新高考物理二轮复习二模题型分类汇编专题十四 近代物理（2份，原卷版+解析版）

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1．（2025·安徽·二模）用如图所示的装置做光电效应实验，闭合开关S，用一发光功率为P的激光光源照射金属K，移动变阻器的滑片，当电压表的示数为U时，电流表示数恰好为0，已知金属K的逸出功为，电子电荷量为e，则光源单位时间内发出的光子数为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】根据
又
其中t=1s，可得光源单位时间内发出的光子数为
故选A。
2．（2025·贵州贵阳·二模）在光电效应实验中，某金属的逸出功为，用频率为的单色光照射该金属表面，发生光电效应。已知普朗克常量为，下列说法正确的是（ ）
A．入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大
B．入射光的频率越高，产生的光电流一定越大
C．若改用频率为的光照射，光电子的最大初动能变为原来的两倍
D．只有当入射光的频率大于时，才能发生光电效应
【答案】D
【详解】A．在光电效应实验中，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，而与光的强度无关。光的强度只影响光电流的大小（即光电子的数量），故A错误；
B．频率越高，单个光子的能量越大，但光电流的大小是由光子的数量决定的，故B错误；
C．由光电效应方程
可知改用频率为的光照射，光电子的最大初动能不是原来的两倍，故C错误；
D．只有当入射光的频率大于金属的截止频率时，才能发生光电效应。如果频率低于截止频率，无论光强多大，都不会产生光电子，故D正确。
故选D。
3．（2025·甘肃·二模）某实验小组在如图所示的光电效应实验中，换用钠黄光照射锌板，发现验电器指针张角没有明显变化。下列说法正确的是（ ）
A．保持钠黄光长时间照射，会发生光电效应
B．增大钠黄光强度，会发生光电效应
C．将钠黄光灯靠近锌板，会发生光电效应
D．以上操作都不能使锌板发生光电效应
【答案】D
【详解】能否发生光电效应只与入射光的频率有关，只有当入射光的频率大于锌板的极限频率时才会发生光电效应，与入射光的强度、照射时间以及光源与锌板的距离都无关，由以上分析可知，只有D正确。
故选D。
4．（2025·福建·二模）如图所示是利用光电管研究光电效应的实验电路图，用光子能量为的单色光照射光电管的阴极，闭合开关，调节滑动变阻器，当电压表示数为时，电流表示数恰好为0，则（ ）
A．该阴极材料的逸出功为
B．该阴极材料的逸出功为
C．断开开关，电流表示数为0
D．断开开关，电流表示数不为0
【答案】AD
【详解】AB．根据光电效应方程，截止电压满足
题目中给出截止电压=0.7V，因此逸出功1.8eV
故A正确，B错误；
CD．断开开关后，光电管电路依然闭合，只要发生光电效应，电流不为0，故C错误，D正确。
故选AD。
5．（2025·陕西咸阳·二模）用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的频率等物理量间的关系。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，则（ ）
A．通过电流计G的电流方向由d到c
B．电压U增大，光电流I一定增大
C．用同频率的光照射K极，光电子的最大初动能与光的强弱无关
D．光的频率不变增大光的强度则光电流增大
【答案】CD
【详解】A．电流方向与逃逸出来的电子运动方向相反，所以通过电流计G的电流方向由c到d，故A错误；
B．当光电流达到饱和光电流后，增加电压U，光电流I不变，故B错误；
C．用同频率的光照射K极，根据爱因斯坦光电效应方程
光电子的最大初动能与光的频率有关，与光的强弱无关，故C正确；
D．光的频率不变增大光的强度，光电子数增多，则光电流增大，故D正确。
故选CD。
6．（2025·黑龙江·二模）两种光子的动量之比为，它们都能使金属发生光电效应，且其最大初动能分别为、。则（ ）
A．两个光子的波长之比为B．两个光子的能量之比为
C．A金属的逸出功为D．金属的逸出功为
【答案】C
【详解】A．根据光子的动量与波长之间的关系，两种光子的动量之比为，可知两个光子的波长之比为，A错误；
B．根据光子的能量与动量的关系，可知两个光子的能量之比为，B错误；
CD．根据光电方程对两个光子分别有，
根据题意
可得
C正确，D错误。
故选C。
7．（2025·湖南常德·二模）如图所示，当用某一单色光照射光电管时，灵敏电流表指针没有偏转，已知电路中所有元件及其连接完好。现要使灵敏电流表指针有偏转，下列措施可行的是（ ）
A．增加入射光的频率
B．增加入射光的强度
C．提高电源的电压
D．延长光照时间
【答案】A
【详解】AB．灵敏电流计指针未发生偏转，是未发生光电效应现象，即入射光的频率小于金属的截止频率，与光照强度无关，故增加入射光的频率使入射光的频率大于金属的截止频率可使灵敏电流表指针有偏转，增加入射光的强度不能使灵敏电流表指针有偏转，故A正确，B错误；
C．电源正负极的连接使得光电子在电场中做加速运动，故灵敏电流计指针没有偏转不是电压高低的原因，故提高电源的电压不能使灵敏电流表指针有偏转，故C错误；
D．光电效应的发生是瞬间的，与入射光的照射时间无关，故延长光照时间不能使灵敏电流表指针有偏转，故D错误。
故选A。
8．（2025·河南郑州·二模）彩虹是太阳光经空气中水滴折射产生的色散现象，其原理如图所示，日光以一定角度射入球形水滴，在水滴边缘发生两次折射和一次反射。a、b为光束的两种色光，O为水滴的中心，则（ ）
A．a光的折射率小于b光
B．a光在水滴中传播的路程小于b光
C．a光在水滴中传播的时间大于b光
D．若a光能使某金属发生光电效应，则b光一定也能
【答案】C
【详解】A．由图可知，太阳光射入水滴时入射角相同，a光的折射角较小，根据
可知a光的折射率大于b光，故A错误；
B．由图可知，a光在水滴中传播的路程大于b光，故B错误；
C．根据
可知a光在水滴中传播的速度小于b光，根据
可知a光在水滴中传播的时间大于b光，故C正确；
D．a光的折射率大于b光，所以a光的频率大于b光，由
可知a光的能量大于b光，所以若a光能使某金属发生光电效应，则b光不一定能，故D错误。
故选C。
9．（2025·四川德阳·二模）光照在某些金属上时，会使电子从金属表面逸出，逸出过程中，电子需要克服原子核对它的束缚所做的功叫做逸出功。利用图示装置可测量某种金属材料K的逸出功，分别用频率为2v和3v的光照射材料K，通过电压表读数可测得这两种光照情况下的遏止电压之比为，普朗克常量为h，则该金属材料K的逸出功是（ ）
A．0．5hvB．hvC．1.5hvD．2hv
【答案】B
【详解】根据，
可得
由于题意可知
解得
故选B。
10．（2025·吉林长春·二模）2024年10月长春上空出现了罕见的极光。这是由于来自太阳的高能粒子（含电子、质子等）与地球大气层中的原子碰撞，原子吸收一部分能量，再将能量释放而形成的。下列说法正确的是（ ）
A．太阳内部的裂变反应使其释放大量能量
B．极光是原子从高能级向低能级跃迁时产生的
C．红色极光的光子能量比绿色极光的光子能量大
D．用极光光谱可以分析地球大气的组成成分
【答案】BD
【详解】A．太阳的主要能量来源是核聚变，而不是裂变，故A错误；
B．极光的形成过程是高能粒子撞击大气中的原子，使其电子跃迁到高能级，当电子回到低能级时释放光子，形成极光，故B正确。
C．光子的能量，频率越高能量越大。红光的波长比绿光长，频率低，所以红光的光子能量比绿光小，故C错误。
D．极光是由于大气中的原子被激发后发出的特定光谱，不同元素的光谱不同，因此通过分析极光的光谱可以确定大气中的成分，这类似于光谱分析的应用，故D正确。
故选BD。
原子结构
11．（2025·全国·二模）科学家在研究稀薄气体放电时发现，阴极发出的射线能使玻璃管壁发出荧光。如图所示，这种射线的本质是（ ）
A．电子B．γ射线C．中子D．质子
【答案】A
【详解】阴极射线的本质是电子。
故选A。
12．（2025·四川达州·二模）极光的形成是高能带电粒子进入地球的高层大气（通常在80至500公里的高度）时，与大气中的原子和分子发生碰撞。这些碰撞导致大气分子被激发到高能态，随后它们会回落到更稳定的低能态，释放出能量并产生可见光。如图为氢原子的能级示意图，现有大量氢原子处于n=3的激发态，当原子向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光，若氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时所辐射出的光正好使某种金属A发生光电效应。则下列说法正确的是（ ）

A．频率最小的光是由n=3能级跃迁到n=1能级产生的
B．最容易发生衍射现象的光是由n=3能级跃迁到n=2能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出2种不同频率的光
D．这群氢原子辐射出的光中共有3种频率的光能使金属A发生光电效应
【答案】B
【详解】A．频率最小的光对应的能级差最小的越迁，即是由n=3能级跃迁到n=2能级产生的，选项A错误；
B．最容易发生衍射现象的光是波长最长的，即频率最小的，即能级差最小的，是由n=3能级跃迁到n=2能级产生的，选项B正确；
C．大量氢原子从n=3向低能级跃迁时总共可辐射出种不同频率的光，选项C错误；
D．氢原子从n=2能级向n=1能级跃迁时所辐射出的光正好使某种金属A发生光电效应，则从n=3能级向n=1能级跃迁时所辐射出的光也能使金属A发生光电效应，即这群氢原子辐射出的光中共有2种频率的光能使金属A发生光电效应，选项D错误。
故选B。
13．（2025·河南·二模）巴耳末系是指氢原子从第能级跃迁到第2能级的谱线，对应谱线的频率公式可表示为，R叫里德伯常量，c表示真空中的光速；玻尔发现氢原子向基态跃迁时辐射光子的频率公式为，其中，h表示普朗克常量。下列说法正确的是（ ）
A．为氢原子激发态能量，为氢原子基态能量
B．巴耳末系谱线波长λ的公式为
C．不可以用巴耳末系对应的频率公式计算氢原子从向跃迁时放出的光子频率
D．氢原子从向跃迁，辐射光子的频率为
【答案】C
【详解】A．根据波尔理论可知，为基态能量，为激发态能量，A错误；
B．根据波长、波速、频率的关系
结合题意
联立解得
B错误；
C．由题可知，巴耳末系是指氢原子从第能级跃迁到第2能级的谱线，对应谱线的频率公式为，故无法计算氢原子从向跃迁时放出的光子频率，C正确；
D．氢原子在能级的能量
氢原子在能级的能量
故氢原子从向跃迁，辐射光子的频率为
D错误。
故选C。
14．（2025·江西宜春·二模）万载作为中国花炮四大主产区之一，每个月都会举办大型的焰火晚会。以下说法正确的是（ ）
A．烟花爆炸时看到的五彩斑斓实际上是因为不同元素产生的特征谱线不同导致的
B．烟花在点燃后上升的过程中处于超重状态
C．在燃放过程中是火药化学能完全转化成了机械能
D．点燃后升空利用了烟花与燃烧气体间的反冲作用，它们彼此之间的力是一对平衡力
【答案】A
【详解】A．五彩斑斓的光是因为不同元素燃烧后发生跃迁，特征谱线不同发出了不同频率的光导致的，故A正确；
B．上升过程是一个先加速后减速过程，则先超重后失重，故B错误；
C．燃放过程存在化学能和机械能、内能之间的相互转换，故C错误；
D．烟花和燃烧气体之间的力属于作用力与反作用力，故D错误。
故选A。
15．（2025·江西九江·二模）图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=4的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠，则（ ）
A．用0.80eV的光子照射n=4能级的氢原子，可使氢原子电离
B．n=4跃迁到n=1放出的光子波长最长
C．有4种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D．逸出光电子的最大初动能为12.75eV
【答案】C
【详解】A．由能级图可知，n=4能级的氢原子电离需要的能量至少为0.85eV，故用0.80eV的光子照射n=4能级的氢原子，不可使氢原子电离，故A错误；
B．n=4跃迁到n=1放出的光子能量最大，根据
可知放出的光子波长最短，故B错误；
C．由能级图可知，
可知有4种频率的光子能使金属钠产生光电效应，故C正确；
D．n=4跃迁到n=1放出的光子能量最大，则有
根据光电效应方程可得逸出光电子的最大初动能为
故D错误。
故选C。
16．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）下列说法中正确的是（ ）
A．图甲是研究光电效应的电路图，只要入射光照射时间足够长，电路中就能形成光电流
B．图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福分析实验数据后提出原子的核式结构模型
C．图内对氢原子能级图，处于基态的氢原子，可吸收能量为的光子发生跃迁
D．如图丁所示，放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最弱
【答案】B
【详解】A．图甲是研究光电效应的电路图，光电效应是指当光照射到金属表面时，金属表面的电子会吸收光子的能量而逸出金属表面的现象。只有当入射光的频率大于金属的阈值频率时，才能产生光电效应，形成光电流。因此，入射光照射时间足够长并不能保证电路中形成光电流，因为还需要满足频率条件，故A错误；
B．图乙是α粒子散射实验装置示意图，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型。该模型认为原子由一个带正电的原子核和围绕原子核运动的电子组成，故B正确；
C．图丙为氢原子能级图，处于基态的氢原子，其能量为-13.6eV。根据能级跃迁原理，氢原子吸收能量为10.5eV的光子后，其能量变为
没有相应的能级与之对应，不能发生跃迁，故C错误；
D．图丁中放射性元素铀衰变过程中产生的射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的穿透能力最弱，故D错误。
故选B。
17．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。如图所示，Hα和Hβ分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是（ ）
A．Hα的频率比Hβ的大
B．Hα在真空中的传播速度比Hβ的小
C．分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小
D．若Hβ照射某金属时发生光电效应，则Hα照射该金属时一定发生光电效应
【答案】C
【详解】A．氢原子由至的能级差小于由至的能级差，故Hα的频率比Hβ的小，故A错误；
B． Hα在真空中的传播速度与Hβ在真空中的传播速度相同，都为光速c，故B错误；
C．因 Hα的频率比Hβ的小，根据
可知Hα的波长比Hβ的大，根据
可知分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小，故C正确；
D．若Hβ照射某金属时发生光电效应，说明Hβ的频率大于该金属的极限频率，由于 Hα的频率比Hβ的小，故Hα的频率与该金属极限频率的大小关系无法确定，所以 Hα照射该金属时不一定能发生光电效应，故D错误。
故选C。
18．（2025·黑龙江哈尔滨·二模）图中、、、为氢原子在可见光区的四条谱线，此四条谱线满足巴耳末公式，、4、5、6，其中光波长最长。如果大量氢原子处在的能级，能辐射出几种特定波长的光，其中在可见光范围内含有的谱线为（ ）
A．6种，可见光范围内的谱线有、
B．6种，可见光范围内的谱线有、
C．3种，可见光范围内的谱线有、
D．3种，可见光范围内的谱线有、
【答案】B
【详解】CD．大量氢原子处在的能级，能辐射出种特定波长的光，故CD错误；
AB．根据巴耳末公式，、4、5、6
可知氢原子从的能级跃迁到能级时辐射的光，在可见光范围内
其中光波长最长，即有能级跃迁到能级释放的光子
所以为能级跃迁到能级释放的光子，此两条为可见光范围内的谱线，故A错误，B正确。
故选B。
19．（2025·重庆·二模）北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的，如图为氢原子能级图，a、b、c为氢原子能级跃迁过程中所发出的三种光，则下列说法正确的是（ ）
A．氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子
B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有3条亮线
C．在相同条件下，a、b、c三种光中，b光最容易发生明显的衍射现象
D．用b光照射处于能级的氢原子，氢原子会发生电离
【答案】C
【详解】A．氢原子从低能级向高能级跃迁时吸收光子，故A错误；
B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱总共有条亮线，故B错误；
C．根据公式
可知，在相同条件下，a、b、c三种光中，b光的波长最长，最容易发生明显的衍射现象，故C正确；
D．用b光照射处于能级的氢原子，氢原子是否能发生电离取决于b光的能量是否足以使氢原子从能级跃迁到电离态。b光的能量
因此不能使处于能级的氢原子发生电离电离，故D错误。
故选C。
20．（2025·辽宁本溪·二模）极紫外线光刻机又通常被称为EUV光刻机，在光刻机领域犹如王冠上的明珠，是最尖端的技术。普朗克常量，光在真空中的速度为，。某种光刻机，使用434纳米光源，如果这种光由氢原子跃迁产生，则下列可能的跃迁方式为（ ）
A．由能级跃迁到基态B．由能级跃迁到基态
C．由能级跃迁到能级D．由能级跃迁到能级
【答案】D
【详解】A．根据玻尔理论得辐射出的光子能量
当时，可计算得
由能级跃迁到基态，，故A错误；
B．由能级跃迁到基态，，故B错误；
C．由能级跃迁到能级，，故C错误；
D．由能级跃迁到能级，，故D正确。
故选D。
21．（2025·山西临汾·二模）一价氦离子具有与氢原子类似的结构，能级图如图所示，其基态能量为E1=-54.4eV。关于这种氦离子，下列说法正确的是（ ）
A．一价氦离子能自发地从基态跃迁到激发态
B．大量n=3能级的一价氦离子，其电子向低能级跃迁能辐射3种不同频率的光
C．大量n=4能级的一价氦离子，其电子向低能级跃迁能辐射3种不同频率的光
D．用能量为8.0eV的光子照射大量处于n=2能级的一价氦离子，能够使其电子跃迁到n=3能级
【答案】B
【详解】A．根据氢原子跃迁理论，一价氦离子需要吸收能量才能从基态跃迁到激发态，不能自发地从基态跃迁到激发态，且吸收的能量满足
故A错误；
BC．大量n=3能级的一价氦离子，其电子向低能级跃迁能辐射光的种类为
大量n=4能级的一价氦离子，其电子向低能级跃迁能辐射光的种类为
故B正确，C错误；
D．大量处于n=2能级的一价氦离子，能够使其电子跃迁到n=3能级，需要吸收的能量为
故D错误。
故选B。
22．（2025·陕西宝鸡·二模）一群处于第能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出多种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K的金属上，实验只测得3条电流随电压变化的图像，如图乙所示。已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列推断正确的是（ ）
A．阴极金属的逸出功有可能小于2.55eV
B．a、b、c三种光的波长关系：
C．图乙中的a光是氢原子由能级向基态跃迁发出的
D．动能为10.5eV的电子不能使处于能级的氢原子发生跃迁
【答案】B
【详解】A．一群处于第能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，能量值大小关系由大到小排列为，，，，，
实验只测得3条电流随电压变化的图像，所以发生光电效应的能量值为，，
能量值排在第四的为
由于只能测得3条电流随电压变化的图像，故该金属的逸出功应大于2.55eV，A错误；
B．由乙图可知，a光的遏止电压最大，其次是b，最小的为c，根据光电效应方程可知，a光的频率最大，c光的频率最小，故其波长大小为，B正确；
C．结合上述分析可知，a光能量最大，应是氢原子由能级向基态跃迁发出的，C错误；
D．处于能级的氢原子吸收能量跃迁到能级时，需要吸收的能量
动能为10.5eV的电子与处于能级的氢原子碰撞，电子可以将一部分能量转移给氢原子，使氢原子发生跃迁，D错误。
故选B。
原子核
23．（2025·辽宁辽阳·二模）我国自主研发的“华龙一号”反应堆技术利用铀235发生核裂变释放的能量发电，典型的核反应方程为，则反应产物中核内中子数比核内中子数多（ ）
A．28个B．29个C．30个D．31个
【答案】B
【详解】根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知核为，则反应产物中核内中子数比核内中子数多
故选B。
24．（2025·陕西渭南·二模）2025年开年之际，国际上唯一的我国超导托卡马克大科学装置集群正在加快推动聚变能源的开发和应用，其中一种核聚变反应方程式为。已知氘核质量为2.0141u，氚核质量为3.0161u，氦核质量为4.0026u，中子质量为1.0087u，阿伏加德罗常数取，氘核摩尔质量为相当于。则氘完全参与聚变释放出能量的量级为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】氘的物质的量
氘的个数
根据核聚变反应方程，1个氘核参与反应的质量亏损
则1个氘核参与反应释放的能量
氘完全参与聚变释放出能量
故选B。
25．（2025·云南曲靖·二模）据报道，我国自主研发生产的004型航母即将服役。该航母可能采用核动力推进，排水量达到12万吨，是目前世界上较为先进的航母。其核反应堆结构示意图如图所示，常见的核反应方程为：，下列说法正确的是（ ）
A．此核反应方程中的a=56，b=3
B．此核反应方程为核聚变方程
C．此核反应是不可控的链式反应
D．镉棒的作用是释放中子，加快反应速度
【答案】A
【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为
可知a=56，b=3
故A正确；
BC．该反应为重核裂变反应，不是核聚变，可以通过控制镉棒插入反应堆的深度控制链式反应的速度，故BC错误；
D．镉棒可以吸收中子，控制镉棒插入反应堆的深度可以控制参与反应的中子数目，从而控制反应堆的反应速度，不一定是加快反应速度，也可能是减慢反应速度，故D错误。
故选A。
26．（2025·四川雅安·二模）中国将在2025年开工建设全球首座商用钍基熔盐堆，预计2029年投入运行，这是核能领域又一重大突破！如图所示是不易裂变的转化为易裂变的的过程示意图。下列说法正确的是（ ）
A．衰变为是β衰变
B．的比结合能小于的比结合能
C．衰变为放出的电子来自原子核外电子
D．可以通过升温、加压的方式改变核废料的半衰期
【答案】AB
【详解】A．衰变为满足质量数守恒和电荷数守恒，可知生成物为电子，则为β衰变，故A正确；
B．衰变为释放出能量，则生成物比反应物更稳定，即生成物的比结合能大于反应物的比结合能，故B正确；
C．β衰变的实质是原子核内的中子变成质子和电子，则放出的电子来源于原子核内，故C错误；
D．放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度、压强无关，与化学状态也无关，故D错误。
故选AB。
27．（2025·黑龙江·二模）碳14是一种放射性的元素，其衰变为氮14图像如图所示，根据图像提供的信息下列说法中正确的是（ ）
A．经过11460年100个碳14核将衰变75个
B．碳14转变为氮14过程中有一个中子转变为质子
C．若氮14生成碳14的核反应方程为，则为电子
D．当氮14数量是碳14数量的3倍时，碳14衰变所经历时间为5730年
【答案】B
【详解】A．衰变服从量子统计规律，只对大量的原子才有意义，A错误；
B．碳14转变为氮14过程中有一个中子转变为质子和电子，电子被释放出来，B正确；
C．根据质量数守恒和电荷数守恒可知若氮14生成碳14的核反应方程为，则为质子，C错误；
D．由图可知碳14的衰变周期为5730年，当氮14数量是碳14数量的7倍时，根据
可知
即
解得
D错误。
故选B。
28．（2025·河北石家庄·二模）用粒子轰击静止的氮核，核反应方程为。已知光子的频率为，氮核的质量为，粒子的质量为，氧核的质量为，X的质量为，普朗克常量为，真空中的光速为。下列说法正确的是（ ）
A．X核为氘核
B．光子的动量大小为
C．释放的核能大小为
D．反应后氧核和X核的总动量等于粒子的初动量
【答案】C
【详解】A．根据核电荷数守恒和质量数守恒，可得X的电荷数为
质量数为
X核为氕核，故A错误；
B．光子的频率为，可知其动量为
故B错误；
C．核反应过程中的质量亏损为
反应过程中释放的核能为
故C正确；
D．反应后氧核和X核以及光子的总动量等于粒子的初动量，故D错误。
故选C。
29．（2025·河北秦皇岛·二模）真空中一个静止的铀原子核经一次衰变后变成一个新核Th，下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程为
B．衰变后核的动量与粒子的动量相同
C．衰变后核的质量与粒子的质量之和等于衰变前铀核的质量
D．若铀元素的半衰期为t，则经过2t的时间，2kg的核，全部已经发生了衰变
【答案】A
【详解】A．衰变过程遵循电荷数守恒和质量数守恒，故A正确；
B．衰变后核的动量与粒子的动量大小相等，方向相反，故B错误；
C．衰变过程释放能量，发生质量亏损，所以衰变后核的质量与粒子的质量之和小于衰变前铀核的质量，故C错误；
D．若铀元素的半衰期为t，则经过2t的时间，2kg的核，发生衰变的质量为
故D错误。
故选A。
30．（2025·江西宜春·二模）如图为全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），通过在其真空室内加入氘（）和氚（）进行的核聚变反应释放出大量能量，被誉为“人造太阳”，是中国自主设计、研制的世界首个全超导非圆截面托卡马克装置。2025年1月20日，首次实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，标志着聚变研究从前沿的基础研究转向工程实践，是一次重大跨越。已知原子核质量m1、原子核质量m2、原子核质量m3、质子质量mp、中子质量mn，以下说法错误的是（ ）
A．反应方程为
B．反应出现的高温等离子体可以通过磁约束使其不与器壁接触而作螺旋运动
C．核的结合能为
D．一个原子核与一个原子核反应后释放的能量为
【答案】C
【详解】A．核反应遵循质量数守恒和核电荷数守恒，故A正确；
B．工作时，高温等离子体中的带电粒子被强匀强磁场约束在环形真空室内部，而不与器壁碰撞，故B正确；
C．将核子结合为原子核时所释放的能量即为结合能，中有两个质子和两个中子，它们结合为时，质量亏损为
可知的结合能为
故C错误；
D．个原子核与一个原子核反应后质量亏损为
释放的能量为
故D正确。
本题选择错误的，故选C。
31．（2025·内蒙古包头·二模）在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家们用放射性制料——作为发电能源为火星车供电（中的是）。已知衰变后变为和粒子，衰变过程放出高能量的射线使电池内部温度升高，在热电元件中将内能转化为电能。下列说法正确的是（ ）
A．粒子是由原子核内中子转变而成
B．比的比结合能大
C．为保证电池的长寿命应选用半衰期更短的放射性材料
D．衰变过程，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大
【答案】D
【详解】A．根据衰变可知
粒子是，不是由原子核内中子转变而成，故A错误；
B．发生衰变变成更稳定的，核越稳定比结合能越大，所以比的比结合能小，故B错误；
C．为保证电池的长寿命应选用半衰期更长的放射性材料，故C错误；
D．反应过程释放核能，将原子核分解为单个的核子需要的能量更大，原子变得更稳定，生成物所有原子核的结合能之和比反应物原子核的结合能大，故D正确。
故选D。
32．（2025·重庆·二模）我国部分航天器装载了抗干扰性强的核电池。若某核电池所用放射性物质为，已知在地球上，衰变为的半衰期约为29年，则下列说法正确的是（ ）
A．衰变为时产生粒子
B．衰变为时发生的是衰变
C．在太空中，的半衰期会发生变化
D．58年后，该核电池中的全部发生衰变
【答案】B
【详解】AB．由质量数和电荷数守恒可得，的衰变方程为，可知产生的是粒子，发生的是衰变，故A错误，B正确；
C．半衰期是原子核的固有属性，与所处环境无关，故C错误；
D．衰变为的半衰期约为29年，58年为两个半衰期，根据
58年后，剩余原来的，并没有全部发生衰变，故D错误。
故选B。
33．（2025·江西萍乡·二模）2024年10月3日，Physical Review C期刊上发表了中国科学院近代物理研究所的研究成果：研究团队合成了新核素钚，并测定了该新核素发生α衰变时放出的能量约为8191KeV，半衰期约为0.78s。下列说法正确的是（ ）
A．钚-227发生α衰变的核反应方程为
B．钚-227发生α衰变的核反应方程为
C．10个钚-227原子核经过0.78s后一定还剩余5个
D．原子核的比结合能比原子核的比结合能大
【答案】B
【详解】AB．钚-227发生α衰变，生成，核反应方程为
故A错误，B正确；
C．半衰期是大量粒子的统计规律，对少量原子核衰变不成立，10个钚-227经过一个半衰期不一定还剩余5个，故C错误；
D．钚-227衰变的过程中是释放能量的，新核更加稳定，比结合能更大，所以的比结合能比的比结合能小，故D错误。
故选B。
34．（2025·安徽黄山·二模）电离烟雾探测器是一种含有镅-241（）的火灾报警装置，报警器的辐射源常常使用化合物二氧化镅。已知一个镅核放出一个氦核后转变为一个镎核并释放能量，镅核、镎核和氦核的质量分别为m1、m2和m3，单质镅的半衰期为432.2年，光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．二氧化镅中的镅核（）半衰期不确定
B．一个镅核放出氦核后转变为镎核的衰变为α衰变，镎核中有144个中子
C．一个镅核发生衰变过程中释放的能量为
D．500个镅核432.2年后一定还剩250个
【答案】B
【详解】A．二氧化镅中的镅核（）的半衰期与单质镅的半衰期相同，故A错误；
B．一个镅核放出一个氦核后转变为一个镎核，该核反应为α衰变，根据质量数、电荷数守恒可知，镎核的电荷数为93，质量数为237，所以中子数为144，故B正确；
C．一个镅核发生衰变过程中释放的能量为，故C错误；
D．半衰期是大量原子核的统计规律，所以500个镅核不满足统计规律，故D错误。
故选B。
35．（2025·新疆乌鲁木齐·二模）已知一个中子和一个质子的质量之和为m，一个氘核的质量为，光在真空中的传播速度为c，则氘核的比结合能为（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】根据质能方程可知，质子与中子发生核反应，生成氘核的过程中放出的能量E=Δmc2=（m-mD）c2
氘核的比结合能为：
故选B。
36．（2025·河南·二模）核污水中一种衰变方程为，α粒子轰击氮原子核的核反应方程为。下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中的X为β粒子
B．核反应方程中的Y为氘核
C．的结合能比大
D．核反应方程中的Y具有波动性
【答案】D
【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒得，衰变方程中的X为α粒子，A错误；
B．核反应方程中的Y为，B错误；
C．结合能是核子结合成原子核而释放的能量，质量数越大，结合能越大，C错误；
D．是实物粒子，也具有波粒二象性，D正确。
37．（2025·四川成都·二模）关于核反应与核能，下列说法正确的是（ ）
A．是原子核的人工转变
B．是太阳内部发生的核反应之一
C．一重核发生衰变后，衰变产物的结合能之和一定小于原来重核的结合能
D．由于衰变时要释放巨大的能量，根据，衰变过程总质量会增加
【答案】A
【详解】A．是查德威克发现中子的核反应方程，属于原子核的人工转变，故A正确；
B．太阳内部发生的核反应是轻核的聚变反应，而是重核的裂变反应，故B错误；
C．重核衰变后，因放出核能，则其衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故C错误；
D．根据可知，衰变过程释放能量要发生质量亏损，故D错误。
故选A。
38．（2025·安徽合肥·二模）在核反应方程和中，X和Y代表两种不同的原子核，则X核内的质子数为（ ）
A．0B．1C．2D．3
【答案】B
【详解】设X核和Y核内的质子数分别为m和n，则根据核电荷数守恒有，
联立得，
故选B。
39．（2025·河南·二模）物理学中常用的方法和物理学史是物理学的重要内容，对于提高物理学科素养有重要作用。下列说法中正确的是（ ）
A．物理学常用比值法来定义许多物理量，如密度电阻加速度
B．卢瑟福在用α粒子轰击铍核实验中发现了中子，核反应方程为
C．现代科学理论认为大质量恒星塌缩成黑洞的过程受核反应+Y→的影响，其中Y是β粒子
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的波动性
【答案】D
【详解】A．不是比值定义法，A错误；
B．发现的中子的是是查德威克，不是卢瑟福，B错误；
C．根据核反应遵循的质量数守恒，电荷数守恒可以知道是，C错误；
D．电子的衍射说明电子具有波动性，D正确。
故选D。
40．（2025·辽宁本溪·二模）2025年3月4日《新浪网》消息，内蒙古发现22万吨“钍”矿，够14亿中国人使用2万年！钍（Th）原子序数90，原子量232.04，为银白色重金属，熔点1690~1750℃，沸点，化学活性与镁相似。钍是长寿命天然放射性元素，在自然界中有6种天然同位素，其中232Th几乎占钍的天然同位素丰度的100%，其他同位素丰度很低。232Th为放射性元素，可发生衰变，半衰期为139亿年，其衰变方程为，则下列说法正确的是（ ）
A．原子核X为B．粒子来自原子核X
C．温度升高232Th的半衰期变小D．含232Th的化合物比232Th单质衰变得可能慢些
【答案】A
【详解】A．根据衰变方程的质量数和电荷数守恒知原子核X的质量数为228，电荷数为88，为，A项正确；
B．粒子来自232Th，B项错误；
CD．原子核所处的物理状态与化学状态不影响半衰期，CD项错误。
故选A。