精准聚焦，高效启航——2026届高考物理一轮复习十大专题（10份打包）

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分子热运动
1. 扩散和布朗运动
a) 扩散
i. 分子的运动, 与重力无关
ii. 温度越高越剧烈
b) 布朗运动
i. 微粒的运动
ii. 肉眼看不见的微粒
iii. 温度越高越剧烈, 微粒越小越剧烈
2. 分子速率分布
a) 中间多两头少
b) 温度升高,并不是每个分子速率都升高
3. 气体压强的微观解释
a) 和气体分子密度正相关
b) 和气体温度正相关
4. 分子动能
a) 分子平均动能——温度
5. 分子间作用力
a) 分子间一直同时存在引力和斥力
b) 引力和斥力都会随着分子间距离增大而减小, 斥力变化的比较快
c) 引力=斥力时的距离为 时整体呈现斥力, 时整体呈现引力
6. 分子势能
a) 分子间距离 时,分子间势能最小
b) 分子间的最小势能不是 0 , 而是负值
7. 物体内能
a) 物体内分子动能和分子势能的总和
b) 理想气体: 不考虑气体分子间势能的气体
固体液体
1、固体
a) 晶体与非晶体
晶体: 有固定熔点
单晶体: 单个晶体颗粒————各向异性
多晶体:多个晶体颗粒粘在一起——各向同性
非晶体: 没有固定熔点———各向同性
b) 晶体和非晶体可以相互转化
天然石英是晶体,熔化过为非晶体
晶体硫,熔化冷却后为非晶体,过段时间又转化回晶体
c) 液晶
既有液体的流动性, 也有晶体各向异性的物体
2、液体
a) 表面张力
i. 液体表面层分子距离大于 ,呈现引力,宏观来看就是表面张力
b) 浸润和不浸润
i. 浸润: 和容器壁比较 “亲”
ii. 不浸润: 和容器壁没那么 “亲”
iii. 毛细现象: 浸润不浸润的进一步体现形式
原子物理
1、黑体辐射
a) 黑体
i. 只辐射电磁波, 不反射电磁波
ii. 黑体辐射只和温度有关
b) 黑体辐射与温度的关系
i. 随着温度升高,黑体辐射出的所有波长的电磁波都在增大,且辐射强度的极
大值向波长较短的方向移动
c) 能量子
i. 黑体辐射曲线推理出能量是一份一份传播的
2、光电效应
a) 光电效应方程:
b) 注意:
i. 一个电子只能结合一个光子 (一般情况下)
ii. 光电效应为瞬间发生
iii. 因为各种原因,部分光电子的动能会被损耗,所以 是最大初动能,逸出的光电子的真实动能 最大初动能 3、光电管 a) 增大光电流 i. 增大光强 ii. 施加正向电压 (饱和光电流) b) 减小光电流 i. 减小光强 ii. 施加反向电压 (遏止电压 ) c) 图像专题 i. 电流和电压的图像 ii. 遏止电压和入射光频率的图像 4、光的波粒二象性
a) 说明光有波动性: 干涉、衍射、偏振
b) 说明光有粒子性: 光电效应、单个光子打荧幕、康普顿效应 5、原子核式结构 a) 电子的发现 i. 汤姆孙通过阴极射线,发现电子 b) 原子核的发现 i. 卢瑟福和他的学生们通过 粒子散射实验,发现了原子的核式结构
6、氢原子光谱
a) 高能级 低能级:
i. 自发产生, 释放能量 (放出光子)
ii. 可能一次跃迁回基态,也可能分为几次
b) 低能级 高能级:
i. 吸收光子: 光子能量必须刚好等于能级间能量差值
ii. 受到电子撞击: 高于能级间差值即可
c) 注意
i. 问发光种类的时候注意是单个还是大量
ii. 氢原子发出的 4 种可见光,分别是
7、德布罗意波
a)
原子核
1、核反应方程 a) 质量数守恒 b) 电荷数守恒 2、衰变 a) 射线: 氦核、带正电、电离能力强、穿透能力弱、一张纸 b) 射线: 电子、带负电、电离能力中、穿透能力中、铝板 c) γ射线: 电磁波、不带电、电离能力弱、穿透能力强、混凝土 3、半衰期 a) 一个周期少一半 b) 只有很大量原子才符合半衰期规律 4、核聚变与核裂变 a) 重核裂变 i. 相对可控 ii. 核电站、核动力、原子弹
b) 轻核聚变
i. 高温高压,比较难控
ii. 氢弹
5、核力与结合能
a) 核子结合与能量
i. 核子 原子核: 放出能量 ii. 原子核 核子: 吸收能量
b) 比结合能越大,原子核越稳定
6、质量亏损:E=m
第二部分 例题
(例题的解析均来源于网络)
1、(2018·北京·高考真题) 关于分子动理论,下列说法正确的是
A. 气体扩散的快慢与温度无关
B. 布朗运动是液体分子的无规则运动
C. 分子间同时存在着引力和斥力
D. 分子间的引力总是随分子间距增大而增大
【答案】C
【详解】A、扩散的快慢与温度有关,温度越高,扩散越快,故 A 错误；
B、布朗运动为悬浮在液体中固体小颗粒的运动,不是液体分子的热运动,固体小颗粒运动的无规则性,是液体分子运动的无规则性的间接反映,故 错误；
C、分子间斥力与引力是同时存在,而分子力是斥力与引力的合力,分子间的引力和斥力都是随分子间距增大而减小；当分子间距小于平衡位置时,表现为斥力,即引力小于斥力,而分子间距大于平衡位置时,分子表现为引力,即斥力小于引力,但总是同时存在的,故 正确, 错误 .
2、(2023·北京·高考真题) 夜间由于气温降低,汽车轮胎内的气体压强变低。与白天相比,夜间轮胎内的气体( )
A. 分子的平均动能更小 B. 单位体积内分子的个数更少
C. 所有分子的运动速率都更小 D. 分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更
大
【答案】A
【详解】AC. 夜间气温低,分子的平均动能更小,但不是所有分子的运动速率都更小,故 A 正确、C 错误；
BD. 由于汽车轮胎内的气体压强变低,轮胎会略微被压瘪,则单位体积内分子的个数更多,分子对轮胎内壁单位面积的平均作用力更小, BD 错误。 故选 A。
3、(2022·江苏·高考真题)自主学习活动中,同学们对密闭容器中的氢气性质进行讨论,
下列说法中正确的是( )
A. 体积增大时,氢气分子的密集程度保持不变
B. 压强增大是因为氢气分子之间斥力增大
C. 因为氢气分子很小,所以氢气在任何情况下均可看成理想气体
D. 温度变化时,氢气分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化
【答案】D
【详解】A. 密闭容器中的氢气质量不变,分子个数不变,根据
可知当体积增大时,单位体积内分子个数变少,分子的密集程度变小,故 A 错误；
B. 气体压强产生的原因是大量气体分子对容器壁的持续的、无规则撞击产生的；压强增大并不是因为分子间斥力增大,故 错误；
C. 普通气体在温度不太低,压强不太大的情况下才能看作理想气体,故 C 错误；
D. 温度是气体分子平均动能的标志,大量气体分子的速率呈现“中间多,两边少”的规律, 温度变化时,大量分子的平均速率会变化,即分子速率分布中各速率区间的分子数占总分子数的百分比会变化,故 正确。
故选 D。
4、(2021·北京·高考真题) 比较 的热水和 的水蒸气,下列说法正确的是
( )
A. 热水分子的平均动能比水蒸气的大 B. 热水的内能比相同质量的水蒸气的小
C. 热水分子的速率都比水蒸气的小 D. 热水分子的热运动比水蒸气的剧烈
【答案】B
【详解】A. 温度是分子平均动能的标志,温度升高,分子的平均动能增大,故热水分子的平均动能比水蒸气的小,故 错误；
B . 内能与物质的量、温度、体积有关,相同质量的热水和水蒸气,热水变成水蒸气,温度升高,体积增大,吸收热量,故热水的内能比相同质量的水蒸气的小,故 B 正确；
C. 温度越高,分子热运动的平均速率越大, 的热水中的分子平均速率比 的水蒸气中的分子平均速率小,由于分子运动是无规则的,并不是每个分子的速率都小,故 错误；
D. 温度越高,分子热运动越剧烈,故 D 错误。
故选 B。
5、(2023·海南·高考真题)下列关于分子力和分子势能的说法正确的是( )
A. 分子间距离大于 时,分子间表现为斥力
B. 分子从无限远靠近到距离 处过程中分子势能变大
C. 分子势能在 处最小
D. 分子间距离小于 且减小时,分子势能在减小
【答案】C
【详解】分子间距离大于 ,分子间表现为引力,分子从无限远靠近到距离 处过程中, 引力做正功,分子势能减小,则在 处分子势能最小；继续减小距离,分子间表现为斥力,分子力做负功,分子势能增大。 故选 C。
6、(2021·重庆·高考真题) 图 1 和图 2 中曲线I、II、III分别描述了某物理量随分之间的距离变化的规律, 为平衡位置。现有如下物理量:①分子势能,②分子间引力,③分子间斥力,④分子间引力和斥力的合力,则曲线I、II、III对应的物理量分别是( )
图 1
图2
A. ①③② B . ②④③ C. ④①③ D. ①④③
【答案】D
【详解】根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为 )时分子势能最小可知,曲线 I 为分子势能随分子之间距离 变化的图像;
根据分子处于平衡位置(即分子之间距离为 )时分子力为零,可知曲线 为分子力随分子之间距离 变化的图像;
根据分子之间斥力随分子之间距离的增大而减小较引力变化快,可知曲线 III 为分子斥力随分子之间距离 变化的图像。
D 正确,故选 D。
7、(2020-北京-高考真题) 分子力 随分子间距离 的变化如图所示。将两分子从相距 处释放,仅考虑这两个分子间的作用力,下列说法正确的是( )
A. 从 到 分子间引力、斥力都在减小
B. 从 到 分子力的大小先减小后增大
C. 从 到 分子势能先减小后增大
D. 从 到 分子动能先增大后减小
【答案】D
【详解】A. 从 到 分子间引力、斥力都在增加,但斥力增加得更快,故 错误;
B. 由图可知,在 时分子力为零,故从 到 分子力的大小先增大后减小再增大,故 B 错误；
C. 分子势能在 时分子势能最小,故从 到 分子势能一直减小,故 C 错误;
D. 从 到 分子势能先减小后增大,故分子动能先增大后减小,故 D 正确。
故选 D。
8、(2020·江苏·高考真题)玻璃的出现和使用在人类生活里已有四千多年的历史,它是一种非晶体。下列关于玻璃的说法正确的有( )
A. 没有固定的熔点
B. 天然具有规则的几何形状
C. 沿不同方向的导热性能相同
D. 分子在空间上周期性排列
【答案】AC
【详解】根据非晶体的特点可知非晶体是指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体。它没有一定规则的外形。它的物理性质在各个方向上是相同的, 叫“各向同性”。它没有固定的熔点。
故选 AC。
9、(2015·新课标 I · 高考真题)下列说法正确的是_____
A. 将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒是非晶体
B . 固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同的方向上有不同的光学性质
C. 由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体
D. 在合适的条件下,某些晶体可以转化为非晶体,某些非晶体也可以转化为晶体
E. 在熔化过程中,晶体要吸收热量,但温度保持不变,内能也保持不变
【答案】BCD
【详解】A . 将一块晶体敲碎后,得到的小颗粒还是晶体；选项 A 错误
B . 固体可以分为晶体和非晶体两类,有些晶体在不同方向上各向异性,具有不同的光学性质; 选项 B 正确.
C. 由同种元素构成的固体,可能会由于原子的排列方式不同而成为不同的晶体,例如石墨和金刚石；选项 C 正确.
D. 在合适的条件下,某些晶体可以转变为非晶体,某些非晶体也可以转变为晶体,例如天然石英是晶体,熔融过的石英却是非晶体.把晶体硫加热熔化(温度超过 300°C)再倒进冷水中,会变成柔软的非晶硫,再过一段时间又会转化为晶体硫；选项 D 正确.
E. 在熔化过程中,晶体要吸收热量,虽然温度保持不变,但是内能要增加；选项 E 错误 .
10、(2019·江苏·高考真题)由于水的表面张力,荷叶上的小水滴总是球形的 . 在小水滴表面层中,水分子之间的相互作用总体上表现为_____(选填“引力”或“斥力”). 分子势能 和分子间距离 的关系图象如图所示,能总体上反映小水滴表面层中水分子 的是图中_____ (选填 “ ” “ ” 或 “ ” )的位置.
【答案】 引力
【详解】由于在小水滴表面层中,水分子间的距离大于 ,所以水分子之间的相互作用总体上表现为引力,由于当分子间距离为 时,分子间作用力为 0,分子势能最小即图中的 点,由于表面层中分子间距大于 ,所以能总体反映小水滴表面层中水分子势能的是 位置.
11、(2024·湖南·高考真题) 量子技术是当前物理学应用研究的热点,下列关于量子论的说法正确的是( )
A. 普朗克认为黑体辐射的能量是连续的
B . 光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,若改用紫光照射也可以让
电子从该金属表面逸出
C. 康普顿研究石墨对 射线散射时,发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分
D. 德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性
【答案】B
【详解】A. 普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量子化的,故 A 错误；
B. 产生光电效应的条件是光的频率大于金属的极限频率,紫光的频率大于红光,若红光能使金属发生光电效应,可知紫光也能使该金属发生光电效应,故 B 正确；
C. 石墨对 X 射线的散射过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞后,电子获得一定的动量, 光子动量变小,根据 可知波长变长,故 错误；
D. 德布罗意认为物质都具有波动性,包括质子和电子,故 D 错误。
故选 B。
12、(2011·江苏·高考真题)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射规律的是( )
A.
B .
D.
C.
【答案】A
【详解】黑体辐射的特点是:一方面,各种波长的辐射强度都有增加,另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
故选 A。
13、(2024·辽宁·高考真题)X 射线光电子能谱仪是利用 X 光照射材料表面激发出光电子, 并对光电子进行分析的科研仪器,用某一频率的 X 光照射某种金属表面,逸出了光电子, 若增加此 X 光的强度,则 ( )
A. 该金属逸出功增大 B. 光的光子能量不变
C. 逸出的光电子最大初动能增大 D. 单位时间逸出的光电子数增多
【答案】BD
【详解】A. 金属的逸出功是金属的自身固有属性,仅与金属自身有关,增加此 X 光的强度,该金属逸出功不变,故 错误；
B. 根据光子能量公式 可知增加此 光的强度, 光的光子能量不变,故 正确；
C. 根据爱因斯坦光电方程 可知逸出的光电子最大初动能不变,故 错误；
D. 增加此 光的强度,单位时间照射到金属表面的光子变多,则单位时间逸出的光电子数增多,故 D 正确。
故选 BD。
14、(2024·上海·高考真题)某紫外激光波长为 ,其单个光子能量为_____。若用该激光做光电效应实验,所用光电材料的截止频率为 ,则逸出光电子的最大初动能为_____。(普朗克常量为 ,真空中光速为 )
【答案】
【详解】[1]单个光子频率为 则单个光子能量为
[2]所用光电材料的截止频率为 ,则逸出功为 根据爱因斯坦光电效应方程可知,
逸出光电子最大初动能为 15、(2021·辽宁·高考真题) 赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现, 接收电路的电极如果受到光照,就更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象,即照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是( )
A. 玻尔 B. 康普顿
C. 爱因斯坦 D. 德布罗意
【答案】C
【详解】A. 玻尔引入量子化的观念解释了氢原子光谱,与题意不符, A 错误；
B . 康普顿提出康普顿效应,发现了光子不仅具有能量,还具有动量,证明了光具有粒子性,与题意不符, B 错误； C. 爱因斯坦提出光子说, 从理论上解释了光电效应的实验现象, 符合题意, C 正确; D. 德布罗意提出一切物质都具有波粒二象性,与题意不符, D 错误。 故选 C。
16、(2024·海南·高考真题)利用如图所示的装置研究光电效应,闭合单刀双掷开关S接 1 时,用频率为 的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为 0 ,此时电压表的示数为 ,已知电子电荷量为 ,普朗克常量为 ,下列说法正确的是 ( ) A. 其他条件不变,增大光强,电压表示数增大
B. 改用比 更大频率的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为
C. 其他条件不变,使开关接 接 2,电流表示数仍为零
D. 光电管阴极材料的截止频率
【答案】D
【详解】A. 当开关 接 1 时,由爱因斯坦光电效应方程 ,故其他条件不变时,增大光强,电压表的示数不变,故 错误；
B. 若改用比 更大频率的光照射时,调整电流表的示数为零,而金属的逸出功不变,故遏止电压变大,即此时电压表示数大于 ,故 错误；
C. 其他条件不变时,使开关 接 2,此时 可发生光电效应,故电流表示数不为零,故 C 错误；
D. 根据爱因斯坦光电效应方程 其中
联立解得,光电管阴极材料的截止频率为
故 D 正确。
故选 D。
17、(2025·浙江·高考真题) 如图 1 所示,三束由氢原子发出的可见光 、 、 分别由真空玻璃管的窗口射向阴极 。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( )
图 1
图2
A. 分别射入同一单缝衍射装置时, 的中央亮纹比 宽
B. 、 产生的光电子在 处最小德布罗意波长, 大于
C. 氢原子向第一激发态跃迁发光时,三束光中 对应的能级最高
D. 对应于图 2 中的 点,单位时间到达阳极 的光电子数目, 多于
【答案】BC
【详解】A. 根据 逸出功
因 的截止电压大于 ,可知 的频率大于 的频率, 的波长小于 的波长,则分别射入同一单缝衍射装置时, 的衍射现象比 更明显,则 的中央亮纹比 窄,选项 错误;
B. 同理可知 产生的光电子在 处 的最大初动能比 较大,根据 可知最小德布罗意波长, 大于 ,选项 正确;
C. 因 对应的能量最大,则氢原子向第一激发态跃迁发光时,根据
可知三束光中 对应的能级最高,选项 正确；
D. 对应于图 2 中的 点, 和 的光电流相等,可知 和 单位时间到达阳极 的光电子数目相等,选项 D 错误。
故选 BC。
18、(2022·河北·高考真题)如图是密立根于 1916 年发表的钠金属光电效应的遏止电压 与入射光频率 的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程,并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量 。由图像可知( )
A. 钠的逸出功为 B. 钠的截止频率为
C. 图中直线的斜率为普朗克常量 D. 遏止电压 与入射光频率 成正比
【答案】A
【详解】A. 根据遏止电压与最大初动能的关系有
根据电效应方程有
当结合图像可知,当 为 0 时,解得
A 正确;
B. 钠的截止频率为 ,根据图像可知,截止频率小于 , 错误；
C. 结合遏止电压与光电效应方程可解得
可知,图中直线的斜率表示 错误;
D. 根据遏止电压与入射光的频率关系式可知,遏止电压 与入射光频率 成线性关系,不是成正比, D 错误。
故选 A。
19、(2022·江苏·高考真题)上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加,光子能量增加后( ) A. 频率减小 B. 波长减小 C. 动量减小 D. 速度减小
【答案】B
【详解】AB. 根据 可知光子的能量增加后,光子的频率增加,又根据
可知光子波长减小,故 A 错误, B 正确；
CD. 根据 可知光子的动量增加；根据光速不变原理可知,光子速度不变,故 CD 错
误。
故选 B。
20、(2022·湖南·统考高考真题)关于原子结构和微观粒子波粒二象性,下列说法正确的是
( )
A. 卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征
B. 玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律
C. 光电效应揭示了光的粒子性
D. 电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性
【答案】C
【详解】A. 波尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征, A 错误；
B . 玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱,但不足之处,是它保留了经典理论中的一些观点,如电子轨道的概念,还不成完全揭示微观粒子的运动规律, B 错误；
C. 光电效应揭示了光的粒子性, C 正确；
D. 电子束穿过铝箔后的衍射图样,证实了电子的波动性,质子、中子及原子、分子均具有波动性, D 错误。
故选 C。
21、(2023·海南·统考高考真题) 已知一个激光发射器功率为 ,发射波长为 的光,光速为 ,普朗克常量为 ,则 ( ) A. 光的频率为 B. 光子的能量为 C. 光子的动量为 D. 在时间 内激光器发射的光子数为 【答案】AC 【详解】A. 光的频率 选项 A 正确； B. 光子的能量 选项 B 错误； C. 光子的动量 选项 正确； D. 在时间 内激光器发射的光子数 选项 错误。 故选 AC。 22、(2021·上海·高考真题)α粒子散射实验中,有部分大角度偏转的α粒子,说明了 ( )
A. 由于原子中的电子碰撞造成的 B. 受到金原子核库仑引力
C. 原子核由质子和中子组成 D. 原子中有带正电的原子核
【答案】D
【详解】 粒子散射实验中,有部分大角度偏转的 粒子,说明了原子中有带正电的原子核, 粒子受到了金原子核库仑斥力作用。
故选 D。
23、(2023·上海·高考真题)关于 粒子散射实验正确的是( )
A. 实验要在真空中进行 B. 荧光屏是为了阻挡 粒子
C. 实验中显微镜必须正对放射源 D. 证明了原子核中有质子存在
【答案】A
【详解】A . 粒子散射实验要求在真空中进行, A 正确；
B. 荧光屏是为了使 粒子打在荧光屏上,通过观察荧光屏上的亮点来记录 粒子散射后的位置, B 错误；
C. 荧光屏和观察闪光的显微镜能够围绕金箔在一个圆周上运动,故实验中显微镜不是必须正对放射源, C 错误；
D. 该实验证明了原子核中原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上,并未证明原子核中有质子存在, D 错误。
故选 A。
24、(2020·天津·高考真题)在物理学发展的进程中,人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究,获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是 ( )
A.
B .
D.
C.
【答案】D
【详解】A . 双缝干涉实验说明了光具有波动性,故 A 错误；
B. 光电效应实验,说明了光具有粒子性,故 B 错误；
C. 实验是有关电磁波的发射与接收,与原子核无关,故 C 错误；
D. 卢瑟福的 粒子散射实验导致发现了原子具有核式结构,故 正确；
故选 D。
25、(2024·安徽·统考高考真题)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置,其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图,已知紫外光的光子能量大于 ,当大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射不同频率的紫外光有( )
A. 1 种 B. 2 种 C. 3 种 D. 4 种
【答案】B 【详解】大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁时,能够辐射出不同频率的种类为
种
辐射出光子的能量分别为
其中
所以辐射不同频率的紫外光有 2 种。
故选 B。
26、(2024·江西·统考高考真题) 近年来,江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管,开创了国际上第三条LED技术路线。某氮化镓基LED材料的简化能级如图所示,若能级差为 (约 ),普朗克常量 ,则发光频率约为 ( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据题意可知,辐射出的光子能量 ,由光子的能量 得
故选 C。
27、(2023·山东·统考高考真题)“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空,对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系,原子吸收频率为 的光子从基态能级 I 跃迁至激发态能级 II ,然后自发辐射出频率为 的光子,跃迁到钟跃迁的上能级 2 ,并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级 1,实现受激辐射,发出钟激光,最后辐射出频率为 的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率 为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】原子吸收频率为 的光子从基态能级 I 跃迁至激发态能级 II 时有
且从激发态能级 II 向下跃迁到基态 I 的过程有
联立解得
故选 D。
28、(2022·浙江·统考高考真题) 如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于 的激发态,
在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为 的金属钠。下列说法正确的是( ) A. 逸出光电子的最大初动能为 B. 跃迁到 放出的光子动量最大 C. 有 3 种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D. 用 的光子照射,氢原子跃迁到 激发态 【答案】B 【详解】A. 从 跃迁到 放出的光电子能量最大,根据 可得此时最大初动能为 故 A 错误; B. 根据 又因为从 跃迁到 放出的光子能量最大,故可知动量最大,故 正确； C. 大量氢原子从 的激发态跃迁基态能放出 种频率的光子,其中从 跃迁到 放出的光子能量为 不能使金属钠产生光电效应,其他两种均可以,故 C 错误； D. 由于从 跃迁到 能级需要吸收的光子能量为 所以用 的光子照射,不能使氢原子跃迁到 激发态,故 错误。 故选 B。
29、(2020·北京·统考高考真题)氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于 能级上,下列说法正确的是( ) A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射出 2 种频率的光子 B. 从 能级跃迁到 能级比跃迁到 能级辐射的光子频率低 C. 从 能级跃迁到 能级需吸收 的能量 D. 能级的氢原子电离至少需要吸收 的能量 【答案】C 【详解】A. 大量氢原子处于 能级跃迁到 最多可辐射出 种不同频率的光子,故 A 错误； B. 根据能级图可知从 能级跃迁到 能级辐射的光子能量为
从 能级跃迁到 能级辐射的光子能量为 比较可知从 能级跃迁到 能级比跃迁到 能级辐射的光子频率高,故 错误; C. 根据能级图可知从 能级跃迁到 能级,需要吸收的能量为 故 C 正确;
D. 根据能级图可知氢原子处于 能级的能量为 ,故要使其电离至少需要吸收 1.51eV 的能量,故 D 错误；
故选 C。
30、(2020·浙江·高考真题) 由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示,已知可见光的光子能量在 到 之间,则( ) A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出 射线 B. 氢原子从 的能级向 的能级跃迁时会辐射出红外线 C. 处于 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离 D. 大量氢原子从 能级向低能级跃迁时可辐射出 2 种频率的可见光 【答案】CD 【详解】A. 射线为重核衰变或裂变时才会放出,氢原子跃迁无法辐射 射线,故 错误;
B. 氢原子从 的能级向 的能级辐射光子的能量:
在可见光范围之内,故 B 错误；
C. 氢原子在 能级吸收 的光子能量就可以电离,紫外线的最小频率大于
,可以使处于 能级的氢原子电离,故 正确;
D. 氢原子从 能级跃迁至 能级辐射光子的能量:
在可见光范围之内; 同理,从 的能级向 的能级辐射光子的能量也在可见光范围之内,所以大量氢原子从 能级向低能级跃迁时可辐射出 2 种频率的可见光,故 正确。
故选 CD.
31、(2022·浙江·统考高考真题)电子双缝干涉实验是近代证实物质波存在的实验。如图所示,电子枪持续发射的电子动量为 ,然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取 ,普朗克常量取 ,下列说法正确的是( )
A. 发射电子的动能约为
B. 发射电子的物质波波长约为
C. 只有成对电子分别同时通过双缝才能发生干涉
D. 如果电子是一个一个发射的,仍能得到干涉图样
【答案】BD
【详解】A . 根据动量的大小与动能的关系可知发射电子的动能约为
故 A 错误;
B. 发射电子的物质波波长约为
故 B 正确;
CD. 物质波也具有波粒二象性,故电子的波动性是每个电子本身的性质,则每个电子依次通过双缝都能发生干涉现象,只是需要大量电子显示出干涉图样,故 错误, 正确；
故选 BD。
32、(2021·浙江·高考真题)已知普朗克常量 ,电子的质量为
,一个电子和一滴直径约为 的油滴具有相同动能,则电子与油滴的德布罗意波长之比的数量级为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据德布罗意波长公式
解得
由题意可知,电子与油滴的动能相同,则其波长与质量的二次方根成反比,所以有
代入数据解得
所以 C 正确；ABD 错误；
故选 C。
33、(2024·河北·高考真题)锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料 . 研究表明,锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应,其中一种
核反应方程为 ,式中的 为 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据核反应前后质量数和电荷数守恒得
故式中的 X 为 ,故选 D。
34、(2024·湖北·高考真题)硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一、 是该疗法中一种核反应的方程,其中 代表两种不同的原子核,则 ( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由质量数和电荷数守恒可得
解得
故选 B。
35、(2024·广东·高考真题) 我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一是探寻神秘的“119 号”元素,科学家尝试使用核反应Y + 产生该元素。关于原子核 和质量数 ,下列选项正确的是( )
A. 为 B. 为
C. 为 D. 为
【答案】C
【详解】根据核反应方程
根据质子数守恒设 的质子数为 ,则有
可得
即 为 ; 根据质量数守恒,则有
可得
故选 C。
36、(2023·海南·统考高考真题) 钍元素衰变时会放出 粒子,其中 粒子是( )
A. 中子 B. 质子 C. 电子 D. 光子
【答案】C
【详解】放射性元素衰变时放出的三种射线 、 、 分别是氦核流、电子流和光子流。
故选 C。
37、(2023·浙江·统考高考真题)“玉兔二号”装有核电池,不惧漫长寒冷的月夜。核电池将 衰变释放的核能一部分转换成电能。 的衰变方程为 ,则 ( )
A. 衰变方程中的 X 等于 233 B. 的穿透能力比 射线强
C. 比 的比结合能小 D. 月夜的寒冷导致 的半衰期变大
【答案】C
【详解】A . 根据质量数和电荷数守恒可知,衰变方程为
即衰变方程中的 ,故 错误；
B. 是 粒子,穿透能力比 射线弱,故 错误；
C. 比结合能越大越稳定,由于 衰变成为了 ,故 比 稳定,即 比 的比结合能小,故 正确;
D. 半衰期由原子核本身决定的,与温度等外部因素无关,故 D 错误。
故选 C。
38、(2022·福建·高考真题)2011 年 3 月,日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。 在泄露的污染物中含有大量放射性元素 ,其衰变方程为 ,半衰期为 8天,已知 ,则下列说法正确的是( )
A. 衰变产生的 射线来自于 原子的核外电子
B. 该反应前后质量亏损
C. 放射性元素 发生的衰变为 衰变
D. 经过 16 天, 75%的 原子核发生了衰变
【答案】D
【详解】A. 衰变时,原子核内中子转化为质子和电子,大量电子从原子核释放出来形成 射线,故 错误；
B. 该反应前后质量亏损为
故 B 错误;
C. 放射性元素 发生的衰变为 衰变,故 错误；
D. 由于半衰期为 8 天,可知经过 16 天,即经过两个半衰期,75%的 原子核发生了衰
变,故 D 正确。
故选 D。
39、(2020·浙江·高考真题)下列说法正确的是( )
A. 射线的穿透能力比 射线强
B. 天然放射现象说明原子具有复杂的结构
C. 核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小
D. 半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关
【答案】D
【详解】A. 射线可以被一张 A4 纸挡住,而 射线可以穿透几厘米厚的铅板,所以 射线的穿透能力比 射线的穿透能力强,故 错误；
B. 天然放射现象说明原子核具有复杂结构,故 B 错误；
C. 聚变前要先使原有的原子结构破坏,发生类似裂变,然后重新组合成新的原子发生聚变,有质量亏损会对外再次释放能量,因此核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的大,故 C 错误；
D. 半衰期是放射性元素固有的属性,和元素存在的形式无关,故 D 正确。
故选 D.
40、(2024·北京·高考真题) 已知钍 234 的半衰期是 24 天。1g 钍 234 经过 48 天后,剩余钍 234 的质量为( )
A. B . 0.25g C. D.
【答案】B
【详解】半衰期 1g 钍 234 经过 48 天后,剩余质量
故选 B。
41、(2023·浙江·高考真题)宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子,中子与大气中的氮 14 会产生以下核反应: ,产生的 能自发进行 衰变,其半衰期为 5730 年,利用碳 14 的衰变规律可推断古木的年代 . 下列说法正确的是( )
A. 发生 衰变的产物是
B. 衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C. 近年来由于地球的温室效应,引起 的半衰期发生微小变化
D. 若测得一古木样品的 含量为活体植物的 ,则该古木距今约为 11460 年
【答案】D
【详解】A. 根据
即 发生 衰变的产物是 ,选项 A 错误；
B. 衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子,选项 B 错误；
C. 半衰期是核反应,与外界环境无关,选项 C 错误；
D. 若测得一古木样品的 含量为活体植物的 ,可知经过了 2 个半衰期,则该古木距今约为 年 年,选项 正确。
故选 D。
42、2022 全国·统考高考真题)两种放射性元素的半衰期分别为 和 ,在 时刻这两种元素的原子核总数为 ,在 时刻,尚未衰变的原子核总数为 ,则在 时刻,尚未衰变的原子核总数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据题意设半衰期为 的元素原子核数为 ,另一种元素原子核数为 ,依题意有
经历 后有
联立可得
在 时,原子核数为 的元素经历了 4 个半衰期,原子核数为 的元素经历了 2 个半衰期,则此时未衰变的原子核总数为
故选 C。
43、(2023·天津·统考高考真题)关于太阳上进行的核聚变,下列说法正确的是( )
A. 核聚变需要在高温下进行 B. 核聚变中电荷不守恒
C. 太阳质量不变 D. 太阳核反应方程式:
【答案】A
【详解】A. 因为高温时才能使得粒子的热运动剧烈,才有可能克服他们自身相互间的排
斥力,使得它们间的距离缩短,才能发生聚变, A 正确；
B. 核聚变中电荷是守恒的, B 错误；
C. 因为太阳一直在发生核聚变,需要放出大量能量,根据质能方程可知是要消耗一定的质量的, C 错误;
D. 核聚变的方程为
题中为核裂变方程, D 错误。
故选 A。
44、(2021·湖北·统考高考真题) 20 世纪 60 年代,我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。1964 年,我国第一颗原子弹试爆成功；1967 年,我国第一颗氢弹试爆成功。
关于原子弹和氢弹,下列说法正确的是( )
A. 原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的
B. 原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的
C. 原子弹是根据核裂变原理研制的,氢弹是根据核聚变原理研制的
D. 原子弹是根据核聚变原理研制的,氢弹是根据核裂变原理研制的
【答案】C
【详解】原子弹是根据重核裂变研制的,而氢弹是根据轻核聚变研制的,故 ABD 错误, C 正确。
故选 C。
45、(2024·浙江·高考真题)已知氘核质量为2.0141u,氚核质量为3.0161u,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 ,1u相当于931.5MeV。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
【答案】D
【详解】A. 核反应方程式为
故 A 错误;
B. 氘核的比结合能比氦核的小,故 B 错误；
C. 氘核与氚核发生核聚变,要使它们间的距离达到 以内,故 错误；
D. 一个氘核与一个氚核聚变反应质量亏损
聚变反应释放的能量是
氘完全参与聚变释放出能量
数量级为 ,故 D 正确。
故选 D。
46、(2024·上海·高考真题)原子核之间由于相互作用会产生新核,这一过程具有多种形式。
(1)质量较小的原子核结合成质量较大原子核的过程称为_____
A. 链式反应 B. 衰变 C．核聚变 D. 核裂变
(2) 核的质量为 , 核的质量为 ,它们通过核反应形成一个质量为 的氮原子核 ,此过程释放的能量为_____。(真空中光速为 )
【答案】(1)C
(2)
【详解】(1)质量较小的原子核结合成质量较大原子核的反应称为核聚变。
故选 C。
(2)根据质能方程可知,此过程释放的能量为
47、(2023·全国·统考高考真题)2022 年 10 月,全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴,其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断,该伽马射线暴在 1 分钟内释放的能量量级为 。假设释放的能量来自于物质质量的减少,则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为3 )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】根据质能方程 可知,则每秒钟平均减少的质量为
则每秒钟平均减少的质量量级为 。
故选 C。
48、(2022·辽宁·高考真题)
2022 年 1 月,中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为 ,已知 、
、 的质量分别为 、 、 ,真空中的光速为 ,该反应中释放的核能为 。 下列说法正确的是 ( )
A. 为氘核 B. 为氚核
C. D.
【答案】D
【详解】AB. 根据核反应的质量数和电荷数守恒可知, X 的质量数为 1 ,电荷数为 1 ,为氕核 , AB 错误；
CD. 根据质能方程可知,由于质量亏损核反应放出的核能为
C 错误、D 正确。
故选 D。