2024年高考物理復習試題分類訓練：原子物理（學生卷）

專題16原子物理

2024

高考真題

1.（2024年河北卷考題）1.鋰是新能源汽車、儲能和信息通信等新興產業(yè)的關鍵材料.研究表明，鋰元

素主要來自宇宙線高能粒子與星際物質的原子核產生的散裂反應，其中一種核反應方程為

2

'C+；H^JLi+2；H+X；（）

A.oilB.[eC.°eD.；He

【答案】D

【解析】根據(jù)核反應前后質量數(shù)和電荷數(shù)守恒得

4=12+1—7—2x1=4,Z=6+l-3-2xl=2

故式中的X為：He,故選D。

2.（2024年湖北卷考題）2.硼中子俘獲療法是目前治療癌癥最先進的手段之一、TB+；n-?￡X+；Y

是該療法中一種核反應的方程，其中X、Y代表兩種不同的原子核，則（）

A.左1B.斫7,尻2C.3二6,左1D.年6,爐2

【答案】B

【解析】由質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得10+1=。+4,5+0=3+/?

解得a=1,b=2

故選B。

3.（2024年廣東卷考題）2.我國正在建設的大科學裝置一一“強流重離子加速器”。其科學目標之一

是探尋神秘的“119號”元素，科學家嘗試使用核反應Y+2MAmf]nX+2》產生該元素。關于原子核Y

和質量數(shù)A,下列選項正確的是（）

A.Y為％Fe,A=299B.Y為；[Fe,A=301

C.Y為為::Cr,A=295D.Y為北Cr,A=297

【答案】C

【解析】根據(jù)核反應方程Y+2；；Am-謂X+2'n

根據(jù)質子數(shù)守恒設Y的質子數(shù)為y,則有y+95=119+0

可得y=24,即Y為::Cr；根據(jù)質量數(shù)守恒，則有54+243=A+2

可得A=295

故選Co

4.（2024年安徽卷考題）1.大連相干光源是我國第一臺高增益自由電子激光用戶裝置，其激光輻射所

應用的玻爾原子理論很好地解釋了氫原子的光譜特征。圖為氫原子的能級示意圖，已知紫外光的光子能量

大于3.HeV,當大量處于九=3能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射不同頻率的紫外光有()

nE/eV

00------------------0

4------------------------0.85

3-----------------------1.51

2----------------------3.4

1------------------------13.6

A.1種B.2種C.3種D.4種

【答案】B

【解析】大量處于爐3能級的氫原子向低能級躍遷時，能夠輻射出不同頻率的種類為C；=3種

輻射出光子的能量分別為

AE；=每一4=—1.51eV—(―13.6eV)=12.09eV

△E2=&一芻=-1-5leV-(-3.4eV)=1.89eV

AE3=E?—4=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV

其中△耳>3.HeV,AE2<3.11eV,AE3>3,11eV

所以輻射不同頻率的紫外光有2種。

故選B。

5.(2024年江西卷考題)2.近年來，江西省科學家發(fā)明硅襯底氮化線基系列發(fā)光二極管，開創(chuàng)了國際

上第三條LED技術路線。某氮化錢基LED材料的簡化能級如圖所示，若能級差為2.20eV(約

3.52xl()T9j),普朗克常量々=6.63x10-341.s，則發(fā)光頻率約為()

----------T-----------Ec

2.20eV

---------Eh

A.6.38X1014HZB.5.67X1014HZC.5.31X1014HZD.4.67X10I4HZ

【答案】C

【解析】根據(jù)題意可知，輻射出的光子能量￡=3.52xlC)T9j,由光子的能量e=屏得

14

v=￡=5.31xlOHz

h

故選Co

6.（2024年江蘇卷考題）3.用粒子轟擊氮核從原子核中打出了質子，該實驗的核反應方程式是

X+受Nf：H+:4C,粒子X為（）

A.正電子：eB.中子J1n

C笊核；HD.氯核

【答案】B

【解析】根據(jù)質量數(shù)守恒可知X質量數(shù)為m=14+1—14=1

根據(jù)電荷守恒可知X的電荷數(shù)為〃=6+1—7=0

可知X為中子；n。

故選Bo

7.（2024年江蘇卷考題）5.在原子躍遷中，輻射如圖所示的4種光子，其中只有一種光子可使某金屬

發(fā)生光電效應，是哪一種（）

【答案】C

【解析】根據(jù)光電方程可知當只有一種光子可使某金屬發(fā)生光電效應，該光子對應的能量最大，根據(jù)

圖中能級圖可知躍遷時對應波長為4的光子能量最大。

故選Co

8.（2024全國甲卷考題）1.笊核可通過一系列聚變反應釋放能量，總的反應效果可用

1主一,,/古人田.、

6；H-2；He+%（n+y：p+43.15MeV1Vlm

1201表示，式中X、y的值分別為（）

A.%=1,y=2B.%=1,y=3c.x=2,y=2D,x=3,y=1

【答案】C

【解析】根據(jù)反應前后質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得6x2=2x4+x+y,6=2x2+y

解得x=2,y=2

故選Co

9.（2024年山東卷考題）1.2024年是中國航天大年，神舟十八號、嫦娥六號等已陸續(xù)飛天，部分航

90q90Y238p234TT

天器裝載了具有抗干擾性強的核電池。已知38“衰變?yōu)?9丫的半衰期約為29年；941U衰變?yōu)?2u的半衰

期約87年?，F(xiàn)用相同數(shù)目的38”和94「u各做一塊核電池，下列說法正確的是（）

A.累Sr衰變?yōu)楹谘緯r產生a粒子

B.寸pu衰變?yōu)槌時產生B粒子

C.50年后，剩余的;;Sr數(shù)目大于2j：Pu的數(shù)目

D.87年后,剩余的數(shù)目小于2方Pu的數(shù)目

【答案】D

【解析】A.根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知叫Sr衰變?yōu)橹緯r產生電子，即B粒子，故A錯誤；

B.根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知2；：Pu衰變?yōu)镸U時產生：He,即a粒子，故B錯誤；

CD.根據(jù)題意可知2；：Pu的半衰期大于北Sr的半衰期，現(xiàn)用相同數(shù)目的；；Sr和篇Pu各做一塊核電池，

經(jīng)過相同的時間，；；Sr經(jīng)過的半衰期的次數(shù)多，所以2Sr數(shù)目小于篇Pu的數(shù)目，故D正確，C錯誤。

故選D。

10.（2024浙江1月卷考題）7.己知笊核質量為2.0141U,瓶核質量為3.O161U,氫核質量為4.0026U,

中子質量為L0087u,阿伏加德羅常數(shù)取6.0x1023mo「，笊核摩爾質量為2g-moL,lu相當于

931.5MeV..關于笈與旅聚變成氨，下列說法正確的是（）

A.核反應方程式；H+：Hf；He+；n

B.笊核的比結合能比氨核的大

C.笊核與瓶核的間距達到10T°m就能發(fā)生核聚變

D.4g笊完全參與聚變釋放出能量的數(shù)量級為K^MeV

【答案】D

【解析】A.核反應方程式為；H+：Hf；He+；,n,故A錯誤；

B.笊核的比結合能比氮核的小，故B錯誤；

C.笊核與氤核發(fā)生核聚變，要使它們間距離達到IO-15m以內，故c錯誤；

D.一個笊核與一個瓶核聚變反應質量虧損

Am=（2.0141+3.0161—4.0026—1.0087）u=0.0189u

聚變反應釋放的能量是AE=A/n-931.5MeV?17.6MeV

4g笊完全參與聚變釋放出能量E=|X6X1023XAE?2.11X1025MeV

數(shù)量級為IC^MeV，故D正確。

故選D。

11.（2024年湖南卷考題）1.量子技術是當前物理學應用研究的熱點，下列關于量子論的說法正確的

是（）

A.普朗克認為黑體輻射的能量是連續(xù)的

B.光電效應實驗中，紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出，若改用紫光照射也可以讓電子從該金

屬表面逸出

C.康普頓研究石墨對才射線散射時，發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分

D.德布羅意認為質子具有波動性，而電子不具有波動性

【答案】B

【解析】A.普朗克認為黑體輻射的能量是一份一份的，是量子化的，故A錯誤；

B.產生光電效應的條件是光的頻率大于金屬的極限頻率，紫光的頻率大于紅光，若紅光能使金屬發(fā)生

光電效應，可知紫光也能使該金屬發(fā)生光電效應，故B正確；

C.石墨對X射線的散射過程遵循動量守恒，光子和電子碰撞后，電子獲得一定的動量，光子動量變小，

h

根據(jù)2=一可知波長變長，故C錯誤；

P

D.德布羅意認為物質都具有波動性，包括質子和電子，故D錯誤。

故選B。

12.（2024浙江1月卷考題）14.下列說法正確的是（）

A.相同溫度下，黑體吸收能力最強，但輻射能力最弱

B.具有相同動能的中子和電子，其德布羅意波長相同

C.電磁場是真實存在的物質，電磁波具有動量和能量

D.自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過偏振片觀察，轉動偏振片時可觀察到明暗變化

【答案】CD

【解析】A.相同溫度下，黑體吸收和輻射能力最強，故A錯誤；

hh

B.根據(jù)彳=j=聲藩，具有相同動能的中子和電子，電子質量較小，德布羅意波長較長，故B錯

誤；

C.電磁場是真實存在的物質，電磁波具有動量和能量，故C正確；

D.自然光在玻璃、水面等表面反射時，反射光可視為偏振光，透過偏振片觀察，轉動偏振片時能觀察

到明暗變化，故D正確。

故選CDo

13.（2024年遼寧卷考題）8.X射線光電子能譜儀是利用X光照射材料表面激發(fā)出光電子，并對光電子

進行分析的科研儀器，用某一頻率的X光照射某種金屬表面，逸出了光電子，若增加此X光的強度，則（）

A.該金屬逸出功增大B.X光的光子能量不變

C.逸出的光電子最大初動能增大D.單位時間逸出的光電子數(shù)增多

【答案】BD

【解析】A.金屬的逸出功是金屬的自身固有屬性，僅與金屬自身有關，增加此X光的強度，該金屬逸

出功不變，故A錯誤；

B.根據(jù)光子能量公式€=前可知增加此X光的強度，X光的光子能量不變，故B正確；

C.根據(jù)愛因斯坦光電方程/m=/〃-町，可知逸出的光電子最大初動能不變，故C錯誤；

D.增加此X光的強度，單位時間照射到金屬表面的光子變多，則單位時間逸出的光電子數(shù)增多，故D

正確。

故選BD?

14.（2024年上海卷考題）6.某紫外激光波長為X,其單個光子能量為o若用該激光做光電效

應實驗，所用光電材料的截止頻率為0,則逸出光電子的最大初動能為。（普朗克常量為上真空中

光速為c）

【解析】［1］單個光子頻率為V=-

根據(jù)普朗克量子化思想，單個光子能量E°=hv=hj

［2］所用光電材料的截止頻率為％,則逸出功為網(wǎng)=/%

hr

根據(jù)愛因斯坦光電效應方程可知，逸出光電子最大初動能為%=/〃-W=-—hv0

A

15.（2024年上海卷考題）9.原子核之間由于相互作用會產生新核，這一過程具有多種形式。

（1）質量較小的原子核結合成質量較大原子核的過程稱為

A.鏈式反應B.衰變C.核聚變D.核裂變

（2）出核的質量為叫，；H核的質量為冽2,它們通過核反應形成一個質量為加3的氮原子核（；He）,

此過程釋放的能量為。（真空中光速為c）

【答案】①.C②.（仍+7%一

【解析】［1］質量較小的原子核結合成質量較大原子核的反應稱為核聚變，C正確。

故選Co

②根據(jù)質能方程可知，此過程釋放的能量為￡=Am"=（仍

16.（2024福建高考真題）1.；；Ni-；；Cu+X,則其中的X表示（）

A.:HeB._°eC.°eD.*n

【答案】B

【解析】根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質量數(shù)為0,電荷數(shù)-1,則X為一：e。

故選Bo

17.（2024年北京卷考題）1.已知社234的半衰期是24天。1g牡234經(jīng)過48天后，剩余社234的質

量為（）

A.0gB.0.25gC.0.5gD.0.75g

【答案】B

【解析】半衰期lg牡234經(jīng)過48天后，剩余質量

=0.25g

故選Bo

18,（2024年廣西卷考題）4.近期，我國科研人員首次合成了新核素鉞-160（黑Os）和鴇-156（；fw）。

若鍬-160經(jīng)過1次a衰變，鴇-156經(jīng)過1次［T衰變（放出一個正電子），則上述兩新核素衰變后的新核有相

同的（）

A.電荷數(shù)B.中子數(shù)C.質量數(shù)D.質子數(shù)

【答案】C

【解析】餓-160經(jīng)過1次a衰變后產生的新核素質量數(shù)為156,質子數(shù)為74,鴇-156經(jīng)過1次尸衰變

后質量數(shù)為156,質子數(shù)為73,可知兩新核素衰變后的新核有相同的質量數(shù)。

故選Co

19.（2024年海南卷考題）2.人工核反應::Si+；HfX+；；P中的*是（）

A.中子B.質子C.電子D.a粒子

【答案】A

【解析】根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為0,質量數(shù)為1,則X是中子。

故選Ao

20（2024年甘肅卷考題）1.2024年2月，我國科學家在蘭州重離子加速器國家大科學裝置上成功合

169c106pj,58XT-160Q,AV

成了新核素76US,核反應方程如下：48ua+28^1-76°S+4X該方程中*是（）

A.質子B.中子C.電子D.a粒子

【答案】B

【解析】根據(jù)反應前后質量數(shù)和電荷數(shù)守恒得X是：n。

故選Bo

2024

高考模擬題

一、單選題

1.（2024?海南?高考真題）利用如圖所示的裝置研究光電效應，閉合單刀雙擲開關S1,用頻率為匕的

光照射光電管，調節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數(shù)剛好為0,此時電壓表的示數(shù)為■,已知電子電荷量為e,

普朗克常量為力，下列說法正確的是（）

A.其他條件不變，增大光強，電壓表示數(shù)增大

B.改用比匕更大頻率的光照射，調整電流表的示數(shù)為零，此時電壓表示數(shù)仍為〃

C.其他條件不變，使開關接S?,電流表示數(shù)仍為零

D.光電管陰極材料的截止頻率匕=匕-孚

h

【答案】D

【解析】A.當開關S接1時，由愛因斯坦光電效應方程

皿=牝一網(wǎng)

故其他條件不變時，增大光強，電壓表的示數(shù)不變，故A錯誤；

B.若改用比匕更大頻率的光照射時，調整電流表的示數(shù)為零，而金屬的逸出功不變，故遏止電壓變大,

即此時電壓表示數(shù)大于優(yōu)故B錯誤；

C.其他條件不變時，使開關S接2,此時

牝〉叱）

可發(fā)生光電效應，故電流表示數(shù)不為零，故C錯誤；

D.根據(jù)愛因斯坦光電效應方程

eUx=hvl-W0

其中

W0=hvc

聯(lián)立解得，光電管陰極材料的截止頻率為

故D正確。

故選Do

2.（2024?北京?高考真題）產生阿秒光脈沖的研究工作獲得2023年的諾貝爾物理學獎，阿秒（as）

是時間單位，las=1X1048s,阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時間在阿秒量級的極短閃光，提供了阿秒量級的超

快“光快門”，使探測原子內電子的動態(tài)過程成為可能。設有一個持續(xù)時間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時

間內至少包含一個完整的光波周期。取真空中光速c=3.0X108m/s,普朗克常量0=6.6X10-34Js,

下列說法正確的是（）

A.對于0.1mm寬的單縫，此阿秒光脈沖比波長為550nm的可見光的衍射現(xiàn)象更明顯

B.此阿秒光脈沖和波長為550nm的可見光束總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更多

C.此阿秒光脈沖可以使能量為-13.6eV（-2.2XW18J）的基態(tài)氫原子電離

D.為了探測原子內電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應大于電子的運動周期

【答案】C

【解析】A.此阿秒光脈沖的波長為

A=cT=30nm<550nm

由障礙物尺寸與波長相差不多或比波長小時，衍射現(xiàn)象越明顯知，波長為550nm的可見光比此阿秒光

脈沖的衍射現(xiàn)象更明顯，故A錯誤；

B.由￡=/??知，阿秒光脈沖的光子能量大，故總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更少，故B錯誤;

C.阿秒光脈沖的光子能量最小值

h

￡=/〃=—=6.6x10一8J>2,2x10~18J

T

故此阿秒光脈沖可以使能量為-13.6eV（N.2XW18J）的基態(tài)氫原子電離，故C正確；

D.為了探測原子內電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應小于電子的運動周期，故D錯誤。

故選Co

3.（2024?湖北武漢?二模）研究表明，某些元素的原子核有可能從靠它很近的核外電子中“俘獲”

一個電子而形成一個新原子，人們把這種現(xiàn)象叫做“K俘獲”。例如：一個鍍原子核（：Be）會從K層電子

軌道上俘獲一個電子后生成一個處于激發(fā)態(tài)的鋰核，和一個具有能量且不帶電的質量數(shù)為零的中微子丫。處

于激發(fā)態(tài)的鋰核（；Li）又自發(fā)地放出丫光子而回到基態(tài)。下列說法正確的是（）

A.該反應屬于B衰變

B.該反應前后沒有質量虧損

C.鍍原子核內有4個中子，3個質子

D.該反應的本質是一個質子俘獲一個電子后生成一個中子

【答案】D

【解析】AD.該反應的本質是一個質子俘獲一個電子后生成一個中子；不是放出一個電子，所以不屬

于B衰變，故A錯誤，D正確；

B.該反應釋放能量，反應前后有質量虧損，故B錯誤;

C.被原子核（：Be）內有3個中子，4個質子，故C錯誤。

故選Do

4.（2024?江西上饒?模擬預測）當太陽內部的氫元素消耗殆盡后，內部高溫高壓使三個氨核發(fā)生短

暫的熱核反應，被稱為氫閃，核反應方程為3；He-X,已知；He的結合能為耳，X的結合能為當，則下列

判斷正確的是（）

A.該核反應是a衰變B.X的中子數(shù)比質子數(shù)多

C.E?=3E\D.核反應放出的熱量為e-3&

【答案】D

【解析】A.根據(jù)質量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，可知核反應方程為

3；Hef[X

屬于輕原子核結合成較重原子核反應，所以該反應屬于核聚變，不屬于衰變，A錯誤；

B.中子數(shù)等于質量數(shù)減去質子數(shù)，因此X核中有6個中子，有6個質子，B錯誤；

CD.該反應存在質量虧損，會釋放大量熱量，由能量守恒定律知，釋放的熱量為

Q=E2-3E]

即馬＞3&,C錯誤，D正確；

故選D。

5.（2024?甘肅張掖?高臺縣第一中學?？寄M預測）笊核可以發(fā)生一系列聚變反應釋放核能，其總

效果可以用反應式6；Hf2；He+2；H+2X+43.15MeV表示。鈾核的某種裂變反應為

■u+[n-/Ba+盤Kr+3jn+200.55MeV,下列說法正確的是（）

A.X是正電子

B.[Kr核內有57個中子

C.上述核聚變反應中平均每個核子釋放的核能約為3.60MeV

D.上述兩反應中，聚變比裂變平均每個核子多釋放核能2.00MeV

【答案】C

【解析】A.根據(jù)核反應質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質量數(shù)為1,電荷數(shù)為0,是中子，A錯誤;

B.同理4=92,盤Kr有56個中子，B錯誤;

C.上述核聚變反應平均每個核子釋放的核能為

043.15MeV“八、…

￡=--------------a3.60MeV

12

C正確;

D.上述核裂變反應平均每個核子釋放的核能為

200.55MeV

X0.85MeV

236

A￡=￡]-￡2=2.75MeV

D錯誤。

故選Co

6.（2024?江西?校聯(lián)考二模）1919年，盧瑟福首創(chuàng)用原子核人工轉變的方法，用粒子轟擊氮核從原

子核中打出了質子，實驗裝置如圖所示。當裝置的容器內通入氮氣時，熒光屏上觀察到閃光。該實驗的核

反應方程式正確的是（)

銀箔

熒光屏

顯微鏡

4n0_.14XT.1TT112rl

A.n+'OB.-^e+7NfH+6C

C.；He+：NTH+?OD.;He+；NH+/F

【答案】C

【解析】A.因該反應打出的是質子，A錯誤；

BCD.方程中質量數(shù)和核電荷數(shù)應守恒，故實驗使用。粒子轟擊氮核從原子核中打出了質子，BD錯誤,

C正確。

故選Co

7.（2023?河北保定?統(tǒng)考三模）中國實驗快堆工程（CEFR）已經(jīng)成功并網(wǎng)發(fā)電，這標志著國家“863”

計劃重大項目目標的全面實現(xiàn)，中國實驗快堆采用杯（肥Pu）作燃料，在堆心燃料杯的外圍再生區(qū)里放置

不易發(fā)生裂變的鈾（；；8pu）,杯239裂變釋放出的快中子，被再生區(qū)內的鈾238吸收，鈾238轉變?yōu)殁?39,

鈾239極不穩(wěn)定，經(jīng)過衰變，進一步轉變?yōu)橐琢炎兊谋?39,從而實現(xiàn)核燃料的“增殖”，關于中國實驗快

堆，下列說法正確的是（）

A.鈾239發(fā)生衰變轉變?yōu)楸?39,核反應方程為：■Uf瞪pu+_e

B.鈾239經(jīng)過衰變轉變?yōu)楸?39,質量不變

C.鈾238轉變?yōu)殁?39的核反應方程為:置u+；nf尷u

D.鈾238吸收快中子轉變?yōu)殁?39是核聚變

【答案】C

【解析】A.鈾239發(fā)生衰變轉變?yōu)楸?39,核反應方程為

腎UTfpu+2_：e

故A錯誤；

B.鈾239經(jīng)過衰變轉變?yōu)楸?39,釋放能量，質量虧損，故B錯誤;

CD.鈾238轉變?yōu)殁?39的核反應方程為

Hn-Cu

該核反應方程不是核聚變，故C正確，D錯誤。

故選Co

8.（2024上?甘肅武威?高三統(tǒng)考期末）質子在加速器中加速到接近光速后，常被用來與其他粒子碰

撞。下列核反應方程中，X代表電子的是（）

A.:H+；H-；He+XB.記Thf；：Pa+X

C."He+^N^7O+XD.Al-P+X

【答案】B

【解析】A.根據(jù)電荷數(shù)守恒，質量數(shù)守恒，X代表jn,故A錯誤；

B.根據(jù)電荷數(shù)守恒，質量數(shù)守恒，X代表\e,故B正確；

C.根據(jù)電荷數(shù)守恒，質量數(shù)守恒，X代表;H,故C錯誤；

D.根據(jù)電荷數(shù)守恒，質量數(shù)守恒，X代表;n,故D錯誤；

故選Bo

9.（2024?山東濟南?統(tǒng)考三模）2024年4月20日，我國首次利用核電商用堆批量生產碳14同位素，

這標志著將徹底破解國內碳14同位素依賴進口的難題，實現(xiàn)碳14供應全面國產化。碳14發(fā)生8衰變時的

反應方程為[Cf，X+\e,貝/X是（）

A.；'XB.*4XC.D.；4X

【答案】B

【解析】由質量數(shù)守恒有

14=4+0

解得

A=14

由電荷數(shù)守恒有

6=Z-1

解得

Z=7

綜上所述，其gX為:X。

故選B。

10.（2021?重慶?統(tǒng)考模擬預測）下列核反應方程正確的是（）

A,期u+]n—；；Rb+堞Cs+2]nB.^7U+onBa+^Kr+3^n

C.[5U+]n->[Br+粵La+3；HD.和+；nSr+曹Xe+4n

【答案】A

【解析】正確的核反應方程應質子數(shù)守恒，質量數(shù)守恒。

A.該核反應方程質子數(shù)守恒、質量數(shù)守恒，故A正確；

B.該核反應方程質子數(shù)守恒、質量數(shù)不守恒，故B錯誤；

C.該核反應方程質子數(shù)不守恒、質量數(shù)守恒，故C錯誤；

D.該核反應方程質子數(shù)守恒、質量數(shù)不守恒，故D錯誤。

故選A。

11.（2024?河北?高三學業(yè)考試）大氣層中碳14不斷產生又不斷衰變，達到了動態(tài)平衡，在大氣中

的含量保持穩(wěn)定。這種機制的核反應方程為;"N+Xf1c+Y,『C-；4N+Z,其中X、Y、Z所代表的粒子

分別為（）

A.質子、中子、電子B.中子、質子、電子

C.中子、電子、質子D.電子、中子、質子

【答案】B

【解析】核反應過程質量數(shù)和電荷數(shù)守恒。由lCf/N+Z可知，Z為電子。由;4N+Xf『c+Y可知，

若X為質子，則Y的電荷數(shù)為2,質量數(shù)為1,不符合實際；可知X為中子，Y為質子，故ACD錯誤，B正

確。

故選B。

12.（2023?河北滄州?河北省吳橋中學?？寄M預測）新疆發(fā)現(xiàn)的鉞礦，價值超過了稀土礦，將來會

成為一種新的航天材料。鉞（Be）的原子核在被X射線、丫等照射時，會產生中子，因此它是核工業(yè)中的

重要中子源。一個被9的原子核吸收一個中子后變成2個氯原子核，同時放出2個中子，這種1變2,2變

4,4變8的鏈式反應可以很平穩(wěn)地進行，并產生大量中子給反應堆使用。下列有關被的核反應方程中正確

的是（）

A.:

B.；n+：Be—2；He+2；n

C.7+：Be-2；He+；n

D.°【e+；Be—Li+；n

【答案】B

【解析】根據(jù)題意可知，一個被9的原子核吸收一個中子后變成2個氫原子核，同時放出2個中子，

由核反應方程中，質量數(shù)守恒和質子數(shù)守恒可得，核反應方程為

jn+：Bef2；He+2；）n

故選Bo

13.（2024?廣西河池?統(tǒng)考一模）人工核轉變是指人類通過特定的實驗手段，將原子核中的質子、中

子和其他粒子進行增加、減少、替換等改變，從而使原子核的性質發(fā)生變化的過程。在核反應方程

；He+；4Nf1O+X中，X表示的是（）

A.電子B.質子C.中子D.a粒子

【答案】B

【解析】根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，X的質量數(shù)為1,電荷數(shù)為1,則X表示的是質子。

故選Bo

14.（2023上?廣西柳州?高三柳州高級中學校考階段練習）一質子束入射到靜止靶核;;A1上，產生如

下核反應：；H+；；Al-X+；n,則產生的新核含有質子和中子的數(shù)目分別為（）

A.28和15B.14和13C.15和13D.27和14

【答案】B

【解析】根據(jù)電荷數(shù)和質量數(shù)守恒可得，新核質量數(shù)為27,電荷數(shù)為14,電荷數(shù)等于質子數(shù)，質量數(shù)

等于質子數(shù)加中子數(shù)，因此可得新核含有質子數(shù)為14,中子數(shù)為13,B正確。

故選Bo

15.（2024?廣西統(tǒng)考高考真題）近期,我國科研人員首次合成了新核素鉞-160（罐Os）和鴇-156（；：6w）。

若鉞-160經(jīng)過1次。衰變，鴇-156經(jīng)過1次［T衰變（放出一個正電子），則上述兩新核素衰變后的新核有相

同的（）

A.電荷數(shù)B.中子數(shù)C.質量數(shù)D.質子數(shù)

【答案】C

【解析】餓-160經(jīng)過1次。衰變后產生的新核素質量數(shù)為156,質子數(shù)為74,鴇-156經(jīng)過1次衰變

后質量數(shù)為156,質子數(shù)為73,可知兩新核素衰變后的新核有相同的質量數(shù)。

故選Co

16.（2024?山東濰坊?三模）如圖所示為氫原子能級圖，用頻率為■的單色光照射大量處于基態(tài)的氫

原子，氫原子輻射出頻率分別為的乙、嗯、吸三種光子，且乙<小七。用該單色光照射到某新型材

料上，逸出光電子的最大初動能與頻率為匕光子的能量相等。下列說法正確的是（）

n￡/eV

oo,0

4--0.85

3--1.51

2-3.40

1---------------------13.6

A.V3>■/+MzB.M=V匕+V3

C.該單色光光子的能量為12.75eVD.該新型材料的逸出功為1.89eV

【答案】D

【解析】由題知，頻率為丫的單色光照射大量處于基態(tài)的氫原子，氫原子輻射出頻率分別為的「八匕、

心三種光子，且七<h<口，則說明

hv=hv3=12.09eV,hv?=10.2eV,入4=1.89eV

A.則可知

y3=vi+v2

故A錯誤；

BC.根據(jù)以上分析可知v=%，且該單色光光子的能量為12.09eV,故BC錯誤；

D.用該單色光照射到某新型材料上，逸出光電子的最大初動能與頻率為匕光子的能量相等，則由

hv—Wo=hv2

解得

%=1.89eV

故D正確。

故選Do

17.（2024下?江西?高三校聯(lián)考開學考試）2023年11月16日發(fā)表在《科學進展》雜志上的文章顯

示我國高海拔宇宙線觀測站“拉索”精確測量了迄今最亮的伽馬射線暴GRB221009A的高能輻射能譜，揭示

了宇宙背景光在紅外波段的強度低于預期，開啟了新物理探索之門。''拉索”記錄到史上最亮的伽馬射線暴

GRB221009A產生的7光子，其最高能量達13TeV（萬億電子伏特）。已知普朗克常量/z=6.63xl（）-34j.s,下

列說法正確的是（）

A.7射線在真空中的傳播速度小于光速

B.紅外線的波長比/射線短

C.13TeV的7光子能量約為2.08x10-7J

D.13TeV的7光子頻率約為3X1（）27HZ

【答案】D

【解析】A.7射線是電磁波，在真空中的傳播速度等于光速，故A錯誤；

B.紅外線的波長比7射線長，故B錯誤；

C.根據(jù)換算可得

13TeV=13x1012xl.6xlO_19J=2.08x10與

故C錯誤；

D.根據(jù)

E=hv

可得頻率為

V=—?3X1027HZ

h

故D正確。

故選D。

18.（2024?陜西榆林??？家荒＃?023年10月3日，諾貝爾物理學獎揭曉，三位科學家以阿秒激光

技術奠基人的身份共同獲獎。阿秒激光脈沖是目前人類所能控制的最短時間過程，可用來測量原子內繞核

運動電子的動態(tài)行為等超快物理現(xiàn)象。若實驗室中產生了1個阿秒激光脈沖，該激光在真空中的波長

A=50nm,真空中的光速c=3.0xl08m/s,普朗克常量力=6.63*1（）-3打6,則該阿秒激光脈沖的光子的能量

約為（）

A.3.98X10-17JB.3.98xlO-18JC.3.98X1019J

D.3.98xlO-20J

【答案】B

【解析】根據(jù)題意，由光子的能量公式有

E=nv=/?一

2

代入數(shù)據(jù)可得

E=3.98X10-18J

故選Bo

19.（2024?遼寧?校聯(lián)考一模）智能手機的攝像頭光圈尺寸和曝光時間會影響照片的成像質量。某智

能手機的攝像頭光圈的面積為S,標準曝光時間為，，暗室中有一個黃色的點光源，發(fā)光功率為P,現(xiàn)用該

手機在距離點光源廠處正對光源拍照。已知黃光的波長為2,真空中的光速為普朗克常量為"不考慮

空氣對光子的吸收，則單次拍照進入手機攝像頭快門的光子個數(shù)為（）

,PASt“PcSt°PAStc3PASt

A.——j—B.——7—C.——j—D.——7-

4萬/he4^rhAInrhe4萬廠he

【答案】A

【解析】由光的頻率與波長的關系為

c=2v

所以一個光子的能量為

Eo=hv

該光源在曝光時間t內發(fā)出的光能為

E=Pt

在曝光時間t內進入手機攝像頭的光所具有的能量為耳，有

耳S

E4%,

則曝光時間：內穿過該攝像頭的光子數(shù)為

EPASt

n=--}=---------

EQ471rhe

故選Ao

20.（2023?全國?統(tǒng)考高考真題）錐原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，

艷原子鐘利用的兩能級的能量差量級為lO^eV,躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為（普朗克常量h=6.63x10-34J-s,

元電荷6=1.60x10”。）（）

A.103HZB.106HZC.109HZD.1012HZ

【答案】C

【解析】鈉原子利用的兩能極的能量差量級對應的能量為

￡=10-5eV=10-5*1.6*10"J=1.6XKT"J

由光子能量的表達式e=hv可得，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為

1.6X1024

v=—=Hz?2.4X109HZ

h6.63xW34

躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為109HZ?

故選Co

21.（2024?陜西渭南?統(tǒng)考一模）2022年10月，我國自主研發(fā)的“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星成功發(fā)

射?！翱涓敢惶枴碧柼綔y衛(wèi)星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子，設波長為4。

若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測儀鏡頭正對著太陽，每秒接收到”個該種光子。已知探

測儀鏡頭面積為S,衛(wèi)星離太陽中心的距離為尼普朗克常量為力，光速為c,則太陽輻射硬X射線的總功

率戶為（）

2

.SNhcn兀史Nhc°47rRNhcn萬斤彳

4萬RISASASNhc

【答案】C

【解析】每個光子的能量為

E=hv=h—

2

太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，根據(jù)題意設力秒發(fā)射總光子數(shù)為〃，則

n_4TR2

~tN~S

可得

4?R2M

n=----------

S

所以力秒輻射光子的總能量

47iR2Nthc

W=E'=nh-=

SA

太陽輻射硬X射線的總功率

W4兀KNhc

Pn=7=~^~

故選Co

22.（2024上?江蘇揚州?高二統(tǒng)考期末）某種捕蚊器采用蚊子喜愛的紫外線誘捕蚊子，它發(fā)射的紫外

線的頻率為匕，波長為4,光子的能量為J,EUV光刻機產生的極深紫外線頻率為％,波長為光子的

能量為￡?。已知％〉匕，貝（J（）

A.￡i<￡2B.￡x>￡2C.4=4D.4<4

【答案】A

【解析】AB.由于z>匕，根據(jù)能量子公式

￡=hv

所以有

G<￡2

故A正確，B錯誤；

CD.由于%>匕，由公式

c=Av

所以有

4>4

故CD錯誤。

故選Ao

23.（2023上?安徽?高二統(tǒng)考階段練習）某氫速激光器的發(fā)光功率為18mW,能發(fā)射波長為632.8nm

的單色光，則（取普朗克常量〃=6.6XKF34J.S,真空中光速c=3xl（）8m/s）

A.一個光子的能量為3.13xlC）T9j

B.一個光子的能量為3.13xICT?。j

C.每秒發(fā)射的光子數(shù)為5.75x1014個

D.每秒發(fā)射的光子數(shù)為5.75X10M個

【答案】A

【解析】一個光子的能量為

3x1O8

￡=/n/=〃r_=6.6x10-34x-----------J?3.13X10-19J

A632.8x10-

每秒發(fā)射的光子數(shù)為

18x10^x1

。5.75x1016

T-3.13X10-19

故選Ao

24.（2023上?內蒙古包頭?高三統(tǒng)考開學考試）太陽不斷向外輻射能量，太陽的質量在不斷的減小,

已知地球所處位置每平方米每秒接收到的太陽能約為1.56X1（）3J,日地間距離約為廠=1.5><10"01,設太陽輻

射的能量均勻分布在以太陽為球心、日地距離為半徑的球面上，則太陽每秒減少的質量約為（）

A.4xl06kgB.4xl09kgC.lxlO12kgD.lxlO13kg

【答案】B

【解析】由題可知太陽每秒輻射的能量為

E=Wxl.56xl03J=4x3.14x（1.5xl0a）2xl.56xl03J=4.41xl026J

根據(jù)質能方程

E=me2

解得太陽每秒減少的質量為

zn=4.89xl09kg

約為4x109kg；

故選Bo

25.（2024?山東濟寧?三模）某興趣小組設計了一種光電煙霧報警器，其結構和原理如圖所示。光源

向外發(fā)射某一特定頻率的光，發(fā)生火情時有煙霧進入報警器內，會使部分光改變傳播方向，繞過擋板進入

光電管從而發(fā)生光電效應，于是有電流輸入報警系統(tǒng)，電流大于/。就會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警。某次實驗中，

當滑動變阻器的滑片P處于圖示位置，煙霧濃度增大到〃時恰好報警。假設煙霧濃度越大，單位時間內光

電管接收到的光子數(shù)越多。下列說