初速度分别为 v1、v2、v3。根据轨迹可以推断出（ ）
A．正电子的轨迹是 1B．正电子的轨迹是 2
C．v1 > v2 > v3D．v3 > v2 > v1
铀 235 受到中子轰击后，会发生核裂变。
（1）完成核裂变方程：10n + 23592U → 14156Ba + 9236Kr + ______。
（2）（计算）如果按一个铀 235 原子核裂变时放出 200 MeV 能量计算，1 g 铀 235 全部裂变后释放的能量是多少 J？（阿伏加德罗常数 6.02×1023 ml−1，铀 235 的摩尔质量 235 g/ml，e = 1.60×10−19 C）（结果保留 2 位有效数字）
机械波与电磁波（2023学年徐汇一模二3）
机械波与电磁波在本质上虽然不同，但具有波动的共同特51．BD
2023学年徐汇一模2
征。
1
3
2
4
n
−13.60
−3.40
−1.51
−0.85
E/eV
（多选）可见光的光子能量在 1.61 ~ 3.11 eV 之间，氢原子的部分能级如图所示，在下述哪些能级之间跃迁所发出的光是可见光？（ ）
A．从 n = 4 到 n = 3B．从n = 4 到 n = 2
C．从n = 3 到 n = 1D．从 n = 3 到 n = 2
α 粒子（2023学年徐汇二模一1、2、3）
α 粒子由2个质子和2个中子构成，其质量和电荷52．10n + 105B→42He + 73Li
53．（1）BE（2）B（3）DE
54．πm/eB
2023学年徐汇二模1
量分别为 m、2e。
硼中子俘获治疗是目前先进的癌症治疗手段之一，治疗时先给病人注射一种含硼（105B）的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的 α 粒子和锂（Li）离子。请写出描述该过程的核反应方程：_______________。
x
y
z
v
30°
O
若放射出的 α 粒子（不计重力）进入一分布有场强大小为 E 的匀强电场的空间中。如图所示，α 粒子恰沿与 y 轴成 30° 方向做直线运动。
（1）（多选）空间中电场的场强方向可能（ ）
A．与 x 轴正方向夹角 30°B．与 y 轴正方向夹角 30°
C．与 z 轴正方向夹角 30°D．与 x 轴负方向夹角 30°
E．与 y 轴负方向夹角 30°F．与 z 轴负方向夹角 30°
（2）沿 x、y 、z 轴三个方向，电势变化最快的是（ ）
A．x 轴B．y 轴C．z 轴
（3）（多选）α 粒子运动距离 s 后，电势能的变化情况可能是（ ）
A．保持不变B．增加 EesC．减小 Ees
D．增加 2EesE．减小2Ees
若放射出的 α 粒子恰能在磁感强度为 B 的匀强磁场中，做半径为 R 的匀速圆周运动，则 α 粒子的运动周期 T =________。
X 射线（2023学年徐汇二模五1、3）
产生 X 射线的最简单方法是用加速后的电子撞击金属靶，经加速电场加速后的电子高速撞击金属靶而减速，损失的动能越多，放出的光子能量越大55．（1）eUλ/c（2）kg·m2/s
56．（1）3（2）1.1 ~ 1.2
2023学年徐汇二模5
，并形成 X 射线谱线。1921 年，我国物理学家叶企孙利用该原理较为精确地测定普朗克常量的大小。
若测得加速电场的电压为 U、放出 X 射线的最短波长为 λ，已知真空中的光速为 c，元电荷为 e，电子加速前的初速度忽略不计。
（1）普朗克常数可用所测物理量表示为 h = ______。
（2）h 的单位可用国际单位制中的基本单位表示为______。
波长
O
相
对
强
度
a
b
高加速电压谱线
低加速电压谱线
增大加速电压，电子的动能增大，将可能把靶原子的最内层电子撞出而形成空穴。外层电子跃迁回最内层填补空穴所释放的光子在谱线中形成如图所示的两条强度峰 a、b。
（1）靶原子中至少应有______层电子；
（2）若所有高能级轨道上的电子均有可能向基态跃迁，则强度峰 a、b 所对应的 X 射线光子能量之比 Ea∶Eb ≈ ______（保留两位有效数字）。
测速（2023学年杨浦二模二2）
B
A
现代科技发展提供了很多测量物体运动速度的方法。我们教材介绍的门式结构光电门传感器如图所示，两臂上有 A、B 两孔，A 孔内的发光管发射红外线，B 孔内的光电管接收红57．5.6×1014，不能
2023学年杨浦二模2
外线。
1.0
8.0
ν/1014 Hz
Uc/V
0
光电门传感器是根据光电效应，利用光电转换元件将光信号转换成电信号的器件。如图所示为某种金属在各种频率单色光照射下反向遏止电压 Uc 与入射光频率 ν 之间的关系。从图中数据可知该金属的极限频率为_______Hz（计算结果保留 2 位有效数字）。已知红外线的波长范围约在 7×10−7 ~ 1×10−3 m，用红外线照射该金属_________（选填“能”或“不能”）产生光电效应。（普朗克常量 h = 6.626×10−34 J·s，电子电量 e = 1.6×10−19 C）
原子内的各种粒子（2023学年杨浦二模三1、2、3、4、5、6）
阴极射线的研究和电子的发现揭开了人类探索物质微观结构的序幕，放射性射线的研究深入到原子核的内部。已知质子质量 mp = 1.6726×10−27 kg，中子质量 mn =58．AC
59．ABD
60．吸收， EQ \F(λ1λ2,λ2 − λ1)
61． EQ \F(nh,d)
62．A
63．（1）RY = EQ \F(2Rα,Z − 2)
（2）Ek = EQ \F(2B2e2Rα2,M)
2023学年杨浦二模3
1.6749×10−27 kg。
强磁场
N
S
放射源
计
数
器
薄铝片
（不定项选择）如图，放射源发出未知射线，移开强磁场后计数器测得的数值保持不变，再将薄铝片移开，计数器的测得的数值大幅上升，则未知射线中包含（ ）
A．α 射线B．β 射线C．γ 射线
（多选）根据量子理论可以推断或解释的是（ ）
A．实物粒子都具有波动性
B．光电子的最大初动能与入射光的强度无关
C．电子绕原子核旋转对外辐射电磁波，能量会越来越少
D．经物质散射的光除了传播方向发生变化，频率也会发生变化
某原子从能级 A 跃迁到能级 B 时辐射出波长为 λ1 的光子，从能级 A 跃迁到能级 C 时辐射出波长为 λ2 的光子，且 λ1 < λ2，则该原子从能级 B 跃迁到能级 C 将____________（选填“吸收”或“发射”）光子，光子的波长为_____________。
电子显微镜可观测的分子线度为电子的德布罗意波长的 n 倍（n > 1）。已知普朗克常量为 h。能观测到线度为 d 的分子的电子动量为_____________。
已知 α 粒子的结合能为 4.347×10−12 J，则 α 粒子的质量约为（ ）
A．6.647×10−27 kgB．6.695×10−27 kgC．6.743×10−27 kg
（计算）在磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，一个静止的原子序数为 Z 的放射性原子核 X 发生了一次 α 衰变。放射出的 α 粒子在与磁场垂直的平面内做半径为 Rα 的圆周运动。设 α 粒子的质量为 mα，产生的新核 Y 的质量为 M。电子电量为 e。求：
（1）新核 Y 在磁场中做圆周运动的半径 RY；
（2）新核 Y 获得的动能 Ek。
气体
燃料
T
(K)
M
(kg·ml-1)
c
(J·K−1·ml−1)
H2
4000
0.002
40.0
C2H6
5000
0.030
30.0