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专题19 近代物理学
一、单选题
1．（2024·广东·二模）2023 年12 月，江南造船（集团）有限责任公司正式发布全球首型、世界最大核动
力集装箱船船型设计，它采用了第四代钍基堆型熔盐反应堆，具有更高的安全性、更少的核废料、更长的
使用寿命和更广泛的能源应用前景。在该反应堆中，钍（
）核经过一系列的衰变最终变成了铅（
）核，下列说法正确的是（ ）
A．钍核包含有90 个质子和140 个中子
B．钍核的结合能小于铅核的结合能
C．钍核衰变为铅核经历了6 次
衰变和4 次
衰变
D．钍核衰变为铅核需要吸收能量
2．（2024·广东佛山·二模）科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素
，其半衰期为72 万年，衰
变方程为
，则（ ）
A．Y 是中子
B．衰变过程中质量守恒
C．地球上的放射性同位素
与月球上的放射性同位素
半衰期相等
D．银河系中现有的放射性同位素
将在144 万年后全部衰变为
3．（2024·广东·模拟预测）如图所示是氢原子的能级图，一群氢原子处于量子数
的激发态，这些氢
原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，用辐射出的光照射图乙光电管的阴极
K，已知阴极K 的逸出功为
，则（ ）
1
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A．波长最短的光是原子从
激发态跃迁产生的
B．波长最长的光是原子从
激发态跃迁到基态时产生的
C．阴极
逸出光电子的最大初动能为
D．阴极K 逸出光电子的最大初动能与阴极K 的逸出功相等
4．（2024·广东·模拟预测）随着高功率激光技术的持续进步，目前在实验室已可获得超过1022W/cm2的激
光聚焦强度，为超高强度激光脉冲触发核过程和核应用开辟了新方向。某次使用高功率激光研究轻核聚变
的核反应方程为H+ H→He+X，发生质量亏损并释放能量，下面说法正确的是（ ）
A．X 是中子
B．轻核聚变在普通温度的情况下发生
C．轻核聚变发生质量亏损，因此轻核聚变过程中质量数不守恒
D．目前的核电站反应堆可以使用轻核聚变
5．（2024·广东·模拟预测）核污染水中含有的氚、锶-90、铯-137、碘-129 等放射性元素，都有可能对人类
和自然界造成损害。其中锶（
）半衰期为30 年，它经β 衰变转变为钇核。下列说法正确的是（ ）
A．锶经通过β 衰变产生的电子来自锶原子的核外电子
B．钇原子核内有52 个中子
C．钇核的比结合能比锶核大
D．100 个锶原子核经过30 年，还剩50 个
6．（2024·广东佛山·二模）在2023 年10 月28 日举行的首届国际天然铀产业发展论坛中，我国宣布，通过
“天空地深”一体化勘查技术发现了一批万吨至十万吨级铀矿床．天然铀中主要有铀238 和铀235，其中，
铀235 的裂变方程为：
，下列说法正确的是（ ）
A．铀235 裂变可以自发进行
B．反应方程中
，
2
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C．
的比结合能大于
的比结合能D．离地表越深，温度越高，铀235 的半衰期也越大
7．（2024·云南红河·一模）日本于2023 年8 月24 日将福岛第一核电站核废水排入大海，对海洋生态造成
恶劣影响。核废水中含有氚、锶90、铯137、碘129 等放射性元素，其中铯137 的半衰期约30 年，衰变方
程为
。下列说法正确的是（ ）
A．X 是
粒子
B．X 是
粒子
C．衰变过程中质量守恒
D．100 个铯137 原子核经过30 年后一定还有50 个未衰变
8．（2024·广东东莞·模拟预测）太阳内部有多种热核反应，其中一个反应方程是
，以
下说法正确的是（ ）
A．X 是质子
B．该核反应属于α 衰变
C．该核反应属于核聚变
D．该反应是现在核电站中的主要核反应
9．（2024·黑龙江齐齐哈尔·二模）下列关于四幅插图的说法正确的是（ ）
A．甲图为方解石的双折射现象，说明方解石是非晶体
B．乙图中制作防水衣时用右管材料的防水效果更好
C．丙图为
粒子的散射实验现象，其中J 运动轨迹所占的比例是最多的
D．丁图的绝热容器中，抽掉隔板，容器内气体温度降低
10．（2024·贵州毕节·二模）如图为氦离子的能级图，根据玻尔原子理论和爱因斯坦光电效应理论，关于
氦离子能级跃迁，下列说法正确的是（ ）
3
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A．大量处于
能级的氦离子向低能级跃迁过程中最多可辐射出3 种不同频率的光子
B．处于
能级的氦离子，只要吸收
的能量就能发生电离
C．用从
能级向
能级跃迁过程中发出的光去照射逸出功为
的金属钙，能使金属钙发生
光电效应
D．从
能级跃迁至
能级过程中发射光子频率为
，从
能级跃迁至
能级过程中发射
光子频率为
，则
11．（2024·新疆乌鲁木齐·二模）某光源发出的光由红、绿、蓝三种色光组成，绿光的强度最大，红光的
强度最小。在光电效应实验中，用该光源发出的光分别照射金属A、B、C 时，均能发生光电效应现象，
且产生的饱和光电流
、
、
均不相等。已知金属A、B、C 的极限波长的关系为
，则
（ ）
A．
B．
C．
D．
一、多选题
12．（2024·广东惠州·二模）图中的（a）、（b）、（c）、（d）四幅图涉及不同的原子物理知识，其中
说法正确的是（ ）
4
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A．根据图（a）所示的三种射线在磁场中的轨迹，可以判断出“1”为γ 射线
B．如图（b）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越大
C．卢瑟福通过图（c）所示的α 粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型
D．利用图（d）所示的氢原子能级示意图，可以解释氢原子为何具有分立光谱
13．（2024·新疆塔城·二模）智能手机内装有光敏电阻，可利用光电效应原理自动调节屏幕亮度。某金属
发生光电效应时，其遏止电压
与入射光的频率v 的关系如图所示，图中横轴截距为a，纵轴截距为-b，
元电荷为e。则（ ）
A．普朗克常量
B．普朗克常量
C．该金属的逸出功为ea
D．该金属的逸出功为eb
14．（2024·陕西西安·模拟预测）关于核反应方程，下列说法正确的是（ ）
A．
，该核反应是α 衰变
B．
，该核反应是聚变
C．
该核反应是聚变
D．
该核反应是β 衰变
15．（2024·陕西宝鸡·二模）氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第3 能级的氢原子，向低能级跃迁过
程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2 种频率的光可让光电管阴极K 发生光电效
应。调节滑片P 的位置，当电压表的示数为7.55V 时，微安表示数恰好为零。下列说法中正确的是
5
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（ ）
A．图乙电路中电源左侧为负极
B．氢原子跃迁放出的光中有3 种频率不同的光子
C．光电管阴极K 金属材料的逸出功为4.54eV
D．用能量为1.5eV 的光照射处于第3 能级的氢原子，可以使氢原子发生电离
16．（2024·浙江温州·二模）下列说法正确的是（ ）
A．大量处于激发态的氢原子可以向外辐射紫外线，也可向外辐射
射线
B．卢瑟福通过
粒子散射实验提出了原子核式结构模型，也可估算出原子核的大小
C．扩散现象说明组成物质的分子在做永不停息的热运动，也可说明分子间存在空隙
D．从单一热库吸收热量可以自发地全部传递给低温物体，也可以自发地完全变成功
17．（2024·福建三明·一模）有关量子力学的下列说法中，正确的是（ ）
A．普朗克为解释图甲的黑体辐射实验数据，提出了能量子的概念
B．图乙在某种单色光照射下，电流表发生了偏转，若仅将图乙中电源的正负极反接，电流表一定不
会偏转
C．密立根依据爱因斯坦光电效应方程，测量并计算出的普朗克常量，与普朗克根据黑体辐射得出的
值在误差允许的范围内是一致的
D．图丙为氢原子的能级示意图，一群处于
的激发态的氢原子向低能级跃迁过程所发出的光中，
从
跃迁到
到所发出的光波长最长
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18．（2024·浙江·二模）如图所示，一群处于第4 能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出不同频率的光，
其中只有3 种不同频率的光a，b，c 照射到图甲电路阴极K 的金属上能够发生光电效应，测得光电流随电
压变化的图像如图乙所示，调节过程中三种光均能达到对应的饱和光电流，已知氢原子的能级图如图丙所
示，则下列推断正确的是（ ）
A．阴极金属的逸出功可能为
B．图乙中的b 光光子能量为
C．若图乙中的
，则
D．若甲图中电源右端为正极，随滑片向右滑动，光电流先增大后保持不变
19．（2024·山东济宁·一模）如图甲所示，a、b 两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形玻璃砖的
圆心O，已知a 光刚好发生全反射，b 光的折射光线（反射光线未画出）刚好与a 光的反射光线重叠。分别
将这两束单色光射向图乙所示的装置，仅有一束光能发生光电效应。调节滑片P 的位置，当电流表示数恰
好为零时，电压表示数为Uc。已知K 极板上金属的极限频率为v₀，电子电荷量的绝对值为e，普朗克常量
为h，下列说法正确的是（ ）
A．若将b 光沿a 光的光路射向O 点，b 光也能发生全反射
B．用同一双缝做光的干涉实验，a 光产生的干涉条纹间距比b 光的大
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C．a 光的光子能量为
D．用图乙测量遏止电压，滑片P 应从图示位置向左端滑动
一、多选题
20．（2024·江西·一模）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Ⅱ。用同一双缝干涉装置
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（ ）
A．图1 中的Hα对应的是Ⅱ
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
21．（23-24 高三下·湖南衡阳·开学考试）某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有A、
B 两种不同颜色光的光束以一定的角度从三棱镜的一面射入，并从另一面射出，如图所示。由此我们可以
知道（ ）
A．玻璃砖对B 光的折射率小于对A 光的折射率
B．A 光的光子能量比较小
C．照射同一狭缝，A 光通过狭缝后的衍射现象更明显
D．在使用同一个装置进行双缝干涉实验时，B 光的干涉条纹间距较大
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22．（2024·江西鹰潭·一模）如图所示，一条红色光束和另一条紫色光束，以相同的角度同时沿同一半径
方向射入一块半圆形玻璃砖，其透射光束由圆心O 点沿OA、OB 方向射到屏MN 上，则可知（ ）
A．OA 是红光，它从射入玻璃砖到打在屏上所需时间较长
B．OB 是紫光，它从射入玻璃砖到打在屏上所需时间较长
C．若OA 光能使某种金属产生光电效应，则OB 光一定能使该金属产生光电效应
D．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，OA 光条纹间距小于 OB 光条纹间距
23．（2024·浙江·一模）下列关于来自课本的四幅插图的描述符合事实的是（ ）
A．如图甲所示为应变片测力原理图，当自由端施力
变大时，上表面应变片的电阻也变大
B．如图乙为某分子在
的速率分布图像，当温度升高时各速率区间分子数占总分子数的百分比都将
增加
C．如图丙为方解石的双折射现象，该现象说明方解石晶体具有各向异性
D．如图丁为核反应堆的原理图，其中镉棒的作用是将裂变过程中的快中子变成慢中子
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