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专练目标
专练内容
目标1
波粒二象性（T 1、T 2、T 15、T 16）
目标2
原子结构（T 3、T 4、T 17、T 18）
目标3
放射性元素的衰变（T 5、T 6、T 19、T 20）
目标4
核力与结合能（T 7、T 8、T21、T 22）
目标5
质能方程（T 9、T 10、T 23、T 24）
目标6
核裂变（T 11、T 12、T 25、T 26）
目标7
核聚变（T 13、T 14、T25、T27、T 28）
一、单选题
1．如图所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，某
同学分析可能的原因有①入射光太弱；②入射光波长太长；③光照时间太短；④电源正负
极接反。下列选项中，均有可能的是（ ）
A．①③
B．②④
C．①②
D．③④
2．研究光电效应的电路图如图（a）所示，现用某一频率的单色光照射阴极K，改变滑动
变阻器滑片P 的位置，记录微安表的示数I 和对应电压表的示数U，然后将电源的正负极
对调，重复上述过程，作出
图像如图（b）所示。已知电子的电荷量大小为e，普朗克
常量为h，则下列说法正确的是（ ）
专题15. 近代物理-突破典型题型之近代物理选择题（2024 届高考物理二轮复习）
1
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A．入射光的频率为
B．阴极K 的逸出功为
C．从阴极K 逸出的光电子最大初动能为
D．图（b）中电压
大小与入射光的频率
成正比
3．来自太阳的高能带电粒子与大气中的氧原子发生作用，使基态氧原子跃迁到某一高能级
激发态。大量处于该高能级激发态的氧原子会自发的向低能级跃迁，当跃迁到第一激发态
时，会辐射出波长为
的光；从第一激发态再跃迁到基态，会辐射出波长为
的光。若处
于该高能级激发态的氧原子直接跃迁到基态，将辐射出的光的波长为（ ）
A．
B．
C．
D．
4．1906 年，赖曼发现了氢原子的赖曼系谱线，其波长满足公式：
为里德堡常量。氢原子从
和
的激发态跃迁到基态时，
辐射光子的能量之比为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．医学影像诊断设备PET/CT 是借助于示踪剂可以聚集到病变部位的特点来发现疾病。示
2
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踪剂常利用同位素
作示踪原子标记，其半衰期仅有20min。
可由小型回旋加速器输
出的高速质子流轰击
获得，下列说法正确的是（ ）
A．用高速质子轰击
，生成
的同时释放出中子
B．用高速质子轰击
，生成
的同时释放出
粒子
C．1g 的
经40min 后，剩余
的质量为0.75g
D．将
置于回旋加速器中，其半衰期可能发生变化
6．锕
的放射性很强，衰变放射出的高能粒子足以将周围的空气电离，从而发出
暗蓝色的光。锕
的衰变方程为
，同时释放
射线。关于锕
的衰变，下列说法正确的是（ ）
A．X 的中子数为113
B．X 一定不再具有放射性
C．释放的
射线使周围的空气电离，从而发出暗蓝色的光
D．释放的
射线来自于锕
7．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，
原子核的半衰期会发生变化
3
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D．
的比结合能比
的比结合能小
8．已知氘核质量为
，氚核质量为
，氦核质量为
，中子质量为
，阿伏加德罗常数
取
，氘核摩尔质量为
，
相当于
。关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程式为
B．氘核的比结合能比氦核的大
C．氘核与氚核的间距达到
就能发生核聚变
D．
氘完全参与聚变释放出能量的数量级为
9．1976 年在阿连德陨石中发现的铝-26 是天体物理研究中最为重要的放射性核素之一，现
已知银河系中存在大量铝-26，发生衰变时会释放出能量，其衰变方程为
。
已知
的质量为
，
的质量为
，X 的质量为
，真空中的光速为c，下列说法
正确的是（ ）
A．
为衰变方程
B．在低温环境中，铝-26 的半衰期会缩短
C．若铝-26 与其他元素形成化合物，该化合物仍具有放射性
D．1 个
核在发生上述衰变过程中释放的能量为
10．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（
）发生了一次α 衰变。
放射出的α 粒子（
）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，真空中光速为c，下列说法正确的是
（ ）
A．新核Y 在磁场中做圆周运动的轨道半径为RY=
R
4
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B．α 粒子做圆周运动可等效成一个环形电流，且电流大小为I=
C．若衰变过程中释放的核能都转化为α 粒子和新核Y 的动能，则衰变过程中的质量亏
损约为Δm=
D．发生衰变后产生的α 粒子与新核Y 在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相内切的圆
11．统计显示，一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比，每年可以减少二氧化碳排
放600 多万吨，可见核能是减排效应较大的能源之一。下列对于铀235 相关的核反应的描
述中，说法正确的是（ ）
A．铀块的体积越小，越容易发生链式反应
B．发生链式反应的核反应方程为
C．在核反应堆中，中子的速度越快，铀核越容易发生核裂变
D．核反应堆中，在铀棒之间插入一些镉棒，主要是为了调节中子数量，控制反应速度
12．现代核电站主要是通过可控链式裂变反应来实现核能的和平利用，
是核裂变的主
要燃料之一、铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3
个中子，核反应方程是
。关于该核反应，下列说法正确的是（
）
A．
是质子，质子是卢瑟福通过实验最先发现的
B．
与
、
相比，
核子数最多，结合能最大，最稳定
C．
有放射性，经过一个半衰期，1000 个
只剩下500 个未衰变
D．该核反应中，X 的速度不能太快，否则铀核不能“捉”住它，不能发生核裂变
13．关于核反应方程：①
②
③
④
，下列说法正确的是（ ）
5
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A．①是衰变，1g
经过两个半衰期全部衰变
B．②是核裂变，β 射线的电离本领比α 射线强
C．③是人工转变，
的比结合能比
大
D．④是热核反应，该反应需要很高的温度并放出热量
14．2023 年8 月25 日，中核集团发布消息：“中国环流三号”首次实现100 万安培等离子
体电流下的高约束模式运行。这标志着中国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行
迈出重要一步。下列属于核聚变反应的是（ ）
A．
B．
C．
D．
二、多选题
15．波长为
和
的两束可见光入射到双缝，在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为
的
光的条纹间距大于波长为
的条纹间距。则（各选项中脚标“1”和“2”分别代表波长为
和
的光所对应的物理量）（ ）
A．这两束光的波长
>
B．这两束光的光子的动量p1>p2
C．这两束光的频率
D．若这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压U1>U2
16．处在同一激发态的原子跃迁到Ⅰ态和Ⅱ态时分别产生a 光和b 光。用a、b 光分别照射
同一光电管阴极时都能发生光电效应，且对应的遏止电压
，则（ ）
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A．I 态和Ⅱ态对应的能量
B．a 光和b 光的光子动量
C．a 光和b 光的光子能量
D．a 和b 光分别入射同一双缝干涉装置时相邻亮纹间距
17．下列说法正确的是（ ）
A．发现中子的核反应方程是
B．汤姆孙发现了电子，说明原子核有复杂的结构
C．卢瑟福在α 粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
D．要使金属发生光电效应，照射光的频率必须超过某一数值
18．如图所示为氢原子的能级示意图（图中
为已知量），由玻尔理论可知，
时，氢
原子处于基态，其对应的能量为
，氢原子处于激发态时，第n 能级的能量为
。现用某种频率的单色光照射大量处于
能级的氢原子，使其刚好
跃迁到
能级。下列说法正确的是（ ）
A．入射光光子的能量等于
B．大量氢原子从
能级向基态跃迁时，最多可辐射6 种不同频率的光子
7
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C．氢原子从
能级向基态跃迁时，辐射出的波长最长的光子对应的能量为
D．若用动能为
的粒子碰撞处于基态的氢原子，则氢原子可能跃迁到
能级
19．下列关于原子物理相关知识说法正确的是（ ）
A．在裂变反应
+
→
+
+3
中，钡核的平均结合能比铀核的平均结合能
大
B．放射性元素铀的半衰期为138 天，100g 的铀经过276 天，还剩有25g 的铀未衰变
C．β 衰变中产生的β 射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的
D．核反应
+
→
+
属于α 衰变
20．幽门螺杆菌很容易诱发胃肠疾病，临床上常用的检测方法之一是做碳14（
）呼气
试验。被检者口服含
的胶囊后休息等待一段时间，再用吹气管向二氧化碳吸收剂中吹气，
通过分析呼气中标记的CO2的含量即可判断胃中幽门螺杆菌的存在情况。
的半衰期是
5730 年，而且大部分是发生β 衰变，其衰变方程为
。则下列说法正确的是（
）
A．该幽门螺杆菌的检测方法利用了
的半衰期较短这一特点
B．β 衰变与原子核内的弱相互作用有关
C．若有100 个
原子，则经过11460 年后就一定会有75 个
发生衰变
D．新核X 的核子数与
核子数相同
21．2020 年12 月4 日，新一代“人造太阳”装置—中国环流器二号M 装置（HL－2M）在
成都建成并实现首次放电。“人造太阳”主要是将氘核与氚核聚变反应释放的能量用来发
电，
+
→X+
，氘核的质量为m1，氚核的质量为m2，中子的质量为m3，反应中释放
的核能为ΔE，光速为c，下列说法正确的是（ ）
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A．核反应前后质量数守恒、电荷数守恒
B．反应产物X 核是氦核
C．反应产物X 核的比结合能比
的比结合能小
D．反应产物X 的质量为
22．烟雾自动报警器的探测器中装有放射性元素镅241，其衰变方程为
。下列说法正确的是（ ）
A．反应前
的质量大于反应后
与
的质量之和
B．
是α 粒子，有很强的电离本领
C．冬天气温较低，镅241 的衰变速度会变慢
D．镅241 衰变过程要吸收能量，故
比
更稳定
23．有研究发现中子
衰变后可转化成质子
和电子，同时放出质量可视为零的反中微子
。已知中子质量
，质子质量
，电子质量
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，为光速，不考虑粒子之间的相互作用及中子初动能。若质子的动量
，关于中子的衰变，下列说法正确的是（ ）
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．质子和电子的动量大小相等，方向相反
D．电子和反中微子的总动能约为
24．
原子核有
的可能发生
衰变，方程为
，衰变过程释放的核
能是
；有
的可能发生
衰变，方程为
，衰变过程释放的核能是
，
。已知
的比结合能为E，普朗克常量为h，真空中光速为c，正负电
子质量相等，下列说法正确的是（ ）
A．由于释放核能，所以衰变过程质量数不守恒
B．
的质量比
质量小
C．
的比结合能为
D．
的比结合能为
25．中国自主三代核电“华龙一号”示范工程全面建成投运。“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为
，
，光速
。则下列说法正确的是（ ）
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A．利用速度很大的快中子容易引发核裂变
B．铀块体积足够大时链式反应才能进行下去
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
26．因为慢中子更适宜引发裂变，但是重核裂变产生的中子大部分是速度很大的“快中
子”，因此需要“慢化剂”使“快中子”减速。“快中子”与“慢化剂”的原子核发生碰
撞后，中子能量减小，变为“慢中子”。假设中子与“慢化剂”原子核的每次碰撞都是弹
性碰撞，而且认为碰撞前“慢化剂”原子核都是静止的，下列说法正确的是（ ）
A．“慢化剂”原子核质量越大，每次碰撞中中子损失的能量越多，更适宜作为“慢化
剂”
B．若“慢化剂”采用普通水，中子与普通水中的氢原子核发生碰撞，中子的减速效果
很好
C．若用石墨做“慢化剂”，碳原子核的质量是中子质量的12 倍，一次碰撞前后中子
速度大小之比为
D．若用石墨做“慢化剂”，碳原子核的质量是中子质量的12 倍，一个“快中子”连
续与三个静止的碳原子核碰撞后“快中子”的动能与其初动能之比为
27．中国科学院开发核聚变为人类利用新能源奠定了重要的技术基础。已知核聚变的方程
为
，下列说法正确的是（ ）
A．X 粒子为中子
B．核聚变比核裂变更安全、清洁
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C．
和
的结合能为
D．
的比结合能一定比
的比结合能小
28．2022 年10 月19 日，中国新一代“人造太阳”（HL-2M）科学研究取得突破性进展，
等离子体电流突破100 万安培，创造了我国可控核聚变装置运行新纪录。已知该装置内部
发生的核反应方程为
，其中氘核的质量为2.0130u，氦核的质量为
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0.35MeV
进行对心碰撞，并且核反应释放的核能全部转化为动能的情况下，下列说法正确的是（
）
A．该核反应吸收的能量为2.14 MeV
B．核反应后氦核与中子的动量等大反向
C．核反应后氦核的动能为0.71MeV
D．该反应生成物的结合能小于反应物的结合能之和
12
