新高考物理二轮复习三模题型分类汇编专题十四 近代物理（2份，原卷版+解析版）

这是一份新高考物理二轮复习三模题型分类汇编专题十四 近代物理（2份，原卷版+解析版）
A．光电效应B．偏振现象
C．干涉条纹D．衍射现象
【答案】A
【详解】A．光电效应体现了光的粒子性，光是电磁波，故光电效应体现了电磁波粒子性，故A正确；
BCD．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性，光是电磁波，故光的干涉、衍射、偏振现象能体现电磁波粒子性，故BCD错误。
故选A。
2．（2025·重庆·三模）如图甲为氢原子能级图，一群处于能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极，只有频率为和的光能使它发生光电效应。分别用频率为的两个光源照射光电管阴极，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，氢原子向低能级跃迁一共发出3种不同频率的光
B．图乙中，用频率的光照射时，将滑片向右滑动，电流表示数一定增大
C．图丙中，图线所表示的光的光子能量为
D．图乙中，光电管中的光电流方向为由极指向极
【答案】C
【详解】A．一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生种光子，故A错误；
B．图乙中不知道电源正负极，没办法判断在光电管AK之间加的正向还是反向电压，所以滑片P向右滑动时，电流变化情况没法判断，故B错误；
C．只有频率为和的光能使它发生光电效应，那么这两种光子必定是能级向能级跃迁和能级向能级跃迁产生的，由图丙可知b光的频率较大，则b光为n=4能级向能级跃迁产生的，所以b光的光子能量为12.75eV，故C正确；
D．产生的光电子运动方向为由K极指向A极，则电流方向为由A极指向K极，故D错误。
故选C。
3．（2025·浙江金华·三模）如图所示，一光电管的阴极用极限频率为的某种金属制成。现用频率为的紫外线照射阴极，当光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1V时，光电流达到饱和状态，此时电流表的示数为0.56μA。 已知普朗克常量。下列同学的判断正确的是（ ）
A．阴极K金属的逸出功是
B．光电管每秒从K极逸出的光电子数为
C．光电子的最大初动能为
D．电子到达A极的最大动能是
【答案】BD
【详解】A．由题可知，金属的截止频率
故金属的逸出功
A错误；
B．光电管每秒逸出的电荷量
故每秒逸出的光子数
B正确；
C．根据光电效应方程可知，光子的最大初动能
C错误；
D．根据动能定理可得
代入数据解得电子到达A极的最大动能
D正确。
故选BD。
4．（2025·山西吕梁·三模）如图甲所示是研究光电效应的电路图。当强度一定的红光照射到光电管阴极K上时，测得电流表的示数随电压表示数变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．若增大红光的强度，则饱和光电流不变
B．若用相同强度的蓝光照射，则饱和光电流不变
C．若用蓝光照射，则图线与横轴的交点在A点的右侧
D．若用蓝光照射，则金属的逸出功不变
【答案】D
【详解】A．若增大红光的强度，单位时间内产生的光电子数增多，饱和光电流会增大，故A错误；
B．若用相同强度的蓝光照射，单位时间内产生的光电子数减少，饱和光电流会变小，故B错误；
C．由可知若用蓝光照射，遏止电压增大，图线与横轴的交点在A点的左侧，故C错误；
D．金属的逸出功和光的频率无关，若用蓝光照射，金属的逸出功不变，故D正确。
故选D。
5．（2025·四川宜宾·三模）如图是工业生产中用到的光控继电器示意图（部分），它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。当用黄光照射光电管阴极时，没有发生光电效应，当用蓝光照射光电管阴极时，发生了光电效应。则（ ）
A．端应该接电源正极
B．增大黄光照射强度，电路中可能存在光电流
C．增大蓝光照射强度，光电子的最大初动能增大
D．若将电源正负极对调，电路中可能没有电流
【答案】D
【详解】A．电路中要产生电流，则a端接电源的正极，使逸出的光电子在光电管中加速，放大器的作用是将光电管中产生的电流放大后，使铁蕊磁化，将衔铁吸住，故A错误；
B．否发生光电效应取决于入射光的频率，与入射光强度无关。黄光照射时未发生光电效应，说明黄光频率低于光电管阴极材料的截止频率，即便增大黄光强度，也不会发生光电效应，电路中不会有光电流，故B错误；
C．光电子的最大初动能只与入射光频率有关，增大蓝光照射强度，即增加蓝光的光子数，但蓝光频率不变，所以光电子的最大初动能不变，故C错误；
D．调转电源正负极，可以减小电路中的电流，若当电源电压小于光电管的遏制电压时，电路中有电流出现，当电源电压大于光电管的遏制电压时，电路中没有电流，故若将电源正负极对调，电路中可能没有电流，故D正确。
故选D。
6．（2025·浙江金华·三模）光电倍增管是用来将光信号转化为电信号并加以放大的装置，其主要结构为多个相同且平行的倍增极。为简单起见，现只研究其第1倍增极和第2倍增极，其结构如图所示。第1倍增极AB长度为a，第2倍增极CD长度为，两个倍增极平行且竖直放置，如图所示（图中长度数据已知，过第1倍增极B端做垂线与第2倍增极的上端竖直延长线交于E）。当频率为的入射光照射到第1倍增极右表面时，从极板右表面上逸出大量速率不同、沿各个方向运动的光电子。若在全部区域加上垂直于纸面的匀强磁场可使从第1倍增极逸出的部分光电子打到第2倍增极右表面，从而激发出更多的电子，实现信号放大。已知第1倍增极金属的逸出功为W，元电荷为e，电子质量为m，普朗克常量为h，只考虑电子在纸面内的运动，忽略相对论效应，不计重力。
(1)求从第1倍增极上逸出的光电子的最大动量大小；
(2)若以最大速率、方向垂直第1倍增极逸出的光电子可以全部到达第2倍增极右表面，求磁感应强度的大小范围；
(3)若保持（2）中的磁场的最大值不变，关闭光源后，发现仍有光电子持续击中第2倍增极，若第2倍增极的上端C端长度改为可以调节，其C端与E点的距离x调节范围为：，求关闭光源后光电子持续击中第2倍增极的时间t与x的关系。（角度可用反三角函数表示，提示：已知sinθ=k，则θ=arcsink）
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）根据爱因斯坦光电效应方程可知
根据
可知逸出的光电子的最大动量大小
（2）从B点垂直AB射出的粒子打到C点时半径最小，由几何关系可知
而根据
可得
解得
从A点射出的粒子打到D点时半径最大，由几何关系
同理
解得
磁感应强度的大小范围
（3）相切：
解得
函数关系为
7．（2025·重庆·三模）光伏农业中，光控继电器利用光电效应控制电路。如图为光控继电器原理图，包含光电管（阴极K）、电源、放大器和电磁铁。已知阴极材料的截止频率为，电源电压足够，为普朗克常量。下列说法正确的是（ ）
A．阴极材料K的逸出功为
B．用频率大于的光照射，增大光强可使电磁继电器吸引力增强
C．调换电源正负极，即使入射光频率足够高，电磁继电器始终不工作
D．若保持照射光频率不变，仅增大光强，光电子的最大初动能将变大
【答案】AB
【详解】A．根据光电效应方程可知，逸出功，其中为普朗克常量，为阴极材料的截止频率，故A正确；
B．当用频率大于的光照射时，会发生光电效应产生光电流，光电流经过放大器放大后能使电磁继电器工作，并且增大光强时，单位时间内逸出的光电子数增多，光电流增大，从而能使电磁继电器吸引力增强，故B正确；
C．若调换电源的正负极，光电管两端变为反向电压。即使入射光的频率足够高，当反向电压达到遏止电压时，光电流为零，电磁继电器将不再工作，而不是始终不工作，故C错误；
D．根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能只与入射光的频率和金属的逸出功有关。若保持照射光的频率不变，仅增大光强，光电子的最大初动能不变，故D错误。
故选AB。
8．（2025·贵州毕节·三模）如图所示，真空中足够大的锌板和金属网竖直正对平行放置，接入电路中。用一波长为的细光束照射锌板的中心O，会不停地向各个方向逸出电子，当、之间所加电压达到时，电流表示数恰好为零。已知之间的水平距离为，电子的电荷量为，光速为，普朗克常量为，不计电子间的相互作用。求：
(1)光电子的最大初动能；
(2)锌的逸出功；
(3)当电压为时，金属网能接收到光电子的区域面积。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）在、之间加电压为时，电流表示数恰好为零，由功能关系得
（2）由光电效应方程有
又
解得
（3）当电压为时，设恰能到达的光电子初速度与之间夹角为，则
解得，
由牛顿第二定律得
根据运动的合成与分解，
则金属网N能接收到光电子的区域面积S，则
解得
9．（2025·河北石家庄·三模）用如图所示的实验装置研究光电效应，滑动变阻器滑片P位于中间位置，当用某单色光照射金属阴极K时，观察到光电流。下列说法正确的是（ ）
A．增大入射光强度，光电子的最大初动能将增大
B．入射光频率越高，饱和光电流一定越大
C．将滑动变阻器滑片P滑至最左端时，没有光电流
D．施加反向电压时，遏止电压由入射光频率和阴极金属材料决定
【答案】D
【详解】A．光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光强度无关，选项A错误；
B．饱和光电流大小与入射光的强度有关，当入射光强度一定时，入射光频率越高，则单位时间逸出光电子数目越小，则饱和光电流越小，选项B错误；
C．将滑动变阻器滑片P滑至最左端时，光电管正向电压为零，也会有光电子达到A极形成光电流，选项C错误；
D．施加反向电压时，根据
可知遏止电压由入射光频率和阴极金属材料决定，选项D正确。
故选D。
10．（2025·湖南长沙·三模）如图所示为研究光电效应的实验电路图，以下说法正确的是（ ）
A．光电效应中产生的电子称作光电子，是由原子核内放出的
B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了波动说
C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中电流表示数可能一直在增大
D．用某一频率的光实验时有光电子逸出，现在将电源正负极调转，则无光电子逸出
【答案】C
【详解】A．电效应中产生的电子称作光电子，是阴极上的电子吸收了光子的能量，从而脱离阴极板的束缚，运动到A极板，故A错误；
B．爱因斯坦的光电效应理论成功解释了实验现象，有力地支持了微粒说，故B错误；
C．将图中的滑片由C端向D端移动过程中，正向电压逐渐增大，电流表示数可能一直在增大，也可能先增大后不变，故C正确；
D．将电源正负极反接，光电子仍然会从金属板中逸出，只不过做减速运动，有可能到达另一侧极板，也有可能到达不了另一个极板，D错误。
故选C。
11．（2025·山西临汾·三模）光电管可以将光信号转换为电信号，将光电管连接成如图电路。当用绿光照射光电管时，可以发生光电效应，下列说法正确的是（ ）
A．增大电源电压U，ab间的电压可能为零
B．增大电源电压U，ab间的电压可能增大
C．增大电源电压U，ab间的电压一定增大
D．电源电压U反向，ab间的电压一定为零
【答案】B
【详解】A．当用绿光照射光电管时，可以发生光电效应，即光电流不为零，电源电压U为正向电压，增大电源电压U，光电流不会减少为零，则ab间的电压就不可能为零，故A错误；
BC．若光电流未达到饱和光电流，光电流随着电源电压U的增大而增大，ab间电压也增大；若光电流已经达到了饱和光电流，光电流随着电源电压U的增大保持不变，ab间电压也不变，故B正确，C错误；
D．若电源电压U小于遏止电压，则电源电压U反向，光电流不为零，ab间的电压就不为零，故D错误。
故选B。
12．（2025·河北邢台·三模）利用如图所示的实验装置测量遏止电压与入射光频率ν的关系。则（ ）
A．电源的左端应该为正极
B．逸出的光电子初速度一样大
C．增大入射光频率，遏止电压一定增大
D．电压表读数为0时，电流表的读数也为0
【答案】C
【详解】A．实验是测量遏止电压与入射光频率ν的关系，所以光电管应加反向电压，电源右端应为正极，A错误；
B．从K板逸出的光电子速度有大有小，初速度不是一样大，B错误；
C．增大入射光频率，由
可知遏止电压增大，C正确；
D．A、K之间不加电压，K板仍然有光电子逸出，到达A板，电流表的读数不为0，D错误。
故选C。
13．（2025·甘肃白银·三模）在物理课上，张老师让同学们用“听觉”来感受光的变化，其原理简化图如图所示。用频率相同的一束蓝光照射光电管，调节滑动变阻器的滑片到适当位置，喇叭发出声音的大小可以反映照射光的亮暗变化。下列说法正确的是（ ）
A．该实验的主要原理是光的全反射
B．若仅将蓝光改成红光，实验演示一定能够成功
C．若仅将电源的极性互换，喇叭一定还会发出声音
D．逸出光电子的最大初动能与照射光的频率有关
【答案】D
【详解】A．该实验的原理是光电效应，A项错误；
B．若仅将蓝光改成红光，则照射光的频率变低，光电管有可能不发生光电效应，实验演示可能将无法进行，B项错误；
C．由题图可知光电管所加电压为正向电压，若仅将电源的极性互换，光电管加反向电压时可能不会形成光电流，喇叭可能不会发出声音，C项错误；
D．由爱因斯坦光电效应方程可知，逸出光电子的最大初动能与照射光的频率是一次函数关系，D项正确。
故选D。
14．（2025·浙江温州·三模）研究光电效应时，用不同波长的光照射某金属，产生光电子的最大初动能与入射光波长的关系如图所示。大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，产生的光子中仅有一种能引发该金属发生光电效应。已知氢原子各能级关系为，其中为基态能级值，量子数1、2、3……，真空中光速为c，则（ ）
A．普朗克常量为
B．时，光电子的最大初动能为
C．与氢原子基态能量的关系满足
D．氢原子由能级向能级跃迁发出的光子能使该金属发生光电效应
【答案】BC
【详解】A．根据题意，由爱因斯坦光电效应方程有
又因为
可得
结合图像可知
当时，，则有
故A错误；
B．当时，代入
解得
故B正确；
CD．氢原子基态能量为，则能级氢原子能量为，能级氢原子能量为。由题可知能级向基态跃迁产生的光子能够引发光电效应，能级向基态跃迁和能级向能级跃迁产生的光子不能引发光电效应，则
故C正确，D错误。
故选BC。
15．（2025·山西晋中·三模）图1为光电效应实验电路图，某小组实验时用黄、蓝两种颜色的激光分别照射光电管的阴极K，图2为两次实验时得到的伏安特性曲线。下列说法正确的是（ ）
A．研究图2中的规律时，图1开关需打在2上
B．图2中a光表示蓝光，b光表示黄光
C．a、两束光分别射入同一单缝衍射装置，b光的衍射现象比a光更明显
D．换用红色激光进行实验，也一定可以测得此光电管的伏安特性曲线
【答案】A
【详解】A．研究图2中的规律时，光电管加正向电压，则图1开关需打在2上，选项A正确；
B．因蓝光频率较大，根据
可知蓝光截止电压较大，则图2中b光表示蓝光，a光表示黄光，选项B错误；
C．a光为黄光，波长较大，则a、b两束光分别射入同一单缝衍射装置，a光的衍射现象比b光更明显，选项C错误；
D．因红光的频率比黄光还小，则换用红色激光进行实验不一定能发生光电效应，可知不一定可以测得此光电管的伏安特性曲线，选项D错误。
故选A。
16．（2025·河南郑州·三模）激光是原子受激辐射产生的光。当原子处于激发态时，若恰有能量的光子从附近通过，在入射光的电磁场影响下，原子会跃迁到低能级，从而辐射出新光子。已知光速为c，普朗克常量为h，则新光子的（ ）
A．频率可能大于B．能量可能小于
C．波长为D．动量为
【答案】D
【详解】AB．原子发生受激辐射，发出的光子的频率和振动情况都跟入射光子完全一样，故新光子的频率为，新光子的能量为，故AB错误；
C．根据，结合
解得
故C错误；
D．根据，结合C项可得动量为
故D正确。
故选D。
原子结构
17．（2025·江西萍乡·三模）如图为氢原子能级图。赖曼系是指大量氢原子从激发态向基态跃迁时所产生的相应光谱。现有大量处于激发态的氢原子向低能级跃迁，若用跃迁时产生的赖曼系谱线去照射金属钨（逸出功），则从钨表面逸出的光电子的最大初动能为（ ）
A．5．66eVB．7.55eVC．D．
【答案】D
【详解】处于激发态的氢原子向基态跃迁，产生的赖曼系谱线能量最高，根据玻尔理论可得
结合光电效应方程
代入数据解得从钨表面逸出的光电子的最大初动能为
故选D。
18．（2025·海南·三模）如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从高能级向低能级跃迁时会释放光子，其中当从的能级直接向能级跃迁时会产生四种可见光，分别为红色光、蓝色光和两种紫色光。下列说法正确的是（ ）
A．从能级向能级跃迁时产生紫色光
B．产生的红色光子能量为
C．当氢原子从高能级向低能级跃迁时原子的电势能增加
D．处于能级的氢原子可以吸收能量为的光子
【答案】D
【详解】A．从能级向能级跃迁时放出的能量最少，产生的可见光的频率最小，故从能级向能级跃迁时产生红光，A错误；
B．产生的红色光子能量为
B错误；
C．当氢原子从高能级向低能级跃迁时，电场力做正功，动能增加，电势能减少，C错误；
D．处于能级的氢原子可以吸收能量为的光子而发生电离，D正确。
故选D。
19．（2025·辽宁·三模）氢原子从不同的高能级向某一低能级跃迁，所辐射的电磁波可以形成一个线系，图中标注了分别向n=1、2、3能级跃迁产生的三个线系中部分电磁波的波长。已知金属钠发生光电效应的极限波长为500nm，有关图中电磁波下列判断正确的是（ ）
A．赖曼线系中的电磁波频率都比帕邢线系中的小
B．赖曼线系中的电磁波都可以使金属钠发生光电效应
C．帕邢线系中的电磁波都可以使金属钠发生光电效应
D．巴耳末线系中只有一种电磁波可以使金属钠发生光电效应
【答案】B
【详解】A．由题图可知赖曼线系中的电磁波波长都比帕邢线系中的小，根据可知，赖曼线系中的电磁波频率都比帕邢线系中的大，故A错误；
B．已知金属钠发生光电效应的极限波长为500nm，由题图可知赖曼线系中的电磁波波长都小于极限波长500nm，即赖曼线系中的电磁波频率都大于极限频率，所以赖曼线系中的电磁波都可以使金属钠发生光电效应，故B正确；
C．由题图可知帕邢线系中的电磁波波长都大于极限波长500nm，即帕邢线系中的电磁波频率都小于极限频率，所以帕邢线系中的电磁波都不可以使金属钠发生光电效应，故C错误；
D．由题图可知巴耳末线系中有三种电磁波波长小于极限波长500nm，即巴耳末线系中有三种电磁波频率大于极限频率，则巴耳末线系中有三种电磁波可以使金属钠发生光电效应，故D错误。
故选B。
20．（2025·四川内江·三模）氢原子的能级图如图所示。大量氢原子处于的激发态，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。下列说法正确的是（ ）
A．逸出光电子的最大初动能为12.09eV
B．从跃迁到放出的光子波长最长
C．用0.86eV的光子照射，氢原子跃迁到激发态
D．有2种频率的光子能使金属钠产生光电效应
【答案】D
【详解】AB．大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，其中从跃迁到放出的光子能量最大，频率最大，波长最小；从跃迁到放出的光子能量为
根据光电效应方程可知，逸出光电子的最大初动能为
故AB错误；
C．根据
可知用0.86eV的光子照射，氢原子不可以跃迁到激发态，故C错误；
D．大量氢原子处于的激发态，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，根据，，
可知有2种频率的光子能使金属钠产生光电效应，故D正确。
故选D。
21．（2025·甘肃白银·三模）氢原子能级图如图所示，大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子中，发现有两种频率的光子能使金属发生光电效应，则下列说法正确的是（ ）
A．金属的逸出功一定大于
B．辐射出的光子一共6种频率
C．辐射出的光子中，从能级跃迁到能级对应的波长最短
D．氢原子从高能级跃迁到低能级后，氢原子的能量增大
【答案】AB
【详解】B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子一共有种频率，B项正确；
A．6种频率的光子的能量对应着6种跃迁的能级差，即对应的能量分别为、、、、、，有两种频率的光子能使金属发生光电效应，一定对应的光子能量为和，金属的逸出功一定大于，A项正确。
CD．由知，辐射出的光子中，从能级跃迁到能级对应的波长最长，根据波尔理论，氢原子从高能级跃迁到低能级后，氢原子的能量降低，CD项错误。
故选AB。
22．（2025·重庆·三模）在人类对微观世界进行探索的过程中，发现了大量非常重要的规律，如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光，则（ ）
A．a、b、c三种光中，a光光子能量最大
B．a、b、c三种光中，b光波长最大
C．a、b、c三种光在真空中a光速度最小
D．用c照射某一金属能发生光电效应，则用b照射同一金属也一定能产生光电效应
【答案】AB
【详解】A．由图可知，，，
所以
则，
故A正确；
B．根据可知
故B正确；
C．a、b、c三种光在真空中传播速度均相同，故C错误；
D．由于c光光子能量大于b光光子能量，所以用c照射某一金属能发生光电效应，则用b照射同一金属不一定能产生光电效应，故D错误。
故选AB。
23．（2025·安徽·三模）1913年，玻尔在巴尔末公式的启发下，推导出氢原子能级公式，该公式是量子力学发展的重要里程碑之一。如图是氢原子的能级图，对于一群处于量子数的氢原子，下列说法中不正确的是（ ）
A．这群氢原子能够吸收适当能量的光子后向更高能级跃迁
B．这群氢原子向低能级跃迁，最多能够发出10种不同频率的光子，若增加同状态氢原子的数量，发光频率种类的数量并不会增多
C．这群氢原子向低能级跃迁时，从能级跃迁到能级发出的光的波长最长
D．若用这群氢原子向低能级跃迁时发出的各种频率的光子依次照射某种金属，现检测到有4种频率的光子能使该金属有光电子逸出，则这些光子一定是氢原子跃迁到基态时发出的
【答案】C
【详解】A．根据氢原子能级相关知识，氢原子处于低能级时，能够吸收适当能量的光子后向更高能级跃迁，故A正确；
B．一群处于量子数的氢原子向低能级跃迁，根据组合数公式
可得出不同频率光子的种类数为种
且发光频率种类的数量只与氢原子所处的能级有关，与氢原子的数量无关，故B正确；
C．氢原子从高能级向低能级跃迁时，能级差越大，发出光子的能量越大，频率越高，波长越短，从能级跃迁到能级，能级差最大，发出的光的波长最短，故C错误；
D．氢原子从能级向低能级跃迁时，能发出种不同频率的光子，若有种频率的光子能使金属发生光电效应，由于从能级跃迁到、、能级，从能级跃迁到、能级，从能级跃迁到能级时发出的光子能量比氢原子跃迁到基态时的能量小，所以能使金属发生光电效应的光子一定是氢原子跃迁到基态时发出的，故D正确。
本题选择不正确的，故选C。
24．（2025·河南·三模）图甲是希腊字母前九个字母的排序，图乙是氢原子能级图。莱曼系是物理学上氢原子的电子从主量子数跃迁至的一系列光谱线，这些系列以希腊字母依序标示，如跃迁至称为莱曼-α，跃迁至称为莱曼-β，依次论推，若某光谱线对应的能量为13.06eV，此光谱线称为（ ）
A．莱曼–βB．莱曼–γC．莱曼–δD．莱曼-ε
【答案】C
【详解】氢原子的电子从主量子数跃迁至时，释放的光子的能量
根据命名规则可知，此光谱线称为莱曼-δ
故选C。
25．（2025·甘肃白银·三模）光子即光量子，是传递电磁相互作用的粒子。光子是有能量的，若光的频率=2.0×1015Hz，已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s，则光子的能量为（ ）
A．1．32×10-19JB．1.32×10-18JC．3.3×10-19JD．3.3×10-49J
【答案】B
【详解】所求光子的能量=1.32×10-18J
故选B。
26．（2025·江西景德镇·三模）如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中巴耳末系中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（ ）
A．光电管阴极K金属材料的逸出功为1.5eV
B．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源左侧为正极
C．若用两束强度相同的不同颜色的光照射图乙中的光电管K极，频率高的饱和电流小
D．氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，核外电子动能也减小
【答案】BC
【详解】A．大量处于激发态的氢原子跃迁到时，发出巴耳末系中频率最高的光子，光子对应的能量为
由丙图可知截止电压为，光电子的最大初动能为
由光电效应方程可得
解得光电管阴极K金属材料的逸出功为，故A错误；
B．若调节滑片使光电流为零，需要施加反向电压，即电源左侧应该为正极，故B正确；
C．若用两束强度相同的不同颜色的光照射，单位时间内发射光子数是不一样的，频率高的光子对应较大能量，光子数少，饱和电流小，故C正确；
D．氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子能量减小，库仑力做正功，核外电子动能增加，故D错误。
故选BC。
27．（2025·云南·三模）大量处于能级的氢原子发生跃迁如图所示，对其辐射出的光，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子的发射光谱为连续光谱
B．若、光分别作为同一双缝干涉装置的光源，光的干涉条纹间距小
C．、光的光子频率之和大于光的光子频率
D．光照射到逸出功为2.25eV的金属钾上时，逸出的光电子的最大初动能为10.5eV
【答案】BD
【详解】A．氢原子的发射光谱为线状谱，故A错误；
B．从能级到能级产生b光的能量为
从能级到能级产生的d光的能量为
根据
可知b光的波长小于d光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式
可知光的干涉条纹间距小，故B正确；
C．d光的频率为
f光的频率为
e光的频率为
联立可得
所以d、f光的光子频率之和等于e光的光子频率，故C错误；
D．c光的光子能量为
照射到钾上后，由光电效应方程
可得
故D正确。
故选BD。
原子核
28．（2025·重庆·三模）中国参与全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）研制，它利用氘和氚聚变生成氦并释放能量，则（ ）
A．核反应方程为：
B．核反应方程为：
C．的比结合能比的比结合能大
D．核聚变相比核裂变产能效率更低一些
【答案】B
【详解】AB．根据质量数守恒和电荷数守恒可知核反应方程为
故B正确，A错误；
C．核反应方程式的生成物比反应物稳定，所以的比结合能比的比结合能小，故C错误；
D．核聚变相比核裂变产能效率更高，故D错误。
故选B。
29．（2025·湖北孝感·三模）新华社合肥2024年1月14日电，每平方米每秒钟可极速喷射出亿亿亿个粒子！记者从中国科学院合肥物质科学研究院获悉，该院大科学团队成功研制强流直线等离子体装置“赤霄”，如同一把性能超强的“激光剑”，为研制“人造太阳”核心材料提供科技利器，14日经专家组鉴定，“赤霄”参数达到设计指标，整体性能国际先进。中国的“人造太阳”成功实现稳态高约束模式等离子体运行时间403 s，创造了世界纪录。“人造太阳”在工作时进行两种热核聚变反应：H＋H→He＋X＋17.6 MeV和He＋He→He＋2Y＋12.86 Mev，其内部结构如图，下列说法正确的是（ ）
A．目前主流核电站都在利用热核聚变进行发电
B．反应中释放出的X粒子会受到线圈磁场的磁约束力
C．反应中释放出的Y粒子为中子
D．He核子平均质量大于He核子平均质量
【答案】D
【详解】A．目前主流核电站都在利用核裂变进行发电，故A错误；
B．由电荷数守恒和质量数守恒可知，反应中释放出的X粒子为n，中子不带电，不会受到线圈磁场的磁约束力，故B错误；
C．由电荷数守恒和质量数守恒可知，反应中释放出的Y粒子为H，故C错误；
D．该反应放出核能，则He的结合能一定大于He的结合能；由于该反应有质量亏损，则He核子的平均质量一定小于He核子的平均质量，故D正确。
故选D。
30．（2025·湖北·三模）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，其工作原理是β射线透过被测物体产生的衰减与被测物体的厚度成正比，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为电子，由于原子核内没有电子，X由Cs的核外电子电离而来
B．β射线的穿透能力比α射线穿透能力强
C．若以化合物Cs₂O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】B
【详解】A．衰变方程为
由电荷数守恒和质量数守恒可知为，故 为电子，它由原子核内一个中子变成一个质子而来，方程式为
故A错误；
B．射线的穿透能力比射线穿透能力强，故B正确；
C．半衰期是由放射性原子核自身内部结构决定，与其他因素无关，故C错误；
D．，自发衰变产生，因此比更稳定，比结合能更大，故D错误。
故选B。
31．（2025·福建三明·三模）1934年约里奥-居里夫妇用人工方法得到了磷的放射性同位素，的衰变方程为，则X粒子为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】设X的质量数为A，电荷数为z，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知：；
解得：，，X为。
故选D。
32．（2025·山西·三模）太阳中的核反应主要是“质子-质子链反应（pp链）”和“碳氮氧循环（CNO循环）”，CNO循环中有两个核反应方程式：和。则方程式中X为（ ）
A．α射线B．β射线
C．正电子D．中子
【答案】C
【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，方程式中a、b和c分别为7、1和0，X粒子为正电子。
故选C。
33．（2025·河北·三模）2025年3月，中国科学院合肥物质科学研究院宣布，聚变堆主机关键系统综合研究设施的八分之一真空室及总体安装系统通过专家组验收，系统研制水平及运行能力达到国际先进水平。这一成果标志着中国在核聚变能源领域迈出了重要一步，为未来聚变堆的设计、建设与运行奠定了坚实的科学技术基础。关于核反应和核能，下列说法正确的是（ ）
A．反应方程式，属于核聚变反应
B．反应方程式，此过程中释放的能量为，其中是反应前后的质量亏损
C．核电站利用核反应堆中发生的核裂变反应来发电，其核废料具有放射性，但不会对环境造成危害
D．太阳内部持续进行着轻核聚变反应，其释放的能量主要以光和热的形式传播到地球，但地球上的化石能源与太阳能无关
【答案】B
【详解】A．反应方程式，属于重核裂变反应，故A错误；
B．反应方程式，根据爱因斯坦质能方程可知此过程中释放的能量为，其中是反应前后的质量亏损，故B正确；
C．核废料具有放射性，会对环境造成严重危害，故C错误；
D．地球上的化石能源是古代生物固定的太阳能，与太阳能有关，故D错误。
故选B。
34．（2025·辽宁·三模）“烛龙一号”碳14核电池，体积小，理论上可持续放电五千年以上，可用于心脏起搏器，其工作原理为。下列相关说法正确的是（ ）
A．碳14半衰期很短
B．e是来自原子核外的电子
C．碳14发生的是α衰变
D．比更稳定
【答案】D
【详解】A．半衰期是描述大量原子核衰变快慢的物理量，由题可知碳14半衰期大约为五千年以上，故A错误；
B．e是原子核内中子向质子转化的过程中形成的，不是来自原子核外的电子，故B错误；
C．生成电子，故碳14发生的是衰变，故C错误；
D．碳14发生的是衰变，衰变反应释放能量，反应后的原子核更稳定，故比更稳定，故D正确。
故选D。
35．（2025·湖北荆州·三模）2025年3月，我国第一款碳核电池，也是全球首款基于碳化硅半导体材料的核电池“烛龙一号”工程样机研制成功，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得重大突破。核电池的能量来源于衰变，已知经历一次衰变的产物中有，衰变半衰期为5730年。下列说法正确的是（ ）
A．衰变是α衰变
B．衰变产生β射线，β射线穿透能力比α射线强
C．一个新的核电池，经过5730年，其总质量变为原来的一半
D．高温高压下的半衰期会变短
【答案】B
【详解】A．衰变：，是β衰变，故A错误；
B．β射线穿透能力比α射线强，故B正确；
C．衰变成了，并没有直接消失，经过一个半衰期，衰变了一半，但总质量没减半，故C错误；
D．高温高压会破坏核电池的保护层，导致核燃料泄露，且半衰期与外界条件无关，故D错误。
故选B。
36．（2025·山东潍坊·三模）核污水中含有多种放射性成分，其中有一种难以被清除的同位素氚可能会引起基因突变，氚亦称超重氢，是氢的同位素之一，发生β衰变的半衰期为12.43年。下列有关氚的说法正确的是（ ）
A．氚的化学性质与氢完全不同
B．氚发生β衰变时产生的粒子能够穿透10cm厚的钢板
C．如果金属罐中密封有1kg氚，12.43年后金属罐的质量将减少0.5kg
D．用中子轰击锂能产生氚，其核反应方程式为
【答案】D
【详解】A．氚与氢核内质子数相同，核外电子数也相同，所以化学性质也相同，故A错误；
B．氚发生β衰变时产生的粒子为β射线，穿透能力较强，很容易穿透黑 纸，也能穿透几毫米厚的铝板，但不能穿透10cm厚的钢板，故B错误；
C．如果金属罐中密封有1kg氚，12.43年后将有0.5kg的氚发生衰变，但衰变后的产物仍在金属罐中，金属罐的质量不会减少0.5kg，故C错误；
D．用中子轰击锂能产生氚，核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒，其核反应方程式为
故D正确。
故选D。
37．（2025·江西九江·三模）海昏侯墓出土了大量珍贵文物，考古学家利用碳-14衰变来测定文物的年代。已知碳-14是一种具有放射性的同位素，它会发生β衰变。以下关于碳-14发生β衰变的方程式是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B
【详解】碳-14发生β衰变的方程式是。
故选B。
38．（2025·山东威海·三模）我国自主设计的全超导托卡马克核聚变的反应方程为，下列说法正确的是（ ）
A．是质子
B．该反应满足质量守恒
C．该反应是原子弹的工作原理
D．的比结合能大于的比结合能
【答案】D
【详解】A．由质量数和电荷数守恒可知X的电荷数为0，质量数为1，所以X是中子，故A错误；
B．该反应放出核能，有质量亏损，故B错误；
C．该反应是氢弹的工作原理，故C错误；
D．发生核反应后，原子核越稳定，则的比结合能比的比结合能大，故D正确。
故选D。
39．（2025·海南·三模）铯137是一类致癌物，是铯133的同位素，其半衰期约为30年，发生β衰变的同时会发出γ射线。下列说法正确的有（ ）
A．100个铯137原子核经过30年一定有50个发生衰变
B．铯137发生β衰变时，辐射出的电子来自原子核内
C．提高环境温度与压强，铯137的半衰期会变小
D．铯137发生β衰变的核反应方程式为
【答案】BD
【详解】A．半衰期是统计规律，对于少数原子核不适用，故A错误；
B．铯137发生β衰变时，是原子核发生衰变造成的，故B正确；
C．原子核的半衰期与原子核内部本身的因素决定，跟所处的物理、化学状态无关，所以半衰期不会发生变化，故C错误；
D．此核反应方程满足电荷数和质量数守恒，故D正确；
故选BD。
40．（2025·四川攀枝花·三模）原子核的比结合能曲线如图所示，其中为结合能，A为核子数。根据该曲线，下列判断中正确的是（ ）
A．核比核更稳定
B．核的结合能约为5.4MeV
C．两个核结合成核时释放能量
D．核中核子的结合能比核中的大
【答案】C
【详解】A．核的比结合能比更大，则核比更稳定，选项A错误；
B．由图可知核的比结合能约为5.4MeV，核的比结合能小于5.4MeV，在，则结合能需要再乘以6，因此大于5.4MeV，选项B错误；
C．两个核结合成核时，因核比结合能比核更大，可知释放能量，选项C正确；
D．核中核子的比结合能比核中的大，但是由于核的核子数量比核大，可知核中核子的结合能比核中的小，选项D错误。
故选C。
41．（2025·贵州毕节·三模）如图所示，不同原子核的比结合能是不一样的，关于图中X、Y、Z三个原子核，下列判断正确的是（ ）
A．Z最稳定B．Z的结合能最大
C．X的比结合能最大D．Z可能裂变生成X、Y
【答案】A
【详解】AC．根据图像，Z的比结合能最大，X的比结合能最小；比结合能越大原子核越稳定，Z原子核最稳定，A正确，C错误；
B．组成原子核的核子数越多，结合能越大，X的结合能最大，B错误；
D．不管是在裂变还是在聚变中，比结合能都要变大；Z不可能裂变生成X、Y，D错误。
故选A。
42．（2025·河北秦皇岛·三模）幽门螺杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用碳14标记的尿素后，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和碳14标记的CO2，通过分析呼气中标记的CO2的含量即可判断患者胃中幽门螺杆菌的存在。 半衰期是5730年，而且大部分是β衰变（），其衰变方程为。则下列说法正确的是（ ）
A．β粒子来自于原子核X
B．原子核X为
C．高温会加速的衰变
D．X和的中子数相同
【答案】B
【详解】A．根据β衰变的本质可知，β粒子是原子核内的一个中子转化为一个质子和电子产生的，故A错误；
B．根据质量数和电荷数守恒可知则原子核X为，选项B正确；
C．外界因素不会影响的半衰期，选项C错误；
D ．和的中子数分别为7和8，不相同，选项D错误。
故选B。
43．（2025·河北张家口·三模）良渚古城遗址是新石器时代晚期文化遗址群，位于浙江省杭州市余杭区瓶窑镇。良渚文化时期稻作农业已相当进步，在遗址中发现了炭化稻谷。在考古中可用碳14测定年代，其衰变方程为，半衰期为5730年。下列说法正确的是（ ）
A．β射线来源于原子核外部的电子
B．核反应方程遵循电荷数守恒和质量守恒
C．100个经过5730年剩余50个
D．的比结合能小于的比结合能
【答案】D
【详解】A．原子核内的中子转化成质子和电子，电子发射到核外就是β射线，A错误；
B．核反应方程遵循电荷数守恒和质量数守恒，B错误；
C．半衰期描述的是大量核子衰变的统计规律，不能计算少数核子衰变的时间，C错误；
D．生成物比反应物更稳定且比结合能越大原子核越稳定，则的比结合能大于的比结合能，D正确。
故选D。
44．（2025·浙江温州·三模）中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）首次实现了1亿摄氏度条件下1000秒的等离子体运行。该装置内部发生的核反应方程为，此反应会释放核能，伴随光子放出。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应方程中的X是质子
B．的比结合能小于的比结合能
C．核聚变反应所释放的光子可能来源于氢原子能级跃迁
D．该反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能发生
【答案】D
【详解】A．根据质量数守恒和核电荷数守恒得
该核反应方程为，故A错误；
B．核反应中生成物比反应物更加稳定，所以的比结合能大于的比结合能，故B错误；
C．原子能级跃迁仅涉及电子在原子轨道间的跃迁，释放低能光子（如可见光、紫外线），与核反应无直接关联。核聚变反应释放的光子主要来源于核反应本身，而非氢原子能级跃迁。故C错误；
D．要使核聚变发生，原子核必须首先接近到约以内，强核力才能主导结合过程。原子核带正电，根据库仑定律，它们之间的斥力随距离减小而急剧增大，这要求原子核需要足够的动能才能克服库仑斥力作用。因此，核聚变反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能有效发生，故D正确；
故选D。