文档文本内容
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
2025 高考物理一轮复习能力提升专题复习（26）原子物理
（一）光电效应
【例题1】1．（多选）研究光电效应的电路图如图所示，电压传感器和电
流传感器与计算机相连，在计算机上可以显示它们的示数U 和I 随时间t 的
变化图像。用单色光a 和b（va>vb）分别照射光电管的阴极K，两种色光均
能使光电管发生光电效应。在单刀双掷开关S 空置、置于1、置于2 三种情
境下移动滑片P 的位置，观察计算机上图像的变化，当单刀双掷开关S 置于
2 且U=Um时，I=0 下列说法正确的是（ ）
A．单色光a 和b 照射光电管时，光电效应几乎是瞬时发生的
B．单刀双掷开关S 空置时，电流I 不随时间变化且为0
C．单刀双掷开关S 置于1 时，滑片P 向右移动过程中电流I 可能不断增大
D．单刀双掷开关S 置于2，单色光b 照射时Um较大
【例题2】2．如图甲所示是使用光电
管的原理图，当频率为
的可见光照射
到阴极K 上时，电流表中有电流通
过。
(1)当电流表电流刚减小到零时，电压
表的读数为U，则阴极K 的逸出功为
（已知电子电荷量为e，普朗克常量
h）。
(2)如果不改变入射光的强度，而增大
入射光的频率，则光电子的最大初动能
将 （填“变大”、“变小”或
“不变”）。
(3)用不同频率的光照射某金属产生光
电效应，测量金属的遏止电压Uc 与入射光频率ν，得到Uc﹣ν 图象如图乙所示，根据图象求出该金属的
截止频率νc= Hz，普朗克常量h= J•s（已知电子电荷量e=1.6 10﹣19C）。
（二）原子能级.能级跃迁
【例题3】3．（单选）如图所示是氢原子能级图，现用一束单色光照射大量
处于基态的氢原子；停止光照后，氢原子辐射出的光中有3 种频率的光能让逸
出功为3.20eV 的钙发生光电效应。已知光速c=3×108m/s、普朗克常量为
h=6.63×10-34J·s，则下列选项中正确的是（ ）
A．基态氢原子吸收光子后，核外电子动能增大
B．停止光照后，氢原子可辐射出10 种不同频率的光子
C．钙产生光电效应时，光电子最大初动能为9.55eV
D．照射基态氢原子单色光光子动量为p=6.8×10-8kg·m/s
【例题4】4．（多选）氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围
约为1.62eV~3.11eV，铝的逸出功是4.2eV，则（ ）
A．氢原子从
能级跃迁到
能级时，辐射出的光是可见光，用其照射
铝板不能发生光电效应
B．大量氢原子从高能级向
能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应
C．大量氢原子从高能级向
能级跃迁时，发出的光具有荧光效应
D．大量处于
能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出2 种不同频率的可
见光
E．一个处于
能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能发出4 种不同频率的
光子。
1
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【例题5】5（多选）如图所示，氢原子可在下列各能级间发生跃迁，设从n＝4 到n＝
1 能级辐射的电磁波的波长为λ1，从n＝4 到n＝2 能级辐射的电磁波的波长为λ2，从n＝
2 到n＝1 能级辐射的电磁波的波长为λ3，则下列关系式中正确的是( )
A．λ1<λ3 B．λ3<λ2 C．λ3>λ2 D．
（三）光电效应.能级跃迁综合题
【例题6】6．（单选）氢原子能级如
图甲所示。一群处于
能级的氢原
子，向低能级跃迁时能发出多种频率的
光，分别用这些频率的光照射图乙电路
的阴极K，只能得到3 条电流随电压变
化的图线，如图丙所示。下列说法正确
的是（ ）
A．阴极K 材料的逸出功为12.75eV
B．a 光的波长大于b 光的波长
C．图中M 点的数值为-6.34 D．滑
动变阻器的滑片向右滑动时，电流表的示数一定持续增大
【例题7】7．（单
选）氢原子能级如图甲
所示，一群处于高能级
的氢原子，向低能级跃
迁时发出多种可见光，
分别用这些可见光照射
图乙电路的阴极K，其
中3 条光电流I 随电压
U 变化的图线如图丙所
示，已知可见光波长范
围约为
到
之间，a 光的光
子能量为
。则（ ）
A．氢原子从
能级向低能级跃迁时能辐射出6 种频率的可见光
B．当滑片P 向a 端移动时，光电流I 将增大
C．a 光照射得到的光电流最弱，所以a 光光子动量最小
D．图丙中3 条图线对应的遏止电压，一定有
（四）原子核的衰变及半衰期
【例题8】8．（单选）在匀强磁场中，一个静止的
原子核发生了一次α 衰变，放出一个α 粒子，同
时生成一个新核
。两粒子在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动，α 粒子的动能大小为E，动量大
小为p。设该衰变过程释放的核能都转化为α 粒子和
的动能。下列说法正确的是（ ）
A．α 粒子的轨迹与
的轨迹为两个内切圆
B．将α 粒子和
的圆周运动等效成一个环形电流，电流大小分别为
和
，则
和
之比为13：10
C．
的动量大小为
D．
的动能大小为
2
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
【例题9】9．（单选）本地时间2023 年8 月24 日下午1 点，日本政府正式开始向太平洋排放处理过的福
岛第一核电站“核污水”。“核污水”中含有大量的氚以及钡141、氪92、锶90 等几十种放射性元素，
其中
的半衰期为28 年，衰变方程为
。下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中释放出电子说明
原子核中存在电子
B．100 个
原子核经过56 年，还将剩余25 个
原子核未衰变
C．随着海水温度的变化
原子核的半衰期并不会发生变化 D．
的比结合能比
的比结合能大
【例题10】10．（多选）如图所示，匀强磁场磁感应强度为B，一静止的
核在匀强磁场中发生α 衰变，α 粒子与新核运动轨迹为两个圆周。已知
小圆和大圆半径分别为R1和R2。电子带电量为e，α 粒子与新核的核子平均
质量为m0，衰变过程中释放的核能全部转化为动能。下列说法正确的是（
）
A．小圆为α 粒子的运动轨迹 B．衰变过程中释放的核能为
C．R2=45R1 D．α 粒子和反冲核的运动周期之比为
【例题11】11．（多选）在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（X）发生了衰
变放出了一个粒子。放射出的粒子（He）及生成的新核Y 在与磁场垂直的平面内做圆周运动。粒
子的运动轨道半径为R，质量为m 和电荷量为q。下面说法正确的是（ ）
A．衰变后产生的粒子与新核Y 在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图甲
B．新核Y 在磁场中圆周运动的半径
C．α 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为
D．若衰变过程中释放的核能都转化为α 粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为
（五）原子核的结构.核反应，核反应方程
【例题12】12．（多选）我国首艘攻击核潜艇，其核
反应堆采用的燃料是铀235，用一个动能约为0.025eV
的中子（慢中子）轰击铀235，生成不稳定的铀236，
从而再裂变为钡144 和氪89，同时放出能量和3 个快中
子，而快中子不利于铀235 的裂变。为了能使裂变反应
继续下去，需要将反应中放出的快中子减速，从而使生
成的中子继续撞击其它铀235。有一种减速的方法是使
用石墨（碳12）作减速剂，假设中子与碳原子的碰撞
是对心弹性碰撞，则（ ）
A．该反应的核反应方程式
3
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B．一个速度为v0的快中子与静止的碳原子碰撞一次后，快中子的速度大小约为
C．一个动能为
的快中子与静止的碳原子碰撞一次后，快中子的动能约为1.25MeV
D．若一个动能为E0的快中子每次均与静止的碳原子碰撞，碰撞n 次后的动能En为
【例题13】13．（多选）如图为英国物理学家查德威
克发现中子的实验示意图，利用钋（
）衰变放出
的α 粒子轰击铍(
)时产生了未知射线．查德威克曾
用这种射线分别轰击氢原子(
)和氮原子(
），结
果打出了一些氢核和氮核．他测量了被打出的氢核和氮
核的速度，并认为速度最大昀氢核和氮核是由未知射线
中的粒子分别与它们发生弹性正碰的结果，设氢核的最大速度为VH，氮核的最大速度为VN，氢核和氮核
在未被打出前可认为是静止的．查德威克运用能量和动量的知识推算了这种未知粒子的质量．设氢原子
的质量为m，以下说法正确的是
A．钋的衰变方程为
B．图中粒子A 是中子
C．未知粒子的质量为
m D．未知粒子的质量为
m
（六）结合能.比结合能的区别；核能的计算
【例题14】14．（单选）硼中子俘获疗法是肿瘤治疗的新技
术，其原理是进入肿瘤细胞内的硼核（
）吸收慢中子，转变
成锂核（
）和
粒子，并释放出
光子。已知
光子的能量
为
，普朗克常量为，真空中的光速为，原子核比结核能与
质量数关系图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．
粒子为
B．
光子的波长为
C．硼核的结合能大于锂核的结合能
D．硼核的比结合能小于锂核的比结合能
【例题15】15．（多选）由俄罗斯、比利时和德国科学家组成的国际科研小组，首次在实验中观察到了
中子衰变的新方式——放射衰变，即一个自由中子衰变成质子（
）和电子（
）同时放出质量可视
为零的反中微子（
）。该科研成果对粒子物理的研究有重要意义。已知电子质量
，中子质量
，质子质量
（为光
速，不考虑粒子之间的相互作用）。若某次一个静止的中子衰变中放出的质子动量
。则（ ）
A．强相互作用是中子衰变成质子和电子的原因 B．中子衰变的核反应式为
C．中子衰变过程中电子和反中微子的总动能为0.7468MeV
D．中子衰变过程中放出的质子和电子，两者的动量大小相等方向相
（七）综合题
【例题16】16．（单选）下列说法不正确的是（ ）
4
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．图甲中，当弧光灯发出的光照射到锌板上时，与锌板相连的验电器铝䈃有张角，证明光具有粒子性
B．图乙为某金属在光的照射下，光电子最大初动能
与入射光频率的关系图像，当入射光的频率为
时，产生的光电子的最大初动能为
C．图丙中，用从
能级跃迁到
能级辐射出的光照射逸出功为
的金属铂，不能发生光电效应
D．丁图中由原子核的核子平均质量与原子序数
的关系可知，若
和
能结合成
，结合过程一定会
释放能量
【例题17】17．（单选）下列说法正确的是（ ）
A．某黑体在不同温度下的辐射强度与波长的关系如图甲所示，则温度
B．同一光电管的光电流与电压之间的关系曲线如图乙所示，则入射光的频率关系为
C．图丙为康普顿效应的示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变短
D．在两种固体薄片上涂上蜡，用烧热的针接触固体背面上一点，蜡熔化的范围如图丁所示，则a 一
定是非晶体，b 一定是晶体
【例题18】18．（单选）下列四幅图涉及不同的物理知识，则下列说法正确的是（ ）
5
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．图（a）为核反应堆示意图，将铀棒插入深一些，能使链式反应速度减小
B．图（b）为氢原子能级图，一个氢原子从n=3 能级跃迁放出的光子能使逸出功为12.1eV 金属发生
光电效应
C．图（c）为康普顿效应的原理示意图，入射光子与静止的电子发生碰撞，碰后散射光的波长变长
D．图（d）为射线测厚装置示意图，工业上利用放射性同位素产生的β 射线来对钢板的厚度进行自
动控制
（八）计算题
【例题19】19．玻尔认为氢原子处于不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运
动，他发现：电子在第
轨道上运动的轨道半径
，其中
为量子数（即轨道序号）。根据经典电
磁理论，电子在第
轨道运动时，氢原子的能量
为电子动能与“电子—原子核”这个系统电势能的总
和。理论证明，系统的电势能
和电子绕氢原子核做圆周运动的半径存在关系：
（以无穷远
为电势能零点）。
（1）电子绕氢原子核在第1 轨道上做圆周运动时的动能是多少？
（2）根据上述条件请分析电子在第
轨道运动时氢原子的能量
的表达式？
（3）氢原子由
能级跃迁到
能级的过程中动能如何变化？电势能
及原子能量如何变化？
【例题20】20．钚的放射性同位素
Pu 静止时衰变为铀核激发态
U 和α 粒子，而铀核激发态
U 立即
6
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
衰变为铀核
U，并放出能量为0.097MeV 的γ 光子．已知：
Pu、
U 和α 粒子的质量分为mPu＝
239.0521u、mU＝235.0439u 和mα＝4.0026u,1u＝
，衰变放出的光子的动量可忽略。
（1）写出核反应方程；
（2）将衰变产生的
U 和α 粒子垂直射入磁感应强度为B 的同一匀强磁场，求
U 和α 粒子圆周运动的
半径之比；
（3）求α 粒子的动能（只列关键步骤的式子，不要求准确计算）。
【例题21】21．国家重大科学工程项目“EAST 超导托卡马克核聚变实验装置”实现了电子温度超过
5000 万度、持续时间达102 秒的超高温长脉冲等离子体放电，
这是国际托卡马克实验装置上电子温度达到5000 万度持续时间
最长的等离子体放电。该成果在未来聚变堆研究中具有里程碑意
义，标志着我国在稳态磁约束聚变研究方面继续走在国际前列。
“EAST”部分装置的简化模型：要持续发生热核反应，必须把温
度高达几百万摄氏度以上的核材料约束在半径分别为r1和r2的两
个同心圆之间的环形区域内，等离子体只在半径为r1的圆形区域
内反应，环形区域存在着垂直于截面的匀强磁场。假设约束的核
聚变材料只有氕核（
）和氘核（
），已知氕核（
）的
质量为m，电量为q，两个同心圆的半径满足
，只
研究在纸面内运动的核子，不考虑核子间的相互作用，中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影
响。
（1）两个氘核（
）结合成一个氦核（
）时，要放出某种粒子，同时释放出能量，写出上述核反应
方程；
（2）核聚变材料氕核（
）和氘核（
）具有相同的动能
，为了约束从反应区沿不同方向射入约束
区的核子，求环形磁场区域所加磁场磁感应强度B 满足的条件；
（3）若环形磁场区域内磁场的磁感应强度为B0，氕核（
）从圆心O 点沿半径方向以某一速度射入约
束区，恰好经过约束区的外边界，求氕核（
）运动的周期T。
（九）巩固练习
（1）光电效应
22．（单选）智能手机带有感光功能，可以自动调整屏幕亮度，其光线
传感器的工作原理是光电效应。在光电效应中，当一定频率的光照射某种
金属时，实验得到的遏止电压
与入射光的频率
的关系如图所示，其
横截距为a，纵截距为
，元电荷电量为e。下列说法正确的是（ ）
A．遏止电压与入射光的频率成正比
B．金属的截止频率为b
7
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
C．金属的逸出功为
D．普朗克常量
23．（单选）如图所示是用光照射某种金属时逸出
的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，
（直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标
0.5），由图可知（ ）
A．该金属的截止频率为4.27×1014 Hz
B．该金属的截止频率为5.5×1014 Hz
C．该图线的斜率表示h/e D．该金属的逸出功为
0.5eV
（2）原子能级.能级跃迁
24．（单选）氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为
，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的
频率为
，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k 跃迁到能级m，则（ ）
A．吸收光子的能量为
B．辐射光子的能量为
C．吸收光子的能量为
D．辐射光子的能量为
25（单选）处于n＝3 能级的大量氢原子向低能级跃迁辐射多种频率的光子，已知普朗克常量为h，氢原
子能级公式为E=
，不同轨道半径为rn=n2r1，E1为基态能量，r1为处于基态时电子的轨道半径，n=1，
2，3，…。则下列说法中错误的是（ ）
A．共产生3 种不同频率的光子
B．氢原子由n＝3 能级跃迁到基态时，电子电势能减小，动能增加，总能量减小
C．处于n＝3 能级和处于基态的电子做圆周运动的线速度大小之比为1 3∶
D．产生光子的最大波长为λm=－
26．（单选）氢原子的能级如图所示，现处于n=4 能级的大量氢原子向低能
级跃迁，下列说法正确的是
A．这些氢原子可能发出3 种不同频率的光
B．已知钾的逸出功为2.22eV，则氢原子从n=3 能级跃迁到n=2 能级释放的光
子可以从金属钾的表面打出光电子
C．氢原子从n=2 能级跃迁到n=1 能级释放的光子能量最小
D．氢原子由n=4 能级跃迁到n=3 能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增
加
27．（多选）氢原子能级如图，大量处于n=3 能级的氢原子向低能
级跃迁放出a、b、c 三种频率的光，其中只有b、c 光照射逸出功为
6.34eV 的金属铂能产生光电子，且c 光照射产生的光电子在实验中衍
射现象更明显，则（ ）
A．三种光的频率关系为
B．a、b、c 光子的动量之比为63：403：340
C．b、c 光分别照射金属铂产生的光电子的德布罗意波长之比为
D．处于n=2 能级的氢原子可能会被c 光照射金属铂产生的光电子碰
撞而跃迁到n=4 能级
28．（多选）氢原子能级如图所示，当氢原子从n=4 跃迁到n=2 的能
级时，辐射光的波长为486nm．下列判断正确的是________．
A．氢原子从n=3 跃迁到n=2 的能级时，辐射光的波长等于656nm
8
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B．用波长为90nm 的光照射，可使基态氢原子电离
C．一群处于n=3 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3 中谱线
D．一个处于n=4 能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6 中谱线
E．用波长为633 的光照射，能使氢原子从n=2 跃迁到n=3 的能级
（3）光电效应.能级跃迁综合题
29．（单选）图甲是研究光电效应的实验原理图，
阴极由逸出功
的金属钙制成。图乙是汞
原子的能级图，用汞原子跃迁发出的光子照射阴极，
下列说法正确的是（ ）
A．大量
能级的汞原子向低能级跃迁时只能发
出4 种频率的光
B．从
能级跃迁到基态发出的光子波长最长
C．从
能级跃迁到
能级发出的光子能使金
属钙发生光电效应
D．用大量
能级跃迁发出的光子照射，要使微
安表示数为0，滑片P 应向a 端移动
30．如图所示，一群处于第4 能级的氢原子发光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K 的金属上，只能
测得3 条电流随电压变化的图像（如图乙）。已知氢原子的能级图如图丙所示。
（1）这群处于第4 能级的氢原子，原子最终都回到基态，总共能发出 种不同频率的光；
（2）a 光为氢原子从第4 能级跃迁到
能级发出的光子，该金属的逸出功
；b 光照射金属时的遏止电压
V；
31．（多选）如图甲所示为氢原子的能级图，用
同一光电管研究氢原子发出的a、b、c 三种单色
光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极
间所加电压U 的关系如图乙。则这三种光（
）
A．光子动量
B．照射该光电管时c 光使其逸出的光电子初动
能最大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条
纹间距最大
D．若这三种光是原子从能级
跃迁到较低能级时发出的光，则c 光的波长可以表示为
32．（多选）氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于
能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发
出的光照射如图（b）电路阴极K 的金属，只有1 种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其
电流随电压变化的图像如图（c）所示。电子电荷量为
，则下列说法正确的是（ ）
9
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．题述氢原子跃迁一共能发出4 种不同频率的光子 B．阴极金属的逸出功为
C．题述光电子能使处于
能级的氢原子电离
D．若图（c）中饱和光电流为
，则
内最少有
个氢原子发生跃迁
33．如图所示，一群处于第4 能级的氢原子发光，将这些光分别照射到图甲电路阴极K 的金属上，只能
测得3 条电流随电压变化的图像（如图乙）。已知氢原子的能级图如图丙所示。则
（1）氢原子的发射光谱属于 （选填“明线”、“吸收”或“连续”）光谱。一群处于第4
能级的氢原子，原子最终都回到基态，总共能发出 种不同频率的光；
（2）a 光照射该金属发出电子的最大初动能为
，该光为氢原子从第4 能级跃迁到
能级发出的光子，光子对应的能量为
，该金属的逸出功
；
（3）求b 光照射金属时的遏止电压
；
（4）只有c 光照射金属时，调节光电管两端电压，达到饱和光电流
，若入射的光子有80%引发
了光电效应。求此时每秒钟照射到阴极K 的光子总能量E。
（5）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压
力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用
表示光压。一台发光功率为
的激光器发出一束某频
率的激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，求其在物体
表面引起的光压，已知光速为c。
（4）原子核的衰变及半衰期
34．（单选）γ 射线暴是来自天空中某一方向的γ 射线强度在短时间内突然增强，随后又迅速减弱的现
象，它是仅次于宇宙大爆炸的爆发现象。下列关于γ 射线的论述中正确的是（ ）
A．γ 射线同α、β 射线一样，都是高速带电粒子流 B．γ 射线的穿透能力比α 射线强，但比β 射线弱
C．γ 射线是原子核能级跃迁时产生的 D．利用γ 射线可以使空气电离，消除静电
35．（单选）铋是一种金属元素，元素符号为Bi，原子序数为83，位于元素周期表第六周期VA 族，在
现代消防、电气、工业、医疗等领域有广泛的用途。一个铋210 核（
）放出一个粒子后衰变成一
个钋核（
），并伴随产生了
射线。已知
时刻有m 克铋210 核，
时刻测得剩余
克没有衰
变，
时刻测得剩余
克没有衰变，则铋210 核的半衰期为（ ）
A．
B．
C．
D．
10
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
36．（单选）静止在O 点的
原子核发生衰变的同时，空间中出现如
图所示的匀强电场。之后衰变产物A、B 两粒子的运动轨迹OA、OB 如
图虚线所示，不计重力和两粒子间的相互作用，下列说法正确的是（
）
A．A 粒子为
粒子
B．
原子核发生的是衰变
C．两粒子始终处在同一等势面上
D．经过相等时间A、B 粒子位移比为2:5
D．根据上述有
，
解得，经过相等时间A、B 粒子水平分位移比为
37（多选）．一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由于发生了衰变而在
磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1 16
∶
，下列判断中正确的
是（ ）
A．反冲原子核在小圆上逆时针运动
B．该原子核发生了
衰变
C．原来静止的核，其原子序数为15
D．放射性的粒子与反冲核运动周期相同
38．1945 年美国的第一颗原子弹在新墨西哥州的沙漠中试爆成功。该原子弹是以钚（
）为核原料
的，在中子的轰击下，一种典型的核裂变产物是氙（
）和锆（
），试写出此核反应方程：
；已知
（钚）的半衰期是88 年，当87.5%的原子核发生衰变，大约要经过 年。
39．（单选）一静止的钠24(
)核发生衰变，衰变方程为
，假设释放的核能全部转化
为Mg 和Y 的动能，下列说法正确的是（ ）
A．
中的A 为24，
与
的中子数相同 B．衰变后
的动能小于
的动能
C．钠核的比结合能大于镁核的比结合能 D．衰变后
的动量大小大于
的动量大小
40．（单选）放射性同位素衰变的快慢有一定的规律，质量为
的碳
发
生
衰变，经过时间t 后剩余碳14 的质量为m，其
图线如图所示。下列说
法正确的是（ ）
A.碳14 放出的
粒子来自核外电子B．碳14 的衰变方程为
C．碳14 的半衰期为11460 年 D．100 个碳14 原子经过11460 年后还剩25 个
41．（多选）在匀强磁场中静止着一个原子核
，某一时刻发生了一次衰变放出
某种粒子，放出的粒子与生成的新核在与磁场方向垂直的平面内做匀速圆周运动，
得到粒子与新核的轨迹是外切圆，如图所示，已知磁感应强度大小为B，方向垂直
纸面向里，粒子的质量为m，电荷量为q，粒子做圆周运动的半径为R，以下说法
正确的是（ ）
A．放出的粒子是β 粒子，对应的轨迹是大圆，粒子和新核绕行的方向均为顺时针
B．放出的粒子是α 粒子，对应的轨迹是大圆，粒子和新核绕行的方向均为逆时针
C．若新核与粒子的轨道半径之比为1︰43，则X 核中的质子数Z＝86
D．衰变后产生的新核做圆周运动的速率为
42．（多选）在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于衰变放射出
某种粒子，结果得到一张两个相切圆1 和2 的径迹照片，如图所示。已知
两个相切圆的半径分别为r1、r2，则下列说法正确的是（ ）
11
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
A．原子核可能发生β 衰变
B．径迹2 不可能是衰变后新核的径迹
C．若衰变方程是
，则r1：r2=1：45
D．若衰变方程是
，则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117：2
（5）原子核的结构.核反应，核反应方程
43．（单选）若氢原子核外电子在库仑力作用下绕核做匀速圆周运动，则电子运动半径越大，电子运动
的（ ）
A．周期越小
B．线速度越小
C．加速度越大
D．角速度越大
44（衰变）．（单选）放射性同位素钍
经一系列
衰变后生成氡
，以下说法正确的是
（ ）
A．每经过一次
衰变原子核的质量数会减少
个
B．
的半衰期约为1 分钟，所以2 分钟后1g
原子核就将全部衰变完
C．放射性元素钍
的原子核比氡
原子核的中子数少
个
D．钍
衰变成氡
一共经过次
衰变和
次
衰变
45（聚变）（单选）太阳内部的核聚变可以释放出大量的能，这些能以电磁辐射的形式向四面八方辐射
出去，其总功率达到
。设太阳上的热核反应是4 个质子聚合成1 个氦核同时放出2 个中微
子（质量远小于电子质量，穿透能力极强的中性粒子，可用v 表示）和另一种带电粒子（用
表示），
且知每一次这样的核反应质量亏损为
，已知真空中的光速
，电子的电荷量
。则每秒钟太阳产生中微子的个数为（ ）
A．
个
B．
个
C．
个
D．
个
46．在β 衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探
测。1953 年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中
的核反
应，间接地证实了中微子的存在。
(1)中微子与水中的
发生核反应，产生中子（
）和正电子（
），即：中微子＋
→
＋
，可以
判定，中微子的质量数和电荷数分别是 。
(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子
（γ），即
＋
→2γ，已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31kg，反应中产生的每个光子的能量约为
J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是什么 ？
47．（单选）下列核反应叙述正确的是（ ）
A．
，X 为α 粒子，核反应为α 衰变
B．
，Y 为3 个中子，核反应为人工核转变
C．
，K 为中子，核反应为聚变
D．
，Z 为α 粒子，核反应为γ 衰变
48（人工转变变）（单选）1932 年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能
关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子
核，核反应方程为
。已知
、
、X 的质量分别为m1=1.007 28u、m2=7.016 01u、
m3=4.001 51u，其中u 为原子质量单位，1u=931.5MeV/c2（c 为真空中的光速）则在该核反应中（ ）
A．铍原子核内的中子数是3
B．X 表示的是氚原子核
C．质量亏损
D．释放的核能
49（聚变）（多选）太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看作
是4 个氢核（H）结合成1 个氦核同时放出2 个正电子。下表中列出了部分粒子的质量（取1u=
×10－
12
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
26kg）。
粒子名称
质子（p）
α 粒子
正电子（e）
中子（n）
质量/u
1.0073
4.0015
0.00055
1.0087
以下说法正确的是（ ）
A．核反应方程为4 H→He＋2 e B．4 个氢核结合成1 个氦核时的质量亏损约为0.0266kg
C．4 个氢核结合成1 个氦核时的质量亏损约为4.43×10－29kg
D．聚变反应过程中释放的能量约为4.0×10－12J
50（裂变）．（单选）图为核电站的反应堆示意图，下列说法正确的是
（ ）
A．水泥防护层主要起保温作用 B．镉棒的作用是使快中子变成慢中子
C．反应堆放出的热量可直接全部转化为电能
D．核反应堆中的核废料需要装入特定的容器深埋地下
（6）结合能.比结合能的区别；核能的计算
51．（多选）关于原子核的结合能，下列说法正确的是（ ）
A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
B．一重原子核衰变成α 粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
C．铯原子核（
）的结合能小于铅原子核（
）的结合能
D．比结合能越大，原子核越不稳定
52．（单选）关于结合能与比结合能，下列判断正确的是（ ）
A．铯原子核
的结合能小于铅原子核
的结合能
B．原子核的结合能越大，核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时需要吸收能量
D．原子核的比结合能等于将其完全分解成自由核子所需的最小能量
53．(1)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断
正确的有 ．
A．
核的结合能约为14 MeV B．
核比
核更稳定
C．两个
核结合成
核时释放能量
D．
核中核子的平均结合能比
核中的大
(2)质子(
)和α 粒子(
)被加速到相同动能时，质子的动量
(选填“大于”“小于”或“等于”)α 粒子的动量，质子和α 粒子
的德布罗意波波长之比为 ．
54．（单选）2023 年5 月。我国自主三代核电技术“华龙
一号”全球首堆示范工程—福清核电5、6 号机组正式通过
竣工验收，设备国产化率达到90%，反映了我国建立起了
更加成熟完备的核科技工业体系。根据图示的原子核的比结
合能曲线，以下判断中正确的是（ ）
A．
核的结合能比
核的结合能更小
B．两个
核结合成
时要释放能量
C．两个
结合成
存在能量与质量的相互转化
13
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
D．
中核子的平均质量比
中核子的平均质量小
55．（多选）静止在匀强磁场中的原子核X 发生α 衰变后变成新原子核Y。已知核X 的质量数为A，电
荷数为Z，核X、核Y 和α 粒子的质量分别为mX、mY和mα，假设核反应过程中释放的能量全部转化为α
粒子和Y 核的动能。α 粒子在磁场中运动的半径为R。则（ ）
A．衰变方程可表示为
B．核反应中释放的核能为（mx-my-mα）c2
C．Y 核在磁场中运动的半径为
D．Y 核的动能为
（7）综合题
56（单选）．图像可以直观地反映物理量之间的关系，如图所示，甲图是光电管中光电流与电压关系图
像，乙图是c、d 两种金属遏止电压与入射光频率之间的关系图像，丙图是放射性元素氡的质量和初始时
质量比值与时间之间的关系图像，丁图是原子核的比结合能与质量数之间关系图像，下列判断正确的是
（ ）
A．甲图中，a 光的波长大于b 光的波长 B．乙图中，金属c 的逸出功小于金属d 的逸出功
C．丙图中，每过3.8 天要衰变掉质量相同的氡 D．丁图中，质量数越大原子核越稳定
57．（多选）下列五幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A．图甲：原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成，而质子和中子则由更小的微粒组成
B．图乙：卢瑟福通过分析α 粒子散射实验结果，发现了质子和中子
C．图丙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能
D．图丁：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
E．图戊：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
58．（多选）下列四幅图涉及不同的物理知识，如图所示，其中说法正确的是（ ）
A．甲图中A 处能观察到大量的闪光点，B 处能看到较多的闪光点，C 处观察不到闪光点
14
关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“中考/高考-总复习”、最新试卷下载
B．图乙中用中子轰击铀核使其发生裂变，链式反应会释放出巨大的核能
C．图丙中处于
能级的一个氢原子向低能级跃迁，最多可以放出3 种频率的光
D．丁图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角先变小后变大，说明锌板原来一定带正电
（8）计算题
59．一群处于第4 能级的氢原子，最终都回到基态，能发出6 种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲
电路阴极K 的金属上，只能测得3 条电流随电压变化的图像（如图乙）。已知氢原子的能级图如图丙所
示。
（1）求该金属逸出功W； （2）求b 光照射金属时的遏止电压
；
（3）光照射到物体表面时，如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样，将产生持续均匀的压力，这种压
力会对物体表面产生压强，这就是“光压”，用
表示。一台发光功率为
的激光器发出一束某频率的
激光，光束的横截面积为S。当该激光束垂直照射到某物体表面时，假设光全部被吸收，求其在物体表面
引起的光压，已知光速为c。
60．镭（Ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知
能自发放出
粒子而变成新核Rn，
已知
的质量
，Rn 的质量
，
粒子的质量
。如图所
示，一个静止的镭核在匀强磁场中发生衰变，衰变后两粒子运动平面与磁场垂直（涉及比值时，质量可
取整数）求：
（1）
粒子与Rn 核在磁场中运动的半径之比和周期之比；
（2）衰变过程中放出的能量；（3）
粒子的动能。
15
