專題18近代物理

目錄

01模擬基礎練......................................................2

題型一：光電交她..................................................2

題型二：原子結構、能級躍遷........................................7

題型三：核反應、核能.............................................14

02重難創新練.....................................................18

1/22

z

題型一：光電效應

1.（2025?廣西?模擬預測）光電傳感器如圖甲所示，若光線被物體阻擋，電流發生變化，工作電路立即報警。

光線發射器內大量處于〃=4能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射出的光中只有人6兩種可以使該光電管陰

極逸出光電子，圖乙為a,b光單獨照射光電管時產生的光電流/與光電管兩端電壓U的關系圖線。下列說

法正確的是（）

光

線

發

射

器

A.光線發射器最多能輻射出4種不同頻率的光

B.用同一裝置做雙縫干涉實驗，。光的條紋間距較小

C.光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能與入射的光的強度有關

D.若部分光線被遮擋，則放大器的電流將減小，從而引發報警

【答案】D

【詳解】A.光線發射器中處于片4能級的氫原子向低能級躍遷時，最多能輻射出6種不同頻率的光，故A

錯誤；

B.由題乙圖可知，。光的遏止電壓小于方光的遏止電壓。根據e。"％=加-%可知，Va<vb,。光的波長

大于6光的波長，故。光條紋間距較寬，B選項錯誤；

C.光電管中光電子飛出陰極時的最大初動能與入射的光的強度無關，C選項錯誤；

D.部分光線被遮擋，光子數量減少，光電子數量減小，光電流變小。因此，放大器的電流將減小，從而引

發報警，D選項正確。故選D。

2.（2024?浙江金華?一模）如圖甲為研究光電效應的實驗裝置，圖乙為入射光頻率〃與光電管A、K兩極電

勢差UM的圖像，已知電子電荷量為-e,已知直線N3的斜率的絕對值為后，且該直線對應的靈敏電流計的

2/22

讀數恰好均為o,直線平行于橫軸，8點坐標為（o,%）,。點坐標為（a,匕），下列說法正確的是（）

A.普朗克常量等于后

B.。點條件下形成的光電流一定比。點條件下形成的光電流大

C.滿足。點條件的光電子到達工極的最大動能為。巡+：（匕-%）

D.在光照強度相同的情況下，沿直線從/到。，靈敏電流計示數一定逐漸變大

【答案】C

【詳解】A.直線對應的電壓是在AK兩端加不同頻率光對應的遏制電壓，由動能定理和光電效應方程

有eU=Ek，紇—%解得eU=/zv-%變形得u=由題意有”左，解得力=號，%=%

nnnnk

故A錯誤；

B.由圖可知，。點和C點對應的電壓相同，。點對應的入射光頻率更大，但形成的光電流的大小還與入射

光的強度有關，由圖無法判斷兩種情況下的入射光強度，故。點條件下形成的光電流不一定比C點條件下

形成的光電流大，故B錯誤；

C.由光電效應方程和動能定理有滿足。點條件的光電子到達A極的最大動能為“=eU1+hvi-W0解得

E=U?+丁（匕—%）故C正確;

w/v

D.因為存在飽和電流，所以在光照強度相同的情況下，沿直線從N到。，即使加的電壓逐漸從反向電壓變

小到正向電壓變大，靈敏電流計示數不一定逐漸變大，故D錯誤。故選C。

3.（2024?四川?一模）如圖1,分別用°、6兩種材料作K極進行光電效應實驗研究，用頻率為口的入射光照

射K極，且保持入射光不變，則光電子到達A極時動能的最大值隨電壓。變化關系圖像如圖2所示，

且兩線平行，已知普朗克常量則下列說法正確的是（）

3/22

窗口

光束

圖1圖2

A.圖線或6斜率先是普朗克常量〃B.圖線或6斜率上是電子電量e

C.材料。的逸出功用=配+4D.材料0、6的逸出功之比為1:2

【答案】B

【詳解】AB.根據光電效應方程可得凡=加-%根據動能定理可得eU=4-Ek聯立可得4=eU+hv-匕

可知圖線a、6斜率先是電子電量e,故A錯誤，B正確；

CD.根據設材料。、6的逸出功分別為%、%,根據圖2可知其＞=加一％,2E0=hv-%

hv—Ehv—E]

可得叫=尿一￡°,名=尿-2耳則材料服6的逸出功之比為城-~/故CD錯誤。故

W2hv-2E。2hv-2￡02

選Bo

4.（2024?湖南?模擬預測）瑞瑞在一節大學物理實驗課上用光源發出的光照射光電管來測量光電流與所加電

4/22

【詳解】波長越小，光的頻率約高，由光電效應方程可得乙=加-甲=-—少當光的頻率大于光電管的截

A

至頻率，頻率越大，激發的光電子初動能越大。光源L的光譜中波長500nm?800nm的波占多數，產生的

初動能較小的光電子，則反向電壓較小時，電流會出現突然衰減。故選A。

5.（2024?江西?一模）如圖1所示是一款光電煙霧探測器的原理圖。當有煙霧進入時，來自光源S的光被煙

霧散射后進入光電管C,光射到光電管中的鈉表面時會產生光電流。如果產生的光電流大于10-8A,便會觸

發報警系統。金屬鈉的遏止電壓口隨入射光頻率v的變化規律如圖2所示，則（）

圖1

A.觸發報警系統時鈉表面每秒釋放出的光電子數最少是JV=6.25xlO10個

B.圖2中圖像斜率的物理意義為普朗克常量

C.要使該探測器正常工作，光源S發出的光波波長不能小于5.0x1o-m

D.通過調節光源發光強度的辦法來調整光電煙霧探測器的靈敏度是不可行的

【答案】A

Ne

【詳解】A.產生的光電流大于10-8A,便會觸發報警系統，即/=T解得N=6.25x1個故A正確;

B.根據愛因斯坦光電效應方程可得"4=凡=配-％所以4”結合圖線可得左=或故B錯誤;

eee

C.根據以上分析可知”=2.5所以％=4xlOT9j要使該探測器正常工作，光源S發出的光子能量應滿足

e

牝＞%即＞匕所以波長應滿足4V5.0x10-7m即波長不能大于5.0xl0-7m,故C錯誤；

D.光源發光強度是指單位時間照射到單位面積上的光子的總能量，若發光強度增大，則入射光子數增大,

發生光電效應產生的光電子數增多，形成的光電流較大，容易觸發報警系統，所以通過調節光源發光強度

的辦法來調整光電煙霧探測器的靈敏度是可行的，故D錯誤。故選A。

5/22

6.（2024?山西太原?二模）用大量氫原子發出的.、氏c三種光測試一新材料光電管，遏止電壓6與三種光

的頻率關系如圖所示，圖像斜率為后，截距為-d,電子帶電量的大小為e,下列說法正確的是（）

A.三種光子的動量p“＜Z＜Pc

B.由圖像可知，普朗克常量為勺

e

C.由圖像可知，金屬材料的逸出功為ed

D.若a、b、c是大量氫原子從能級”=3躍遷到低能級時發出的光，則人=%+乙

【答案】C

【詳解】A.由題圖可知三種光的頻率關系為：匕＞%＞匕根據。=3=竺可得兒＞為＞%,A錯誤；

ZC

BC.根據光電效應方程，有府=齦+4又有紇=也聯立可得&="_絲可知，圖中直線的斜率表示左=匕

eee

”=依當入射光的頻率為零時，4=-絲=-d解得金屬材料的逸出功％=ed故B錯誤，C正確；

e

D.若八b、c是大量氫原子從能級〃=3躍遷到低能級時發出的光，根據玻爾理論可得+人?整

444

理可得?=!+；故D錯誤；故選C。

4a4b4

7.（2024?江蘇?模擬預測）如圖甲所示，用某種單色光研究光電效應現象，改變K極的材料進行探究。則遏

止電壓4隨K極材料的逸出功少變化的關系圖像如圖乙所示，根據圖線的斜率和截距可以求得（）

A.光子的頻率B.光電子的電荷量

C.普朗克常量D.材料的截止頻率

6/22

【答案】B

【詳解】根據愛因斯坦的光電效應方程和動能定理可得eUc=Ekm=配-少變形可得Uc=-,少+"

ee

B.因4-少圖像的斜率的絕對值為~=k可解得光電子的電荷量為e=，故B正確；

ek

ACD.圖像的縱截距為位=b可解得光子的頻率和普朗克常量的乘積為hv=eb=^-故不能單獨求出光子的

ek

頻率和普朗克常量，而材料的截止頻率因條件不足而無法求出，故ACD錯誤。故選B。

8.（2024?遼寧丹東?模擬預測）圖像可以直觀地反映物理量之間的關系。如圖甲所示的是光電管中光電流與

A.甲圖中，。光的波長大于6光的波長

B.甲圖中，。光的波長可能等于。光的波長

C.乙圖中，金屬c的逸出功小于金屬1的逸出功

D.乙圖中，金屬c的逸出功可能等于金屬d的逸出功

【答案】C

【詳解】AB.由圖可知，。光的截止電壓大，根據逸出功表達式匕可知”光頻率大，。光波長

短，故AB錯誤；

CD.由光電效應方程可知紜=加-叫，能量守恒有見=里有%=和一.當頻率相等時，由于金屬c截止電

壓大，所以c的逸出功小，故C正確，D錯誤。故選C。

題型二：原子結構、能級躍遷

9.（2024?浙江紹興?一模）速度接近光速的電子在磁場中偏轉時，會沿圓弧軌道切線發出電磁輻射，這個現

象最初是在同步加速器上觀察到的，稱為“同步輻射”。同步輻射光具有光譜范圍寬（從遠紅外到X光波段,

波長范圍約為lO-m-lO-im,對應能量范圍約為10-eV?IO,eV）、光源亮度高等特點。已知金屬鈉的逸出

功％=2.29eV,可見光的光子能量范圍為1.63eV?3.11eV,氫原子能級圖如圖所示，已知普朗克常量

A=6.63xlO-34J-So下列說法正確的是（)

7/22

修V

〃EO/

8

54

4-O.5

.51

3-O,.8

-1,5

2-3.O

4

1---------------------13.6

A,能量為1.89eV的同步輻射光遇到線度約為10-8m的蛋白質分子時，能發生明顯衍射

B.能量為1.89eV的同步輻射光，其動量約為6.3xl(f9kg-m/s

C.能量為1.89eV的同步輻射光照射金屬鈉，可使金屬鈉發生光電效應

D.能量為12.09eV的同步輻射光照射基態氫原子，氫原子能級躍遷后不會發出可見光

【答案】A

【詳解】A.根據￡=加=〃?解得波長2=6.6x10-7m>10-8能發生明顯衍射，故A正確;

h

B.動量為p=：=1.0xl(T之，kgm/s故B錯誤；

A

C.能量為1.89eV的同步輻射光小于金屬鈉的逸出功，不能發生光電效應，故C錯誤；

D.能量為12.09eV的同步輻射光照射基態氫原子，躍遷到3能級，再向低能級躍遷時，從3能級到2能級，

釋放光子能量為A￡=-L51eV-(-3.40)eV=1.89eV在可見光范圍內，所以氫原子能級躍遷后可能發出可見光,

故D錯誤。故選A。

10.(2024?河北保定?三模)如圖所示為氫原子的能級圖，大量處于〃=4能級的氫原子向低能級躍遷共放出

左種不同頻率的光子，用這些光子一起照射某種金屬，其中只有Q、6兩種頻率的光子可以使該金屬發生光

電效應，。的頻率大于b的頻率，則下列說法正確的是()

nE/eV

4-------------------------0.85

3------------------------1.51

2------------------------3.40

I-----------------------13.60

A.k=4

B.該金屬的逸出功大于等于12.75eV

C.產生的光電子最大初動能大于等于12.09eV

8/22

D.a光子的動量比b光子的動量大

【答案】D

【詳解】A.大量處于〃=4能級的氫原子向低能級躍遷，則有后=4x（4T）=6故A錯誤;

2

B.由于只有a、6兩種頻率的光子可以使該金屬發生光電效應，。的頻率大于b的頻率，可知，a光為4能

級躍遷至1能級，6光為3能級躍遷至1能級，貝la光光子的能量紇=一0.856丫一（一13.66丫）=12.756丫6光光

子的能量用=451eV-（T3.6eV）=12.09eV由于0、6兩種頻率的光子可以使該金屬發生光電效應，則該金

屬的逸出功小于或等于12.09eV,故B錯誤；

C.結合上述可知，產生的光電子的最大初動能大于或等于12.75eV-12.09eV=0.66eV故C錯誤；

D.由于p=；=絲。的頻率大于6的頻率，則。光光子動量大于6光光子動量，故D正確。故選D。

Zc

11.（2023?江蘇南京?模擬預測）如圖甲所示為研究光電效應的電路,K極為金屬鈉（截止頻率為5.53X10MHZ,

逸出功為2.29eV）。圖乙為氫原子能級圖，氫原子光譜中有四種可見光，分別是從"=6、5、4、3能級躍遷

到〃=2能級產生的。下列說法正確的是（）

nE/eV

00-----------------------------------0

4--------------------------0.85

3--------------------------1.51

2--------------------------3.40

1---------------------------13.6

乙

A.氫原子光譜中有三種可見光能夠讓圖甲K極金屬發生光電效應

B.僅將P向右滑動，電流計示數一定變大

C.若圖甲入射光的頻率小于鈉的截止頻率，增大光照強度，也可以發生光電效應

D.將自感系數為30過1的電感線圈和電容為1.2pF電容器組成EC振蕩電路，用該電路產生的電磁波照

射K極，可以發生光電效應

【答案】A

【詳解】A.從能級〃=3躍遷至"=2產生的光的光子能量為1.89eV,小于逸出功，不能使K極金屬發生光

電效應；從能級"=4躍遷至〃=2產生的光的光子能量為2.55eV,大于逸出功，可以使K極金屬發生光電

效應；則從能級〃=6、〃=5躍遷至〃=2產生的光的光子能量均大于2.556丫，大于逸出功，能使K極金屬

發生光電效應；所以氫原子光譜中有三種可見光能夠讓圖甲K極金屬發生光電效應，故A正確；

9/22

B.若K極發射的光電子未全部被A極吸收時，則將P向右滑動時，AK兩極的電壓增大，有更多的光電子

被A極吸收，電流計示數增大；若K極發射的光電子已全部被A極吸收時，此時的電流已達到飽和電流，

則將P向右滑動時，電流計示數不變，故B錯誤；

C.若圖甲入射光的頻率小于鈉的截止頻率，增大光照強度，由于入射光的頻率不變，所以不可以發生光電

效應，故c錯誤;

D.回路中產生的電磁波的頻率為匕=點方

——/*2.65K107HZ<5.5x14z所以產

2W30xl0-6xl.2xl012

生的電磁波照射K極不能發生光電效應，故D錯誤。故選A。

12.（2024?山東?模擬預測）氫原子能級躍遷可以幫助我們更好地理解宇宙的結構，并從中得到很多有價值

的信息。大量氫原子處于"=4能級上，其能級圖如圖所示。下列關于這些氫原子能級躍遷過程中所發出的“、

6、c三種光的說法正確的是（）

￡/eV

—0

A.相同條件下，。光最容易發生明顯的衍射現象

B.c光光子的動量最大

C.用6光照射處于〃=4能級的氫原子，氫原子會發生電離

D.在真室中，c光的波長等于。、6兩光波長之和

【答案】C

【詳解】A.由能級圖可知，。光的頻率最高，6光的頻率最低，結合c=心可知。光波長最短，6光波長最

長，條件相同時，6光最容易發生明顯的衍射現象，故A錯誤；

B.結合光子動量可知，。光光子的動量最大，故B錯誤；

A

C.b光的光子能量為2.55eV>0.85eV故用。光照射處于〃=4能級的氫原子，氫原子會發生電離，故C正

確；

,ccc111

D.根據題意有人=一，4=一，々=一由圖可知匕=為+匕則有丁=7+7故D錯誤。故選C。

乜丫人匕444

13.（2024?陜西渭南?二模）為解決光信號長距離傳輸中的衰減問題，常常在光纖中摻入銀元素。如圖所示

10/22

的是銀離子的能級示意圖，標識為"⑶2的餌離子處在亞穩態，不會立即向下躍遷。如果用光子能量約為

2.03X10-19J的激光把處于基態能級共⑸2的銀離子激發到‘3/2能級，再通過“無輻射躍遷”躍遷到能級力3/2，

從而使該能級積聚的離子數遠超過處于基態的離子數。當光纖中傳輸某波長的光波時，能使處在亞穩態能

級的離子向基態躍遷，產生大量能量約為1.28x10-9J的光子，輸出的光便大大加強了，普朗克常量

A=6.63xl0-34J-s,c=3xl08m/so下列說法正確的是()

A.無輻射躍遷中一個銀離子放出的能量約為1.28xl(r2°J

B.這種光纖傳輸任何頻率的光信號衰減都能得到有效補償

C.大量處在43/2能級的鋰離子向下躍遷能產生4種頻率的光子

D.上述情景發生時，光纖中傳輸的光信號波長約為1.55國11

【答案】D

【詳解】A.由題可知，基態與亞穩態之間的能級差為A￡/=1.28xl0-i9j基態與七成能級之間的能級差為

19

A￡2=2.03X10-J則亞穩態與I。能級之間的能級差為A￡3=2.03xl0-i9j_L28xl0」9j=7.50xl0-2oj則在無輻射躍

遷中一個餌離子放出的能量約為7.50xl(y20j,故A錯誤；

B.由題意可知，這種光纖傳輸能量約為L28xlO」9j的光信號衰減才能得到有效補償，故B錯誤；

C.題目中涉及3個能級，根據C；=3可知處在叮皿能級的鋰離子即向下躍遷能產生3種頻率的光子，故C

錯誤；

D.在上述情景發生時，光纖中傳輸的光信號能量約為1.28xl0」9j,則波長約為

-348

1he6.63X10X3.0X10in_6.士分、匚施痂”c

A=——=-----------------m=1.55x10m=1.55pm故D正確。故選D。

E1.28x10"r

14.(2024?湖南長沙?三模)一群處于基態的氫原子，在大量電子的碰撞下躍遷至〃=4的能級，然后從〃=4

能級向低能級躍遷。如圖甲，氫原子從能級〃=4躍遷到能級"=2產生可見光I,從能級n=3躍遷到能級n=2

產生可見光n。圖乙是光I、光H對同種材料照射時產生的光電流與電壓圖線。已知普朗克常量〃，電子質量

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為明、電荷量為e,光在真空中的速度為c,下列說法正確的是（）

甲乙

A.使處于基態的氫原子躍遷至〃=4能級的電子動能紇=E&-E、

B.圖乙的圖線a對應光I

C.圖乙中的5、4滿足關系e（6-■）=&-&

he

D.使處于基態的氫原子躍遷至〃=4能級的電子德布羅意波長力<-―-

紇一耳

【答案】C

【詳解】A.由于氫原子只能吸收實物粒子的部分動能，所以使處于基態的氫原子躍遷至〃=4能級的電子

動能￡>,=￡,-耳故A錯誤；

B.根據eU。=穌=加-%,結合圖乙可知：圖線。對應的遏止電壓小于圖像6對應的遏止電壓，則圖線。對

應的光電子最大初動能小于圖線6對應的電子最大初動能，所以圖線6對應光I,故B錯誤；

C.根據圖線a對應光n,有eq=AVa-%=&-芻-%根據圖線6對應光I，有=4-4-匕

由于光I、光II照射同種材料，逸出功相同，所以e（6-5）=以-4故C正確；

D.根據德布羅意波長公式彳=，電子的質量為明,電子的動量為〃=機/=后瓦可知電子的德布羅意波

,hh

長為九二后ME_￡）故D錯誤。故選c。

15.（2024?黑龍江吉林?模擬預測）北斗二期導航系統的“心臟”是上海天文臺自主研發的星載氫原子鐘，它

是利用氫原子能級躍遷時輻射出來的電磁波去控制校準石英鐘的。如圖為氫原子能級圖，則下列說法正確

的是（）

12/22

nE/neV

oo--------------------------------------0

-0.54

1-0.85

3-1.51

2-----------------------3.40

1-----------------------13.6

A.氫原子從低能級向高能級躍遷時輻射光子

B.大量處于"=4能級的氫原子向低能級躍遷時，形成的線狀光譜總共有3條亮線

C.大量處于〃=4能級的氫原子輻射出來的光子中，波長最長的光子能量為0.66eV

D.用大量能量為3.6eV的光子持續照射處于基態的氫原子，可使其電離

【答案】C

【詳解】A.氫原子從低能級向高能級躍遷時需要吸收光子，故A錯誤；

B.大量處于〃=4能級的氫原子向低能級躍遷時，形成的線狀光譜總共有6條亮線，分別是4—3、4-2、

4->1、3-2、3-1、2-1能級之間躍遷產生的。故B錯誤；

C.大量處于"=4能級的氫原子輻射出來的光子中，波長最長的光子能量為4-3能級產生的，能量大小為

0.66eV?故C正確；

D.若想使處于基態的氫原子電離，光子的能量最小需要13.6eV,故D錯誤。

故選Co

16.（2024?河北邯鄲?模擬預測）如圖所示為氫原子的能級圖，已知可見光的光子能量范圍為1.62eV:3.11eV,

鋅的逸出功為3.34eV,下列說法正確的是（）

〃/EV

8o/eS

5o4

4一O

一.85

3一.5

141

23

一

1-13.6

A.氫原子由激發態躍遷到基態后，核外電子的動能減小，原子的電勢能增大

B.處于”=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離

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C.一個處于〃=4能級的氫原子向低能級躍遷時，最多發出6種不同頻率的光子

D.一群處于〃=4能級的氫原子向基態躍遷時，發出的光照射鋅板，鋅板表面所發出的光電子的最大初

動能為8.75eV

【答案】B

【詳解】A.氫原子由激發態躍遷到基態后，核外電子運動半徑變小，動能增大，克服庫侖力做功，原子的

電勢能減小，故A錯誤；

B.紫外線光子的最小能量為3.11eV,處于〃=3能級的氫原子的電離能為1.51eV,故處于〃=3能級的氫原

子可以吸收任意頻率的紫外線，并且使氫原子電離，故B正確；

C.一個處于力=4能級的氫原子向低能級躍遷時，可最多發出3種不同頻率的光子，故C錯誤；

D.氫原子從〃=4的能級向基態躍遷時發出的光子能量為E=(-0.85eV)-(-13.6eV)=12.75eV因鋅的逸出功

是3.34eV,鋅板表面所發出光電子最大初動能為￡揄=12.756丫-3.346丫=9.4卜丫故口錯誤。故選B。

題型三：核反應、核能

17.(2024?河北?模擬預測)2024年6月我國探月工程嫦娥六號搭載的氫氣測量儀主要探測月壤中氫222和

氨220同位素及其衰變產物。己知靜止的氫原子核常2Rn自發衰變為針原子核同時放出一個粒子x,且

氨的半衰期為3.8天，下列說法正確的是()

A.若該核反應在月球上進行，經過3.8天后剩余個數一定多于原來的一半

B.該核反應屬于月衰變

C.反應過程中釋放7射線和另一種射線，7射線穿透能力最強，另一種射線電離能力最強

D.反應前、后的質量守恒，電荷數也守恒

【答案】C

【詳解】A.半衰期是一種統計規律，半衰期的大小由原子核內部自身因素決定，與所處的物理環境和化學

狀態無關，故A錯誤；

B.核反應方程滿足質量數和電荷數守恒，所以X的質量數為222-218=4,電荷數為86-84=2,可知X

為氯原子核，所以該反應屬于夕衰變，故B錯誤；

C.4衰變同時伴隨7射線的產生，&射線與7射線相比，。射線電離能力最強，穿透能力最弱，7射線穿

透能力最強，電離能力最弱，故C正確；

D.核反應前后的電荷數和質量數都守恒，但質量有虧損，因為核反應過程伴隨有能量產生，虧損的質量以

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能量形式釋放，故D錯誤。

故選C。

18.（2025?陜西寶雞?一模）據新聞報道，我國科學家在江門地下700nl的實驗室捕捉到中微子v。中微子口

是最基本的粒子之一，它幾乎沒有質量且不帶電，民間戲稱為“幽靈粒子”。中微子口與水中的出發生核

反應的方程式為u+；H-%e+x,則x粒子為（）

A.；HB._：eC.；nD.（H

【答案】C

【詳解】根據質量數守恒和電荷數守恒可知x粒子的電荷數為0,質量數為1,即x粒子為：n。

故選C。

19.（2024?廣東韶關?模擬預測）社基熔鹽堆是第四代核能反應堆，具有更安全、更清潔的特點，該反應堆

以鉉232（$Th）為核燃料。再生層針232（$Th）俘獲一個中子后會變成鈕233（記叫，鈕233（記叫不穩定,

經過多次夕衰變轉化成易裂變鈾233（^u）。下列說法正確的是（）

A.錢232和鈾233的半衰期不相同

B.6衰變中的電子是來源于原子核外的電子

C.社232有90個中子，142個質子

D.鈾233的裂變方程可能為^U+^n^^Ba+^Kr+2'n

【答案】A

【詳解】A.不同原子核的半衰期不同，A正確；

B.。衰變釋放電子，來源于原子核，B錯誤；

C.牡的質子數為90,中子數為142,C錯誤；

D.裂變方程應滿足質子數和質量數守恒，該方程不滿足，D錯誤。

故選Ao

20.（2024?四川遂寧?模擬預測）與元素X作用后變成元素Y與;H,此反應放出的核能為％；；52c與元

素X作用后變成;6。。已知;4N、Y,：c、的比結合能分別為耳、與、芻、紇，下列說法正確的是（）

A.元素X是尸粒子

B.Y與;6。不是同位素

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C.X比結合能為17/一;。T4（

4

D.與X作用釋放核能為16旦-12當

【答案】C

【詳解】A"2c與元素X作用后變成;七的核反應方程為"+；xHo則X為He,即a粒子，故A錯誤;

B.與元素X作用的核反應方程為;4N+；Xf；Y+；H則;②丫是;7。，是;6。的同位素，故B錯誤；

C.設X的比結合能為￡,由能量守恒可得第一個核反應放出的核能4=17/-14g-4E解得

EJ7%一1T4&故c正確;

D.第二個核反應放出的核能為=16旦-124-4E綜合可得A￡=16&+17E2T44-12&-故D錯誤。

故選C。

21.（2024?陜西?模擬預測）核能是蘊藏在原子核內部的能量，合理利用核能，能有效緩解能源短缺問題。

2023年4月12日，中國有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）創造新的世界紀錄,

成功實現穩態高約束模式等離子體運行403秒，對提升核聚變發電具有重要意義。假設“人造太陽”的熱核反

應方程為4；Hf；He+2X、：H+；He-；He+Y,下列說法正確的是（）

A.核反應方程中的X為中子B.核反應方程中的Y為電子

C.核反應前后質量和電荷量均守恒D.；He的比結合能大于；H的比結合能

【答案】D

【詳解】AB.核反應中，電荷數和質量數守恒，所以核反應方程為4；Hf；He+2；e,；H+；He-；He+；H即方

程中的為正電子，Y為質子，故AB錯誤；

C.熱核反應放出能量，由質能方程可知，該反應過程中存在質量虧損，即該反應前后，質量不守恒，故C

錯誤：

D.原子的比結合能越大越穩定，生成物較穩定，比結合能較大，所以汨e的比結合能大于汨的比結合能，

故D正確。

故選D。

22.（2024?浙江?一模）考古中常利用14c的半衰期鑒定文物年份，1支的衰變方程為］C->I；N+Z+Y，其

衰變規律如圖所示，下列說法正確的是（）

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A.Z粒子是正電子

B.該反應是裂變反應，滿足質量數守恒

C.14N的比結合能大于14c的比結合能

D.100個14c經過5700年一定有50個發生了衰變

【答案】C

【詳解】A.根據衰變過程電荷數守恒和質量數守恒可知，Z粒子的電荷數為-1,質量數為0,所以Z粒子

是電子，故A錯誤；

B.該反應是。衰變反應，滿足質量數守恒，故B錯誤；

C.新核比反應核更穩定，則新核的比結合能大于反應核的比結合能，即的比結合能大于14c的比結合

能，故C正確；

D.半衰期是統計規律，只對大量的放射性原子核才成立，故D錯誤。

故選Co

23.（2024?福建漳州?一模）玉兔二號”巡視器的核電池中杯238的衰變方程為言Puf；/u+x,則（）

A.X為；HeB.雷.Pit的中子數為144

C.溫度升高，杯238半衰期變長D.衰變后X與鈾核的質量之和等于衰變前杯核的質量

【答案】B

【詳解】A.杯238的衰變滿足質量數守恒和電荷數守恒，可知杯238的衰變中的X為;He,故A錯誤；

B.蓍pu的中子數為238-94=144,故B正確；

C.半衰期由原子核本身決定的，與溫度、位置等外部因素無關，故C錯誤；

D.核反應過程出現了質量虧損，衰變后X與鈾核的質量之和不會等于衰變前杯核的質量，故D錯誤。

故選B。

24.（2024?浙江?一模）在核電站中，只要“燒”掉一支鉛筆那么多的核燃料，釋放的能量就相當于10t標準煤

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完全燃燒放出的熱。一座百萬千瓦級的核電站，每年只消耗30t左右的濃縮鈾，而同樣功率的火電站，每年

要燒煤2.5x10%關于重核裂變反應^u+；nf々Ba+；：Kr+3：n,下列說法正確的是（）

A.重核裂變反應生成的中子被稱為熱中子

B.裂變反應產物;;Kr的比結合能比大

C.該核反應方程也可簡略寫為言U-暝Ba+：；Kr+2：n

D.核電站常用的慢化劑有石墨、重水和普通水，可以減慢鏈式反應

【答案】B

【詳解】A.重核裂變反應生成的中子被稱為快中子，故A錯誤；

B.生成物的比結合能大于反應物的比結合能，故裂變反應產物北Kr的比結合能比空U大，故B正確；

C.核反應方程應表現為中子轟擊鈾核，故不可簡化，故C錯誤；

D.核電站常用的慢化劑有石墨、重水和普通水，可以減慢中子的速度；控制鎘棒的插入深度來控制鏈式反

應速率，故D錯誤。

故選Bo

25.（2024?全國?模擬預測）太陽能電池發電的原理主要是半導體的光電效應，太陽能硅晶片中，P型半導

體中含有較多的空穴（可視為正電荷），而N型半導體中含有較多的電子。當能量等于線、波長為2的光子

打在太陽能硅晶片上時，太陽能硅晶片吸收一個光子恰好產生一對自由電子和空穴，電子一空穴對從太陽

能硅晶片表面向內迅速擴散，在結電場的作用下，最后建立一個與光照強度有關的電動勢，工作原理如圖

所示。太陽光照強度越大，太陽能硅晶片單位時間內釋放的電子越多，若光速為c,則（）

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Fc

A.可以得出普朗克常量〃=上

A

B.太陽能硅晶片內部電流方向從下極板流向上極板

C.繼續增大太陽光照強度，上下電極間的電勢差不會變化

D.用能量為線的光子照射太陽能硅晶片，電子和空穴的最大初動能為零

【答案】D

【詳解】A.根據線=6?可以得出普朗克常量//=q,A錯誤；

Ac

B.由題圖可知發生光電效應時，太陽能硅晶片中電子向上極板移動，空穴向下極板移動，所以太陽能硅晶

片內部電流方向從上極板流向下極板，B錯誤；

C.繼續增大太陽光照強度，太陽能硅晶片單位時間內釋放的電子越多，上下電極間電勢差越大，C錯誤；

D.用能量為線的光子照射太陽能硅晶片，恰好發生光電效應，4即為逸出功，電子和空穴的最大初動能

為零，D正確。故選D。

26.（2024?山東濟寧?三模）某興趣小組設計了一種光電煙霧報警器，其結構和原理如圖所示。光源向外發

射某一特定頻率的光，發生火情時有煙霧進入報警器內，會使部分光改變傳播方向，繞過擋板進入光電管

從而發生光電效應，于是有電流輸入報警系統，電流大于/。就會觸發報警系統報警。某次實驗中，當滑動

變阻器的滑片P處于圖示位置，煙霧濃度增大到"時恰好報警。假設煙霧濃度越大，單位時間內光電管接

收到的光子數越多。下列說法可能正確的是（）

A.光線繞過擋板進入光電管利用了光的折射

B.為提高光電煙霧報警器的靈敏度，可以將滑片P向右移動少許

C.僅將電源的正負極反接，在煙霧濃度為〃時也可能觸發報警

D.報警器恰好報警時，將滑片P向右移動后，警報有可能會被解除

【答案】B

【詳解】A.光電煙霧報警器利用了煙霧對光的散射，是光的反射原理，故A錯誤;

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B.將滑片P向右移動少許，可增加光電管的正向電壓，從而增加光電流，提高光電煙霧報警器的靈敏度，

故B正確；

C.圖中光電管兩端加的是正向電壓，若正負極反接則光電管兩端加負向電壓，光照強度一定時，根據光電

流與電壓的關系，可知接正向電壓在單位時間內會比接負向電壓有更多光電子到達A極，所以反接后光電

流會減小，在煙霧濃度為〃時無法觸發報警系統，故C錯誤；

D.恰好報警時將滑片P向右移動，會增大兩極間的正向電壓，不可能降低報警器的靈敏度，所以不會解除

警報，故D錯誤。

故選B。

27.（2024?安徽黃山?模擬預測）原子從一個能級躍遷到另一個較低的能級時，有可能不會釋放光子，例如

在某種條件下，氮原子的多能級上的電子躍遷到巧能級上時并不釋放光子（4＞巧），而是將相應的能量轉交

給〃3能級上的電子，使之電離，這一現象叫俄歇效應，以這種方式脫離原子的電子叫俄歇電子。已知氤原

子的能級能量公式是紇=-胃公式中"=1、2、3……表示不同能級，￡是常數。現"=2能級的氮原子躍遷到

n

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基態時相應的能量轉交給了