新高考物理二轮复习一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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A．激光能量为12.09eV，光电管逸出功为1.80eV
B．a光遏止电压为0.49V，c光遏止电压为10.69V
C．a、b、c光子动量大小关系为
D．a、b、c三种光用同一个单缝装置进行衍射实验，中央亮条纹宽度c光最宽
【答案】B
【详解】A．激发态氢原子受激跃迁产生3种光线，根据，得
根据
激光能量
根据光电流Ⅰ与光电管两端电压U的关系，c光能量
同理a光能量
b光能量
根据光电效应方程及动能定理，有
得
A错误；
B．a光遏止电压
得
c光遏止电压
得
B正确；
C．由，得
由，得
由，得
C错误；
D．单缝衍射时，波长越长中央亮条纹越宽，因a波长最大，则中央亮条纹宽度a光最宽，D错误。
故选B。
2．（2025·河北秦皇岛·一模）研究光电效应规律的电路图如图甲所示，某同学分别用a、b、c三束单色光照射光电管得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示。已知a、c两条图线与横轴的交点重合。下列说法正确的是（ ）
A．用a光照射时，逸出光电子的最大初动能最大
B．该光电管用a光、b光照射时截止频率不同
C．用c光照射时，将滑片向左端移动，不影响光电子的最大初动能
D．若a光照射某金属发生光电效应，则b光照射该金属也一定发生光电效应
【答案】CD
【详解】A．根据爱因斯坦光电效应方程可得
由图乙可知，b光照射时对应的遏止电压最大，所以用b光照射时，逸出光电子的最大初动能最大，故A错误；
B．截止频率只由光电管（金属）自身决定，所以该光电管用a光、b光照射时截止频率相同，故B错误；
C．用c光照射时，将滑片向左端移动，即电压减小，可以发生光电效应，由于入射光的频率不变，逸出功不变，则光电子的最大初动能不变，故C正确；
D．由于b光照射时对应的遏止电压大于a光照射时对应的遏止电压，则b光的频率大于a光的频率，若a光照射某金属发生光电效应，则b光照射该金属一定发生光电效应，故D正确。
故选CD。
3．（2025·北京延庆·一模）用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌板和银板，都能产生光电效应。在以上两次实验中，对于下列四个物理量的说法正确的是（ ）
A．光子的能量一定相同
B．光电子的逸出功一定相同
C．光电子的动能一定相同
D．光电子的最大动能一定相同
【答案】A
【详解】A．同一束单色光光子的能量一定相同，选项A正确；
B．锌板和银板是不同金属，光电子的逸出功不相同，选项B错误；
C．光电子的动能都在零与最大初动能之间，则动能不一定相同，选项C错误；
D．根据光电效应方程
因逸出功不同，则光电子的最大动能不相同，选项D错误。
故选A。
4．（2025·河北·一模）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。Hα和Hβ分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，如图所示，用Hβ对应的光照射某种金属表面，恰好能使该金属发生光电效应。下列说法正确的是（ ）
A．Hα对应的光子能量为2.55eV
B．用Hα对应的光照射该金属表面也能发生光电效应
C．若照射光的频率大于Hβ对应的光的频率，则该金属的逸出功增大
D．若照射光的频率大于Hβ对应的光的频率，则逸出的光电子的最大初动能增大
【答案】D
【详解】A．根据能级跃迁公式，对α谱线，Hα对应的光子能量为
故A错误；
B．根据能级跃迁公式，对β谱线，Hβ对应的光子能量为
根据
可知Hα的频率小于Hβ的频率， Hβ照射某金属时恰好发生光电效应，则Hα照射该金属时不能发生光电效应，故B错误；
CD．根据光电效应方程知
若照射光的频率大于Hβ对应的光的频率，则光电子的最大初动能增大，逸出功的大小与入射光频率无关，由金属本身决定，故C错误，D正确。
故选D。
5．（2025·山东潍坊·一模）在光电效应实验中，用波长为和的光分别照射同一光电管，均发生了光电效应，所逸出的光电子的最大初动能分别为、，遏止电压分别为、，已知，则（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】AB．根据光电效应方程
由于同一光电管的逸出功 相同，最大初动能，则有
A错误，B正确；
CD．根据，可知
CD错误。
故选B。
6．（2025·河北保定·一模）某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为。已知该金属的逸出功为，普朗克常量为h，真空中的光速为c，则该单色光光子的动量p为（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】根据爱因斯坦的光电效应方程可得
波长公式
则光子的动量
故选A。
7．（2025·辽宁葫芦岛·一模）2024年5月19日，我国最大的海上光伏项目——中核田湾200万千瓦滩涂光伏示范项目在江苏连云港正式开工建设。光伏发电的主要原理是光电效应，即在光的照射下物体表面能发射出电子的现象。实验发现，至少需要用波长为的蓝光照射金属锌能发生光电效应，而红光照射时不能使锌发生光电效应，这是因为（ ）
A．红光的频率小于金属锌的截止频率B．红光光子能量大于蓝光光子能量
C．红光照射的时间不够长D．用紫光照射该金属锌一定能发生光电效应
【答案】AD
【详解】A．因为红光不能引起光电效应，说明其频率低于锌的截止频率，故A正确；
B．蓝光可以引起光电效应，说明蓝光的频率高于或等于截止频率，则蓝光频率高于红光频率，因此红光光子能量小于蓝光光子能量，故B错误；
C．光电效应的发生与照射时间无关，只要频率足够，光电效应会立即发生；如果频率不足，再长的照射时间也无法产生光电效应，故C错误；
D．紫光的波长比蓝光更短，频率更高，如果蓝光已经可以引起光电效应，紫光也一定能，故D正确。
故选AD。
8．（2025·江西鹰潭·一模）彩虹是自然界中人们常见的一种光学现象，如图，一细束太阳光从P点射入球形水滴后，出射光线中含有M、N两条光线。下列说法正确的是（ ）
A．M光在水滴中的传播速度比N光小
B．M光光子的能量比N光光子的能量小
C．若M光能使某金属产生光电效应，则N光也一定能使该金属产生光电效应
D．用同一装置做双缝干涉实验，M光相邻干涉亮条纹间距比N光的大
【答案】A
【详解】A．光从P点射入时M光的折射角比N光的小，根据可知，M光的折射率大于N光的折射率，根据可知，M光在水滴中的传播速度比N光小，故A正确；
B．M光的折射率大于N光的折射率，M光的频率大，根据可知，M光光子的能量大于N光光子的能量，故B错误；
C．M光的频率大，则M光能使某金属产生光电效应，N光不一定能使该金属产生光电效应，可能N光频率小于极限频率，故C错误；
D．由
可知M光的波长小于N光的波长，用同一装置做双缝干涉实验时，根据
可知M光相邻干涉亮条纹间距比N光的小，故D错误。
故选A。
9．（2025·广东·一模）如图是通过光电效应实现信号传输控制的设备——光继电器．LED发出波长为的光，光电管阴极K被照射后恰能发生光电效应，从而引起信号接收电路产生电流，实现对外部电路的控制。已知普朗克常量为h，真空中的光速为c，则（ ）
A．阴极K的逸出功小于B．阴极K的截止频率为
C．逸出光电子的最大初动能为D．信号接收电路中电源的a端是正极
【答案】B
【详解】AB．因波长为的光照射在光电管阴极K后恰能发生光电效应，可知阴极K的逸出功等于
阴极K的截止频率为
选项A错误，B正确；
C．因为恰能发生光电效应，可知逸出光电子的最大初动能为零，选项C错误；
D．逸出的电子被加速，可知信号接收电路中电源的a端是负极，选项D错误。
故选B。
10．（2025·河北秦皇岛·一模）在研究光电效应现象时，某同学设计了如图所示的电路，第一次用波长为λ的光a照射，调节P的位置，当电压表的示数为U时，电流表的示数刚好为零；第二次改用波长为的光b照射，调节P的位置，当电压表的示数为时，电流表的示数刚好为零。已知普朗克常量为h，光在真空中的速率为c，则阴极材料的逸出功为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】根据题意，由光电效应方程有，
解得
故选C。
11．（2025·山东淄博·一模）2025年2月8日，我国大科学装置——江门中微子实验开始液体闪烁体灌注。利用光电倍增管探测中微子被液体“俘获”时产生的闪烁光，并将光信号转换为电信号输出。如图为光电倍增管的原理图，在阴极、各倍增电极和阳极间加上电压，使阴极、各倍增电极到阳极的电势依次升高。当频率为的入射光照射到阴极上时，从上有光电子逸出，光电子的最大初速率为，阴极和第一倍增极间的加速电压为，电子加速后以较大的动能撞击到电极上，从上激发出更多电子，之后激发的电子数逐级倍增，最后阳极收集到数倍于阴极的电子数。已知电子电荷量为，质量为，普朗克常量为。下列说法正确的是（ ）
A．该光电倍增管适用于各种频率的光
B．仅增大该入射光光强不影响阳极单位时间内收集到的电子数
C．阴极材料的逸出功为
D．光电子到达第一倍增极的最大动能为
【答案】CD
【详解】A．该光电倍增管仅适用于能够使阴极K发生光电效应的光，故A错误；
B．仅增大该入射光的强度，则从阴极K发射的光电子增多，所以最后从阳极A释放的电子数也会增多，故B错误；
C．根据爱因斯坦光电效应方程可得
解得阴极材料的逸出功为
故C正确；
D．光电子到达第一倍增极D1的过程，根据动能定理有
可得光电子到达第一倍增极D1的最大动能为
故D正确。
故选CD。
12．（2025·山西吕梁·一模）X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器，用某一频率的X光照射某种金属表面逸出了光电子，若增加此X光的频率，则（ ）
A．该金属逸出功增大B．X光的光子能量不变
C．逸出的光电子最大初动能增大D．单位时间逸出的光电子数增多
【答案】C
【详解】A．金属的逸出功是金属的自身固有属性，仅与金属自身有关，增加此X光的频率，该金属逸出功不变，故A错误；
B．根据光子能量公式可知，增加此X光的频率，X光的光子能量增大，故B错误；
C．根据爱因斯坦光电方程
可知逸出的光电子最大初动能增大，故C正确；
D．增加此X光的频率，单位时间照射到金属表面的光子不变，则单位时间逸出的光电子数不变，故D错误。
故选C。
13．（2025·辽宁·一模）如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，用这两束单色光a、b分别照射同一光电管，下列说法正确的是（ ）
A．若a光恰能发生光电效应，则b光一定不能发生光电效应
B．若b光恰能发生光电效应，则a光不一定能发生光电效应
C．若a、b光都能发生光电效应，则a光的饱和光电流一定小于b光的饱和光电流
D．若a、b光都能发生光电效应，则a光的遏止电压较低
【答案】D
【详解】AB．根据折射定律
光从空气斜射向三棱镜时，入射角相同，a光对应的折射角较大，则a光的折射率较小，即
故a光的频率较小，若a光恰能发生光电效应，则b光一定能发生光电效应，若b光恰能发生光电效应，则a光一定不能发生光电效应，故AB错误；
C．饱和光电流大小与光的频率无关，只与入射光强度有关，故C错误；
D．a光频率较小，根据
可知a光光子能量较小，则a光束照射时，逸出光电子的最大初动能较小，根据
可知，a光的遏止电压低，故D正确。
故选D。
14．（2025·广东深圳·一模）2024年2月，复旦大学的研究团队成功研发了新型钙基电池，其特点是成本低、更环保。图甲是研究光电效应的电路图，光电管阴极为钙金属，逸出功为，图乙是氢原子的能级图。若用大量处于能级的氢原子发光照射阴极，下列跃迁过程不能发生光电效应现象的是（ ）
A．从跃迁到
B．从跃迁到
C．从跃迁到
D．从跃迁到
【答案】B
【详解】由可知，从能级跃迁到能级发出的光子的能量为0.66eV，小于金属钙的逸出功，所以不能使金属钙发生光电效应。
故选B。
15．（2025·江苏·一模）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。当紫外光照射该材料时，只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝，在与缝相距为L的观测屏上形成干涉条纹，测得条纹间距为∆x。已知电子质量为m，普朗克常量为h，光速为c，求：
(1)电子的动能？
(2)光子的动量？
【答案】(1)
(2)
【详解】（1）根据条纹间距公式
可得
根据
可得
根据动能和动量的关系
可得
（2）光子的能量
光子的动量
光子的能量
联立可得
则光子的动量
原子结构
16．（2025·北京东城·一模）如图甲为氢原子光谱示意图，图乙为氢原子部分能级示意图。图甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从能级向能级跃迁时产生的。已知可见光的光子能量范围为。下列说法正确的是（ ）
A．对应的光子能量比对应的光子能量大
B．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的
C．若氢原子从能级向能级跃迁，则辐射出的光属于红外线
D．若氢原子从能级向能级跃迁，则需要吸收10.2eV的能量
【答案】C
【详解】A．谱线的波长最长，频率最小，能量最小，故对应的光子能量比对应的光子能量大，A错误；
B．由图可知，四条谱线中谱线的波长最短，频率最大，而氢原子从高能级向能级跃迁产生的光子中，从能级向能级跃迁时产生的光子能量最小，其波长最长，频率最小，B错误；
C．氢原子从能级向能级跃迁时发出的光子的能量为
此能量小于可见光的能量范围，故此光属于红外线，C正确；
D．若氢原子从能级向能级跃迁，释放出能量为10.2eV的光子，D错误。
故选C。
17．（2025·北京房山·一模）氢原子的能级图如图所示，和是氢原子在能级跃迁过程中产生的光子。下列说法正确的是（ ）
A．光子的频率比光子的频率低
B．处于n=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量
C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，对应的电子的轨道变小，电子的动能变小
D．处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
【答案】B
【详解】A．根据能级跃迁规律可知，光子的能量较大，频率较大，故A错误；
B．处于n=3能级的氢原子电离至少需要吸收的能量为 eV=1.51eV
故B正确；
C．根据波尔理论可知，氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，对应的电子的轨道变小，电子的动能变大，故C错误；
D．处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁过程中最多可辐射出种频率的光子，故D错误；
故选B。
18．（2025·江苏南京·一模）如图甲为氢原子光谱，图乙为氢原子部分能级图。图甲中的Hα、Hβ、Hγ、Hδ属于巴尔末系，都是氢原子从高能级向n=2能级跃迁时产生的谱线。下列说法中正确的是（ ）
A．Hβ对应的光子能量比Hγ的大
B．Hβ对应的光子动量比Hγ的大
C．Hδ是氢原子从n=3向n=2能级跃迁时产生的
D．氢原子从高能级向n=1能级跃迁时产生的谱线均在Hδ的左侧
【答案】D
【详解】AB．Hβ对应的光子波长比Hγ的大，则频率低，动量小，，能量小，故AB错误；
C．由图可知，四条谱线中Hδ谱线的波长最短，频率最大，而氢原子从高能级向n=2能级跃迁产生的光子中，从n=3能级向n=2能级跃迁时产生的光子能量最小，其波长最长，频率最小，故C错误；
D．氢原子从高能级向n=1能级跃迁时产生的光子能量均大于Hδ，则波长均小于Hδ，谱线均在Hδ的左侧，故D正确。
故选D。
19．（2025·北京丰台·一模）下列说法正确的是（ ）
A．汤姆孙的“枣糕模型”无法解释α粒子散射实验现象
B．环境温度增加，的半衰期变长
C．氢原子从基态跃迁到激发态放出光子
D．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
【答案】A
【详解】A．汤姆孙的“枣糕模型”无法解释α粒子散射实验现象，卢瑟福依据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构，故A正确；
B．半衰期与温度无关，故B错误；
C．氢原子从基态跃迁到激发态吸收能量，故C错误；
D．根据光电效应方程
可知发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率不成正比，故D错误；
故选A。
20．（2025·天津南开·一模）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（ ）
A．图甲中铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少四个中子
B．图乙中氘核和氚核核聚变成氦核并放出一个中子，核反应前后质量守恒
C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出3种不同频率的光
D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的I-U关系图，则a光频率最高
【答案】C
【详解】A．铀238核发生α衰变后的产物钍234核，该核反应方程为
铀238核中子数为
钍234核中子数为
可知铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少2个中子，故A错误；
B．氘核和氚核聚变成氦核并放出一个中子，核聚变过程中会释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知 ，该反应存在质量亏损，反应前后质量并不守恒，故B错误；
C．一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出种不同频率的光，故C正确；
D．根据光电效应方程
图丁可知c光遏止电压最大，则c光频率最高，故D错误。
故选C。
21．（2025·江苏·一模）如图所示为玻尔的氢原子电子轨道示意图。一群处于n＝4能级的原子向低能级跃迁，下列说法中正确的是（ ）
A．一共能产生3种不同的光子
B．一共能产生4种不同的光子
C．其中从能级n＝4跃迁到n＝1产生的光子动量最小
D．其中从能级n＝4跃迁到n＝1产生的光子能量最大
【答案】D
【详解】AB．一群处于n＝4能级的原子向低能级跃迁，一共能产生6种不同的光子，AB错误；
CD．光子能量与氢原子能级差成正比，由氢原子的能级公式可知，从能级n＝4跃迁到n＝1产生的光子能量最大，因而辐射光子的能量（频率）也最大，对应的波长最小，根据，因此从能级n＝4跃迁到n＝1产生的光子的动量也最大，故 C 错误，D 正确。
故选 D。
22．（2025·山西忻州·一模）氢气分布在整个宇宙空间，可以帮助绘制星系图，“21厘米线”就是用来做这个的。21厘米线，又被称为氢线，是指中性氢原子因为能级变化而产生的波长为对应的电磁波谱线。已知氢原子的能级图如图所示，且氢原子从跃迁到辐射的电磁波波长为，是可见光中的红色光。则“21厘米线”可能（ ）
A．是跃迁到辐射的
B．是跃迁到辐射的
C．属于微波
D．属于紫外线
【答案】C
【详解】AB．根据题意，由公式
氢原子从跃迁到辐射的电磁波波长为，可得跃迁到辐射的电磁波波长约为，跃迁到辐射的电磁波波长约为，故AB错误；
CD．由电磁波谱可知，“21厘米线”属于电磁波谱线中的微波，故C正确，D错误。
故选C。
23．（2025·山东烟台·一模）如图为氢原子能级图，一群处于基态的氢原子吸收某种频率的光子后，跃迁到同一激发态上，再向低能级跃迁时可以辐射6种不同频率的光子。下列说法正确的是（ ）
A．辐射光中频率最大的光子能量为12.09eVB．辐射光中波长最短的光子能量为0.31eV
C．辐射光中波长最长的光子能量为0.66eVD．处于基态的氢原子吸收光子的能量为13.06eV
【答案】C
【详解】AB．原子从激发态向低能级跃迁时可以辐射6种不同频率的光子，可知原子处于n=4的激发态。辐射光中频率最大的对应于从4→1的跃迁，光子能量为（-0.85eV）-（-13.6eV）=12.75eV，则辐射光中波长最短的光子能量为12.75eV，选项AB错误；
C．辐射光中波长最长的光子对应从4→3的跃迁，辐射的光子的能量为（-0.85eV）-（-1.51eV）=0.66eV，选项C正确；
D．处于基态的氢原子吸收光子的能量为（-0.85eV）-（-13.6eV）=12.75eV ，选项D错误。
故选C。
24．（2025·天津宁河·一模）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波段光谱扫描成像。和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线（如图所示），则（ ）
A．的频率比的大
B．若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应
C．分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显
D．分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大
【答案】CD
【详解】A．和的能量分别是，
根据可知，的频率小于的频率，故A错误；
B．由上面的分析可知，的频率小于的频率，所以若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时不一定发生光电效应，故B错误；
C．根据可知，的波长大于的波长，根据发生明显衍射的条件可知，分别用和照射同一个狭缝装置时，的衍射现象更明显，故C正确；
D．因为的波长大于的波长，根据干涉条纹间距公式可知，分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的相邻条纹间距更大，故D正确。
故选CD。
25．（2025·福建泉州·一模）我国首颗探日卫星“羲和号”获得太阳多种谱线，研究发现，太阳谱线包含氢原子光谱。氢原子能级如图，现有大量氢原子从能级自发向低能级跃迁。已知金属锡的逸出功为4.42eV。则大量氢原子（ ）
A．从向能级跃迁发出光的频率最大
B．从向能级跃迁发出光的频率最小
C．从向能级跃迁发出的光，能使锡发生光电效应
D．从向能级跃迁发出的光，不能使锡发生光电效应
【答案】AD
【详解】AB． 根据氢原子的能级图，由
可知 到 的能级差最大，对应光子的能量最大为12.75 eV，因此其频率也最大，故A正确，B错误。
CD．从向能级跃迁发出的光子的能量为2.55eV，小于锡的逸出功4.42eV，所以从向能级跃迁发出的光，不能使锡发生光电效应，故C错误，D正确。
故选AD。
26．（2025·黑龙江·一模）光刻机是推动芯片科技发展的核心设备，某款光刻机光源的原子能级图如图所示，可提供能量为56.9eV的极紫外线，极紫外线的频率比紫色光更高。对于该极紫外线，下列说法错误的是（ ）
A．一定是处在n=4能级上的原子向n=5能级跃迁时产生的
B．一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的
C．极紫外线的波长比紫色光更长
D．对于同一金属，极紫外线比紫色光更容易发生光电效应
【答案】AC
【详解】AB．根据波尔理论可知，原子从高能级向低能级跃迁时辐射一定频率的光子，光子的能量由两级能量差决定，光刻机光源的原子可以提供能量为56.9eV的极紫外线，说明极紫外线一定是处在n=5能级上的原子向n=4能级跃迁时产生的，A错误，符合题意；B正确，不符题意；
C．由于极紫外线的频率比紫色光更高，根据波速、波长、频率的关系可知，极紫外线的波长比紫色光更短，C错误，符合题意；
D．由于极紫外线的频率比紫色光更高，根据光电效应理论可知，对于同一金属，极紫外线比紫色光更容易发生光电效应，D正确，不符题意。
故选AC。
27．（2025·安徽·一模）2025年1月20日，在合肥科学岛，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置实现了千秒亿度高约束模式运行，表明我国在磁约束高温等离子体物理与工程技术研究方面走到了世界前列。下列关于原子核研究的说法正确的是（ ）
A．汤姆孙发现电子后，提出了原子的核式结构模型
B．卢瑟福通过粒子散射实验，发现原子核内存在中子
C．原子核的电荷数就是其核子数
D．是原子核人工转变的核反应方程
【答案】D
【详解】A．卢瑟福提出了原子核式模型，故 A错误；
B．查德威克在做粒子轰击物的实验中发现了中子，故B错误；
C．原子核的电荷数就是核内的质子数，核子数等于中子数和质子数之和，故C错误；
D．是原子核人工转变的核反应方程，选项D正确。
故选D。
28．（2025·广西·一模）随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识。下列说法正确的是（ ）
A．原子核辐射光子后回到低能级时，其动能变大
B．粒子散射现象说明原子核具有复杂结构
C．在原子核中，比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
D．光电效应现象中逸出的电子是原子核内中子转变成质子时产生的
【答案】A
【详解】A．原子核辐射光子后回到低能级时，根据
解得
可知，电子的动能变大，故A正确；
B．粒子散射现象说明原子具有复杂结构，原子能够再分，故B错误；
C．在原子核中，比结合能越小表明原子核越不稳定，即表示原子核中的核子结合得越不牢固，故C错误；
D．光电效应现象中逸出的电子是核外电子吸收光子能量后脱离原子核束缚产生的，故D错误。
故选A。
29．（2025·新疆·一模）2024年10月11日凌晨，新疆北部出现了极光。太阳风中的高能带电粒子与大气层发生撞击，撞击过程的部分能量被大气原子与分子的核外电子吸收，电子被激发至高能级。电子从高能级向低能级跃迁时，形成不同颜色的极光，红色与绿色极光往往来自氧原子。下列说法中正确的是（ ）
A．红色极光的波长小于绿色极光的波长
B．红色极光光子的能量大于绿色极光光子的能量
C．玻尔原子理论可以完美解释氧原子的发光现象
D．形成的绿色极光与红色极光相比，跃迁的能级差更大
【答案】D
【详解】AB．红色极光的波长大于绿色极光的波长，红色极光的频率小于绿色极光的频率，根据可知，红色极光光子的能量小于绿色极光光子的能量，故AB错误；
C．玻尔原子理论可以完美解释氢原子的发光现象，其他元素的跃迁都不能解释，故C错误；
D．玻尔原子理论能级跃迁规律
由于绿光极光的能量较大，则形成的绿色极光与红色极光相比，跃迁的能级差更大，故D正确；
故选D。
30．（2025·江西·一模）如图所示为氢原子的能级图，一群处于基态的氢原子吸收某种频率的光子后，跃迁到同一激发态上，处在激发态的氢原子不稳定，向低能级跃迁，可辐射多种频率的光子，其中能量最小的光子能量为0.31eV，则氢原子处在基态时吸收的光子能量为（ ）
A．13.6eVB．13.06eVC．12.75eVD．12.09eV
【答案】B
【详解】根据能级图判断，能量最小的光子是从n=5向n=4跃迁辐射的，因此氢原子处在基态时吸收的光子的能量为
故选B。
原子核
31．（2025·北京西城·一模）氘核和氚核发生核反应的方程为，下列说法正确的是（ ）
A．X是电子
B．X是质子
C．该反应是核聚变
D．该反应是核裂变
【答案】C
【详解】AB．根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为1，电荷数为0，则X是中子，故AB错误；
CD．该反应为两个轻原子核聚变为一个重原子核，为核聚变反应，故C正确，D错误。
故选C。
32．（2025·吉林通化·一模）某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q。其方程为，并假设释放的能量全都转化为新核Y和Z的动能，其中Z的速度为v，以下结论正确的是（ ）
A．Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍
B．Y原子核的速度大小为
C．Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量大（为光速）
D．中核核电站产生的核能与该核反应属于同种类型
【答案】A
【详解】A．由动量守恒定律得
根据
可得
即Y原子核的动能是Z原子核的动能的倍，故A正确；
B．由动量守恒定律得
可知Y原子核的速度大小为
故B错误；
C．因反应放出核能，可知该反应有质量亏损，则Y原子核和Z原子核的质量之和比X原子核的质量小（为光速）
故C错误；
D．中核核电站产生的核能是重核裂变反应，用中子轰击铀核产生链式反应，与该核反应不属于同种类型，故D错误。
故选A。
33．（2025·河北秦皇岛·一模）能自发地发生衰变，半衰期为5730年，其衰变方程为。若测得一具古生物遗骸中含量只有现今活体中的12.5%，下列说法正确的是（ ）
A．温度越高，发生衰变的半衰期越短
B．的比结合能比的比结合能大
C．衰变为的过程是衰变
D．该古生物遗骸距今大约有17190年
【答案】D
【详解】A．半衰期是由原子核的内部因素决定的，与外界环境的温度无关，故A错误；
B．核反应是朝着比结合能大的方向进行的，所以的比结合能比的比结合能小，故B错误；
C．根据质量数守恒可得A的质量数为0，根据电荷数守恒可得A的电荷数为，所以A是电子，则此衰变为衰变，故C错误；
D．设古生物遗骸中含量为m，则现剩余的是，根据
可得年，故D正确。
故选D。
34．（2025·天津·一模）下列说法正确的是（ ）
A．观察者与波源互相靠近时接收到波的频率与波源频率不同
B．核反应方程，X表示的是中子
C．根据天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构
D．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
【答案】A
【详解】A．根据多普勒效应可知，观察者与波源互相靠近时接收到波的频率比波源频率大，故A正确；
B．根据反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒可知，核反应方程，X表示的是质子，故B错误；
C．根据粒子散射实验现象，卢瑟福提出了原子的核式结构，故C错误；
D．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒，由于衰变过程释放能量，存在质量亏损，故D错误。
故选A。
35．（2025·北京大兴·一模）关于天然放射现象，下列说法正确的是（）
A．原子核发生衰变时，质量数不守恒
B．天然发射现象说明了原子核是有内部结构的
C．在α、β、γ三种射线中，γ射线的电离本领最强
D．在α、β、γ三种射线中，β射线是由来自核外的高速电子组成的
【答案】B
【详解】A．原子核发生衰变时，质量数守恒，电荷数守恒，选项A错误；
B．天然发射现象说明了原子核是有内部结构的，B正确；
C．γ射线的电离本领最弱，穿透本领最强，C错误；
D．β射线是核内中子转化为质子时放出的，即来自核内的高速电子组成的，D错误。
故选B。
36．（2025·天津和平·一模）玉兔二号月球车是完成对月探索的重要工具。玉兔二号上装有核电池，核电池将核反应所释放的核能转换成电能，在漫长寒冷的月夜为玉兔二号提供能量，下列判断正确的是则（ ）
A．核反应方程中的X为中子
B．此反应属于核裂变反应
C．的比结合能小于的比结合能
D．月夜的寒冷导致该核反应速度变慢
【答案】C
【详解】AB．根据核反应质量数守恒和电荷数守恒，可知核反应方程中的X的质量数为4，电荷数为2，为粒子，此反应属于衰变，故AB错误；
C．衰变过程释放能量，比结合能增大，即的比结合能小于的比结合能，故C正确；
D． 半衰期只由原子核自身决定，与所处的物理环境无关，故D错误。
故选C。
37．（2025·广东广州·一模）太阳内部核反应产生的可随太阳风送达月球表面，使月壤中储量丰富。太阳内部核反应可表示为：①；②，则（ ）
A．X是质子B．X是中子
C．①是β衰变D．②是核聚变
【答案】D
【详解】ABC．根据核反应前后质量数、电荷数守恒可知，X的电荷数为1，质量数为0，故既不是质子，也不是中子，该反应没有放出β粒子，不是β衰变，故ABC错误；
D．反应②为核聚变反应，故D正确。
故选D。
38．（2025·广东深圳·一模）实验观察到，静止在匀强磁场中点的原子核发生某种衰变，衰变产生的新核与释放出的粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则（ ）
A．轨迹1是新核的B．轨迹2是新核的
C．磁场方向垂直纸面向里D．磁场方向垂直纸面向外
【答案】BC
【详解】AB．衰变后新核和粒子的运动方向相反，由洛仑兹力提供向心力可知，新核和粒子的电性相反，新核带正电荷，则粒子带负电荷，发生的是衰变，根据动量守恒新核和粒子的动量大小相等，方向相反，在磁场中运动时，洛仑兹力提供向心力
整理得
电子的电荷量小于新核的电荷量，所以其运动半径大于新核的运动半径，判断出轨迹2是新核的，A错误，B正确；
CD．根据电子的运动方向，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，C正确，D错误。
故选BC。
39．（2025·山东菏泽·一模）一静止的铀核发生衰变，衰变方程为下列说法正确的是（ ）
A．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
B．铀核的半衰期等于其发生一次α衰变所经历的时间
C．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
D．衰变后钍核更稳定，平均结合能更大，故该反应吸收热量
【答案】A
【详解】A．静止的铀核在衰变过程中动量守恒，由于系统的总动量为零，因此衰变后产生的钍核和粒子的动量等大反向，A正确；
B．半衰期是有半数铀核衰变所用的时间，并等于铀核发生一次衰变所用的时间，B错误；
CD．衰变后钍核更稳定，平均结合能更大，但由于衰变过程释放能量，根据爱因斯坦质能方程
可知，衰变过程有质量亏损，CD错误。
故选A。
40．（2025·山东济南·一模）人工核反应合成的锎具有放射性，可衰变为锔，半衰期为2.6年。下列说法正确的是（ ）
A．升高温度，锎252半衰期会变短
B．锎252衰变为锔248的过程中产生β粒子
C．100个锎252经过5.2年后，还剩25个锎252没有发生衰变
D．锎252衰变为锔248的实质是两个中子和两个质子结合成一个氦核
【答案】D
【详解】A．半衰期半衰期不受温度等物理性质和化学性质的影响，故A错误；
B．根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒可知，锎252衰变为锔248的过程中产生粒子，故B错误；
C．半衰期满足统计规律，少数锎252经过5.2年后，无法知道还剩多少未衰变，故C错误；
D．锎252比锔248多四个核子，是由于锎252衰变为锔248的实质是两个中子和两个质子结合成一个氦核，故D正确。
故选D。
41．（2025·北京石景山·一模）2025年1月20日，我国“人造太阳”核聚变实验装置（EAST）首次完成1亿摄氏度一千秒“高质量燃烧”，创造了新的世界纪录。下列方程属于核聚变反应的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】B．核聚变是指两个或多个轻核合并成一个较重的核的过程，释放出大量能量。氘和氚发生反应生成氦和中子，符合核聚变的定义，故B正确；
A．核反应方程为人工转变，故A错误；
C．核反应方程为衰变，故C错误；
D．核反应方程为裂变反应，故D错误。
故选B。
42．（2025·河南·一模）在追求清洁高效能源的道路上，科学家们正致力于开发一种新型钻石电池，利用人造钻石安全包裹一定量放射性同位素碳，利用的β衰变来产生电能，下列说法正确的是（ ）
A．改变环境温度不会使的半衰期变长
B．的比结合能大于衰变产物的比结合能
C．的衰变产物为
D．β衰变放出的电子来自碳原子的核外电子
【答案】A
【详解】A．外界条件不会引起半衰期发生变化，所以改变环境温度不会使的半衰期变长，故A正确；
B．衰变反应时释放能量，新核更稳定，新核的比结合能更大，所以的比结合能小于衰变产物的比结合能，故B错误；
C．根据电荷数守恒、质量数守恒，可得核反应方程为
故C错误；
D．衰变辐射出的粒子，来自于碳原子核内的中子转变成的质子时放出的电子，不是原子核外的电子，故D错误。
故选A。
43．（2025·北京朝阳·一模）元素（钋）发生衰变时的核反应方程为，该核反应过程中放出的能量为E。已知光在真空中的传播速度为c，的半衰期为138天。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应中发生了α衰变
B．该核反应中发生了β衰变
C．100个原子核经过138天，还剩50个原子核未衰变
D．该核反应过程中的质量亏损为
【答案】A
【详解】AB．由质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，为α粒子，则该核反应中发生了α衰变，选项A正确，B错误；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核衰变不适用，选项C错误；
D．根据E=∆mc2
可知该核反应过程中的质量亏损为
选项D错误。
故选A。
44．（2025·河北·一模）截至2024年8月，人类已发现了118种元素，其中原子序数大于92的元素都是人工合成的。第118号元素Og是人类合成的最重的元素，合成Og的核反应方程为。已知Og的半衰期为12ms，下列说法正确的是（ ）
A．X为正电子
B．Og294的中子数为176
C．的结合能大于的结合能
D．1ml的Og经过24ms后会全部发生衰变
【答案】B
【详解】A．核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒，故X的质量数为1、电荷数为0，可知X为中子，A项错误；
B．Og294的中子数
B项正确；
C．原子核的核子数越大，结合能越大，故的结合能小于的结合能，C项错误；
D．的Og经过24ms（两个半衰期）后会剩余未衰变，D项错误。
故选B。
45．（2025·云南昆明·一模）2024年9月18日，苏州大学研究团队在《自然》杂志上发布了辐光伏微型核电池的最新研究成果，该电池具有长寿命、高能量密度的优点，它主要是利用镅243（）发生α衰变释放能量，其半衰期为7370年。下列说法正确的是（ ）
A．镅243发生α衰变过程中质量守恒
B．镅243形成不同化合物时其半衰期不变
C．镅243发生α衰变生成的新核中有96个质子
D．100个镅243原子核经过14740年后还剩25个
【答案】B
【详解】A．镅243发生α衰变过程中，由于释放能量，存在质量亏损，所以质量不守恒，故A错误；
B．半衰期与化合形态无关，所以镅243形成不同化合物时其半衰期不变，故B正确；
C．根据质量数守恒、电荷数守恒可知衰变方程式为
生成的新核X中有93个质子，故C错误；
D．半衰期是统计规律，对少数粒子不适用，故D错误。
故选B。