2026年高考物理专项练习：第十六章 近代物理初步

第十六章近代物理初步

考点1原子结构和波粒二象性

1.近年来，江西省科学家发明硅衬底氮化钱基系列发光二极管（LED）,开创了国际上第三条LED技术路线。某

3

氮化钱基LED材料的简化能级如图所示，若能级差为2.20eV（约3.52x此博为普朗克常量h=6.63、ICT47ns厕发光

频率约为（）----------E.

46.38x0144泾8.5.,67x]o.aM%2.20eV

C.5.31X10,4//Z。.4.67'1。14法‘

2.大连相干光源是我国第一台高熠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n=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（）

nE/cV

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

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

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

23.4

I------------------13.6

A.I种B.2种C.3种D.4种

3.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（）

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

4.（多选）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，则（）

A.该金属的逸出功增大

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

5.一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6xIO-"?的光，在离点光源距离为R处每秒

垂直通过每平方米的光子数为3X10M个。普朗克常量为h=6.63xl（f34几R约为（）

41X1()2m4.3x10”

C.6X102WD9xl（）2用

6.图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱

镜时，下述光路图中正确的是（）

a

b

c

AB

7.（多选）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H。波段光谱扫描成像。Ha

和Hp分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线（如图），则（）

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

A.Ha的波长比耶的小

B.Ha的频率比卜中的小

C.Hg对应的光子能量为3.4eV

D.1甲对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态

8.（多选）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为1明。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。用该电了束照射间距为d的双健,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

□A-,,已知电子质量为m,普朗克常量为h,光速为c,则（）

A.电子的动量p,=会

B.电子的动能凝尸盖

C.光子的能量£=畋+胃

D.光子的动量片，+盖

9.如图所示.分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率片〈/保持入射光不变，则光电子到

达A极时的最大动能Ekm随电压U殳化关系的图像是（）

10.（多选）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6

跃迁到能级2产生可见光I,从能级3跃迁到能级2产生可见光IIO用同一双健干涉装置研究两种光的干涉现象，

得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正

确的是（）

HJf.H.H.

图1

UI111I111I1111UJ

图2

U1I1UIIIU

阳

A.图1中的4对应的是I

B.图2中的干涉条纹对应的是II

C.I的光子动量大于II的光子动量

D.P向a移动，电流表示数为零时I对应的电压表示数比II的大

11玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示,处于n=3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为V3।、v3

和v21的光，下标数字表示相应的臧。已知普朗克常量为h,光速为c。正确的是（）

A.频率为v31的光，其动量为罕

he

B.频率为V31和V21的两种光分别射入同一光电效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差为hv32

C.频率为V31和V21的两种光分别射入双健间距为d、双缝到器的距离为I的干涉装置，产生的干涉条纹间

2眨差为

D.若原子从n=3跃迁至n=4能级，入射光的频率v34'>^

12.已知普朗克常量h=6.63乂10—34兀§.电子的质量为91”|0-3】依一个电子和一滴直径约为411m的油滴具有

相同动能，则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为（）

A.IO-8B.106C.IO8D.1016

13.如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压U。与入射产频率v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h。由图像可知（）

3.0

2.5

2.0

/0.5

5匕67«（，910IIJ2MO^HZ

A.她的逸出功为hv。

B.钠的截止频率为8.5x1014〃二

C.图中直线的斜率为普朗克常量

D.遏止电压U。与入射光频率v成正比

14利用如图所示的装置研究光电效应，使单刀双掷开关S接1,用频率为V1的光照射光电管，调节滑动变阻

器，使电流表的示数刚好为（），此时电压表的示数为U],已知电子电荷量为c,普朗克常量为h,下列说法正确

的是（）

A.其他条件不变，增大光强，电压表示数增大

B.改用比n更大频率的光照射,调整电流表的示数为零，此时电压表示数仍为U1

C其他条件不变，使开关S接2,电流表示数仍为零

D光电管阴极材料的截止频率vc=v,-^

15.图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3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（）

n£/eV

oo--------------------Q

4.—=-Q.85

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

2-----------------------3.4

113.6

A.逸出光电子的最大初动能为10.80eV

B.n=3跃迁到n=l放出的光子动量最大

C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应

D.用0.85eV的光子照射,氢原子跃迁到n=4激发态

考点2原子核

1.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।22c+国T）^+20+x式中的x为（）

A.IOnB.°ieC.OleD.4He

2.理论认为,大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应/c+j"）的影响。下列说法正确的是（）

A.Y是0粒子，0射线穿透能力比Y射线强

B.Y是9粒子，P射线电离能力比7射线强

CY是a粒子，a射线穿透能力比y射线强

D.Y是a粒子，a射线电离能力比丫射线强

3.硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一3!08+"T§X+小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()

A.a=7,b=lD.a=7,b=2

C.a=6,b=1D.a=6,b=2

4.已知社234的半衰期是24天。1g社234经过48天后，剩余社234的质量为（）

A.OgB.O.25gC.O.5gD.O.75g

5近期，我国科研人员首次合成了新核素饿-160（詈Os）和铝-156（野町。若俄-160经过1次a衰变铝-156

经过I次IT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（）

A.电荷数B.中子数C质量数D.质子数

6.核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。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.原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒

C.改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期

D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全列量内则没有伤害

7.（2024全国甲）气核可通过一系歹J聚变反应释放能量，总的反应效果可用

6；〃-2：〃6+v〃+乂〃+43.151昧＞慑示，式中*、y的值分别为（）

A.x=l,y=2B.x=l,y=3

C.x=2,y=2D.x=3,y=l

8.2023年4月12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.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.气氤核聚变的核反应方程为汨川，-l//e+oe

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

9.发现中子的核反应方程为:"什：&-X+》,“玉兔二号”巡视器的核电池中钵238的衰变方程为律NT方

U+K正确的是（）

A.核反应方程中的X为4C

B衰变方程中的Y为海

C.中子In的质量数为零

D.钵238的衰变吸收能量

10医学治疗中常用放射性核素”3]n产生y射线，而"31n是由半

衰期相对较长的“3Sn衰变产生的，对于质量为m0的”3Sn.经过时间t后剩余的“3Sn质量为m,其二-/图线如

图所示,从图中可以得到”3Sn的半衰期为（）

A.67.3dB.lOl.Od

C.115.1dD.124.9d

IL2024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98Sr衰变为999Y的半衰期约为29年:2384Pu衰变为“u的半衰期约为87年。现用相同数目的奈Sr和

牙E各做一块核电池，下列说法正确的是（）

A.9O8SI•衰变为909Y时产生a粒子

B.乎Pu衰变为223492U时产生p粒子

C.50年后,剩余的蔡Sr数目大于眨32Pu的数目

oo

D.87年后,剩余的数目小于z^Pu的数目

Ou

12（2023全国乙方）2022年10月.全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼''卫星、"极

目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级

为K）43J。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为3xloW）（）

AJO19kgB.WkgC.1029kgD.IO34kg

13.人工核反应合成的铜252（25298c/）具有放射性，可衰变为铜248（懿8c加）,半衰期为2.6年。下列说法正

确的是（）

A.升高温度，铜252的半衰期会变短

B.翎252衰变为铜248的过程中产生P粒子

C.100个钢252经过5.2年后,还剩25个钢252没有发生衰变

D.朝252衰变为铜248的实质是两个中子和两个质子结合成一个氮核

14已知今核质量为2.0141u,氤核质量为3.0161u,氮核质量为4.0026u,中子质量为1.0087u,阿伏加德罗常数N

A取GJ*©.%。尸总核摩尔质量为2g.inor1.1u相当于931.5MeV.关于气与氤聚变成氨，下列说法正确的是（）

A核反应方程式为

B.气核的比结合能比氨核的大

C.气核与氤核的间距达到IO'。m就能发生核聚变

D.4g完完全参与聚变释放出能量的数量级为1（）25MeV

15,2011年3月旧本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄漏的污染物中含有大量放射性元素-,其

衰变方程为皆/一号加+T°e,半衰期为8天,已知叫=131.03721u,mx0=131.03186u,m。=0.000549u,则下

列说法正确的是()

A.衰变产生的「射线来自于热原子的核外电子

B.该反应前后质量亏损0.00535u

C.放射性元素引发生的衰变为a衰变

D羟过16天,75%的*原子核发生了衰变

16银河系中存在大量的铝同位素26A1。26AI核/衰变的衰变方程为26A1-召鼠，测得26A）核的半衰

期为72万年。下列说法正确的是（）

A.26A1核的质量等于26Mg核的质量

B/6AI核的中子数大于26Mg核的中子数

C.洛铝同位素26AI放置在低温低压的环境中，其半衰期不变

D5艮河系中现有的铝同位素26A1将在144万年后全部衰变为26Mg

17宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：

C+；〃.产生的MC能自发进行。衰变，其半衰期为5730年。利用碳14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正

确的是（）

A.MC发生B衰变的产物是?

B.p衰变辐射出的电子来自碳原子的核外电子

C.近年来由于地球的温室效应，引起14c的半衰期发生微小变化

D.若测得一古木样品的传C含量为活体植物的工则该古木距今约为II460年

4

18筑核3H发生P衰变成为氨核*c。假设含旅材料中3H发生P衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2X1

0%时间内形成的平均电流为5610-84已知电子电荷量为1.6x10-七,在这段时间内发生。衰变的氤核3/H的个数

为

（）

J.5.0xl014Z?.1.0xl（）16

C.2.0x|016D.l.OxlO18

19.两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0,在t=0时刻这两种元素的原子核总数为N,在仁2to时刻，尚未

衰变的原子核总数为V/3,则在t片4.，°时刻，尚未衰变的原子核总数为（）

A.$12B.V/9C.N/8D.N/6

20如图.一个原子核X经图中所示的一系列人0衰变后,生成稳定的原子核Y,在此过程中放射出电子的总

个数为()

吁数

146X

142

A.6B.8138

134

C.10D.14