高中试卷答案网云南高考物理三年（2020-2022）模拟题知识点分类汇编-23近代物理
一、单选题
1．（2022·云南曲靖·校考二模）科学研究表明，太阳核心的温度极高、压力极大，使得太阳内部每4个氢核（）转化为1个氦核（）和几个正电子并释放出大量能量。假设生成的所有正电子均定向移动，且正电子在8×10﹣4s时间内定向移动形成的平均电流为8.0×10﹣8A，已知电子的电荷量为1.6×10﹣19C，则在这段时间内发生核聚变的氢核（）的个数为（ ）
A．8.0×108 B．4.8×108 C．3.2×108 D．2.4×108
2．（2022·云南昆明·统考一模）下列关于原子核反应的说法正确的是（ ）
A．原子核发生衰变时，电荷数守恒、质量不变
B．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和
C．衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子
D．对放射性元素施加压力或提高温度可以改变它的半衰期
3．（2022·云南·统考二模）可见光的光子能量范围加下表所示：
色光光子能量范围（eV） 红 橙 黄
1.61-2.00 2.00-2.07 2.07-2.14
绿 蓝—靛 紫
2.14-2.53 2.53-2.76 2.76-3.10
氢原子的能级示意图如图所示，大量处于某激发态的氢原子在向低能级跃迁时发出的光，其光谱线只有1条处于可见光范围内。根据以上信息可知处于该激发态的氢原子（ ）
A．发出的可见光颜色是蓝—靛 B．处在第4能级
C．最多可以释放出6种频率的光 D．在红光照射下可以被电离
4．（2022·云南昆明·统考一模）在光电效应实验中，小明分别用甲、乙、丙三束单色光照射同一光电管，得到了光电流I随光电管两端的电压U变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲光频率比乙光频率高
B．真空中，乙光波长大于丙光波长
C．甲光的光强等于丙光的光强
D．若用丙光照射某金属有光电子逸出，则改用乙光照射该金属一定有光电子逸出
5．（2022·云南昆明·统考一模）中国火星探测器于2021年4月23日登陆火星，放射性材料PuO2用作火星探测车的燃料。PuO2中的Pu元素是，发生α衰变的核反应方程为。一个静止的在匀强磁场中发生α衰变，产生的原子核X和α粒子均在磁场中做匀速圆周运动，则（ ）
A．X核的中子数为92
B．X核的中子数为234
C．X核做圆周运动的半径比α粒子的小
D．X核做圆周运动的半径比α粒子的大
6．（2022·云南昆明·统考模拟预测）下列核反应方程中，属于太阳内部核聚变反应的方程是（ ）
A． B．
C． D．
7．（2022·云南·模拟预测）医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为（ ）
A． B． C． D．
8．（2021·云南保山·统考一模）一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si，下列说法正确的是（ ）
A．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等干反应物的质量之和
B．硅原子核速度的数量级为107m/s，方向与质子初速度的方向一致
C．核反应方程为p+ Al→Si
D．核反应过程中系统能量不守恒
9．（2021·云南曲靖·统考二模）2020年3月15日中国散裂中子源（CSNS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法正确的是（ ）
A．中子是卢瑟福用粒子轰击发现的
B．经过4次衰变，2次衰变后，新核中的中子数为136个
C．高速中子流垂直射入电场或磁场中均不偏转，实质是射线
D．核电站可通过“慢化剂”控制中子数目来控制核反应的速度
10．（2021·云南·统考二模）氢原子的能级示意图如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．处于基态的氢原子吸收能量为13.7 eV 的光子后可以发生电离
B．处于 n = 2 能级的氢原子可以吸收能量为3.0 eV的光子跃迁到n= 3能级
C．氢原子从 n = 3 能级跃迁到 n= 2能级辐射出的光照射在金属表面上一定能发生光电效应
D．一群处于 n= 4 能级的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出 3种不同频率的光子
11．（2021·云南·统考一模）1930年科学家发现用放射性元素钋发出的粒子轰击铍核时会产生一种穿透能力极强但看不见的射线，且这种射线在电场和磁场中都不会发生偏转。1932年，查德威克重复上述实验，经过计算后发现了原子核的一种重要组成物。下列说法正确的是（ ）
A．看不见的射线是射线
B．上述核反应方程为
C．上述核反应方程为
D．上述核反应属于轻核的聚变
12．（2021·云南昆明·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．大量氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出种不同频率的光
B．通过加压或降温的方法，可以改变放射性元素的半衰期
C．根据波尔理论可知，电子可以绕原子核沿任意轨道做匀速圆周运动
D．的半衰期是 天，个核经过天后一定剩下个核
13．（2020·云南昆明·统考一模）已知氢原子基态的能量为，处于量子数为n激发态的氢原子能量为（、3、4…）。大量氢原子处于某一激发态，跃迁时最多可以辐射出3种不同频率的光子，若h为普朗克常量，则其中能量最大的光子的频率为（ ）
A． B． C． D．
14．（2020·云南红河·一模）下面列出的是一些核反应方程式，，，，其中（ ）
A．X是质子，Y是中子，Z是正电子
B．X是正电子，Y是中子，Z是质子
C．X是正电子，Y是质子，Z是中子
D．X是中子，Y是正电子，Z是质子
15．（2020·云南·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．光电效应表明光具有能量，具有波粒二象性
B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小
C．一束光照射到某金属上没能产生光电效应，是因为该束光的波长太短
D．原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量
16．（2020·云南·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．电子的发现让人们认识到原子是可以再分的
B．J·J·汤姆逊发现了电子，并且精确测量出了电子的电量
C．卢瑟福发现了质子和中子，并由此提出了原子的核式结构模型
D．玻尔的原子模型成功解释了所有原子的光谱
17．（2020·云南·统考二模）对下列核反应的类型，说法正确的一项是( )
A．①②③属于衰变
B．③⑤属于裂变
C．④⑥属于聚变
D．④⑤⑥属于人工核转变
18．（2020·云南·统考模拟预测）近代物理取得了非常辉煌的成就，下列关于近代物理的说法正确的是（ ）
A．用同频率的光照射不同的的金属表面时均有光电子逸出，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W就越大
B．137Cs是核泄漏时对人体产生有害辐射的的重要污染物，其核反应方程式其中X为电子
C．一个氢原子处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出6种频率的光子
D．每个核子只与邻近核子产生核力作用，比结合能越大的原子核越不稳定
19．（2020·云南·统考模拟预测）下列说法正确的是（ ）
A．电子的发现说明原子具有核式结构
B．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
C．某金属在光照射下发生光电效应，入射光频率越高，该金属的逸出功越大
D．某金属在光照射下发生光电效应，入射光频率越高，逸出光电子的最大初动能越大
20．（2020·云南·统考模拟预测）在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法正确的是（ ）
A．查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了质子
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核有复杂的结构
C．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是原子核中的中子变为质子时产生的射线
D．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素
21．（2020·云南昆明·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．组成原子核的核子越多，原子核的结合能越大，原子核越稳定
B．核反应方程，X为，该反应为α衰变
C．阴极射线可以在电场和磁场中偏转的现象，表明其本质是一种带电粒子流
D．用紫光照射某金属板能产生光电子，则用红光照射该金属板也一定能产生光电子
二、多选题
22．（2021·云南昆明·统考三模）硼中子俘获治疗（BNCT技术）是一种生物靶向放射治疗模式，其原理是利用超热中子（）束照射富集含硼药物的肿瘤组织部位，与硼（）发生核反应生成锂（）并放出一种射线，利用该射线杀灭癌细胞。超热中子束的来源之一是加速后的质子（）轰击铍（）产生的。根据以上信息可以推断（ ）
A．这种生物靶向治疗用到的杀灭癌细胞的射线是射线
B．中子与硼（）发生的核反应属于衰变
C．产生超热中子束的核反应方程是
D．质子与铍（）发生的核反应属于轻核聚变
23．（2021·云南昆明·统考二模）研究光电效应的实验电路图如图所示，滑动变阻器滑片处于图示位置。用黄光照射阴极时，电流表示数不为零，则下列说法正确的是（ ）
A．只把黄光改为紫光照射，电流表示数可能为零
B．只增加黄光的光强，电流表示数变大
C．只将滑动变阻器的滑片向右移动，电流表示数可能不变
D．只将滑动变阻器的滑片移至最左侧时，电流表示数为零
24．（2020·云南·统考三模）下列说法正确的是（ ）
A．驱动力的频率越高，受迫振动的振幅越大
B．在地球上接收到来自遥远星球的光波波长变长，可判断该星球正在远离地球
C．激光测距是应用了激光平行度好的特点
D．变化的磁场一定产生变化的电场
E．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中光的传播速度均相同
25．（2020·云南·统考三模）如图所示，a、b间接输出电压恒为2V的电源，用频率为ν的单色光照射光电管的金属板K，已知该金属的逸出功为3.5eV，普朗克常量用h表示，下列情形中能使电流表G指针偏转的是（ ）
A．照射光子的能量=3eV，a接电源正极
B．照射光子的能量=4eV，a接电源正极
C．照射光子的能量=5eV，a接电源负极
D．照射光子的能量=6eV，a接电源负极
参考答案：
1．A
【详解】根据电荷数与质量数守恒可得
每4个氢核转化为1个氦核和2个正电子，根据公式可得
正电子个数为
由上可知发生核聚变的氢核的个数为正电子个数的两倍，即氢核的个数是8×108。
故选A。
2．C
【详解】A．原子核发生衰变时，电荷数和质量数守恒，但存在质量亏损，A错误；
B．核子在组成原子核时存在质量亏损，故原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，B错误；
C．衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子，C正确；
D．放射性元素的半衰期只由原子核内部决定，对放射性元素施加压力或提高温度不会改变它的半衰期，D错误；
故选C。
3．D
【详解】B．如果该激发态的氢原子处在第4能级，则可以发出两种可见光，光子能量分别为
，
故B错误；
A．由于跃迁时发出的光只有一种可见光，可知该激发态的氢原子处于第3能级，则发出的可见光的光子能量为
则发出的可见光颜色是红光，故A错误；
C．由于该激发态的氢原子处于第3能级，则最多可以释放出3种频率的光，故C错误；
D．由于该激发态的氢原子处于第3能级，则在红光照射下可以被电离，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】AB．根据
eUc=Ekm=h-W0
入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，由图可知：甲光、丙光的遏止电压相等且小于乙光的遏止电压，所以三种色光的频率关系为
乙＞甲=丙
再据波速公式
v=λ
可知
λ乙＜λ丙
故AB错误；
C．甲光对应的饱和电流大于丙光对应的饱和电流，所以甲光的光强大于丙光的光强，故C错误；
D．若用丙光照射某金属有光电子逸出，因为乙光的频率大于丙光的频率，所以改用乙光照射该金属一定有光电子逸出，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】AB．根据题意得
X核的中子数为142，AB错误；
CD．根据动量守恒定律，X核的动量与α粒子的动量大小相等，根据
X核的电荷量比α粒子的电荷量大，所以X做圆周运动的半径比α粒子的小，C正确，D错误。
故选C。
6．D
【详解】A反应是α衰变方程；B是原子核的人工转变方程；C是重核裂变方程；D是轻核聚变方程，也是太阳内部核聚变反应。
故选D。
7．C
【详解】由图可知从到恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为
故选C。
8．C
【详解】A．在核反应中质量数守恒，但会发生质量亏损，故A错误；
B．设质子的质量为m，则Si的质量为28m，由动量守恒定律有
得
方向与质子的初速度方向相同，故B错误；
C．质子p即H，核反应方程为
p＋Al→Si
故C正确；
D．核反应过程中系统能量守恒，故D错误。
故选C。
9．B
【详解】A．由于质量数和电荷数守恒可知，α粒子轰击，生成，并产生了质子即
A错误；
B．每次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2，所以中子数减少2，每次β衰变，一个中子转化成一个质子和一个电子，所以中子数减少1，所以经4次α衰变，2次β衰变后产生的核与原核相比，中子数减少4×2+2×1=10，变成136个，B正确；
C．射线的实质是一种能量很高的电磁波，不是中子流，C错误；
D．核电站可经镉棒控制中子数目来控制核反应的速度，慢化剂作用是使中子减速的，D错误。
故选B。
10．A
【详解】A．使处于基态的氢原子发生电离，入射光子的能量应大于或等于13.6eV，所以处于基态的氢原子吸收能量为13.7eV的光子后可以发生电离，故A正确；
C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子的能量
由于不知道逸出功，所以不一定能发生光电效应，故C错误；
B．处于n=2能级的氢原子可以吸收能量为1.89eV的光子跃迁到n=3能级，故B错误；
D．一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，最多可以辐射出
不同频率的光，故D错误。
故选A。
11．C
【详解】ABC．根据描述，这种看不见的射线不受电场和磁场的影响，故应该是中子流，根据质量数和电荷守恒可知，该反应方程为
故AB错误，C正确；
D．轻核聚变是指把两个质量较小的原子核结合成质量较大的原子，并释放出核能的反应；上述核反应属于原子核的人工转变，故D错误。
故选C。
12．A
【详解】A．大量氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出，故A选项正确；
B．放射性元素的半衰期是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故B选项错误；
C．波尔理论，核外电子只能在某些特定的圆形轨道运动，并不是任意的，故C选项错误；
D．半衰期是一个统计概念，是对大量原子而言的。对单个、少量的原核而言，半衰期是无意义的，故D选项错误。
故选A。
13．A
【详解】大量处于n=3的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种能量不同的光子。能级间跃迁放出或吸收光子的能量满足
hγ=Em-En
所以频率最大的光子能量为
频率最大的光子的频率为
故选A。
14．B
【详解】根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为1，则X为正电子；Y的质量数为1，电荷数为0，为中子；Z的质量数为1，电荷数为1，为质子；
故选B。
15．D
【详解】A．光电效应表明光具有粒子性，故A错误；
B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，核外电子从高轨道跃迁到低轨道，氢原子的电势能增减小，核外电子的运动速度增大，故B错误；
C．氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据：
得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子半径减小的过程中电场力做正功，则氢原子电势能减小。故C错误；
D．原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，因为核子结合成原子核时要释放能量，由质能方程知质量减小，故D正确。
故选D。
16．A
【详解】A．电子的发现让人们认识到原子是可以再分的，故A正确；
B．J·J·汤姆逊发现了电子，而精确测量出电子电量的科学家是密立根，故B错误；
C．卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，原子的核式结构模型是卢瑟福根据粒子散射实验得出的，故C错误；
D．玻尔的原子模型仅仅解释了氢原子的光谱，并不能成功解释所有原子的光谱，故D错误。
故选A。
17．A
【详解】①是β衰变方程；②是β衰变方程；③是α衰变方程；④是原子核的人工转变方程；⑤是重核裂变方程；⑥是轻核聚变方程；故选项A正确，BCD错误。
故选A。
18．B
【详解】A．根据爱因斯坦的光电效应方程
同种光照射金属，初动能Ek越大，该金属的逸出功W就越小，A错误；
B．在核反应方程中，根据质量数守恒，电荷数守恒，可以求得X的质量数为零，带一个单位负电荷，因此它一定是电子，B正确；
C．因为只有一个氢原子，处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出3种频率的光子，C错误；
D．比结合能越大，原了核结合的越牢固，也就是原子核越稳定，D错误。
故选B。
19．D
【详解】A． α粒子散射实验说明原子具有核式结构，故A错误；
B． β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故B错误；
CD． 在光电效应现象中，金属的逸出功与入射光的频率无关； 可知，入射光频率越高，逸出光电子的最大初动能越大，故C错误D正确。
故选D。
20．D
【详解】A．查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了中子。卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，故A错误；
B．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，故B错误；
C．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，但阴极射线不是原子核中的中子变为质子时产生的β射线，故C错误；
D．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（P0）和镭（Ra）两种新元素，故D正确。
故选D。
21．C
【详解】A．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，选项A错误；
B．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，核反应方程，X为，该反应为原子核的人工转变方程，选项B错误；
C．阴极射线可以在电场和磁场中偏转的现象，表明其本质是一种带电粒子流，选项C正确；
D．用紫光照射某金属板能产生光电子，因红光的频率小于紫外线，则用红光照射该金属板不一定能产生光电子，选项D错误；
故选C.
22．AC
【详解】AB．根据题意可知，利用超热中子束照射富集含硼药物的肿瘤组织部位，并与硼10发生反应放出的粒子（锂7和另一种射线）杀灭癌细胞，其核反应方程为
所以这种生物靶向治疗用到的射线是α射线，由于衰变是自发的，而该反应属于人工转变，故A正确，B错误；
CD．依题意可知，产生超热中子束的核反应方程是
超热中子束的来源之一是加速后的质子（）轰击铍（）产生的，则属于人工转变，故C正确，D错误。
故选AC。
23．BC
【详解】A．紫光的频率比黄光大，所以黄光照射阴极能发生光电效应，改用紫光也一定能发生光电效应，电流不可能为零，故A错误；
B．只增加黄光的光强，单位时间内逸出的光子数量增多，电流增大，故B正确；
C．将滑动变阻器的滑片向右移动，电压虽然增大，但若已达到饱和电流，则电流不变，故C正确；
D．将滑动变阻器的滑片移至最左侧时，阴极逸出电子仍有可能到达对阴极，电流不会为零，故D错误。
故选BC。
24．BCE
【详解】A．驱动力的频率越接近物体的固有频率，受迫振动的振幅越大，选项A错误；
B．根据多普勒效应，在地球上接收到来自遥远星球的光波波长变长，频率变小，则可判断该星球正在远离地球，选项B正确；
C．激光测距是应用了激光平行度好的特点，选项C正确；
D．根据麦克斯韦电磁理论，均匀变化的磁场产生稳定的电场，选项D错误；
E．狭义相对论认为在不同的惯性参考系中光的传播速度均相同，选项E正确。
故选BCE。
25．BD
【详解】A．照射光子的能量=3eV，小于金属的逸出功，则不能发生光电效应，即电流表G指针不会偏转，选项A错误；
B．a接电源正极，所加电压为正向电压；照射光子的能量=4eV，大于金属的逸出功，则能发生光电效应，则电流表G指针会偏转，选项B正确；
C．照射光子的能量=5eV，大于金属的逸出功，则能发生光电效应，光电子的最大初动能为Ekm=(5-3.5)eV=1.5eV；而a接电源负极，为反向电压UC=2V，则因为，则光电子不能到达A板，则电流表G指针不会偏转，选项C错误；
D．照射光子的能量=6eV，大于金属的逸出功，则能发生光电效应，光电子的最大初动能为Ekm=(6-3.5)eV=2.5eV；而a接电源负极，为反向电压UC=2V，则因为，则光电子能到达A板，则电流表G指针会偏转，选项D正确。
故选BD。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页