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第十五章 近代物理
做真题 明方向
授课提示：对应学生用书141页
1．[2024·吉林卷](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
答案：BD
解析：金属的逸出功是金属本身的特性，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；根据光子能量公式ε＝hν可知，增加此X光的强度，X光的
光子能量不变，故B正确；根据爱因斯坦光电效应方程E ＝hν－W ，可知逸出的光电子
km 0
最大初动能不变，故C错误；增加此X光的强度，单位时间照入到金属表面的光子数变多，
则单位时间逸出的光电子数增多，故D正确．故选BD.
2．[2023·全国甲卷]在下列两个核反应方程中X＋N―→Y＋O、Y＋Li―→2X，X和Y代
表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则( )
A．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2
C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4
答案：D
解析：设Y电荷数和质量数分别为m和n，根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知
第一个核反应方程的核电荷数和质量数满足，A＋14＝n＋17，Z＋7＝m＋8，第二个核反
应方程的核电荷数和质量数满足，n＋7＝2A，m＋3＝2Z，联立解得，Z＝2，A＝4，故选
D.
3．[2023·湖南卷]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．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.氘氚核聚变的核反应方程为H＋H―→He＋e
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
答案：A
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，氘氚核聚变的核反应方程为H＋H―→He＋n，B错误；
核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，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．
故选A.
4．[2023·全国乙卷]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1048 J .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3×108 m/s)( )
A．1019 kg B．1024 kg
C．1029 kg D．1034 kg
答案：C
解析：根据质能方程E＝mc2可知，每秒钟平均减少的质量为
Δm＝＝ kg＝ kg
则每秒钟平均减少的质量量级为1029 kg.
故选C.
5．[2023·新课标卷]铯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，
铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10－5 eV，跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常
量h＝6.63×10－34 J·s，元电荷e＝1.60×10－19 C)( )
A．103 Hz B．106 Hz
C．109 Hz D．1012 Hz
答案：C
解析：铯原子利用的两能级的能量差量级对应的能量为ε＝10－5 eV＝10－5×1.6×10－19
J＝1.6×10－24 J
由光子能量的表达式ε＝hν可得，跃迁发射的光子的频率量级为ν＝＝ Hz≈2.4×109
Hz
跃迁发射的光子的频率量级为109 Hz.故选C.
6．[2024·浙江1月]已知氘核质量为2.014 1 u，氚核质量为3.016 1 u，氦核质量为
4.002 6 u，中子质量为1.008 7 u，阿伏加德罗常数N 取6.0×1023 mol－1，氘核摩尔质量为
A
2 g·mol－1，1 u相当于931.5 MeV.关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是( )
A．核反应方程式为H＋H―→He＋n
B．氘核的比结合能比氦核的大
C．氘核与氚核的间距达到10－10 m就能发生核聚变
D．4 g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025 MeV
答案：D
解析：核反应方程为H＋H→He＋n，A错误；氘核的比结合能比氦核的小，B错误；
氘核与氚核发生核聚变，要使它们间的距离达到10－15m以内，C错误；一个氘核与一个氚
核发生核聚变反应质量亏损为
Δm＝(2.014 1＋3.016 1－4.002 6－1.008 7)u＝0.018 9 u，
则一个氘核参与聚变释放的能量是
ΔE＝Δm·931.5 MeV≈17.6 MeV
4 g氘完全参与聚变释放出的能量
E＝×6×1023×ΔE≈2.11×1025 MeV
数量级为1025 MeV，D正确．
7．[2022·山东卷]碘125衰变时产生γ射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病．碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125
的质量为刚植入时的( )
A． B．
C． D．
答案：B
解析：设碘125刚植入时的质量为m，则经过n＝＝3个半衰期以后剩余的质量为m＝
0
m，解得＝，B项正确．
0
8．[2022·广东卷]目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子．氢原子第n
能级的能量为E＝，其中E＝－13.6 eV.如图是按能量排列的电磁波谱，要使n＝20的氢原
n 1
子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是( )
A．红外线波段的光子 B．可见光波段的光子
C．紫外线波段的光子 D．X射线波段的光子
答案：A
解析：n＝20的氢原子能量为E ＝＝－0.034 eV，该氢原子的电离能为0.034 eV.吸收
20
一个光子，恰好失去一个电子变成氢离子，由题图所示按能量排列的电磁波谱可知，被吸
收的光子是红外线波段的光子，A项正确．
