2023年高考物理一模试题汇编全国通用17 近代物理（解析版）

专题17近代物理

1、（2023•浙江省强基联盟高三下学期2月统测）核电池是各种深空探测器中最理想的能量源，它不受极

冷极热的温度影响，也不被宇宙射线干扰。rPU同位素温差电池的原理是其发生衰变时将释放的能量转

化为电能。我国的火星探测车用放射性材料PUcM乍为燃料，PuO,中的PU元素是等Pu,已知都PU的半衰

期为88年，其衰变方程为置Pu→置Pu+X。若贯Pu、翼Pu、X的结合能分别为K、E2、Ei,则下列说

法正确的是（）

A.守PU的平均核子质量大于二PU的平均核子质量

B.衰变放出的射线是氢核流，它的贯穿能力很强

C.该反应释放的能量为E=Ei-E2-G

D.IOo个言PU原子核经过88年后剩余50个

【答案】A

【解析】A.衰变反应后错在质量亏损，则呈PU的平均核子质量大于二PU的平均核子质量，A正确；

B.衰变放出的射线是a射线，即氧核流，它的贯穿能力很弱，电离能力很强，B错误；

C.该反应释放的能量为

E=-VE2t-Ex

C错误；

D.半衰期具有统计规律，对大量原子核适用，对少量原子核不适用，D错误。

故选Ao

2、（2023•安徽省江南十校高三下学期联考）位于安徽省合肥市科学岛上的"东方超环"（EAST）,俗称“人

造小太阳"，己实现1亿摄氏度高参数等离子体运行，：H+jH→;He+X是"人造小太阳”中的核聚变方程。

下列说法正确的是（）

A.该核聚变过程放出能量，因此反应在常温下就能发生

B.X是电子，来自原子核内

C.核聚变反应比核裂变反应平均每个核子放出的能量更大

D.该反应有质量亏损，所以质量数不守恒

【答案】C

【解析】A.轻核聚变需在很高的温度卜发生，会释放出更多的热量，所以轻核聚变又称为热核反应，A

错误；

B.X是中子，B错误；

C.核聚变比核裂变反应中平均每个核子放出的能量大3~4倍，C正确；

D.该反应有质量亏损，但质量数守恒，D错误。

故选C。

3、(2023•湖北省八市高三下学期3月联考)1947年，我国科学家钱三强、何泽慧夫妇等发现铀核裂变中

的三分裂和四分裂现象中涉及轻核出射。2022年4月29日赵鹏巍和孟杰团队揭示了其中的产生机制。一

种典型的铀核裂变反应方程为+；,n→it4Ba+?X+乂n。下列说法正确的是()

A.y=3B.x=33

C.核反应过程中动量一定不守恒D.核反应过程中质量守恒

【答案】A

【解析】AB.核反应过程中，质量数守恒和电荷数守恒可知

235+l=144+89+y

92=56+x

解得

X=36，y=3

A正确，B错误；

CD.核反应过程中，由于所受合外力为零，动量守恒；而由于释放能量，出现质量亏损，因此质量不守恒,

C、D错误。

故选A,,

4、（2023•福建省福州市高三下学期二模）下列关于原子物理相关知识说法正确的是（）

A.在裂变反应学U+7玲果Kr+：：Ba+3/中，钢核的平均结合能比铀核的平均结合能大

B.放射性元素铀的半衰期为138天，10Og的铀经过276天，还剩有25g的铀未衰变

C.β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的

D.核反应i：N+；He»；O+；H属于α衰变

【答案】AB

【解析】A.在裂变反应

-U+；nXKr+:Ba+3；n

中放出核能，钢核比铀核更稳定，则钢核的平均结合能比铀核的平均结合能大，故选项A正确；

B.放射性元素铀的半衰期为138天，IOOg的铀经过276天，即两个半衰期，还剩有

1,

m=100×（-）^g=25g

的铀未衰变，选项B正确；

C.β衰变中产生的β射线是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项C错误；

D.核反应i：N+；He〉；O+；H属于原子核的人工转变方程，选项D错误。

故选ABo

5、（2023•辽宁省鞍山市高三下学期一模）幽门螺杆菌在胃中产生的尿素酶，可将服用的碳14标记的尿

素分解为氨和含碳14标记的CO.通过分析呼气中标记的CO2的含量即可判断胃中幽门螺杆菌的存在。

已知碳14（：C）的半衰期为5730年，则（）

A.改变胃部的酸碱度可以改变衰变快慢

4

B.改变胃部温度不能改变;iC衰变快慢

C.含的化合物比单质衰变得可能要慢一些

D.20个VC经过5730年有10个发生衰变

【答案】B

【解析】ABC.放射性元素的半衰期与外部因素（温度、环境）无关，与所处的化学状态（单质或化合物）

无关，选项AC错误，B正确；

D.半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适应，选项D错误。

故选Bo

6、（2023•浙江省强基联盟高三下学期2月统测）如图所示，是研究光电效应的电路图。①、②两束单

色光是由处在同一激发态的原子跃迁到回态和回态时产生的，若光束①通过窗口照射到阴极K后，滑动变阻

器的滑片P滑到位置。时，电流表的读数恰好变为0；光束②通过窗口照射到阴极K后，滑动变阻器的滑

片尸滑到位置〃时，电流表的读数恰好变为0,则下列说法正确的是（）

A.光束①产生的饱和电流一定小于光束②的饱和电流

B.光束①产生的光电子的初动能一定小于光束②产生的光电子的初动能

C.发生原子跃迁后对应能级的能量用＞稣

D.光束①和光束②通过同一狭缝时都能发生衍射现象

【答案】CD

【解析】B∙光电子的初动能在OEkmaX范围之间，因此光束①产生的光电子的初动能不一定小于光束②

产生的光电子的初动能，B错误；

C.根据图像可知，滑动变阻器的滑片P滑到位置“时的减速电压小于滑到位置b时的减速电压，即光束

①的遏止电压小于光束②的遏止电压，根据

eU°=线max=机-叱＞

可知，光束①的光子的能量小于光束②的光子的能量，根据

MEni-Elt

由于①、②两束单色光是由处在同一激发态的原子跃迁到团态和回态时产生的，则发生原子跃迁后对应能

级的能量

El＞EH

C正确；

D.衍射是光的基本特性，光束①和光束②通过同一狭缝时都能发生衍射现象，D正确；

A.根据上述，光束①的光子的能量小于光束②的光子的能量，即光束①的光子的频率小于光束②的光

子的频率，饱和电流与光照强度和光的频率有关，由于两种光的光照强度关系不确定，则光束①产生的饱

和电流与光束②产生的饱和电流的关系也不确定，A错误。

故选

CD0

7、（2023•河北省新高考九师联盟高三下学期2月质检）铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变

是生成;:Kr和原子核X,同时放出三个中子，核反应方程是+*Kr+X+3：n。下列说法正确的是

)

A.原子核X的中子数为87B.原子核X的中子数为89

C.2；；U的比结合能比X的比结合能小D.aU的比结合能比X的比结合能大

【答案】C

【解析】AB.由核反应过程中电荷数和质量数守恒可得，原子核X的质子数为

92+0-36-3×0=56

原子核X的质量数为

235+1-89-3x1=144

则原子核X的中子数为

144-56=88

故AB错误；

CD.重核裂变生成物的原子核更稳定，比结合能大，故aU的比结合能比X的比结合能小，故C正确，D

错误。

故选Ct,

8、(2023•山东省潍坊市高三下学期一模)如图所示为氢原子的能级示意图，用一群处于第3能级的氢原

子跃迁发出的光照射锌板，锌板表面有光电子逸出，测得光电子的最大初动能为8.79eV,则锌的逸出功为

()

n£/eV

∞..................0

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

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

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

1-------------------13.60

A.4.81eVB.3.3eVC.1.89eVD.1.41eV

【答案】B

【解析】根据光电效应方程有

Ekm=加-%

当入射光能量越大，最大初动能越大，而从能级3向能级1跃迁的氢原子跃迁发出的光的能量最大，有

hvm=-1.5IeV-（-13.60eV）=12.09eV

则锌的逸出功为

%=hvm-Ekm=12.09eV-8.79eV=3.3eV

故选Bo

9、（2023•湖北省华中师大新高考联盟高三下学期一模）氢原子的能级图如图所示。已知红光的光子能量

范围为1.61-2.00eV,绿光能量范围为2.14-2.53eV,蓝光能量范围为2.53-2.76eV,紫光能量范围为2.76-3.10eV.

用能量为12.09eV的光子照射处于基态的氢原子，能发出哪种颜色的光（）

nEZeV

8-------------------0

5---------------------0.54

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

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

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

1--------------------13.60

A.红光B.绿光C.蓝光D.紫光

【答案】A

【解析】由于基态与第3能级的能量差为

ΔE=12.09eV

所以用能量为12.09eV的光子照射处于基态的氢原子，则刚好跃迁到第3能级。当原子处于第3能级时，

会自发的向低能级跃迁，产生的三种光子的能量为第3能级一第2能级的1.89eV,第2能级一第1能级的

10.20eV,第3能级一第1能级的12.09eV°其中1.89eV的光刚好对应可见光中的红光。

故选Ao

10、（2023•渝琼辽高三下学期仿真模拟联考）氢原子的能级示意图如图甲所示，现有大量处于〃=3能级

的氢原子向低能级跃迁共发出三种光子（〃、氏c）,用这三种光分别照射如图乙所示的实验装置，只有。、

。两种光照射能引起电流计的指针偏转，其饱和电流与电压的变化关系如图丙所示。则下列说法正确的是

（）

“E/cV

«

5-0

4--0.54

--O.85

3

-1.51

2

一3.4

-------------------13.6

图甲

A.实验装置中阴极材料的逸出功可能为1.8OeV

B.。为氢原子从〃=3跃迁到〃=1能级释放的光子

C.光电效应的实验中，〃光的光照强度比。光的强

D.处于〃=3能级的氢原子至少需要吸收1.5IeV的能量才能电离

【答案】BCD

【解析】A.大量处于〃=3能级的氢原子向低能级跃迁产生的3中光子能量分别为由〃=3跃迁到〃=1的光

子能量

Δ¾,=E3-Ey=12.09eV

山〃=3跃迁到〃=2的光子能量

NEyi=E3—£2=1.89eV

由〃=2跃迁到/1=1的光子能量

ΔE<2∣=心-E=10.2eV

由于只有两种光照能引起电流计的指针偏转，因此该实验装置中阴极材料的逸出功

ΔE32<WQ<ΔE2I

即

1.89eV<½J,<10.2eV

故A错误；

B.山图丙可知a光的遏制电压大Fb光，根据光电效应方程

Ekm=hv-W0

及遏制电压与最大初动能的关系

elj

0=Ekm

可知。为氢原子从〃=3跃迁到”=1能级释放的光子，故B正确；

C.由于人光的遏制电压大于。光，因此％光的光照强度比。光的强，故C正确;

D.要使处于〃=3能级的氢原子电离，则氢原子吸收的能量

E≥O-E3=1.51eV

故D正确。

故选BCDo

11、（2023•山东省荷泽市高三下学期一模）下列说法中正确的是（）

A.P衰变是原子核向外放出电子的现象，说明电子是原子核的组成部分

B.天然放射现象能够作为"原子核可再分〃的依据

C.中子撞击大气中的氮核；N引发核反应，产生碳核:"C和笊核；H

D.天然放射性现象中放射出的B、Y射线都能在磁场中发生偏转

【答案】B

【解析】A.原子核发生B衰变时，β粒子是原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子，电子

不是原子核的组成部分，故A错误；

B.天然放射现象中，原子核发生衰变，会释放出（X、6等射线，并生成了新的原子核；这说明原子核具有

复杂的结构，本身可以再分，故B正确；

C.根据质量数守恒和电荷数守恒可知中子撞击大气中的氮核，N引发核反应，产生碳核UC和京;核;H,故

C错误；

D.a、B射线均带电，在电场中受到电场力作用下偏转，而Y射线不带电，则在电场中不发生偏转，故D

错误。

故选B«

12、（2023•四省高三下学期2月适应性测试）甲状腺痛患者手术切除甲状腺后，可以通过口服含有碘131

的药物进一步进行放射性治疗，为避免患者体内的碘131产生的辐射对他人造成危害，应进行一段时间的

隔离，碘131发生衰变的过程可以用方程曹I→TXe+Z来表示，不考虑患者对放射性药物代谢的影响，

下列说法正确的是（）

A.碘131的衰变为夕衰变

B.碘131衰变方程中的Z为He原子核

C.患者口服剂量的大小，不影响隔离时间的长短

D.患者服药后，药物中含有的碘131经过两个半衰期全部衰变

【答案】A

【解析】AB.根据质量数和电荷数守恒可知反应方程为

曹I→>Xe+1e

可知该衰变为S衰变，方程式中的Z为电子，故A正确，B错误；

C.因为碘131的半衰期不变，要避免碘131产生的辐射，需要让碘131含量降低到一定程度，患者口服

剂量的大小会影响隔离时间的长短，故C错误：

D.患者服药后，碘131经过两个半衰期还剩下原来的;，故D错误。

4

故选Ao

13、（2023•山东省荷泽市高三下学期一模）下列说法正确的是（）

A.黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关，与材料的种类及表面状况无关

B.新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强

C.热的物体向外辐射电磁波，冷的物体只吸收电磁波

D.动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波的波长也相等

【答案】A

【解析】A.普朗克通过研究黑体辐射，可知黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料

种类及表面状况无关，故A正确；

B.医院用X光进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力较强的，γ射线穿透能力最强，故B错误；

C.一切物体都不停地向外辐射电磁波，温度越高的物体辐射电磁波较强而已，故C错误；

D.由

p=y∣2mEk

可知，动能相同的质子和电子，其动量不同，故其波长也不相同，故D错误。

故选Ao

14、（2023•山东省济宁市高三下学期一模）下列说法正确的是（）

A.放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽

B.一个处于第4能级的氢原子，最多可放出3种不同频率的光子

C.在光电效应实验中，若仅增大入射光的强度，则光电子的最大初动能变大

D.在Le电磁振荡电路中，若仅把电容器的电容变为原来的义，则振荡周期变为原来的T

【答案】B

【解析】

A.半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，经过两个完整的半衰期后，还剩四分之一

的原子核没有衰变，故A错误；

B.一个处于第4能级的氢原子会自发地向低能级跃迁，跃迁时最多能发出3种不同频率的光子，即从第4

能级跃迁到第3能级，从第3能级跃迁到第2能级，从第2能级跃迁到第1能级，故B正确：

C.在光电效应中，根据光电效应方程

Ekm=〃吁%

可知入射光频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度没有关系，故C错误；

D.根据振荡电路周期

Γ=2Λ-√LC

可知若仅把电容器的电容变为原来的则振荡周期变为原来的也，故D错误。

22

故选Bo

15、（2023•辽宁省沈阳市高三下学期教学质量监测一）2022年8月9日，中核集团漳州核电2号机组反

应堆顺利吊装就位，向投产发电迈出了重要一步，该核电项目投产后核反应堆中存在如下核反应：

2,jU+：n→%Ba+黑Kr+3X,则（）

A.该核反应方程式中X为质子

B.该反应类型是重核裂变反应

C.2：U的质量数是235,中子数是92

D.^Ba和北Kr核子的比结合能，均比aU核子的比结合能小

【答案】B

【解析】

AB.根据质量数和电荷数守恒，X的质量数为1,电荷数为O,X为中子，该反应是典型的重核裂变反应，

A错误，B正确；

C.2,U的质量数是235,中子数是235-92=143,C错误；

D∙∣[Ba和*Kr是中等质量的核，：者核子的比结合能均比重核偌U核子的比结合能大，D错误。

故选B。

16、（2023•山东省临沂市普通高中高三下学期一模）图甲为研究光电效应的电路，K极为金属钠（截止

频率为5.53X1°"HZ,逸出功为2.29eV）.图乙为氢原子能级图。氢原子光谱中有四种可见光，分别是从

〃=6、5、4、3能级跃迁到“=2能级产生的。下列说法正确的是（）

A.氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应

B.大量处于〃=5能级的氢原子最多能辐射出8种不同频率的光

C.仅将图甲中P向右滑动，电流计示数一定变大

D,仅将图甲中电源的正负极颠倒，电流计示数一定为O

【答案】A

【解析】

A.从〃=6、5、4、3能级跃迁至IJ”=2能级产生的光的能量分别为3O2eV、2.86eV、2.55eV,、1.89eV,

大于2.29eV的跃迁有三种，即氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应，选项A正

确；

B.大量处于〃=5能级的氢原子最多能辐射出C；=10种不同频率的光，选项B错误；

C.仅将图甲中P向右滑动，正向电压变大，则开始阶段电流计示数变大，当达到饱和光电流时，电流不

再增加，选项C错误；

D.仅将图甲中电源的正负极颠倒，光电管加反向电压，仍有光电子到达A极，即电流计示数不一定为0,

选项D错误。

故选Ao

17、（2023•安徽省淮北市高三下学期一模）下列有关近代物理内容的描述，其中说法正确的是（）

A.结合能越大的原子核越稳定

B.记Th衰变为瞪Rn,经过3次α衰变，2次。衰变

C.入射光的强度越大，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大

D.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的能量也减小

【答案】B

【解析】

A.比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，A错误；

B.HTh衰变为庄Rn方程为

2^Th→2^Rn+3^He+2.θe

故经过3次α衰变，2次B衰变，B正确；

C.根据光电效应规律，逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光强无关，C错误；

D.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，气原子吸收光子，原子的总能量增大，

D错误；

故选B。

18、（20