2025届高考物理二轮复习：近代物理初步和物理学史习题

专题十八近代物理初步和物理学史

［专题复习定位］

1.原子及原子核的结构。2.光电效应的规律、电路和图像的理解。3.玻尔理论的

基本内容，能级和能级跃迁的规律。4.原子核的衰变和人工转变以及核能的计算等知识。

.高考真题再现

命题点1能量量子化和光电效应

1.（2024•新课标卷，T17）三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获

了2023年诺贝尔化学奖，不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发

出蓝光和红光，下列说法正确的是（A）

A.蓝光光子的能量大于红光光子的能量

B.蓝光光子的动量小于红光光子的动量

C.在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度

D.蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率

解析：由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长大于蓝光的波长，根据£=人丫

可知蓝光光子的能量大于红光光子的能量，根据P=-可知蓝光光子的动量大于红光光子

A

的动量，故A正确，B错误；由于红光的折射率小于蓝光，根据r=-可知在玻璃中传播时,

n

蓝光的速度小于红光的速度，故C错误；光从一种介质射入另一种介质中频率不变，故D

错误。

2.（多选）（2024•辽宁、吉林、黑龙江卷，T8）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光的强度，贝hBD）

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

解析：金属的逸出功是金属的固有属性，仅与金属自身有关，增加此X光的强度，该金

属逸出功不变，故A错误；根据£=力v可知增加此X光的强度，X光的光子能量不变，故B

正确；根据凡=人丫一%可知逸出的光电子最大初动能不变，故C错误；增加此X光的强度，

单位时间照射到金属表面的光子变多，则单位时间逸出的光电子数增多，故D正确。

3.（2024•湖南卷，T1）量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说

法正确的是（B）

A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的

B.光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以

让电子从该金属表面逸出

C.康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分

D.德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性

解析：普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，故A错误；产生光电效

应的条件是光的频率大于金属的极限频率，紫光的频率大于红光，若红光能使某金属发生光

电效应，可知紫光也能使该金属发生光电效应，故B正确；石墨对X射线的散射过程遵循动

量守恒定律，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，光子动量变小，根据a=或可知波

P

长变长，故C错误；德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子，故D错误。

4.（2022•河北卷，T4）如图，这是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压

4与入射光频率丫的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用

光电效应实验测定了普朗克常量瓦由图像可知（A）

A.钠的逸出功为人嗫

B.钠的截止频率为&5X10"Hz

C.图中直线的斜率为普朗克常量人

D.遏止电压〃与入射光频率r成正比

解析：根据遏止电压与最大初动能的关系有*=瓦3根据a1m=力「一风，结合题图可

知，当〃为0时，解得%=力嗔，A正确；钠的截止频率为乙，截止频率小于8.5X10*4Hz,

B错误；结合遏止电压与光电效应方程得4=0「%，可知题图中直线的斜率表示出,C

eee

错误；根据遏止电压与入射光的频率关系式知，遏止电压〃与入射光频率-成线性关系，

不成正比，D错误。

命题点2玻尔理论和能级跃迁

5.（2024•安徽卷，T1）大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其

激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意

图，已知紫外光的光子能量大于3.11eV,当大量处于〃=3能级的氢原子向低能级跃迁时,

辐射不同频率的紫外光有（B）

：nE/eV

：8----------------0

：4------------------0.85

：3-------------------1.51

：2------------------3.4

：1-------------------13.6

A.1种B.2种

C.3种D.4种

解析：大量处于〃=3能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出不同频率的光子种类

为C；=3种，辐射出光子的能量分别为△回二瓦一6=12.09eV,△瓦=瓦一瓦=1.89eV,

△瓦=瓦-2=10.2eV,其中△笈〉3.11eV,A^<3.11eV,A^>3.11eV,所以辐射不同频

率的紫外光有2种。

6.（2023•辽宁卷，T6）原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前

后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属

表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为区，贝1J（A）

①②③④

A.①和③的能量相等

B.②的频率大于④的频率

C.用②照射该金属一定能发生光电效应

D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于瓦

解析：由题图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，A正确；因

②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据£=人-可知②的

频率小于④的频率，B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①,

②的频率小于①，则用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生

光电效应，C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①，即④的

频率大于①，因用①照射某金属表面时逸出光电子的最大初动能为瓦，根据a=人丫-V选出

功，知用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于瓦，D错误。

命题点3核反应和原子核的衰变

7.（2024•河北卷，T1）锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料。研

究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核

反应方程为:C+；H-；Li+2；H+X,式中的乂为（D）

A.JnB.-ie

C.0ieD.2He

解析：根据核反应前后质量数和电荷数守恒得/=12+1—7—2X1=4,Z=6+1—3—

2X1=2,故式中的X为；He,故选D。

8.（2024•江苏卷，T3）用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程

式是X+1N-；H+1C,粒子*为（B）

A.正电子：eB.中子：n

C.笊核iHD.氮核；He

解析：根据质量数守恒可知X的质量数为0=14+1—14=1,根据电荷数守恒可知X的

电荷数为"=6+1—7=0,可知X为中子；n。

9.（2024•广西卷，T4）近期，我国科研人员首次合成了新核素锹-160（嘿Os）和鸨

-156CW）o若饿T60经过1次a衰变，鸨-156经过1次6+衰变（放出一个正电子），则上

述两新核素衰变后的新核有相同的（C）

A.电荷数B.中子数

C.质量数D.质子数

解析：钺T60经过1次a衰变后产生的新核质量数为156,质子数为74,鸨T56经过

1次8+衰变后产生的新核质量数为156,质子数为73,可知两新核素衰变后的新核有相同

的质量数。

10.（2024•山东卷，T1）2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞

天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知黑Sr衰变为黑Y的半衰期约为29

年；筹Pu衰变为制U的半衰期约87年。现用相同数目的*Sr和答Pu各做一块核电池，

下列说法正确的是（D）

A.ssSr衰变为™Y时产生a粒子

B.驾Pu衰变为始U时产生B粒子

C.50年后，剩余的舞Sr数目大于智Pu的数目

D.87年后，剩余的」Sr数目小于促Pu的数目

解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知*Sr衰变为黑Y时产生电子，即B粒子，2Pu

衰变为赞U时产生；He,即a粒子，故A、B错误；根据题意可知叫Pu的半衰期大于;；Sr

的半衰期，现用相同数目的tSr和噂Pu各做一块核电池，经过相同的时间，黑Sr经过半

衰期的次数多，所以矍Sr剩余的数目小于警Pu剩余的数目，故D正确，C错误。

11.（2023•广东卷，T1）理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应:C+Y

一/0的影响。下列说法正确的是（D）

A.Y是B粒子，B射线穿透能力比丫射线强

B.Y是B粒子，B射线电离能力比丫射线强

C.Y是a粒子，a射线穿透能力比丫射线强

D.Y是a粒子，a射线电离能力比丫射线强

解析：根据受核反应满足质量数和电荷数守恒可知，Y是a粒子（；He）,三种射线的穿

透能力，Y射线最强，a射线最弱；三种射线的电离能力，a射线最强，丫射线最弱。

12.（2024•广东卷，T2）我国正在建设的大科学装置一一“强流重离子加速器”。其科

学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应Y+急Am-湛X+2；n产

生该元素。关于原子核Y和质量数4下列选项正确的是（C）

A.Y为；：Fe,4=299B.Y为北Fe,4=301

C.Y为2Cr,4=295D.Y为为Cr,4=297

解析：核反应方程Y+驾Am-湛X+2；n,设Y的质子数为y,根据质子数守恒则有y

+95=119+0,可得y=24,即Y为弓Cr；根据质量数守恒，则有54+243=%+2,可得力

=295o

13.（2024•湖北卷，T2）硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一，*B+：n

X+；Y是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则（B）

A.a=7,b—1B.a—1,b=2

C.a=6,b—1D.a=6,6=2

解析：由质量数守恒和电荷数守恒可得10+l=a+4,5+0=3+6,解得a=7,6=2。

命题点4核能

14.（2023•湖南卷，T1）2023年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装

置（EAST）创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终

实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是（A）

A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多

B.笊氤核聚变的核反应方程为；H+；H-；He+4e

C.核聚变的核反应燃料主要是铀235

D.核聚变反应过程中没有质量亏损

解析：相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确；根据质量数

守恒和核电荷数守恒可知，笊散核聚变的核反应方程为；H+；He+；n,B错误；核聚

变的核反应燃料主要是笊核和旅核，C错误；核聚变反应过程中放出大量能量，有质量亏损，

D错误。

题型分类讲练

题型一光电效应现象

考向1光电效应的规律

1.两条线索

强度——决定每秒光源发射的光子数

照射光

频率——决定每个光子的能量£=仙-

每秒钟逸出的光电子数——决定着光电

光电子流的大小

光电子逸出后的最大初动能

2.两个关系

(1)光照强度大一光子数目多一饱和光电流大；

(2)光子频率高一光子能量大一光电子的最大初动能大。

典例口

发生了光电效应，则以下可以使光电子最大初动能增大的是(B)

A.改用红光照射光电管

B.改用蓝光照射光电管

C.增强黄光的照射强度

D.延长黄光的照射时间

［解析］根据题意，由光电效应方程有瓦.=月v—%可知，光电子最大初动能与光照的

频率有关，与光照强度和光照时间无关，增大光电子最大初动能，需要增大入射光的频率。

用如图所示的光电管研究光电效应的规律，分别用a、b,c三束单色光照射

图中的光电管阴极K,先闭合开关S接1,调节滑动变阻器的滑片位置，使电流计G的示数

达到最大值乙、乙、Ic,读数大小T?4〉，；然后将开关S接2,再次调节滑动变阻器的滑片

位置，使电流计G的指针示数恰好为零，记录三种情况下电压表的示数〃、Ub,Uc,读数大

小下列说法不正确的是(D)

K电子Al

A.三种光的频率一定大于阴极K的极限频率

B.c光的强度一定大于6光的强度

C.a光的频率一定大于6光的频率

D.a光照射光电管逸出光电子的动能一定大于力光照射光电管逸出光电子的动能

［解析］由题意可知，三种光都能产生光电效应，由产生光电效应的条件可知，三种光

的频率一定大于阴极K的极限频率，A正确，不符合题意；由题意可知，最大光电流

由于照射光频率一定时，最大光电流仅与光的强度有关，因此。光的强度一定大于6光的强

度，B正确，不符合题意；由题意可知，反向截止电压〃>〃=〃，由动能定理可得mv

2m

可知a光照射时，射出光电子的最大初动能最大，由光电效应方程4=力%可知，a光

的频率一定大于力光的频率，C正确，不符合题意；由C选项分析可知，己光照射光电管阴

极K,逸出光电子的最大初动能一定大于5光照射光电管逸出光电子的最大初动能，可a光

照射光电管逸出光电子的动能不一定大于6光照射光电管逸出光电子的动能，D错误，符合

题意。

考向2光电效应图像的理解

由图线直接(或间接)

图像名称图线形状

得到的物理量

(1)截止频率：图线与■轴交点的横坐标

嗫

最大初动能区与入

(2)逸出功：图线与瓦轴交点的纵坐标的

射光频率-的关系

绝对值%=1~E\=E

a=/V-h乙

(3)普朗克常量：图线的斜率4=右

(1)遏止电压办图线与横轴交点的横坐

/_弓虽光(黄)

颜色相同、强度不同Ln2

Anl标

的光，光电流与电压乃芍光(黄)

(2)饱和光电流乙、乙：光电流的最大值

的关系。6U

(3)最大初动能：£=e4

续上表

由图线直接(或间接)

图像名称图线形状

得到的物理量

(1)遏止电压%〉％则乙>

颜色不同时，光电流%

与电压的关系(2)最大初动能：a=吗,&

)U

=吗

(1)截止频率嗫：图线与横轴

遏止电压4与入射的交点的横坐标

光频率y的关系(2)普朗克常量岳等于图线

0kV的斜率与电子电荷量的乘积，

即人=Ae（注：此时两极之间

ee接反向电压）

某小组用a、6两种单色光照射同一光电管探究光电效应，得到光电流/与光

电管所加电压〃的关系如图所示，下列说法正确的是（A

U"uca0

A.6光照射时逸出的光电子最大初动能较大

B.增强a光的强度，遏止电压%也增大

C.a光的频率大于6光的频率

D.a光的波长小于6光的波长

［解析］根据=&可知，6光的遏止电压较大，则方光照射时逸出的光电子最大初

动能较大，A正确；根据人■=%+&,e〃=及1n可知，光强与遏止电压无关，B错误；由B

选项分析可知，a光的频率小于6光的频率，C错误；由力=£可知，a光的波长大于6光

的波长，D错误。

题型二玻尔理论和能级跃迁

1.原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差。

2.原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值，剩余能量为自

由电子的动能。

3.一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为（〃一1）,而一群氢原子跃迁发出可能

的光谱线条数可用N=C„=也二。求解。

4.注意：因一般取无穷远处为零电势参考面，故各能级的能量值均为负值；能量单位

1eV=l.6X10-19Jo

（2023•新课标卷，T16）他原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具

有稳定的频率，他原子钟利用的两能级的能量差量级为ICTeV,跃迁发射的光子的频率量

级为（普朗克常量力=6.63X10-MJ•s,元电荷e=1.60X10-"C）（C）

A.103HZB.106Hz

C.109HzD.1012Hz

［解析］毡原子钟利用的两能级的能量差量级对应的能量£=10TeV=10TXl.6X10

J=1.6X10-24J,由光子能量的表达式£=右v可得，跃迁发射的光子的频率^=—=

1.6X10

Hz«2.4X109Hz,跃迁发射的光子的频率量级为10s*Hzo

6.63X10—M

（2023•湖北卷，TD2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测

卫星成功发射。该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为121.6nm的氢原子

谱线（对应的光子能量为10.2eV）。根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳

中氢原子（A）

EleV

0

-0.85

-1.51

A.77=2和77=1能级之间的跃迁

B.〃=3和〃=1能级之间的跃迁

C.〃=3和〃=2能级之间的跃迁

D.〃=4和〃=2能级之间的跃迁

［解析］由题图可知〃=2和〃=1的能级之间的能量差值A£=瓦一笈=-3.4eV—（―

13.6eV）=10.2eV,与探测器探测到的谱线能量相等，故可知此谱线来源于太阳中氢原子

n=2和〃=1能级之间的跃迁。

（2023•山东卷，T1）“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟

组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示的是某原子钟

工作的四能级体系，原子吸收频率为％的光子从基态能级I跃迁至激发态能级H,然后自

发辐射出频率为叭的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2,并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的

下能级1,实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为嗑的光子回到基态。该原子钟

产生的钟激光的频率々为（D）

M钟激光

A.v0+嚏+vB.v0+y,—v

D.v.—v

［解析］原子吸收频率为人的光子从基态能级I跃迁至激发态能级n时有小一笈=

小,且从激发态能级n向下跃迁到基态I的过程有瓦一耳=力嚏+力L+力乙，联立解得

典例目图甲为氢原子能级图，图乙为氢原子的光谱，乩、小、不、上是可见光区的

四条谱

线，其中山谱线是氢原子从77=4能级跃迁到n=2能级辐射产生的，下列说法正确的

D

n

8E/eV

5

-0.54

4410.29

3-0.85

-1.51434.17486.27656.47

2/nm

-3.40Hili।।Ir

图甲图乙

A.这四条谱线中，谱线光子频率最大

B.氢原子的发射光谱属于连续光谱

C.用能量为3.5eV的光子照射处于〃=2激发态的氢原子，氢原子不发生电离

D.若山、小、儿、小中只有一种光能使某金属产生光电效应，那一定是小

［解析］由题图乙可知谱线对应的波长最大，由6=人£可知，波长越大，能量越

A

小，频率越小，A错误；氢原子的发射光谱属于线状光谱，B错误；处于〃=2能级的氢原子

电离至少需要吸收3.4eV的能量，C错误；频率越大的光子越容易使金属产生光电效应，

题图乙中小谱线波长最小，频率最大，小光能量最大，若H。、小、加、出中只有一种光能

使某金属产生光电效应，那一定是％,D正确。

题型三核反应与核能的计算

考向1原子的衰变与核反应方程

1.衰变规律及实质

衰变类型a衰变B衰变

衰变方程:XTY+；HeZX-，e

2个质子和2个中子结合成一

衰变中子转化为质子和电子

个整体

实质

2；H+2；IHeon-；H+\e

衰变规律电荷数守恒、质量数守恒

2.半衰期

(1)半衰期研究对象一定是大量的、具有统计意义的数量;

(2)半衰期永远不变；

⑶半衰期的公式3"厂t

典例图(2023•北京卷，T3)下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是(A)

A.驾U+；n-啜Ba+4Kr+()

B.噂U-窜Th+()

C.N+；He-10+()

D.—()

［解析］根据电荷数守恒和质量数守恒知，核反应方程为空U+；n-暝Ba+^Kr+

(3；n),故A符合题意；核反应方程为噂U-MTh+CHe),故B不符合题意；核反应方程

为号N+；He-10+(；H),故C不符合题意；核反应方程为［C-*N+(\e),故D不符

合题意。

典例［］某种国产核电池是利用鸳Pu衰变为管U释放能量制成的。关于鬻Pu衰变为

黑U的核反应过程，下列说法正确的是(A)

A.Pu发生。衰变,衰变方程为tPuVU+；He

B.核反应生成的a粒子具有很强的电离本领和穿透能力

C.当温度降低时，I：Pu衰变的半衰期将变大

D.核反应前后，反应物的质量之和等于生成物的质量之和

［解析］据电荷数守恒与质量数守恒可得，衰变方程为%Pu-%U+：He,A正确；核

反应生成的a粒子具有很强的电离本领，但穿透能力很弱，B错误；售Pu衰变的半衰期由

放射性元素自身性质决定，与所处环境的温度无关，C错误；核反应过程放出能量，发生质

量亏损，故反应物的质量之和大于生成物的质量之和，D错误。

画反冲是大自然中的常见现象。静止的铀核作U)放出动能为练的粒子X后，

衰变为社核(鬻Th)。计算中不考虑相对论效应，不考虑核子间质量的差异。

(1)请写出上述过程的核反应方程；

(2)求反冲的社核的动能反。

［解析］(1)根据衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒可得，该核反应方程为常U-

2

9oTh+；Heo

(2)设氮核的质量为外，速度大小为匕，钮核的质量为勿2，速度大小为外,根据动量守

恒定律可得

处匕=诊/

又练=一周/

2

厂_12

瓦2——m2V2

042

叫234117

联立解得反冲的铉核的动能

瓦2=2

117

9

［答案］⑴噂I；Th+；He⑵上综

117

考向2核能的计算

1.根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损（△血的千克数乘以真空中

光速的平方。即AQA"/。

2.根据1u相当于931.5MeV,用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘

以931.5MeV,即A£=A〃X93L5MeV。

胆静止的镭核黑Ra发生a（；He）衰变，释放出的a粒子的动能为其真空中光

速为c,假设衰变时的能量全部以动能形式释放出来，则衰变过程中总的质量亏损是（C）

C113*D丝

111c2c

［解析］镭核发生a衰变的核反应方程式为制RaHe+2；；Rn,令氢核的质量为力，

22

氢核的质量为四则根据动量守恒可得/％其中£=巨，所以氢核的动能夕=巨=

2nl2M

2

o"，E~\~E11a"

—反根据爱因斯坦质能方程，可得总的质量亏损A勿="^=里—。

2

111cc2lllc2

.考题强化练

1.（多选）如图所示的是关于近代物理学的图像，下列说法正确的有（CD）

〃8E/eV

50

4-0.54

金箔ct粒子3-0.85

-1.51

2

-3.40

-13.6

图丙图丁

A.如图甲所示，由黑体的辐射强度与辐射光波长的关系可知，随温度的升高，辐射强

度的极大值向波长较长方向移动

B.如图乙所示，发生光电效应时，入射光光强越强，光电子的最大初动能也就越大

C.如图丙所示，Q粒子散射实验中，Q粒子与金原子中的原子核碰撞可能会发生大角

度偏转

D.如图丁所示，大量氢原子处于〃=4的激发态，跃迁过程中可能释放出6种频率的光

子，其中从n=4的能级跃迁到n=3能级辐射的光子波长最长

解析：如题图甲所示，由黑体的辐射强度与辐射光波长的关系可知，随温度的升高，辐

射强度的极大值向波长较短的方向移动，A错误；如题图乙所示，发生光电效应时，入射光

频率越大，光电子的最大初动能也就越大，与入射光的强度无关，B错误；如题图丙所示，

a粒子散射实验中，a粒子与金原子中的原子核碰撞可能会发生大角度偏转，C正确；如题

图丁所示，大量氢原子处于〃=4的激发态，跃迁过程中可能释放出《=6种频率的光子，

其中从n=4的能级跃迁到n=3能级能级差最小，则辐射的光子频率最小，波长最长，D正

确。

2.（2024•汕头市二模）扫描隧道显微镜让人类对原子有了直观的感受，下列关于原子

结构的说法正确的是（D）

A.玻尔的原子结构假说认为核外电子可在任意轨道上运动

B.a粒子散射实验中，绝大多数a粒子发生了大角度散射

C.原子光谱是线状谱，不同原子的光谱可能相同

D.氢原子在激发态自发跃迁时，氢原子能量减少

解析：玻尔的原子结构假说认为核外电子的轨道是量子化的，电子只能在特定的轨道上

运动，故A错误；a粒子散射实验中，绝大多数a粒子穿过金箔后基本上仍沿着原来的方向

前进，少数a粒子穿过金箔后发生了大角度的偏转，极少数a粒子甚至被反弹回来，故B

错误；原子光谱是线状谱，不同原子的光谱不同，故C错误；氢原子在激发态自发跃迁时，

辐射光子释放能量，氢原子能量减少，故D正确。

3.（2024华南师大附中三模）我国在第四代核能系统方面处于领先地位，其中高温气冷

堆的核燃料是%U,核燃料的裂变反应方程为；n+畿U-啜Ba+：：Kr+3Y,下列说法正确

的是（B）

A.Y为电子

B.Y为中子

C.该反应过程吸收能量

D.该反应是太阳内部的聚变反应

解析：根据核反应中电荷数守恒与质量数守恒可知Y的质量数为1,电荷数为0,故Y

为中子，故A错误，B正确；该反应过程释放能量，为重核裂变，故C、D错误。

4.（2024•江苏卷，T5）在原子跃迁中，辐射如图所示的4种光子，其中只有一种光子

可使某金属发生光电效应，是哪一种（C）

A.七

C.43D.44

解析：根据光电方程可知，当只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能

量最大，根据图中能级图可知跃迁时对应波长为九的光子能量最大。

5.有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光。图甲所示

的是钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为5.09X1014Hz

的黄光，可见光谱如图乙所示。锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为（A）

激发态

激发态

2.10eV

1.85eV

基态基态

钠锂

图甲

红慢贯绿;青蓝紫

4.04.55.05.56.06.57.07.58.0

v/(x!014Hz)

图乙

A.红色B.橙色

C.绿色D.青色

解析：由波尔理论结合普朗克的量子假说，即£=人嗫根据题图甲可得%=力外”&

=人%，代入数据可得%-4.48X10曲z,对照题图乙可知，锂原子从激发态跃迁回基态发

光颜色为红色。

6.我国的火星探测车用放射性材料PuO,作为燃料，PuOz中的Pu元素是驾Pu。舞Pu

发生衰变的方程为端Pu-喘U+X,/Pu的半衰期为87.7年,则（C）

A.方程中X是电子

B.衰变过程质量数减小

C.放出的射线是a射线，它的电离能力很强

D.100个%Pu原子核经过87.7年后还有50个未衰变

解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，发生的是a衰变，方程中X是氢核，故A、

B错误；a衰变放出的是a射线，它的电离能力很强，穿透能力很弱，故C正确；原子核的

半衰期是针对大量原子核得出的统计规律，对少数原子核衰变不适用，故D错误。

7.（2024•广东部分学校下学期模拟）“玉兔二号”上装配的放射性同位素电池，能将

驾Pu衰变释放的部分核能转化成电能。■Pu发生的核反应方程为智Pu-常U+X,下列核

反应与粤Pu发生的核反应属于同一种类型的是（A）

A.鬻Ra-蜀Pu+X1

B.2He+号NT0+X2

C.黑PbTBi+X3

D..U+；TKr+嘤Ba+3X4

解析：根据核反应中质量数与电荷数守恒，可知X为；He,啜Pu-aU+X为a衰变。

同理X1为：He,1RaTRn+X1为a衰变。及为；H,:He+号N-g0+%为原子核的人工

转变。X3为二e,赞Pb-赞Bi+X,为6衰变。X4为；n,驾U+；n-黑Kr+嘿Ba+3X&为重

核裂变。

8.今年两会期间，核聚变领域首席专家段旭如表示，可控核聚变技术研发已进入快车

道，预计再过30年可以实现商用。下列相关描述正确的是（C）

A.目前核电站使用的都是核聚变技术

B.核反应空U+；n-1Ba+黎Kr+3；n是核聚变

C.太阳是一个巨大的核聚变反应堆

D.原子弹是利用核聚变原理制成的

解析：目前核电站使用的都是核裂变技术，故A错误；核反应空U+；n-啜Ba+；；Kr

+3；n是核裂变，故B错误；恒星、氢弹、太阳都是利用核聚变释放能量，而原子弹利用的

核裂变，故C正确，D错误。

9.（2024•江门市二模）核污水与核废水在危害程度上存在巨大差别，核污水中某放射

性原子核X释放出一个a粒子后转变为新核Y,下列说法正确的是（D）

A.原子核X比新核Y少2个质子

B.原子核X比新核Y少2个中子

C.原子核发生a衰变后，原子序数向后移动两位

D.原子核X的比结合能比新核Y的比结合能小

解析：原子核发生a衰变后，质量数减4,原子序数减2,原子核X比新核Y多2个中

子、2个质子，故A、B错误；原子核发生a衰变后，原子序数向前移动两位，故C错误；

原子核X的比结合能比新核Y的比结合能小，故D正确。

10.医学影像诊断设备PET/CT是借助于示踪剂可以聚集到病变部位的特点来发现疾病。

示踪剂常利用同位素1C作示踪原子标记，其半衰期仅为20min。1C由小型回旋加速器输

出的高速质子轰击TN获得，则下列说法正确的是（B）

A.用高速质子轰击］N,生成［C的同时释放出中子

B.用高速质子轰击普N,生成［C的同时释放出a粒子

C.1g的弋C经40min后，剩余RC的质量为0.2g

D.将」C置于回旋加速器加速时，其半衰期可能会发生变化

解析：根据质量数守恒和电荷数守恒，写出用高速质子轰击号N生成［C的核反应方

程式为；H+,N-［C+；He,可知同时释放出a粒子，A错误，B正确；1C的半衰期为20

min,1g的［C经40min后，剩余RC的质量为0.25g,C错误；放射性物质的半衰期是

物质本身的属性，与外界物理环境或化学环境无关，故将］C置于回旋加速器加速时，其半

衰期不会发生变化，D错误。

11.我国的火星