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选择题对点练(十二) 近代物理
一、单项选择题:本题共7 小题,每小题4 分,共28 分,在每小题给出的四个选项中,只有一
项是符合题目要求的。
1.(2025 安徽合肥模拟)核能是蕴藏在原子核内部的能量,合理利用核能,可以有效缓解常
规能源短缺问题。在铀核裂变实验中,核反应方程是92
235U+
Ba+36
89Kr+3X,92
235U 核
的结合能为E1,56
144Ba 核的结合能为E2,36
89Kr 核的结合能为E3。则( )
A.该核反应过程动量不守恒
B.该核反应方程中的X 为质子
C.该核反应中释放的核能为(E1-E2-E3)
D.该核反应中电荷数守恒,质量数守恒
2.(2025 福建厦门模拟)感烟型火灾报警器内部装有半衰期长达432 年的微量放射性物质
镅95
241Am,其α 衰变方程为95
241Am
Np+2
4He+γ,下列说法正确的是( )
A.γ 射线电离本领比α 射线强
B.95
241Am 衰变过程释放能量
C.温度升高,95
241Am 半衰期变短
D.10 个95
241Am 经过一个半衰期剩余5 个
3.(2025 山东聊城二模)三星堆遗址考古已入选世界重大考古发现。考古工作者经常运用
碳14 定年技术推测文物年代。碳14 具有放射性,发生β 衰变的半衰期约为5 730 年。以
下说法正确的是( )
A.地下遗址温度较低会影响碳14 的半衰期
B.100 个碳14 原子核经过5 730 年后,一定还剩50 个
C.碳14 发生β 衰变后新核质子数比碳14 多1
D.某出土稻米样品中碳14 含量不到现代作物的一半,说明该稻米样品距今不到5 730 年
4.图甲为光电效应实验电路图,某小组实验时用黄、蓝两种颜色的激光分别照射光电管
的阴极K,图乙为两次实验时得到的伏安特性曲线。下列说法正确的是( )
2
A.研究图乙中U>0 的规律时,图甲中的开关需打在2 上
B.图乙中a 光表示蓝光,b 光表示黄光
C.a、b 两束光分别射入同一单缝衍射装置,b 光的衍射现象比a 光更明显
D.换用红色激光进行实验,也一定可以测得此光电管的伏安特性曲线
5.2024 年9 月19 日,我国成功发射了第五十九颗和第六十颗北斗导航卫星,使得北斗卫
星导航系统的卫星总数达到了60 颗。这些卫星采用星载氢原子钟,如图所示为氢原子
的能级图,下列判断正确的是( )
A.一个氢原子从n=3 能级向低能级跃迁时,能产生3 种频率的光子
B.氢原子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,其能量减少
C.氢原子吸收2.55 eV 的光子的能量,可使氢原子的能级发生跃迁
D.从氢原子的能级图可知,氢原子发射光子的频率是连续的
6.(2025 江西赣州二模)氢原子的能级图如图甲所示,一群处于n=4 能级的氢原子,用其向
低能级跃迁过程中发出的光照射图乙电路中的阴极K,其中只有a、b 两种频率的光能使
之发生光电效应。分别用这两种频率的光照射阴极K,测得图乙中电流表示数随电压表
示数变化的图像如图丙所示。则( )
3
A.题中的氢原子跃迁共能发出3 种不同频率的光
B.a 光是从n=3 能级向n=1 能级跃迁产生的
C.a 光的光子能量大于b 光的光子能量
D.b 光照射阴极K 时逸出的光电子的最大初动能比a 光照射时的小
7.在光电效应实验中,用不同频率的光照射某金属,测得遏止电压Uc与入射光频率ν 的关
系图像如图甲所示。图乙为氢原子能级图,现用大量处于第四能级的氢原子跃迁时向外
辐射的光照射该金属,其中从第二能级跃迁到第一能级辐射光的频率为ν0,电子电荷量为
e。下列说法正确的是
( )
A.普朗克常量h=U 0
ν0
B.该金属的逸出功为2eU0
C.该金属的逸出功为10.2 eV
D.氢原子辐射的光中,有4 种能发生光电效应
二、多项选择题:本题共3 小题,每小题6 分,共18 分。在每小题给出的四个选项中,有多
项符合题目要求,全部选对的得6 分,选对但不全的得3 分,有选错的得0 分。
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8.太阳能量的来源主要通过质子—质子链反应(简称PP 链),太阳产生的能量约99%来自
该链反应。科学研究发现,该链反应主要通过如下方程发生:31
1H
X+1
0e+νc①;2X
Y+21
1H ②,其中1
0e 为正电子,νc为太阳中微子,下列说法正确的是( )
A.方程式中X 为2
3He,Y 为2
4He
B.方程式中X 为1
3H,Y 为2
4He
C.反应①属于核聚变反应
D.Y 的比结合能小于X 的比结合能
9.(2025 天津新华中学统练)受2011 年发生的大地震及海啸影响,日本福岛第一核电站1
至3 号机组堆芯熔毁,事故发生后,东京电力公司持续向1 至3 号机组安全壳内注水以冷
却堆芯并回收污水,截至2021 年3 月,已储存了125 万吨核污水,且每天新增140 吨。
2023 年8 月24 日13 时03 分日本福岛第一核电站启动核污染水排海,2024 年11 月4 日,
日本福岛核电站第10 次核污染水排放结束,累计的核污染水排放量已达7.83 万吨。核
污染水含高达64 种放射性元素,其中氚(1
3H)衰变过程中产生的电离辐射可损害DNA,是
致癌的高危因素之一,半衰期为12.5 年。其衰变方程为1
3H
He+-1
0e+γ,下列说法正确
的是
( )
A.x=2,y=3
B.x
yHe 的比结合能大于1
3H 的比结合能
C.秋冬气温逐渐变低时,氚的衰变速度不变
D.经过25 年,氚将全部衰变结束
10.(2025 福建泉州模拟)光刻机是推动芯片科技发展的核心设备,某款光刻机光源的原子
能级图如图所示,可提供能量为56.9 eV 的极紫外线,极紫外线的频率比紫色光更高。对
于该极紫外线,下列说法错误的是( )
5
A.一定是处在n=4 能级上的原子向n=5 能级跃迁时产生的
B.一定是处在n=5 能级上的原子向n=4 能级跃迁时产生的
C.极紫外线的波长比紫色光更长
D.对于同一金属,极紫外线比紫色光更容易发生光电效应
6
参考答案
1.D 解析 核反应过程中由于系统不受外力作用,动量一定守恒,故A 错误;由核反应的
电荷数守恒和质量数守恒可得出,X 为0
1n,故B 错误,D 正确;由能量守恒定律可知,该核反
应中释放的核能为(E2+E3-E1),故C 错误。
2.B 解析 α 射线是高速氦核流,电离能力最强,γ 射线为光子流,不带电,电离能力最弱,故
A 错误;衰变过程中,质量亏损会以能量形式释放,故B 正确;半衰期由原子核内部结构决
定,与温度等外界条件无关,故C 错误;半衰期是统计规律,适用于大量原子核,对于少量原
子核,实际衰变数量具有随机性,不能绝对保证剩余一半,故D 错误。
3.C 解析 半衰期是放射性物质的固有属性,由原子核自身的因素决定,与原子所处的化
学状态和外部条件无关,因此“碳14”的半衰期不受温度、压强的影响,故A 错误;半衰期
是统计规律,是大量原子核的衰变规律,故B 错误;碳14 发生β 衰变的实质是原子核内中
子转变为质子时释放电子的过程,质子数增加1,即新核质子数比碳14 多1,故C 正确;根
据半衰期公式有m 余=m0(
1
2)
t
T,由题知,m 余<1
2m0,联立可得(
1
2)
t
T < 1
2 =(
1
2)
1
,即t
T >1,解得
t>T=5 730 年,故D 错误。
4.A 解析 研究图甲中U>0 的规律时,光电管加正向电压,则图甲中的开关需打在2 上,
选项A 正确;因蓝光频率较大,根据Uce=1
2 mvm
2=hν-W 逸出功,可知蓝光遏止电压较大,则图
乙中b 光表示蓝光,a 光表示黄光,选项B 错误;a 光为黄光,波长较长,则a、b 两束光分别
射入同一单缝衍射装置,a 光的衍射现象比b 光更明显,选项C 错误;因红光的频率比黄光
还小,则换用红色激光进行实验不一定能发生光电效应,可知不一定可以测得此光电管的
伏安特性曲线,选项D 错误。
5.C 解析 处于n=3 的激发态的大量氢原子,向低能级跃迁时会辐射出3 种不同频率的
光,而一个氢原子从n=3 能级向低能级跃迁时,最多只能产生2 种频率的光子,故A 错误;
氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,属于低能级向高能级跃
迁,将吸收能量,原子的能量增大,故B 错误;当氢原子从n=2 能级跃迁到n=4 能级时,吸收
7
的能量为ΔE=E4-E2=2.55 eV,故C 正确;从氢原子的能级图可知原子发射光子的能量是
不连续的,所以光子的频率也是不连续的,故D 错误。
6.B 解析 一群处于n=4 能级的氢原子向低能级跃迁过程中,辐射出的光子的种类
4×(4 -1)
2
=6,故A 错误;由题意知只有a、b 两种频率的光能使之发生光电效应,由题图
丙可知b 光遏止电压大,则b 光频率比a 光频率大,可知b 光能量比a 光能量大,故b 光是
从n=4 能级向n=1 能级跃迁产生的,a 光是从n=3 能级向n=1 能级跃迁产生的,故B 正确,
C 错误;根据光电效应方程Ek=hν-W0,由于两种光照射同种材料,故W0相同,由于b 光频率
比a 光频率大,所以b 光照射阴极K 时逸出的光电子的最大初动能比a 光照射时的大,故
D 错误。
7.C 解析 根据光电效应方程eUc=hν-W0,结合遏止电压Uc与入射光频率ν 的关系图像,
其斜率k=eU 0
ν0
=h,A 错误。从第二能级跃迁到第一能级辐射光的频率为ν0,根据E=hν,该
光子能量E=hν0=10.2 eV,对于该金属,当入射光频率为ν0时恰好发生光电效应,所以金属
的逸出功W0=hν0=10.2 eV,B 错误,C 正确。大量处于第四能级的氢原子跃迁时向外辐射
的光有C4
2=6 种,根据能级差计算辐射光的频率,只有能量大于等于该金属逸出功10.2 eV
的光才能发生光电效应,故只有3 种能发生光电效应,D 错误。
8.AC 解析 根据质量数守恒和电荷数守恒,方程式中X 为2
3He,Y 为2
4He,A 正确,B 错误;
反应①、②均属于核聚变反应,Y 的比结合能大于X 的比结合能,C 正确,D 错误。
9.ABC 解析 根据核反应方程中质量数和电荷数守恒可得x=2,y=3,A 正确;氚发生衰变
的过程中会释放能量,生成的2
3He 比氚更稳定,比结合能越大的原子核越稳定,所以2
3He 的
比结合能大于x
yHe 的比结合能,B 正确;放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决
定,与原子所处的化学状态和外部条件(如温度、压强等)无关,所以秋冬气温逐渐变低时,
氚的衰变速度不变,C 正确;半衰期是大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时
8
间,经过25 年,即经过2 个半衰期,剩余氚的质量为原来的(
1
2)
2
= 1
4,并不是全部衰变结
束,D 错误。
10.AC 解析 根据玻尔理论可知,原子从高能级向低能级跃迁时辐射一定频率的光子,
光子的能量由两级能量差决定,光刻机光源的原子可以提供能量为56.9 eV 的极紫外线,
说明极紫外线一定是处在n=5 能级上的原子向n=4 能级跃迁时产生的,A 错误,B 正确;
由于极紫外线的频率比紫色光更高,根据波速、波长、频率的关系可知,极紫外线的波长
比紫色光更短,C 错误;由于极紫外线的频率比紫色光更高,根据光电效应理论可知,对于
同一金属,极紫外线比紫色光更容易发生光电效应,D 正确。本题选错误的,故选AC。
