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第51 讲 近代物理初步
目录
01 课标达标练
题型01 黑体辐射 能量子
题型02 光电效应
题型03 波粒二象性 物质波
题型04 原子核式结构
题型05 原子核的衰变
题型06 核反应
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 黑体辐射 能量子
1.在T1、T2两种温度条件下，黑体辐射强度与辐射波长的关系图像如下图所示，则下列关于黑体辐射，说
法正确的是（ ）
A．T 1>T 2
1
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B．随着温度的升高，黑体辐射的峰值向长波方向移动
C．图像与坐标轴围成的面积相等且都是1
D．黑体不仅可以反射电磁波，还可以向外辐射电磁波
2.对比学习可以帮助同学们抓住规律的要点。对比教材中两组相似的曲线，图甲为某气体在0℃和100℃温
度下单位速率区间的分子数占总分子数的百分比随气体分子速率的变化规律；图乙为在T1、T2两种温度下
黑体的辐射强度与其辐射电磁波波长的关系。下列说法正确的是（ ）
A．图甲中虚线对应100℃时的情形
B．由图甲可知，温度升高后每个速率区间的分子数占总分子数的百分比都变大了
C．由图乙可知，温度升高后各种波长的辐射强度都增加了
D．由图乙可知，温度升高后黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
3.关于对能量子和热辐射的认识，下列说法正确的是（ ）
A．能量子与电磁波的频率成反比
B．能量子假说与现实世界相矛盾，因而是错误的
C．物体在室温时，热辐射的主要成分是波长较短的电磁波
D．带电微粒辐射或吸收的能量只能是某一最小能量值的整数倍
4.1900 年，普朗克提出了能量子假设，这是对经典物理学思想与观念的一次突破。关于能量子下列说法正
确的是（ ）
A．微观粒子的能量是连续的
B．不同颜色光的能量子相同
C．电磁波波长越长，其能量子越大
D．能量子假设很好的解释了黑体辐射实验规律
02 光电效应
5.做光电效应实验的装置如图所示，闭合开关S，用一发光功率为P、光子能量为E 的激光光源照射金属
2
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K，调节滑动变阻器R，当电压表示数为U 时，电流表示数恰好为0，已知普朗克常量为h，真空中光速为
c，则（ ）
A．光的波长为E
hc
B．该阴极材料的逸出功为eU −E
C．断开开关S，电流表示数为0
D．光源单位时间内发出的光子数为P
E
6.氢原子的能级图如图甲所示，一群处于n=4 能级的氢原子，发出不同频率的光，其中只有频率为νa、
νb两种光可让图乙所示的光电管阴极K 发生光电效应。分别用频率为νa、νb的两种光照射阴极K，测得
光电流随电压变化的图像如图丙中a、b 所示，已知电子电量大小为e、普朗克常量为h，则下列说法中错
误的是（ ）
A．这群处于n= 4能级的氢原子，最多能发出6 种不同频率的光
B．频率为νa光的光子能量为12.09eV
C．光电管阴极K 材料的逸出功可以表达为h νa−U c 2e
D．光电管阴极K 材料的逸出功可能为10.09eV
7.用如图所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，
毫安表的示数不为零；移动变阻器的触头，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，毫安表示数为0，则
下列说法正确的是（ ）
3
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A．光电管阴极的逸出功为1.7eV
B．光电子的最大初动能为0.8eV
C．相同频率下，入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大
D．实验中用光子能量为1.6eV 的光照射到光电管阴极上也能发生光电效应
8.用如图所示的装置做光电效应实验，闭合开关S，用一发光功率为P 的激光光源照射金属K，移动变阻器
的滑片，当电压表的示数为U 时，电流表示数恰好为0，已知金属K 的逸出功为W0，电子电荷量为e，则
光源单位时间内发出的光子数为（ ）
A．P
W 0
B．P
eU
C．
P
eU −W 0
D．
P
eU +W 0
9.在研究光电效应的实验中，用频率ν1的光照射某金属表面，能发生光电效应，遏止电压为U 1；改用频率
为ν2(ν2>ν1)的光照射同一金属表面，遏止电压为U 2。已知普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中光速
为c，下列说法正确的是（ ）
A．该金属的截止频率为eU 1−h ν1
h
B．若用波长为λ(λ> c
ν1)的光照射该金属，一定能发生光电效应
C．两种情况下，光电子的最大初动能之差为e(U 2−U 1)
D．若保持频率为ν1的光强度不变，增加照射时间，光电流会持续增大
10.利用如图甲所示的电路完成光电效应实验，遏止电压U c与入射光频率ν的关系如图乙所示，图乙中U 1
4
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、ν1、ν0均已知，电子电荷量用e 表示。下列说法正确的是（ ）
A．光电效应实验中产生的光电子从本质上来说就是光子
B．由U c−ν图像可求得普朗克常量h= U 1e
ν1−ν0
C．入射光频率为ν1时，光电子的最大初动能Ek=eU 1−h ν0
D．滑动变阻器的滑片P 向N端移动过程中电流表示数一定一直增加
11.研究光电效应所用电路如图所示。用不同频率、不同强度的光分别照射密封真空管中的钠极板（阴极
K），钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流。下列说法正确的是（ ）
A．用同一种光照射时，饱和光电流随入射光强度的增大而增大
B．光电流的大小与入射光频率成正比
C．遏止电压随入射光强度的增大而增大
D．入射光的强度越大，阴极K 发射光电子的时间越短
12.（多选）如图所示，电源的电动势为E，内阻不计。K 是光电管的阴极，A 是光电管的阳极，它们都是
半径为r 的圆形金属板，两圆心间距离为l，两圆心连线与两板垂直，当两板间存在电压时，板间的电场可
视为匀强电场。R 为滑动变阻器，长度ab=bc =cd =df 。电压表V（0 刻度在表盘中间）和灵敏电流计G
均为理想电表。频率为ν的细激光束照射到K 的中心O 上，使阴极发射光电子。不计光电子之间的相互作
用和重力，普朗克常量为h，电子带电量为−e（e 为元电荷），电子质量为m，下列说法正确的是
（ ）
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A．保持激光束的频率不变而增加激光束的强度，遏止电压会增大
B．合上开关S，当滑动变阻器的滑动触头P 从c 向左端a 滑动时，灵敏电流计G 读数逐渐减小，且有可能
变为0
C．当滑动变阻器的滑动触头P 从c 向右滑动，灵敏电流计G 的读数将随电压表V 读数的增大而一直增大
D．若滑动变阻器的滑动触头P 从c 向左滑动到达b 处时，灵敏电流计G 读数刚好为0，则阴极K 的金属材
料的逸出功为hν −eE
4
03 波粒二象性 物质波
13.阿秒（as）脉冲光是一种非常短的光脉冲，1as=1×10-18s。设有一个持续时间为100as 的阿秒光脉冲，刚
好含有两个完整的光波周期。取真空中光速c=3×108m/s，普朗克常量取h=6.6×10-34J·s，下列说法正确的是
（ ）
A．此阿秒光脉冲波长为150nm
B．此阿秒光脉冲和波长590nm 的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多
C．此阿秒光脉冲光子的动量约为4.4×10-26 kg·m/s
D．为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期
14.康普顿效应的解释：康普顿用光子的模型成功地解释了这种效应。他的基本思想是：光子不仅具有能
量，而且具有动量，光子的动量p 与光的波长λ 和普朗克常量h 有关。这三个量之间的关系式为p=
。在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分 转移给电子，因而，光子动
量可能会变小。动量p 减小，意味着波长λ 变大，因此，这些光子散射后波长 。
15.关于波粒二象性，下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦提出“物质波”假说，认为一切物质都具有波粒二象性
B．大量光子易表现出粒子性，个别光子易表现出波动性
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C．X 射线的衍射实验和电子的衍射实验，都证实了物质波假设是正确的
D．爱因斯坦的光电效应实验可验证光的粒子性
16.如图为人们利用量子理论研制的电子显微镜拍摄到的铀酰微晶照片，放大了约1 亿倍，这是光学显微镜
做不到的。对于量子理论的建立过程，下列说法符合事实的是（ ）
A．卢瑟福提出的能量子假说很好地解释了黑体辐射实验规律
B．爱因斯坦的光子说解释了光电效应实验规律，说明了光具有波动性
C．德布罗意提出了物质波的概念，说明实物粒子具有波动性
D．量子力学认为牛顿力学是错误的
17.（多选）下列实验中，能证明光具有粒子性的是（ ）
A．光电效应实验
B．光的双缝干涉实验
C．光的圆孔衍射实验
D．康普顿效应实验
04 原子核式结构
18.α 粒子散射实验中，两个相同能量的α 粒子以不同的角度散射出来，则散射角度大的α 粒子（ ）
A．与电子发生碰撞
B．与原子核发生碰撞
C．受到较大库仑力作用
D．受到较大的核力作用
19.下列关于原子模型及其建立过程叙述正确的是 （ ）
A．阴极射线是电子流，J.J.汤姆孙测出了电子的比荷，并精确测定了电子电荷量
B．J.J.汤姆孙认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布于球内，电子镶嵌其中;该理论无法解释α 粒
7
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子散射现象，后被卢瑟福核式结构模型所取代
C．通过α 粒子散射实验可以估算出原子核尺度数量级为10-10 m
D．卢瑟福根据α 粒子散射实验指出原子的全部正电荷和全部质量都集中在一个很小的区域——原子核
20.电子的发现揭示了（ ）
A．原子可再分
B．原子具有核式结构
C．原子核可再分
D．原子核由质子和中子组成
21.关于玻尔氢原子理论，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子的能级不连续，但氢原子的电子可以在任意轨道上运行
B．氢原子的电子只能在特定轨道上运行，但能量可以任意取值
C．氢原子从高能级向低能级跃迁时，会释放光子
D．氢原子的基态是最低能级，电子绕核运动的动能最小
22.氢原子的光谱如图所示，图中的Hα、Hβ、Hγ、Hδ四条谱线都在可见光区。这四条谱线对应的光子能量最
高的是（ ）
A．Hα谱线
B．Hβ谱线
C．Hγ谱线
D．Hδ谱线
23.2024 年5 月10 日晚至5 月11 日晨，全球多地出现罕见极光（如图）。人们看到的极光，主要是太阳喷
出的高速电子撞击空气中的一些原子，造成这些原子处于激发态，其核外电子由高能级轨道向低能级轨道
跃迁时发出的。极光光谱中最重要的谱线是氧原子发出的波长为λ0=5.577×10
−7 m的绿线，称为极光绿
线。下列说法正确的是（ ）
A．极光中含有多种颜色的光，极光光谱是连续谱
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B．极光绿线是氧原子的特征谱线
C．激发态氧原子的核外电子向低能级轨道跃迁时，其动能减小，电势能增大
D．激发态氧原子的核外电子向低能级轨道跃迁时，其动能和电势能都减小
24.下列关于光谱的说法正确的是（ ）
A．月光是连续谱
B．日光灯产生的光谱是连续谱
C．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱是线状谱
D．气体发出的光只能产生线状谱
25.氢原子第n能级的能量为En= E1
n
2 (n=1、2、3、⋅⋅⋅, E1=−13.6eV)。已知可见光的光子能量在
1.62eV 到3.11eV 之间，由此可知氢原子（ ）
A．从n=2的能级向基态跃迁时发出的光是可见光
B．从n=3的能级向n=2的能级跃迁时发出的光是可见光
C．从n=2的能级向基态跃迁时发出的光与从n=3的能级向n=2的能级跃迁时发出的光从空气中射入同一
玻璃时，前者的折射率较小
D．从n=2的能级向基态跃迁时发出的光与从n=3的能级向n=2的能级跃迁时发出的光都从同一玻璃射向
空气时，前者发生全反射的临界角较大
26.我国自主研发的氢原子钟已运用于北斗卫星导航系统中，氢原子钟是利用氢原子跃迁频率稳定的特性来
获取精准时间频率信号的设备，对提高导航的精度极为重要。氢原子能级如图所示，大量处于n＝3 能级
的氢原子向低能级跃迁的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子最多能发出2 种不同频率的光
B．氢原子发出光子中的最大能量为12.09eV
C．氢原子发出光子中的最小能量为0.66eV
D．氢原子由n＝2 能级跃迁到n＝1 能级时发出光子的频率最高
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27.氢原子的能级示意图如图所示，现有大量的氢原子处于n= 4能级，a、b、c是氢原子跃迁过程中所产生
的光，a、b、c三种光在真空中的波长分别为λ1、λ2、λ3。下列说法正确的是（ ）
A．大量处于n= 4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生4 种不同频率的光
B．λ1= λ2+ λ3
C．λ2> λ3
D．与c光相比，b光光子能量更大
28.（多选）波尔的原子结构模型认为：氢原子的核外电子（带电量为−e）在不同的轨道上绕原子核（带
电量为+e）做匀速圆周运动，氢原子具有的总能量为核外电子动能和“电子-原子核”系统的电势能的总
和。已知系统具有的电势能与电子绕原子核运动的半径r的关系为Ep=−kQq
r
（取无穷远为零势能点），
万有引力忽略不计。则（ ）
A．轨道半径越大，核外电子动能越大
B．轨道半径越大，核外电子动能越小
C．轨道半径越大，氢原子系统总能量越大
D．轨道半径越大，氢原子系统总能量越小
29.（多选）质子数与中子数互换的核互为镜像核，例如H
2
3 e是H
1
3 的镜像核，同样H
1
3 也是H
2
3 e的镜像核。下
列说法正确的是（ ）
A．N
7
13 和C
6
13 互为镜像核
B．N
7
15 和O
8
16 互为镜像核
C．N
7
15 和O
8
15 互为镜像核
D．互为镜像核的两个核质量数相同
30.（多选）关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ）
A．是玛丽·居里夫妇首先发现的
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B．说明了原子核不是单一的粒子
C．原子序数大于83 的元素都能自发地发出射线
D．γ 射线的实质是高速电子流
05 原子核的衰变
31.❑
137Cs释放出β 射线后变为❑
137 Ba，并伴随γ 射线产生，其半衰期为30.17 年，下列说法正确的是（
）
A．β 射线实际为❑2
4 He粒子流且带正电
B．γ 射线的穿透能力和电离能力比β 射线都强
C．一个❑
137Cs核比一个❑
137 Ba核多一个中子
D．10 个❑
137Cs核经过30.17 年后还有5 个❑
137Cs核没有发生衰变
32.2025 年3 月，国内首款碳14 核电池原型机“烛龙一号”研制成功。该核电池工作原理是：碳14 衰变为
氮14 并释放β粒子，半导体材料捕获这些β粒子并转化为电流。碳14 的半衰期长达5730 年，下列说法正
确的是（ ）
A．当环境温度升高时，“烛龙一号”中碳14 的半衰期会变长
B．经过5730 年后，“烛龙一号”中的碳14 将全部发生衰变
C．“烛龙一号”的使用寿命只有几十年
D．碳14 衰变过程中，质量数和电荷数都守恒
33.放射性元素衰变快慢有一定的规律，医用碘131 是不稳定的，会发生β 衰变，现有碘131 质量为m0，测
出不同时刻未衰变碘的质量m与初始时刻质量m0的比值，作出其比值对数log2
m
m0随时间t变化规律如图所
示，下列说法正确的是（ ）
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A．碘131 的半衰期为16 天
B．经过16 天已衰变碘131 的质量为m0
4
C．每经过8 天，未衰变碘131 质量变为衰变前的一半
D．对于任意选定的几个碘131 原子核可以根据半衰期预测它们的衰变时间
34.在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料—PuO2作为发电能源为火星车供电。
PuO2中的Pu 元素是❑94
238Pu，其半衰期为87.7 年，衰变方程为❑99
288Pu→U
Z
A +2
4 He，下列说法正确的是（
）
A．U
Z
A 中的A为236，Z 为92
B．α衰变放出的α粒子流的电离作用和穿透能力都很强
C．大约要经过263 年会有未衰变时12.5 %的Pu 原子核发生衰变
D．温度的升高或与其他元素形成化合物不影响Pu 元素的半衰期
35.（多选）下列图片及其相应描述正确的是（ ）
A．图甲是衰变现象中的三种射线，它们的偏转方向是正确的
B．图乙是电子的干涉现象，证实了电子的粒子性
C．图丙是核裂变反应堆的控制系统，为了减慢反应速率，应将镉棒插入深些
D．图丁是轧钢机钢板厚度自控装置的改装图，利用了α 粒子的穿透性很强
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06 核反应
36.2025 年3 月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”实现原子核温度1.17 亿度、电子温度1.6 亿度的
“双亿度”突破，将人类向“能源自由”的终极目标推进了一大步。人造太阳利用氘核与氚核聚变反应释
放能量，核反应方程为H
1
2 +1
3 H→2
4 He+X，真空中光速为c。关于人造太阳装置及核聚变相关原理，下列说
法正确的是（ ）
A．X 为质子
B．H
2
4 e的比结合能大于H
1
2 的比结合能
C．中国环流三号产生的能量主要来源于氢原子被加速后获得的动能
D．若某次聚变反应释放的能量为ΔE，则亏损的质量为Δ E
2c
2
37.（多选）央视曝光“能量石”的核辐射严重超标，该“能量石”含有放射性元素钍❑90
232Th，❑90
232Th连
续衰变方程为❑90
232Th→62
4 He+ y−1
0 e+ X，❑90
232Th半衰期长达1.4×10
10年。则 （ ）
A．X 比❑90
232Th少(12+ y)个中子
B．衰变产生的α射线比β射线穿透能力强
C．X 的比结合能大于❑90
232Th的比结合能
D．100 个❑90
232Th经过1.4×10
10年还剩50 个
38.钚的核裂变反应方程式为P
94
a u+ X
0
b →Y+
56
c
S
c -106
94 r+2 n
0
1 ，在该方程式中，关于a、b 和c 的数值搭配合理
的是（ ）
A．a=238、b=2、c =144
B．a=239、b=1、c =144
C．a=238、b=2、c =143
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D．a=239、b=1、c =143
39.一静止的铝原子核13
27 Al俘获一速度为1.0×10
7 m/s的质子❑1
1H后，变为处于激发态的硅原子核❑14
28Si，
下列说法不正确的是（ ）
A．核反应方程为1
1H+ 13
27 Al→14
28Si
B．核反应过程中系统动量守恒
C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和
D．硅原子核速度的数量级为10
5m/s，方向与质子初速度的方向一致
40.太阳向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应，其中一种核反应方程为❑2
4He+X→4
8 Be+γ，方
程中X 表示某种粒子，❑4
8 Be是不稳定的粒子，其半衰期为T，则（ ）
A．X 粒子是❑2
4He
B．此核反应是裂变反应
C．若使❑4
8 Be的温度降低，其半衰期会减小
D．经过2T 时间，一定质量的❑4
8 Be还有1
8没有发生衰变
41.正电子发射计算机断层扫描是核医学领域较先进的临床检查影像技术，使用C
6
11 作为原料产生正电子，
其反应方程式为C
6
11 →B
5
11 + e
1
0 。真空中存在垂直于纸面的匀强磁场，某个静止的C
6
11 原子核在其中发生衰
变，生成的硼核及正电子运动轨迹及方向如图所示，则（ ）
A．正电子动量大于硼核动量
B．空间中磁场方向垂直纸面向外
C．半径较大的轨迹是硼核轨迹
D．正电子运动周期小于硼核周期
42.2024 年6 月，嫦娥六号成功从月球背面采样1935.3g 月壤返回地面。2025 年3 月，中国科学院国家天文
台公布月壤的研究结果，发现月壤中有含量极高的氦-3 同位素。氦-3 是安全可控的核聚变原料，核反应式
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为：❑2
3 He+1
2H→2
4 He+ X+18.3 MeV。对于该核反应，下列说法正确的是（ ）
A．X为质子
B．X为中子
C．X为电子
D．X为正电子
43.位于连云港的田湾核电站是我国最重要的核电基地之一，其核反应堆利用
U
92
235 作为核燃料，铀235 在发
生核裂变反应时会释放大量能量，并产生中子和其它裂变产物，已知
U
92
235 的核反应方程式如下：
U
92
235 +0
1n→56
144 Ba+Z
AX+30
1n，以下说法中正确的是（ ）
A．该核反应需要持续不断的提供大量中子
B．Ba 比铀235 结合能更大
C．温度升高，
U
92
235 的半衰期变短
D．核反应方程中X 的质子数比中子数少53
44.下列核反应中表示核裂变的是（ ）
A．
U
92
238 →
T
90
234 h+ H
2
4 e
B．
U
92
235 + n
0
1 →
B
56
144 a+ K
36
89 r+3 n
0
1
C．C
6
14 →N
7
14 +
e
−1
0
D．B
4
9 e+ H
2
4 e→C
6
12 + n
0
1
45.四种温度下黑体的辐射强度与λ 的关系如图所示，其中1700K 时辐射强度最大的为a 光，1100K 时辐射
强度最大的为b 光，下列说法正确的是（ ）
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A．a 光的频率小于b 光的频率
B．若用b 光照射某金属材料没有发生光电效应，则换用a 光照射也一定不会发生光电效应
C．a 光光子的能量大于b 光光子的能量
D．a 光光子的动量小于b 光光子的动量
46.大量处于n= 4能级的氢原子向低能级跃迁过程中，能发出x种不同频率的光，将这些光分别照射到图甲
电路中的光电管K极上，只有两种光能在电路中形成光电流，其形成的电流随电压变化的图像如图乙所
示。已知氢原子的能级图如图丙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．x =5
B．电极K金属的逸出功可能为12.10eV
C．图乙中a 光是氢原子从n=3能级跃迁到基态发出的光
D．图乙中b 光的光子能量为12.09eV
47.如图是工业生产中用到的光控继电器示意图（部分），它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组
成。当用紫光照射光电管阴极K 发生光电效应时，回路中产生光电流，电磁铁吸住衔铁。下列说法正确的
是（ ）
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A．为增大光电流，b 端应该接电源正极
B．红光照射阴极K 时一定能发生光电效应
C．减小紫光的强度，光电子的最大初动能不变
D．若将电源正负极对调，衔铁一定断开
48.光电传感器如图甲所示，若通过放大器的电流变大，则工作电路立即报警。图乙为a、b两种单色光分
别照射K 极时，光电子到达A极时动能的最大值Ekm与光电管两端电压U的关系图像，电子的电荷量为e。
下列说法正确的是（ ）
A．图乙中图线a、b的斜率均为e
B．单色光a、b的频率之比为1：2
C．用同一装置做双缝干涉实验，b光的条纹间距较大
D．图甲中电源电压及滑动变阻器滑片位置不变，部分光线被遮挡，一定会报警
49.（多选）如图所示为某实验小组探究金属甲和金属乙的遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图（图中所标
物理量均为已知量）。电子的电量为e，普朗克常量为h，金属甲的逸出功为W1，金属乙的逸出功为W2。
下列说法正确的是（ ）
A．W1>W2
B．W 2=h ν2
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C．h= eU 0
ν2−ν1
D．h= eU 0
ν2
50.如图所示，等腰直角三棱镜ABC，直角边长为a，一束波长为λ 的单色光垂直AB 面从距离B 点0.6a 位
置的D 点处射入棱镜，棱镜对该光的折射率为n=√3，下列说法正确的是（ ）
A．有折射光从AC 面射出
B．使入射光绕D 点顺时针转动60°的过程中，该光在棱镜BC 界面上会发生全反射
C．入射光绕D 点顺时针转动，当入射角等于60°时，该光在棱镜中传播所用的时间t = 2√3a
3c
D．当入射角等于60°，在AB 界面上发生折射的光子动量变化的大小为Δ p= h
λ ，方向垂直于AB 向右
51.在核物理实验室中，科学家们使用电场加速氢的三种同位素氕H
1
1 、氘H
1
2 、氚H
1
3 。若氕、氘、氚从静止开
始经相同的电压加速（不考虑相对论效应），则它们的德布罗意波长之比为（ ）
A．1: 1
√2 : 1
√3
B．1:√2:√3
C．1:2:3
D．√3:√2:1
52.（多选）实物粒子和光都具有波粒二象性。下列选项中，突出体现波动性的是（ ）
A．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样
B．人们利用中子衍射来研究晶体的结构
C．电子显微镜的精度会因电子的衍射而受到影响
D．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关
53.在物理发展史上许多科学家都作出了不可磨灭的贡献，下列说法正确的是（ ）
A．汤姆孙对阴极射线的研究发现电子，并提出了原子的核式结构模型
B．贝克勒尔发现天然放射现象，通过科学家们进一步研究说明原子核是有结构的
C．玻尔的原子理论具有局限性，它只能解释氢原子光谱中可见光部分的实验规律
D．爱因斯坦的光电效应理论认为“光子”不仅具有能量，而且还具有动量
54.核能的利用离不开人类对微观世界的不断探索。下图表示了科学家对原子认识的演变史，下列说法正确
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的是（ ）
A．德布罗意基于电子的发现事实建构了枣糕模型
B．卢瑟福建构的行星模型（核式结构模型）不仅揭示了原子内存在原子核而且揭示了原子核的组成结构
C．玻尔基于行星模型（核式结构模型）和氢原子光谱的实验规律建构了氢原子模型并做了有限推广
D．基于量子理论建构的电子云模型完全否定了玻尔模型的正确性及其科学研究价值
55.（多选）关于光谱，下列说法正确的是( )
A．一切光源发出的光谱都是连续谱
B．各种原子的发射光谱是线状谱
C．原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应
D．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成
56.（多选）我国自主研发的氢原子钟已成功应用于北斗卫星导航系统，氢原子钟是利用氢原子跃迁频率稳
定的特性来获取精准时间频率信号的设备，对提高导航的精度极为重要。氢原子的部分能级图如图所示，
已知可见光的光子能量范围为1.62∼3.11eV，根据玻尔原子理论，当大量处于n= 4能级的氢原子向低能
级跃迁时，下列说法正确的是（ ）
A．最多可辐射出5 种频率的光子
B．最多可辐射出2 种频率的可见光光子
C．氢原子由n= 4能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量最小
D．氢原子由n= 4能级跃迁到n=1能级辐射出的光子动量最大
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57.（多选）已知
R
88
226 a是
R
88
228 a的一种同位素，则下列说法正确的是（ ）
A．两者具有相同的质子数和不同的质量数
B．两者具有相同的中子数和不同的原子序数
C．两者具有相同的核电荷数和不同的中子数
D．两者具有相同的核外电子数和不同的化学性质
58.（多选）下列说法中正确的是（ ）
A．极限频率越大的金属逸出功越大
B．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
C．汤姆孙根据α 粒子散射实验的结论提出了原子的核式结构模型
D．贝可勒尔根据天然放射现象发现了原子核的存在
59.（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
Z
A ）发生了一次α衰变。放射出
的α粒子（H
2
4 e）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和
电荷量，生成的新核用Y表示。下列说法正确的是（ ）
A．新核Y在磁场中做圆周运动的半径为RY=
4
A −4 R
B．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，且电流大小为I = q
2B
2πm
C．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
Δm=
A(qBR)
2
2m( A −4)c
2
D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中的运动轨迹正确的是图丙
60.氡（
R
86
222 n）是一种天然的放射性元素，氡核发生衰变后变成钋核（
P
84
218 o），氡的衰变规律如图所示。
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已知
R
86
222 n核质量为m1=222.0175u，
P
84
218 o核质量为m2=218.0089u，α粒子的质量为mα = 4.0026 u，原
子质量单位1u 相当于931.5MeV 的能量。
(1)写出衰变方程；
(2)原子核
R
86
222 n衰变为
P
84
218 o的过程中释放的能量为多少MeV；
(3)假设一块矿石中含有4kg 的
R
86
222 n，经过19 天后，还剩多少
R
86
222 n。
61.（多选）关于经典力学、相对论与量子论的说法正确的是（ ）
A．当物体的速度接近光速时，经典力学就不适用了
B．相对论和量子力学的出现，使经典力学失去了意义
C．量子力学能够描述微观粒子运动的规律性
D．万有引力定律也适用于强相互作用力
62.2023 年3 月，我国新一代人造太阳“中国环流三号”可控核聚变技术取得重大进展。其核反应方程为
❑1
2H+1
3H→2
4 He+ X，下列说法正确的是（ ）
A．当前核电站主要是利用核聚变发电
B．反应中释放出的X 粒子是电子
C．核聚变又叫热核反应
D．❑1
2H原子核比❑2
4 He原子核的比结合能更大
63.某放射性元素的一个原子核静止在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中。由于发生了
α（或β）衰变而得到两种粒子，其中一种是α（或β）粒子，另一种是反冲核。如图所示为衰变后两种粒
子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹，已知衰变前原子核的质量为m，衰变后形成的两种新粒子的质量分别
为m1、m2，在磁场中的轨迹半径分别为R1、R2。两圆半径之比为R1: R2=1:45，则以下说法正确的是（
）
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A．该原子核发生的是α衰变，得到的两种新粒子在磁场中做圆周运动的绕向相反
B．原来静止的原子核的原子序数为92，反冲核的轨道半径为R2
C．衰变过程释放的核能E =(m−m1−m2)c
2，得到的射线很容易穿透黑纸
D．该衰变的衰变方程可能为❑92
238U→2
4 He+90
234Th
64.查德威克发现中子的核反应方程为❑2
4 He+X→❑6
12C+❑0
1n，已知❑2
4 He核的质量为mHe、X 核的质量为
mX、❑6
12C核的质量为mC，中子的质量为mn，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．该核反应不满足质量数守恒
B．该核反应不满足能量守恒定律
C．该核反应方程中的X是氧原子核
D．该核反应释放的能量为(mHe+mX−mC−mn)c
2
65.（2023·全国甲卷·高考真题）在下列两个核反应方程中X+ N
7
14 →Y+8
17O、Y+3
7Li→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
66.（多选）（2025·浙江·高考真题）如图1 所示，三束由氢原子发出的可见光P、Q、R 分别由真空玻璃管
的窗口射向阴极K。调节滑动变阻器，记录电流表与电压表示数，两者关系如图2 所示。下列说法正确的
是（ ）
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A．分别射入同一单缝衍射装置时，Q 的中央亮纹比R 宽
B．P、Q 产生的光电子在K 处最小德布罗意波长，P 大于Q
C．氢原子向第一激发态跃迁发光时，三束光中Q 对应的能级最高
D．对应于图2 中的M 点，单位时间到达阳极A 的光电子数目，P 多于Q
67.（多选）（2023·浙江·高考真题）有一种新型光电效应量子材料，其逸出功为W0。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。用该电子束照射间距为d 的双缝，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∆x。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pe= hL
d Δ x
B．电子的动能Ek=
h L
2
2md
2 Δ x
2
C．光子的能量E =W 0+ chL
d Δ x
D．光子的动量p= W 0
c +
h
2 L
2
2cmd
2 Δ x
2
68.（多选）（2023·浙江·高考真题）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（ ）
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A．图1 中的Hα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
69.（多选）（2024·重庆·高考真题）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Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ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（ ）
A．Hα的波长比Hβ的小
B．Hα的频率比Hβ的小
C．Hβ对应的光子能量为3.4eV
D．Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态
70.（多选）（浙江·高考真题）秦山核电站生产C
6
14 的核反应方程为N
7
14 + n
0
1 →C
6
14 +X，其产物C
6
14 的衰变方
程为C
6
14 →N
7
14 +
e
−1
0 。下列说法正确的是（ ）
A．X 是H
1
1
B．C
6
14 可以用作示踪原子
C．e
−1
0 来自原子核外
D．经过一个半衰期，10 个C
6
14 将剩下5 个
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