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
专题30 近代物理
考点01：波粒二象性
1．（2023 高二上·浙江·学业考试）下列跟物理有关的假说、概念、模型理解正确的是（ ）
A．元电荷就是指电子、质子这样基本的粒子
B．能量子假说是指微观粒子的能量是不连续的
C．能量耗散是指能量在转化过程中变少了
D．黑体是指只能吸收不能反射和辐射能量的绝对黑色的物体
【答案】B
【详解】A．元电荷指最小的电荷量，故A 错误；
B．能量子假说指微观粒子的能量是不连续的，只能是某一最小能量值的整数倍，故B 正确；
C．能量耗散是指在能源利用的过程中，其可利用的能量降低了，但在转化过程中总量保持不变，故C 错
误；
D．绝对黑体是指只能吸收不能反射，但是能向外辐射能量，D 错误。
故选B。
2．（2022 高三上·江苏·学业考试）下列关于热辐射和黑体辐射的说法不正确的是（ ）
A．一切物体都在辐射电磁波
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
B．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波
C．黑体辐射强度的极大值跟温度无关
D．一般物体辐射电磁波的强度与温度有关
【答案】C
【详解】A．一切物体都在辐射电磁波，故A 正确；
B．黑体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，故B 正确；
C．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故C 错误；
D．一般物体辐射电磁波的强度与温度有关，故D 正确。
故选C。
3．（2022 高三·上海·学业考试）用单色光照射某种金属表面，有没有光电子逸出取决于入射光的（ ）
A．频率
B．强度
C．照射时间
D．光子数目
【答案】A
【详解】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率。
故选A。
4．（2019 高三上·浙江·学业考试）关于波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A．普朗克通过对黑体辐射的研究，提出光子的概念
B．爱因斯坦通过对光电效应的研究，提出了能量子的概念
C．德布罗意运用类比、对称的思想，提出了物质波的概念
D．大量电子通过双缝后到达屏上，不会出现干涉条纹
【答案】C
【分析】黑体辐射，光电效应都体现了波具有粒子性，而微观粒子能出现干涉、衍射现象表明微观粒子也
具有波的性质，本题从波粒二象性入手对问题进行分析。
【详解】A．普朗克通过对黑体辐射的研究，提出能量的量子化，A 错误；
B．爱因斯坦通过对光电效应的研究，提出了光子的概念，B 错误；
C．德布罗意注意到波不仅具有干涉、衍射等波的性质，还能产生光电效应等粒子的性质，他运用类比、
对称的思想，提出了微观粒子应该不仅具有粒子的性质，也应该具有波的性质，因此提出了物质波的概念，
C 正确；
D．大量电子通过双缝后到达屏上，表现出波的性质，会出现象光一样的干涉条纹，D 错误。
故选C。
5．（2024 高二下·广东·学业考试）关于光的量子假说，下列说法正确的是（ ）
A．光子的能量是连续的
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
B．光子的能量与光的波长成正比
C．光子的能量与光的频率成正比
【答案】C
【详解】根据爱因斯坦光子说可知光子的能量是一份一份的，不是连续的；根据
可知光子的能量与光的频率成正比，与波长成反比。
故选C。
6．（2024 高二下·湖南·学业考试）普朗克在1900 年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元，
在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是（ ）
A．苹果的质量
B．苹果的个数
C．火车的动能
D．火车的长度
【答案】B
【详解】“量子化”的特征是不连续的。苹果的质量、火车的动能和火车的长度都不具有“量子化”特征，
具有“量子化”特征的是苹果的个数。
故选B。
7．（2024 高三·河北·学业考试）电子在第一玻尔轨道上需要约150 阿秒绕氢原子核运行一周，微观世界的
时间尺度如图所示。光的周期由飞秒级到阿秒量级，则（ ）
A．光的波长变短
B．光的频率变低
C．光子动量减小
D．光子能量不变
【答案】A
【详解】AB．由图可知光的周期冲由飞秒级到阿秒量级，光的周期变小，则频率变高，又
可知光的
波长变短，A 正确，B 错误；
D．根据
可知频率变大，光子能量变大，D 错误；
C．根据
可知波长变短，光子动量变大，C 错误。
故选A。
8．（2023 高二上·广东揭阳·学业考试）普朗克在1900 年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪
元。在下列宏观概念中，具有“量子化”特征的是（ ）
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
A．人的个数
B．物体所受的重力
C．物体的长度
【答案】A
【详解】人的个数具有“量子化”特征；物体所受的重力和物体的长度不具有“量子化”特征。
故选A。
9．（2023 高二上·江苏盐城·学业考试）下列说法中正确的是（ ）
A．光波是一种概率波
B．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的干涉现象
C．爱因斯坦提出了光子说，成功解释了光电效应现象，否定了光的波动性
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
【答案】A
【详解】A．光波是一种概率波，是大量光子共同具有的一种性质，A 正确；
B．用三棱镜观察太阳光谱是利用光的色散现象，B 错误；
C．爱因斯坦提出了光子说，成功解释了光电效应现象，但没有否定光的波动性，光具有波粒二象性，C 错
误；
D．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，D 错误。
故选A。
10．（2023 高二下·新疆·学业考试）下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦提出能量子的概念
B．微观粒子的能量变化是连续的
C．能量子与电磁波的频率成正比
D．能量子与电磁波的速度成正比
【答案】C
【详解】A．普朗克提出能量子的概念，故A 错误；
B．微观粒子的能量变化是跳跃的，不连续的，故B 错误；
CD．根据
，能量子与电磁波的频率成正比，故C 正确，D 错误。
故选C。
11．（2022 高三·广东·学业考试）图甲是"探究光电效应"的实验电路图，光电管截止电压U0随入射光频率
ν 的变化规律如图乙所示。下列判断正确的是（ ）
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．入射光的频率ν 不同时，截止电压Uc不同
B．入射光的频率ν 不同时，Uc-ν 图像的斜率不同
C．图甲所示电路中，当电压增大到一定数值时，电流表的示数将达到饱和电流
D．只要入射光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同
【答案】A
【详解】A．根据
，可知入射光的频率不同时，电子的最大初动能不同，又
得
可见入射光的频率
不同时，截止电压
不同，A 项正确；
B．由
知
图像的斜率
与入射光的频率
无关，B 项错误；
C．图甲所示电路中，必须把电源正负极反接，才能用来验证光电流与电压的关系，即当电压增大到一定
数值时，电流表的示数变为零，C 项错误；
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
D．根据
可知，光电子的最大初动能与入射光的光照强度无关，D 项错误．
故选A。
12．（2021 高二·浙江·学业考试）全飞秒激光是国际上最先进的角膜屈光手术模式之一，目前仅德国蔡司
的“VisuMax”全飞秒激光系统可以应用于“全飞秒”近视矫正手术中。经查阅资料得知，飞秒激光是一种
波长1053nm 的激光，已知普朗克常数为
，则下列说法正确的是（ ）
A．飞秒激光的传播速度有可能超过3×108m/s
B．飞秒激光光子的能量是连续的
C．飞秒激光的频率为1.053×106Hz
D．飞秒激光的光子能量约为1.2eV
【答案】D
【详解】A．根据爱因斯坦的相对论观点，飞秒激光的速度不可能超过光在真空中的速度，选项A 错误；
B．飞秒激光光子的能量的是量子化的，选项B 错误；
C．飞秒激光的频率为
选项C 错误；
D．飞秒激光的光子能量为
选项D 正确。
故选D。
13．（2021 高三·湖南·学业考试）下列说法正确的是（ ）
A．一束光照射到某种金属上没有发生光电效应，是因为该束光的波长太短
B．在
粒子散射实验中，少数粒子大角度偏转，绝大多数粒子仍沿原来方向前进
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
C．在衰变方程
中，X 原子核的质量数是234
D．动能相等的质子和电子，它们的物质波波长也相等
【答案】B
【详解】A．一束光照射到某种金属上没有发生光电效应，是因为其频率小于金属的极限频率，即波长大
于极限波长。A 错误；
B．在
粒子散射实验中，少数粒子大角度偏转，绝大多数粒子仍沿原来方向前进。B 正确；
C．根据质量数守恒，X 原子核的质量数是235。C 错误；
D．物质波波长为
质子质量大，所以其波长较短。D 错误。
故选B。
14．（2022 高三·上海·学业考试）根据爱因斯坦光子说，光子能量E 等于（h 为普朗克常量，c、λ 为真空
中的光速和波长）（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】由爱因斯坦的光子说得
又波长、波速、频率关系为
因此
故选A。
15．（2022 高三·上海·学业考试）极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如
图（a）（b）（c）所示的图像，则（ ）
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
A．图像（a）表明光具有波动性
B．图像（c）表明光具有粒子性
C．用紫外线观察不到类似的图像
D．实验表明光是一种概率波
【答案】D
【详解】AB．图像（a）只有分散的亮点，表明光具有粒子性；图像（c）呈现干涉条纹，表明光具有波动
性，AB 错误；
C．紫外线也具有波粒二象性，也可以观察到类似的图像，C 错误；
D．实验表明光是一种概率波，D 正确。
故选D。
16．（2024 高三·河北·学业考试）如图所示是研究光电效应的实验装置，某同学用频率为
的a 光照射光
电管，初始时微安表中有电流，调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数
。
将a 光换成频率为
的b 光，微安表示数恰为零时电压表示数为
。已知
，电子的电荷量为e，则
（ ）
A．b 光的波长大于a 光的波长真空
B．a 光照射时，P 从中间向d 端移动，微安表的示数变小
C．仅通过题述条件不可求出K 极金属的逸出功
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
D．仅通过题述条件可求出普朗克常量
【答案】D
【分析】考查光电效应实验、爱因斯坦光电效应方程的应用。
【详解】A．加反向电压，微安表示数恰好为0 时的电压为遏止电压，由
可知，
越大，光电子最大初动能越大，入射光频率越大，波长越小，A 错误。
B．
向
端移动，
，电子受向右的电场力，使更多的电子运动到
极，电流增加，微安表的示数
增大［点拨：若
初始时在靠近
端处，且已经达到饱和光电流，此时再将
向右移动，微安表的示数不
会发生变化］，B 错误。
CD．由
联立解得
将
代入即可求出
极金属的逸出功，C 错误，D 正确。
故选D。
17．（2023 高三·河北·学业考试）用图甲所示电路可以研究光电效应中电子的发射情况与光照强弱、光频
率等物理量间的关系（图中电源极性可对调）。图乙所示为a、b、c 三种光照下得到的三条光电流I 与A
极、K 极间电压
的关系图线。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．若开关闭合时电流表有示数，则开关断开时电流表示数为0
B．若想测量饱和电流，则图甲中电源极性需要对调
C．若b 是黄光，则a 可能是蓝光
D．b、c 是同种颜色的光，b 的光强比c 的光强大
【答案】D
【详解】A．开关闭合时电流表有示数，说明入射光的频率大于阴极K 的极限频率，K 极有光电子逸出，不
加电压时，也有光电子到达A 极从而形成光电流，电流表仍有示数，A 错误；
B．若想测饱和电流，则需要把K 极发射的光电子全部收集到A 极上，需要建立方向由A 指向K 的电场，A
极电势高，接电源正极，图甲中电源极性不需要对调，B 错误；
C．根据
结合爱因斯坦光电效应方程
可得
同种K 极金属材料的逸出功W 一定，可知遏止电压越大，入射光的频率
越大，b 对应的遏止电压大于a
对应的遏止电压，则a 的频率比b 的低，若b 是黄光，a 不可能是蓝光，C 错误；
D．b、c 的遏止电压相同，是同种颜色的光，b 的饱和电流比c 的大，b 光照射时单位时间逸出的光电子数
目多，说明b 光单位时间打到K 极的光子数多，所以b 的光强比c 的光强大，D 正确。
故选D。
18．（2023 高三·重庆万州·学业考试）一点光源以150W 的功率向周围所有方向均匀地辐射光波，该光波
的波长约为
，在空间中的传播速度为
。在距离该点光源30m 处，每秒垂直通过每平
方米面积的光子数约为（普朗克常量h 取
）（ ）
A．
个
B．
个
C．
个
D．
个
【答案】C
【详解】一个光子的能量为
为光的频率，光的波长与频率有以下关系
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
光源每秒发出的光子的个数为
P 为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此
时距光源的距离为30m，那么此处的球面的表面积为
S=4π×302m2
则
每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1016个。
故选C。
19．（2023·广东汕头·模拟预测）光刻机利用光源发出的紫外线，将精细图投影在硅片上，再经技术处理
制成芯片。为提高光刻机投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液体，提高分辨率，如图所示。
则加上液体后（ ）
A．紫外线进入液体后光子能量增加
B．传播相等的距离，在液体中所需的时间变短
C．紫外线在液体中比在空气中更容易发生衍射，能提高分辨率
D．紫外线在液体中波长比真空中小
【答案】D
【详解】A．由于紫外线进入液体后光子的频率
不变，根据
可知光子的能量不会改变，故A 错误；
B．由于液体对紫外线的折射率比空气（或真空）中的大，根据
可知，紫外线在液体中的传播速度变
小，根据
，则传播相等的距离，在液体中所需的时间将变长，故B 错误；
CD．由于紫外线在液体中的传播速度变小，根据
可知，频率
不变，则紫外线在液体中的波长比在
空气（或真空）中的波长短，根据发生明显衍射现象的条件：障碍物的尺寸比波长小或与波长相差不大。
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
可知紫外线在液体中比在空气中更不容易发生衍射，故C 错误，D 正确。
故选D。
20．（2022 高二上·江苏常州·学业考试）某激光器能发射波长为
的激光，发射功率为P，c 表示光速，h
为普朗克常量，则激光器t 发射的光量子数为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】每个光子的能量
t 时间内发光的总能量为
，则
故选A。
21．（2021 高二上·浙江·学业考试）某种金属板M 受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子
具有不同的运动方向，速度大小也不相同。如图所示，在M 旁放置一个金属网N，在M、N 之间加电压
U，调节电压U 的大小观察电流表中的电流大小，则下列说法正确的是（ ）
A．U 增大，电流表的读数也增大
B．加上某一电压U0时电流表的读数可能为零
C．所有电子从M 板到金属网N 均做匀减速直线运动
D．将电源的正负极反向时电流表的读数可能为零
【答案】B
【详解】ABC．由于电子受静电力方 向水平向左，与电子速度方向间的夹角为钝角(当电子的速度方向沿
金属板M 板面方向时，静电力方向与电子速度方向间的夹角为直角，该方向射出的电子是不会在两板间运
动)，故电子在两板间均做减速运动，但不是匀减速直线运动，故C 错误；根据动能定理
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
U 增大，到达N 极板电子数减少，电流表的读数减小，故A 错误；当
时电流表中就没有电流，即电
子到达N 板的速度恰好为0，故B 正确；
D．将电源的正负极反向时，使光电子加速，电流表的读数不可能为零，故D 错误。
故选B。
22．（2021 高二·河北·学业考试）某同学设计了一个烟雾探测器，如图所示，S 为光源，当有烟雾进入探测
器时，S 发出的光被烟雾散射进入光电管C 中。光射到光电管中的钠表面产生光电子，当光电流大于或等
于
时，探测器触发报警系统报警。已知真空中光速为，钠的极限频率为
，电子的电荷量为，下列说
法正确的是（ ）
A．要使该探测器正常工作，光源S 发出的光的波长应大于
B．若用极限频率更高的材料取代钠，则该探测器一定不能正常工作
C．若射向光电管C 的光子中能激发出光电子的光子数占比为
，报警时，时间内射向光电管钠表面
的光子数至少是
D．若S 发出的光能使光电管发生光电效应，则光波的频率越高，光电烟雾探测器灵敏度越高
【答案】C
【详解】A．根据
可知，要使该探测器正常工作，光源发出的光频率最小为
，波长则小于
，
故A 错误；
B．根据爱因斯坦的光电效应方程可知，用极限频率更高的材料取代钠，只要频率小于光源发出的光的频
率，则该探测器都能正常工作，故B 错误；
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
C．光电流最小为
时，报警系统报警，则时间内产生的光电子的个数最少为
，时间内射向光电管
钠表面的光子数最少为
，故C 正确；
D．光的频率大小决定能否使光电管发生光电效应，频率一定时，光电流的大小取决于光的强度，所以光
的强度越高，光电烟雾探测器灵敏度越高，故D 错误。
故选C。
23．（多选）（2019 高三上·浙江·学业考试）如图所示，在研究光电效应的实验中，用频率为v 的单色光
照射阴极K 时，能发生光电效应，并测得遏止电压为U。若用上述单色光照射一群处于n=2 的激发态的氢
原子，恰能使氢原于跃迁到n=6 的激发态，已知电子的带电荷量为e，真空中的光速为c，普朗克常量为
h，氢原子在能级n 上的能量En与基态的能量E1满足
。下列说法正确的是（ ）
A．光电子的最大初动能为hv-eU
B．阴极K 的极限频率为v-
C．氢原子基态的能量为
D．氢原子的能级从n=3 跃迁到n=2 时发射出光的波长为
【答案】BCD
【分析】根据光电效应方程，可求逸出功，极限频率和最大初动能；根据电子跃迁时放出光子的能量与各
能级间的关系，可求放出光子的波长。
【详解】A．由于遏止电压为U，则光电子的最大初动能为eU，A 错误；
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．根据爱因斯坦的光电效应方程，逸出功
因此，极限频率为
B 正确；
C．跃迁时放出光子的能量等于两个能级间的能量差
可得氢原子基态的能量
C 正确；
D．原子的能级从n=3 跃迁到n=2 时
发射出光的波长
D 正确。
故选BCD。
24．（多选）（2019 高二下·江苏苏州·学业考试）波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的是
A．光电效应现象提示了光的粒子性
B．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
C．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等
D．热中子束射到晶体上产生的衍射图样说明中子具有波动性
【答案】AD
【详解】A.光电效应无法用波动性解释，爱因斯坦引入了光量子，成功解释了光电效应，因此光电效应现
象揭示了光的粒子性，故A 正确.
B.黑体辐射的实验规律无法用光的波动性解释，为了解释黑体辐射规律，普朗克建立了量子理论，成功解
释了黑体辐射的实验规律，故B 错误.
C.动能相等的质子和电子，质子和电子质量不相等，由动量大小与动能关系
，可知它们的动量
15
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
不相等，根据德布罗意波长公式
可知，它们的德布罗意波长也不相等；故C 错误.
D.衍射和干涉是波特有的现象，电子束通过双缝实验装置后形成干涉图样说明中子具有波动性，故D 正确.
25．（2024 高二上·江苏·学业考试）能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10-18J，已知可见光的平均波长
为0.6μm，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，恰能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少为 。
【答案】3
【详解】每个光子的能量为
能引起人的眼睛视觉效应的最小能量E 为10-18 J，能引起人眼的感觉时有
进入人眼的光子数至少为
26．（2022 高三·上海·学业考试）如图所示，原来不带电的锌板与验电器相连，用紫外线照射锌板，验电
器指针张开一个角度，说明锌板带电了。这种现象称为 ，验电器指针带 电（选填
“正”或“负”）。
【答案】 光电效应 正
【详解】[1]光照射金属板有电子逸出的现象称为光电效应现象，因为有电子逸出，所以锌板带正电。
[2]验电器与锌板通过导线相连，所以也带正电。
27．（2022 高二·江苏扬州·学业考试）氦氖激光器发射波长为
的单色光，已知普朗克常量为
，光速为，
这种光的一个光子的能量为 。若该激光器的发光功率为
，则每秒发射光子数为 。
【答案】
【详解】[1]波长为
的单色光的频率为
一个光子的能量为
16
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
[2]若该激光器的发光功率为
，则时间内发光能量为
时间内发射光子数为
则每秒发射光子数为
28．（2024 高二·山西·学业考试）现代医学中通常采用激光“焊接”视网膜技术来治疗近视，所用激光的
波长约为
。已知普朗克常量
，光在真空中的传播速度
，则该激光中
每个光子的能量为多少？（计算结果保留两位有效数字）
【答案】
【详解】
由
代入数据可得每个光子的能量
考点02：原子结构
1．（2020 高三·北京·学业考试）下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是（ ）
A．由（a）图可知，原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的
17
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．由（b）图可知，光电效应实验说明了光具有粒子性
C．由（c）图可知，电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性
D．由（d）图可知，极少数α 粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间
【答案】A
【详解】A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是量子化的，只能是某些特定值，故A
错误；
B．光电效应实验说明了光具有粒子性，故B 正确；
C．衍射是波的特性，电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性，故C 正确；
D．极少数α 粒子发生大角度偏转，说明原子的质量和正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大
角度偏转，故D 正确。
本题选不正确的，故选A。
2．（2020 高三·浙江·学业考试）下列关于原子结构模型说法正确的是（ ）
A．汤姆孙发现了电子，并建立了原子结构的“西瓜模型”
B．卢瑟福的
粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子
C．卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性
D．玻尔原子模型能很好地解释所有原子光谱的实验规律
【答案】A
【详解】A. 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出原子结构的“西瓜模型”或“枣糕模型”，
故选项A 正确；
BC. 卢瑟福的
粒子散射实验主要是否定了汤姆孙的原子结构的“西瓜模型”，不能说明原子内部存在带
负电的电子，也不能解释原子的稳定性，故选项BC 错误；
D. 玻尔原子模型能很好地解释原子的稳定性和氢原子光谱的实验规律，不是所有原子的光谱规律，故选项
D 错误。
故选择A。
3．（2022 高三·上海·学业考试）根据α 粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原
子核式结构模型的α 粒子散射图景，图中实线表示α 粒子运动轨迹。下列说法正确的是：（ ）
18
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．卢瑟福在α 粒子散射实验中发现了电子
B．α 粒子出现较大角度偏转的原因是α 粒子接近原子核时受到的库仑斥力较小
C．α 粒子出现较大角度偏转的过程中电势能先变小后变大
D．α 粒子出现较大角度偏转的过程中加速度先变大后变小
【答案】D
【详解】A．卢瑟福通过α 粒子散射实验提出原子核式结构，汤姆孙发现了电子，故A 错误；
BCD．α 粒子在接近金原子核的过程中，斥力越来越大，加速度越来越大，做负功；在远离金原子核的过程
中，斥力越来越小，加速度越来越小，斥力做正功，故D 正确，BC 错误。
故选D。
4．（2022 高三·上海·学业考试）下列关于物质结构的认识正确的是 （ ）
A．天然放射现象的发现说明原子是可以再分的
B．电子的发现证实原子可以分成原子核和核外电子
C．α 粒子散射实验否定了原子的葡萄干蛋糕模型
D．质子和中子是目前人类认识到的最小粒子
【答案】C
【详解】A．天然放射现象的发现说明原子核是可以再分的，故A 错误；
B．汤姆生电子的发现证实原子是可以再分的，但并未发现原子可以分成原子核和核外电子，故B 错误；
C．卢瑟福的α 粒子散射实验否定了原子的葡萄干蛋糕模型，故C 正确；
D．质子和中子不是目前人类认识到原子核内能独立存在的最小粒子，人类认识的更小的粒子还有夸克等，
故D 错误。
故选C。
5．（2022 高三·河北·学业考试）十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进
了“近代原子物理学”的建立和发展，关于以下4 幅图中涉及的物理知识说法正确的是（ ）
19
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1 是黑体辐射实验规律，爱因斯坦为了解释此实验规律，首次提出了“能量子”概念
B．图2 为光电效应实验装置，原来验电器和锌板均不带电，现用光照射锌板，发现验电器指针偏转，
则验电器带负电
C．图3 是氢原子能级图，一个处于n＝4 能级的氢原子向低能级跃迁，最多可以放出3 种不同频率的光
子
D．图4 为天然放射现象中产生的三种射线在电场中的偏转情况，其中③线代表的射线在三种射线中穿
透能力最强
【答案】C
【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射提出了能量子的概念，并很好地解释了黑体辐射的实验规律，A 错误；
B．用光照射锌板发生光电效应时，电子从锌板表面逸出，锌板和验电器均带正电，B 错误；
C．一个处于n＝4 能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可放出3 种不同频率的光子，即从n＝4 依次跃迁到
n＝3、2、1，共3 种，C 正确；
D．从图中可知电场强度方向水平向右，而③线向右偏转，故③线代表的射线带正电，为α 射线，其电离
作用最强，穿透能力最弱，D 错误。
故选C。
6．（2022 高三·辽宁·学业考试）氦离子（He+）的能级图如图所示，已知普朗克常量为h，电子的质量为
m，氦离子（He+）基态的能量为E1（E1<0）。根据能级跃迁理论可知，基态氦离子（He+）中的电子吸收
一频率为v 的光子被电离后，电子速度大小为（ ）
20
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．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】本题以氦离子（He+）跃迁为背景，考查能级跃迁理论及学生的知识迁移能力。本题要求考生知道
能级跃迁的相关概念，能应用能级跃迁的概念解决相关的问题。
【解题分析】氦离子的基态能量为E1（E1<0），则基态氦离子的电离能为-E1，发生电离时，根据能量守恒
定律得
解得电离后电子的速度大小
故选B。
7．（2024 高三下·湖北·学业考试）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5.32eV，则（ ）
A．阴极K 逸出的光电子的最大初动能为8eV
B．这些氢原子最多向外辐射6 种频率的光
C．向右移动滑片P 时，电流计的示数一定增大
D．波长最短的光是原子从
激发态跃迁到基态时产生的
【答案】A
【详解】A．一群氢原子处于量子数
的激发态跃迁至基态辐射的光子的能量最大
-0.28eV-（-13.60eV）=13.32eV
21
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
根据光电效应方程有
解得
故A 正确；
B．这些氢原子最多向外辐射光的频率数目为
故B 错误；
C．向右移动滑片P 时，电流达到饱和电流之前，电流增大，达到饱和电流之后，电流保持不变，故C 错误；
D．波长最短的光频率最大，光子能量最大，结合上述可知，波长最短的光是原子从
激发态跃迁到基
态时产生的，故D 错误。
故选A。
8．（2020 高三下·浙江湖州·学业考试）一定强度的激光（含有两种频率的复色光）沿半径方向入射到半圆
形玻璃砖的圆心 O 点，如 图甲所示。现让经过玻璃砖后的 A、B、C 三束光分别照射相同的光电管的阴
极（如图乙所示）， 其中 C 光照射恰好有光电流产生，则（ ）
A．B 光照射光电管的阴极，一定有光电子打出
B．A 光和 C 光分别照射光电管的阴极时，A 光打 出的光电子的最大初动能较大
C．入射光的入射角从 0 开始增大，C 光比 B 光先消失
D．若是激发态的氢原子直接跃迁到基态辐射出 B 光、C 光，则 B 光对应的能级较高
【答案】C
【详解】A．根据几何光学知识可知，A 光是含有两种频率的复色光，B 光和C 光是单色光，且C 光折射率
大，频率高，C 光照射光电管恰好有光电流产生，用B 光照射同一光电管，不能发生光电效应，故A 错误；
B．A 光和C 光分别照射光电管的阴极时，打出光电子的最大初动能是相等的，都由C 光的频率决定，故B
22
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
错误；
C．根据sinC=1/n 可知，C 光临界角较小，若入射光的入射角从0 开始增大，C 光比B 光先发生全反射而消
失，故C 正确；
D．C 光的频率高，根据能级跃迁规律可知，若是激发态的氢原子直接跃迁到基态辐射出B 光和C 光。则C
光对应的能级较高，故D 错误。
故选C。
9．（2022 高三·河北·学业考试）玻尔根据普朗克的量子理论，提出了玻尔理论，成功解释了氢原子光谱的
实验规律。如图所示为氢原子的能级图，能级n=1，2，3，4，…所对应的能量分别为
，
，
，
，
…，两能级之间的线段上标注的是氢原子从较高能级跃迁到较低能级辐射光子（或氢原子从较低能级跃迁
到较高能级吸收光子）的波长，则（ ）
A．相邻能级之间的能量差相等
B．氢原子从n=6 能级跃迁到n=1 能级比从n=6 能级跃迁到n=2 能级辐射的光子能量少
C．处于基态（n=1 能级）的氢原子只要吸收波长为97nm 的光子，就可以跃迁到n=3 能级
D．大量处于n=5 能级的氢原子，向低能级跃迁时最多能产生10 种不同波长的光子
【答案】D
【详解】A．结合题图，由
可知，氢原子相邻能级之间的能量差不相等，故A 错误；
B．由题图知，氢原子从n=6 能级跃迁到n=1 能级辐射光子的波长小于从n=6 能级跃迁到n=2 能级辐射光子
的波长，根据
23
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
可知光子能量与波长成反比，即氢原子从n=6 能级跃迁到n=1 能级比从n=6 能级跃迁到n=2 能级辐射的光
子能量多，故B 错误；
C．氢原子发生跃迁时，吸收的能量只能是两能级间的能级差，处于基态（n=1 能级）的氢原子吸收波长为
97nm 的光子，可以跃迁到n=4 能级，不可以跃迁到n=3 能级，故C 错误；
D．大量处于n=5 能级的氢原子，向低能级跃迁时最多能产生
种不同波长的光子，故D 正确。
故选D。
10．（2024 高三·河北·学业考试）如图所示为氢原子的能级示意图，用某频率的入射光照射大量处于基态
的氢原子后氢原子跃迁到
能级，可见光的光子能量范围为
，
、
两种光子为氢原子
由
能级向低能级跃迁时向外辐射的光子。则（ ）
A．入射光光子的能量可能为14.0eV
B．题述氢原子向低能级跃迁时向外辐射4 种光子
C．题述氢原子向低能级跃迁时发出的光中有3 种可见光
D．若b 光能使某金属发生光电效应，则a 光一定也能
【答案】C
【详解】A．氢原子由低能级向高能级跃迁时需要吸收能量，且吸收的能量一定等于两能级间的能量差，
则入射光的能量为
故A 错误；
B．大量处于n＝5 能级的氢原子向低能级跃迁时向外辐射
24
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
种不同频率的光子，故B 错误；
C．由氢原子的能级示意图可知，从n＝5 能级跃迁到n＝2 能级时向外辐射的光子能量为
－0.54eV－（－3.4eV）＝2.86eV
从n＝4 能级跃迁到n＝2 能级时向外辐射的光子能量为
－0.85eV－（－3.4eV）＝2.55eV
从n＝3 能级跃迁到n＝2 能级时向外辐射的光子能量为
－1.51eV－（－3.4eV）＝1.89eV
即有3 种可见光，故C 正确；
D．根据题图可知a 光光子的能量小于b 光光子的能量，若b 光能使某金属发生光电效应，a 光不一定能使
该金属发生光电效应，故D 错误。
故选C。
11．（2024 高三下·甘肃·学业考试）丹麦物理学家玻尔于1913 年在原子结构问题上迈出了革命性的一步，
提出了定态假设和频率法则，从而奠定了这一研究方向的基础。玻尔通过引入量子化条件，提出了玻尔模
型来解释氢原子光谱。如图所示为氢原子能级的示意图，根据玻尔理论，下列说法正确的是（ ）
A．基态的氢原子吸收13.08eV 的能量可以跃迁到n=5 的激发态
B．氢原子从n=2 能级跃迁到n=4 能级的过程中能量减小
C．大量氢原子处于n=4 的激发态时，其中从n=4 能级跃迁到n=3 能级辐射的光子能量最大，频率最
高，波长最短
D．处于n=4 能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，最多可辐射出6 种不同频率的光
【答案】D
【详解】A．基态的氢原子吸收能量跃迁到n=5 的激发态，能量值刚好等于能级差，有
而13.08eV 偏大，则不能跃迁到n=5 的激发态，故A 错误；
25
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．因
，则氢原子从n=2 能级跃迁到n=4 能级的过程中能量增加，故B 错误；
C．大量氢原子处于n=4 的激发态时，其中从n=4 能级跃迁到n=3 能级的能级差最小，则辐射的光子能量
最小，频率最低，波长最长，故C 错误；
D．处于n=4 能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，最多可辐射出
种不同频率的光，故D 正确。
故选D。
12．（2023 高三·河北·学业考试）爱因斯坦提出了受激辐射的概念，即在特定频率外来光子作用下，处在
高能级的原子向低能级跃迁，并发出与外来光子完全相同的另一光子，原理示意图如图所示。已知普朗克
常量为h。下列说法正确的是（ ）
A．外来光子的频率为
B．受激辐射过程原子的能量增加
C．受激辐射过程原子动量守恒
D．引起受激辐射的光子可能是
射线
【答案】A
【详解】A．特定光子的能量等于该原子从高能级跃迁到低能级过程释放光子的能量，结合能量子定义可
知，外来光子的频率为
故A 正确；
B．受激辐射过程原子向外放出能量，原子的能量减少，故B 错误；
C．受激辐射过程，光子与原子组成的整个系统动量守恒，原子动量不守恒，故C 错误；
D．
射线常是伴随
衰变和
衰变产生的，核外电子跃迁过程不会放出
射线，则引起受激辐射的光子
不可能是
射线，故D 错误。
故选A。
13．（多选）（2020 高三·浙江·学业考试）如图所示为氢原子的部分能级图，以下判断正确的是（ ）
26
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．处于n=l 能级的氢原子可以吸收任意频率的光子
B．欲使处于基态的氢原子被激发，可用12.09eV 的光子照射
C．大量氢原子从n=4 的能级跃迁到基态时，最多可以辐射出6 种不同频率的光子
D．用从n=4 能级跃迁到n=2 能级辐射出的光照射金属铂（逸出功为6.34eV）时能发生光电效应
【答案】BC
【详解】A．要使n=1 能级的氢原子发生跃迁，吸收的光子能量必须等于两能级间的能级差，故A 错误；
B．根据玻尔理论用12.09eV 电子照射时，吸收光子后电子的能量
所以能从基态发生跃迁，跃迁到第3 能级，故B 正确；
C．一个氢原子从n= 4 的状态跃迁到基态时，最多时，跃迁的路径有
条，可知能辐射出6 种不同频率
的光子，故C 正确；
D．从n=4 能级跃迁到n=2 能级辐射出的光子的能量
而使金属发生光电效应的条件是光子的能量大于电子的逸出功，故不可以发生光电效应，故D 错误。
故选BC。
14．（多选）（2023 高三下·海南·学业考试）氢原子能级示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．
的光子，能使基态氢原子发生跃迁
27
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．
的光子，能使基态氢原子发生跃迁
C．光子是光量子的简称，既有波动性，又有粒子性
D．氢原子很小，只具有粒子性，没有波动性
【答案】AC
【详解】A ．从n=1 跃迁到n=2 时吸收的能量
的光子，能使基态氢原子发生跃迁。A 正确；
B．从n=1 跃迁到n=3 时吸收的能量
从n=1 跃迁到n=4 时吸收的能量
的光子，不能使基态氢原子发生跃迁。B 错误；
C．光子是光量子的简称，既有波动性，又有粒子性。C 正确；
D．氢原子既具有粒子性，也有波动性。D 错误。
故选AC。
15．（2019 高二·上海浦东新·学业考试）汤姆孙通过对 射线的研究，提出了原子的“葡萄干蛋糕模
型”；卢瑟福通过α 粒子散射实验， （选填“肯定”或“否定”）了汤姆孙的原子结构模型．
【答案】 阴极， 否定
【详解】汤姆孙通过对阴极射线的研究，提出了原子的“葡萄干蛋糕模型”；卢瑟福通过α 粒子散射实验，
否定了汤姆孙的原子结构模型．
16．（2020 高二·上海·学业考试）在卢瑟福和查德威克等科学家实验研究的基础上，人们证实了原子核是
由质子和 组成的。一个氦原子核（
）中有 个质子。
【答案】 中子 2
【详解】[1][2]卢瑟福通过α 粒子的散射实验研究，提出了原子的核式结构学说，卢瑟福的学生查德威克研
究发现了中子，证实了原子核是由质子和中子组成的，一个氦原子核(
)中有2 个质子
考点03：原子核
1．（2020 高三下·山东·学业考试）第一代核弹头为原子弹，主要利用铀235 或钚239 等重原子核的裂变链
28
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
式反应原理制成。典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x 个中子，核反应方程为
+
→
+
+x
， 则该核反应方程中x 和y 分别为（ ）
A．10 和36
B．3 和36
C．36 和3
D．2 和36
【答案】B
【详解】根据核反应中质量数守恒，有
235+1=144+89+x
解得x=3；再根据电荷数守恒，有
92+0=56+y+0
解得y=36，B 项正确，ACD 错误。
故选B。
2．（2020 高二下·上海·学业考试）一个镭核
中，有（ ）
A．226 个质子，88 个中子
B．88 个质子，226 个中子
C．138 个质子，88 个中子
D．88 个质子，138 个中子
【答案】D
【详解】由题意可知，该原子的质子数为88，质量数为226，根据中子数等于质量数减去质子数，可知该
原子的中子数为
故质子数为88，中子数为138，故选D。
3．（2022 高三·上海·学业考试）恒星的寿命取决于它的（ ）
A．体积
B．质量
C．组成部分
D．温度
【答案】B
【详解】恒星的寿命取决于它的质量，恒星质量越大寿命越短，质量越小寿命越大。
故选B。
4．（2022 高三·上海浦东新·学业考试）云室是利用微观带电粒子能使气体电离的性质而显示其径迹的装置，
图为 α 射线、β 射线、γ 射线和X 射线射入云室后的径迹图像，其中细且弯曲的是哪一种射线的径迹（
）
29
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．α 射线
B．β 射线
C．γ 射线
D．X 射线
【答案】B
【详解】A．α 粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向，故A 错误
B．β 粒子电离能力弱形成的离子少，速度快，单位长度所遗留下的粒子数相应要少，所以轨迹比较细，但
因质量小，很容易在碰撞中改变速度方向，则细且弯曲的是β 粒子，故B 正确；
C D．γ 射线、X 射线的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹，故CD 错误。
故选B。
5．（2022 高三·广东·学业考试）通过百余年核物理的发展和进步，人们已经对原子核有了更进一步的认识，
下列说法正确的是（ ）
A．两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力
B．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量
C．比结合能越小，原子核越稳定
D．由爱因斯坦质能方程可知，质量和能量可以相互转化
【答案】B
【详解】A．核力属于短程力，当两个质子相距很近时，核力大于库仑力；两质子的间距大于一定距离时，
核力小于库仑力，故A 错误；
B．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需要的能量，故B 正确；
C．比结合能越大，原子核越稳定，故C 错误；
D．爱因斯坦质能方程只是反映了质量与能量之间的关系，质量和能量不可以相互转化，故D 错误。
故选B。
6．（2024 高三·河北·学业考试）如图所示，碳14 呼气检查可诊断幽门螺杆菌感染。幽门螺杆菌中含有一
种尿素酶，这种物质在遇到服入体内的含碳14 的尿素后，可将其分解为含有碳14 的二氧化碳。已知碳14
的半衰期约为5700 年，衰变方程为
，衰变产物为氮14，则（ ）
30
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．
为
B．孕妇等人群不宜做碳14 检测
C．
的穿透能力比
射线的穿透能力更强D．100 克碳14 经过11400 年后全部发生衰变
【答案】B
【详解】A．根据核反应前后质量数和核电荷数守恒可知，
的质量数为0，电荷数为-1，是
粒子，A 错
误。
B．碳14 有放射性，孕妇等人群不宜做碳14 检测，B 正确。
C．在
粒子、
粒子、
粒子中，
粒子的穿透能力最强，C 错误。
D．经过11400 年即两个半衰期后有
的碳14 发生了衰变，不是所有的碳14 都发生了衰变，D 错误。
故选B。
7．（2024 高三·河北·学业考试）贝克勒尔是放射性活度的国际单位，符号为Bq。放射性活度是指每秒钟
有多少个原子核发生衰变，如放射性核素每秒有一个原子发生衰变时，其放射性活度为1Bq。已知世界卫
生组织建议的饮用水氚浓度安全限值为10000Bq/L，我国饮用水对应的标准为100Bq/L。已知氚的半衰期约
为12.4 年，一万升恰符合世界卫生组织饮用水氚浓度安全限值的水，大约经过n 年才能符合我国的饮用水
标准，若放射性活度与放射性核素的数目成正比，则（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】结合半衰期的知识可知，大量的氚经过一个半衰期剩余一半，根据题述可知此过程放射性核素的
放射性活度减少为之前的二分之一，根据题意有
根据数学知识可知
可得
31
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
故选B。
8．（2024 高三·河北·学业考试）大气层中碳14 不断产生又不断衰变，达到了动态平衡，在大气中的含量
保持稳定。这种机制的核反应方程为
，
，其中X、Y、Z 所代表的粒子分别
为（ ）
A．质子、中子、电子
B．中子、质子、电子
C．中子、电子、质子
D．电子、中子、质子
【答案】B
【详解】核反应过程质量数和电荷数守恒。由
可知，Z 为电子。由
可知，
若X 为质子，则Y 的电荷数为2，质量数为1，不符合实际；可知X 为中子，Y 为质子，故ACD 错误，B 正
确。
故选B。
9．（2024 高三下·海南省直辖县级单位·学业考试）氚（
）是我国正在研制的“人造太阳”中的重要核
燃料。自然界中氚（
）的含量极少，工业上一般用中子轰击
获取，核反应方程为
，
氚（
）具有放射性，衰变方程为
，则下列判断正确的是（ ）
A．X 为粒子
B．Y 为
粒子
C．核反应
为
衰变
D．衰变过程
会放出能量
【答案】D
【详解】AC．工业上一般用中子轰击
获取，核反应方程为
，根据质量数和电荷数守恒
可知，X 为
（
）粒子，该反应不是自发的，所以不是
衰变，故AC 错误；
BD．氚（
）具有放射性，衰变方程为
，根据质量数和电荷数守恒可知，Y 为粒子，衰变
32
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
过程
会放出能量，故B 错误，D 正确。
故选D。
10．（2020 高二下·上海·学业考试）以下关于恒星的说法中正确的是（ ）
A．恒星的质量越大，寿命越长
B．白矮星一定会演变为红巨星
C．白矮星要比红巨星亮
D．地球不是恒星
【答案】D
【详解】A．根据宇宙规律可知，质量越大的恒星寿命越短，故A 错误；
BC．恒星的最终演化过程为：恒星→主序星→红巨星→白矮星，所以白矮星是恒星演化过程的“末年”，
亮度要比白矮星暗，选项BC 错误；
D．太阳是恒星，地球是太阳的行星，选项D 正确。
故选D。
11．（2020 高二下·上海·学业考试）碳的一种同位素
具有放射性，它的原子核放出一个粒子（
）
后，衰变成（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】根据质量数守恒和电荷数守恒，碳14 的β 衰变方程为
其衰变产生的新核为氮14
故选A。
12．（2021 高二·河北·学业考试）一般理论认为恒星释放的能量来自于核聚变反应，恒星内部的高温使原
子核高速运动诱发聚变反应。两个氘核的聚变反应方程为
，其中氘核的质量为2.0130u，
X 核的质量为3.0150u，中子的质量为1.0087u，1u 相当于931.5MeV，在两个氘核以相等的动能0.50MeV
进行对心碰撞，并且核能全部转化为产生粒子的动能的情况下，下列说法正确的是（ ）
A．X 为
原子核
B．反应后X 与中子的速率相等
C．反应前核子的比结合能大于反应后核子的比结合能
33
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．X 原子核的动能为0.79MeV
【答案】D
【详解】A．根据核反应质量数守恒和电荷数守恒可得X 为
原子核，A 错误；
B．反应前后动量守恒，总动量为零，则反应后X 原子核与中子的动量大小相等，方向相反，中子质量小，
则速率大，B 错误；
C．该反应过程中质量亏损为
释放的核能为
该核反应为聚变反应，说明X 原子核比
核稳定，则
核的比结合能小于X 原子核的比结合能，故C 错
误；
D．反应后粒子的总动能为
反应前后总动量均为零，X 原子核与中子的动量等大反向，由
得
则
D 正确。
故选D。
13．（2022 高三·上海·学业考试）如图所示为
粒子穿过充满氮气的云室时拍摄的照片，在许多
粒子的
径迹中有一条发生了分叉，分叉后有一条细而长的径迹和一条粗而短的径迹，则（ ）
34
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．细而长的是α 粒子的径迹
B．粗而短的是氧核的径迹
C．细而长的是氮核的径迹
D．粗而短的是质子的径迹
【答案】B
【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，α 粒子与氮核发生核反应，产生氧核和质子，则粗而短的是氧核
的径迹，细而长的是质子的径迹。
故选B。
14．（2022 高三·上海·学业考试）下列核反应方程中X 表示中子的是（ ）
A．
+
→
+ X
B．
+
→
+ X
C．
D．
【答案】A
【分析】中子的质量数为1，电荷数为0，核反应方程遵循质量数和电荷数守恒，根据这两个守恒，通过简
单的加减计算可求出每个反应式中X 的质量数和电荷数。
【详解】A．根据分析的计算方法，X 的质量数为1，电荷数为0，是中子，A 正确；
B．根据分析的计算方法，X 的质量数为1，电荷数为1，是质子，B 错误；
C．根据分析的计算方法，X 的质量数为0，电荷数为 - 1，是电子，C 错误；
D．根据分析的计算方法，X 的质量数为4，电荷数为2，是α 粒子，D 错误。
故选A。
15．（2022 高三·河北·学业考试）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物
理学的发展。下列说法符合事实的是（ ）
A．核潜艇是以核反应堆为动力来源的潜艇，其中一种核裂变方程为
，式中的
X 原子核的比结合能比铀核的比结合能小
B．我国自主设计、研制了世界第一套全超导核聚变实验装置——“人造太阳”，其核反应方程是
C．人类第一次实现原子核的人工转变是查德威克用
粒子轰击铍原子核，产生了碳原子核和一个中子
D．患癌症的病人可以接受钴60 的放射治疗，这是利用了细胞分裂越快的组织对射线的耐受力越强的
特点
【答案】B
35
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
【详解】A．重核的裂变是由比结合能小的重核在中子的轰击下裂变成比结合能较大的中等质量的原子核，
所以X 原子核的比结合能比铀核的比结合能大，故A 错误；
B．“人造太阳”的核反应是利用氘核和氚核进行聚变的，故B 正确；
C．卢瑟福用
粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素——氧17 和一个质子，这是人类第一次实现原
子核的人工转变，故C 错误；
D．放射治疗是利用了细胞分裂越快的组织对射线的耐受能力越弱的特点，故D 错误。
故选B。
16．（2022 高三·山东·学业考试）下列说法不正确的是（ ）
A．在原子核中，结合能越大，原子核中的核子结合的越牢固
B．电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性
C．根据玻尔理论，氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会释放一定频率的光子
D．在α､β､γ 这三种射线中，γ 射线的穿透能力最强，α 射线的电离能力最强
【答案】A
【详解】A．原子核的比结合能越大，原子核中的核子结合的越牢固，原子核越稳定，故A 错误，符合题
意；
B．衍射现象是波特有的性质，电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性，故正确，不符合题意；
C．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，故C 正确，
不符合题意；
D．在α､β､γ 这三种射线中，γ 射线的穿透能力最强，α 射线的电离能力最强，故D 正确，不符合题意。
故选A。
17．（2023 高三下·海南·学业考试）中子和质子结合成氘核的核反应中发生质量亏损，放出能量，核反应
方程为
，据此计算出
原子核的平均结合能为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【详解】
原子核的平均结合能为
36
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
故选B。
18．（2023 高三·河北·学业考试）2022 年12 月15 日，我国首个核能工业供热项目在浙江海盐正式建成投
用。核反应堆中进行的一种典型核反应方程为
，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应方程可简化为
B．普通水不能作为慢化剂
C．
的质量小于一定程度时才能发生链式反应
D．
的比结合能小于
的比结合能
【答案】D
【详解】A．核反应方程
左右两侧的
不能消掉，反应物中无中子时，铀235
不能发生裂变反应，A 错误；
B．常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，B 错误；
C．要使链式反应发生，核裂变物质
的体积至少要等于它的临界体积，C 错误；
D．比结合能越大原子核越稳定，又该核反应释放能量，则
的比结合能小于
的比结合能，D 正确。
故选D。
19．（2023 高三·河北·学业考试）利用郭守敬望远镜光谱数据和盖亚卫星数据，我国天文学家发现和证认
了222 颗热亚矮星。热亚矮星是星系中一类非常特殊的小质量恒星。这类小质量恒星大多处于中心氦燃烧
阶段，氦燃烧阶段发生的核反应有：
，
，
，
。已知
的比结合能约为7.1MeV，则（
）
A．四个核反应过程中反应前后总质量均不变
B．
的比结合能约为10.49MeV
C．
的结合能约为23.66MeV
37
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．
变成
的一系列过程可写为
【答案】B
【详解】A．题中核反应过程，虽然反应前后质量数没有发生改变，但是核反应的过程导致质子和中子的
重组，重组过程导致质量的损失，所以质量不守恒，故A 错误；
B．
的比结合能约为7.1MeV，则
的结合能约为
的结合能约为
的结合能约为
的比结合能约为
故B 正确；
C．
的结合能约为
故C 错误；
D．根据题意可知
转变成
的一系列过程释放的能量为68.35MeV，故D 错误。
故选B。
20．（2023 高三·重庆·学业考试）如图所示为我国自主三代压水堆核电“华龙一号”示范工程，在2022 年
3 月25 日全面建成投运。“华龙一号”利用核裂变发电，其中一个典型的核反应方程是
，X 是某种粒子，a 是X 粒子的个数，用
、
、
分别表示
、
、
核的质量，反应中释放的核能为
，c 为真空中的光速。关于该核反应，下列说法不正确的是
38
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．X 为中子，
B．X 粒子的质量为
C．
的比结合能比
和
的都小
D．可利用普通水作为慢化剂减慢裂变反应释放的中子速度
【答案】B
【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可知，X 为中子，且
，故A 正确，不满足题意要求；
B．设X 的质量为
，则根据爱因斯坦的质能方程有
解得
故B 错误，满足题意要求；
C．
裂变生成
和
，生成物比反应物更稳定，而比结合能越大原子核越稳定，则可知，
的
比结合能比
和
的都小，故C 正确，不满足题意要求；
D．慢化剂可以使快中子变成慢中子，便于
更容易俘获中子，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，
故D 正确，不满足题意要求。
故选B。
21．（2023 高三·河北·学业考试）碳14 测年法可用来估测古木的年代。碳14 在活的植物体中的含量与碳
12 的含量的比值基本保持不变，为
。植物体死亡后不再从外界吸收碳14，体内碳14 发生衰变生成氮
39
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
14，通过对古木中碳14 和碳12 含量比值的测量，即可推测古木年代。现测得某古木中碳14 与碳12 含量
的比值为
，已知碳14 的半衰期约为5730 年，碳12 稳定，估测出古木死亡时距今的时间
，则
（ ）
A．
约为5730 年
B．
约为11460 年
C．若碳14 含量测量值偏小，则
偏小
D．由于地球环境的变化，碳14 的半衰期会稍有波动
【答案】B
【详解】AB．由于碳12 稳定，则古木中碳14 含量与古木存活时体内碳14 含量的比值为
根据题意可知古木死亡后约经历了两个碳14 的半衰期，则
约为11460 年，故A 错误，B 正确；
C．若碳14 含量测量值偏小，则得到的比值偏小，
偏大，故C 错误；
D．放射性元素的半衰期是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故D
错误。
故选B。
22．（2020 高三下·山东·学业考试）如图所示为静止的原子核在匀强磁场中发生衰变后做匀速圆周运动的
轨迹，衰变后两带电粒子a、b 的半径之比为45 1∶，两带电粒子a、b 的动能之比为117：2，下列说法正确
的是（ ）
A．此衰变为β 衰变
B．大圆为β 粒子的运动轨迹
C．小圆为α 粒子的运动轨迹
D．两带电粒子a、b 的周期之比为10 13
∶
【答案】D
【详解】ABC．根据动量守恒定律可知两带电粒子动量相等。由两圆外切可知，此为
衰变，由
得
40
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
大圆为
粒子轨迹，ABC 项错误；
D．由
得
根据动量守恒定律以及动量与动能的关系有
得
根据周期公式
可知
D 项正确。
故选D。
23．（2020 高三·山东·学业考试）下列关于近代物理知识的描述中，正确的是（ ）
A．氢原子的基态能级为-13.6eV，当用光子能量为11.05eV 的光照射处于基态的氢原子时，氢原子可以
吸收光子而跃迁至n＝2（E2＝-3.4eV）的激发态
B．比结合能越小，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C．衰变中产生的β 射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D．在
核反应中，X 是质子，这个反应过程叫原子核的人工转变
【答案】D
【详解】A．根据能级跃迁条件可得hv＝E2﹣E1＝﹣3.4eV﹣（﹣13.6eV）＝10.2eV，即只有用能量为
10.02eV 的光照射处于基态的氢原子时，氢原子才可以吸收光子而跃迁至n＝2 的激发态，故A 错误；
B．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B 错误；
C．β 衰变中产生的β 射线实际上是原子中的中子转变成质子和电子而放出的，不是原子的核外电子挣脱原
子核的束缚而形成的，故C 错误；
D．根据电荷数守恒，X 的质量数为14+4
7
﹣＝1，根据电荷数守恒，X 的电荷数也为7+2
8
﹣＝1，故X 是质
子，这个反应过程叫原子核的人工转变，故D 正确。
故选D。
41
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
24．（2022 高三·河北·学业考试）现代已知碳的同位素共有十五种，有碳8 至碳22，其中碳12 和碳13 属
于稳定型，碳14 是宇宙射线透过空气时撞击氮原子核产生的，碳14 是一种放射性的元素，衰变为氮14.图
中包含碳14 衰变相关信息，结合这些信息可以判定下列说法正确的是（ ）
A．碳14 转变为氮14，衰变方式为
衰变
B．100 个碳14 原子核在经过一个半衰期后，一定还剩50 个
C．若氮14 生成碳14 的核反应方程为
，则X 为质子
D．当氮14 数量是碳14 数量的7 倍时，碳14 衰变所经历时间为22920 年
【答案】A
【详解】A．由核反应方程
可知碳14 转变为氮14 是
衰变，A 正确；
B．半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测，即对个别或极少数原
子核无半衰期可言，B 错误；
C．由核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒可知，X 为中子
，C 错误；
D．当氮14 数量是碳14 数量的7 倍时，碳14 数量占总原子核数量的
，经过3 个半衰期即17190 年，D 错
误。
故选A。
25．（2023 高三·河北·学业考试）随着我国航天技术的发展，空间探测活动的深度与广度不断拓展，空间
核动力技术将逐渐成为空间探测器动力源技术研究的重要方向。某型号钚
核电池的工作原理是，
42
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
利用钚239 衰变释放的能量，通过换能器发电。已知钚239 的衰变方程为
，
元电荷
，换能器的能量转化效率为
。该型号电池输出功率为
时，
内衰变的钚原
子个数约为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】一个钚239 衰变时释放的能量为
，又能量转化效率为
，则一个
钚239 衰变产生的电能为
设
内有
个钚239 原子发生衰变，由能量知识可得
解得
故选D。
26．（2023 高二上·天津和平·学业考试）关于能量和能源，下列说法正确的是（ ）
A．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
B．在能源的利用过程中，能量在数量上有所减少
C．能量耗散反映了自然界中的宏观过程具有方向性
D．核聚变比核裂变的产能效率高，目前核电站中大多采用核聚变来发电
【答案】C
【详解】A．根据能量守恒定律，能量是不能够被创造的，故A 错误；
B．在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了，故B 错误；
C．能量耗散反映了自然界中的宏观过程具有方向性，例如，内燃机燃烧汽油把化学能转化为机械能，最
终机械能又会转化为内能，而最终的内能人们很难再重新利用，所以在能源的利用过程中，有一些能源是
不可再生的，所以需要节约能源，故C 正确；
D．轻核聚变比重核裂变产能效率高，目前核电站中大多采用核裂变来发电，故D 错误。
故选C。
43
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
27．（2024 高三·河北·学业考试）一个静止在匀强磁场中的
核发生衰变，生成X 核，同时放出Y 粒子，
X 和Y 在磁场中的运动轨迹圆内切，如图所示，不计重力和粒子间的相互作用，则（ ）
A．Y 粒子为电子
B．X 核的中子数为142
C．该衰变过程总质量不变
D．X 核和Y 粒子的轨迹半径之比为1:92
【答案】A
【详解】AB．衰变过程X、Y 动量守恒，运动方向相反，由X、Y 的轨迹可知，X，Y 电性相反，故Y 粒子为
电子，该衰变属于β 衰变，核反应方程为
X 核的中子数为
故A 正确，B 错误；
C．衰变过程质量数守恒，释放能量，存在质量亏损，故C 错误；
D．由动量守恒知X 核和Y 粒子的动量大小相等，根据
可得X 核和Y 粒子的轨迹半径之比为1:91，故D 错误。
故选A。
28．（2024 高三下·海南省直辖县级单位·学业考试）科研工作者常通过观察原子核在磁场中的运动轨迹来
判断原子是否发生衰变以及衰变的性质。静止的
原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图1 所示；静
止的
原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图2 所示。下列说法正确的是（ ）
44
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．
衰变后两个产物的动能相同
B．
衰变后两个产物的动量相同
C．图1 衰变为
衰变
D．图2 中小圆的半径
与大圆的半径
的关系为
【答案】C
【详解】A．
衰变后两个产物的动量大小相同，但两个产物的质量不相同，所以动能不相同，故A 错
误；
B．
衰变后两个产物的动量大小相同，但方向不同，故B 错误；
C．
的衰变方程为
图1 衰变为
衰变，故C 正确；
D．
的衰变方程为
衰变前后动量守恒，即
根据半径公式
可知半径之比等于电荷量的反比，从而求出图2 中小圆的半径
与大圆的半径
的关
45
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
系为
，故D 错误。
故选C。
29．（多选）（2022 高三下·湖南·学业考试）中国自主三代核电“华龙一号”示范工程第2 台机组——中
核集团福清核电6 号机组2022 年3 月25 日投入商业运行，至此“华龙一号”示范工程全面建成投运。
“华龙一号”在安全、技术和经济指标上，“华龙一号”已经达到或超过了国际三代核电用户需求。“华
龙一号”利用重核的裂变，一个重要的核反应方程是
，各个核和中子的质量
如下：
，
，
，
，
光速
，则下列说法正确的是（ ）
A．利用速度很大的快中子容易轰击开轴235
B．要使铀块发生链式反应，其体积必须足够大
C．铀235 分裂成两个中等质量的核，比结合能减小，放出核能
D．该核反应放出的核能约为
【答案】BD
【详解】A．慢中子最适于引发裂变，故A 错误
B．要发生链式反应，铀块的体积必须大于或等于临界体积，故B 正确；
C．中等质量核的比结合能最大，铀核分裂时比结合能增大，放出核能，故C 错误；
D．该核反应放出的核能
故D 正确。
故选BD。
30．（多选）（2020 高三·浙江·学业考试）以下为两个核反应式：（1）
；（2）
，已知氘核的质量为ml，氚核的质量为m2，氦核的质量为m3，X 的质量为m4，核
反应中发射一种
光子，该
光子照射到逸出功为W0的金属上打出的最大初动能的光电子速度为v，已知
光电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h，则下列说法正确的是（ ）
A．X 与Y 相同
46
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．方程（1）是核聚变反应，方程（2）是α 衰变
C．光电子的德布罗意波长为
D．
光子来源于原子核外电子的能级跃迁，它的频率为
【答案】AC
【详解】A.由方程（2）可知，根据电荷守恒和质量守恒，X 和Y 都为
，故选项A 正确；
B. 方程（1）是核聚变反应，方程（2）是核裂变反应，故选项B 错误；
C.由公式
可知
故选项C 正确；
D.
光子的产生是由放射性元素发生
衰变，而不是来源于原子核外电子的能级跃迁，故选项D 错误。
故选AC。
47
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
48
