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5年高考3年模拟 B版 物理
专题十六 近代物理初步
五年高考
考点1 光电效应 波粒二象性
1. (2024湖南,1,4分)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 ( B
)
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X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
2. [2020江苏,12(1)]“测温枪”(学名“红外线辐射测温仪”)具有响应快、非接触和操作方便等优
点。它是根据黑体辐射规律设计出来的,能将接收到的人体热辐射转换成温度显示。若人体温度升高,
则人体热辐射强度I及其极大值对应的波长λ的变化情况是 ( B )
A.I增大,λ增大 B.I增大,λ减小
C.I减小,λ增大 D.I减小,λ减小
3. (2024黑吉辽,8,6分)(多选)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 ( BD )
A.该金属的逸出功增大
B.X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
4. (2021海南,3,3分)某金属在一束单色光的照射下发生光电效应,光电子的最大初动能为E,已知该
k
金属的逸出功为W,普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论,该单色光的频率ν为( D )
0
E W E −W E +W
A. k B. 0 C. k 0 D. k 0
ℎ ℎ ℎ ℎ
5. (2022全国乙,17,6分)一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10-7 m的
光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量为h=6.63×10-34
J·s。R约为 ( B )
A.1×102 m B.3×102 m
C.6×102 m D.9×102 m
6. (2022浙江1月,16,2分)(多选)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1.2×10-23 kg·m/s,然后让它们通过双缝打到屏上。已知电子质量取
9.1×10-31 kg,普朗克常量取6.6×10-34 J·s,下列说法正确的是 ( BD )
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A.发射电子的动能约为8.0×10-15 J
B.发射电子的物质波波长约为5.5×10-11 m
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
7. (2023浙江6月,15,3分)(多选)有一种新型光电效应量子材料,其逸出功为W。当紫外光照射该
0
材料时,只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为d的双缝,在与缝相距为L的
观测屏上形成干涉条纹,测得条纹间距为Δx。已知电子质量为m,普朗克常量为h,光速为c,则 (
AD )
ℎL
A.电子的动量p=
e dΔx
ℎL2
B.电子的动能E=
k 2md2 (Δx) 2
cℎL
C.光子的能量E=W+
0 dΔx
W
ℎ
2L2
D.光子的动量p= 0+
c 2cmd2 (Δx) 2
8. (2022河北,4,4分)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压U与入射光频率
c
ν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h。由图像可知 ( A )
A.钠的逸出功为hν
c
B.钠的截止频率为8.5×1014 Hz
C.图中直线的斜率为普朗克常量h
D.遏止电压U与入射光频率ν成正比
c
9. (2021江苏,8,4分)如图所示,分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究,其截止频率
ν<ν,保持入射光不变,则光电子到达A极时动能的最大值E 随电压U变化关系的图像是( C )
1 2 km
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考点2 原子结构
1. (2024江西,2,4分)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(LED),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2.20 eV(约3.52×10-19
J),普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,则发光频率约为 ( C )
A.6.38×1014 Hz B.5.67×1014 Hz
C.5.31×1014 Hz D.4.67×1014 Hz
2. (2022海南,11,4分)(多选)大量氢原子处于n=4能级,会自发地辐射出多种频率的光,下列说法正
确的是( BC )
A.向基态跃迁时氢原子吸收能量
B.能辐射出6种频率的光
C.从n=4能级跃迁到n=1能级时辐射的光频率最大
D.从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射的光频率最大
3. (2023辽宁,6,4分)原子处于磁场中,某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图
如图所示,相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应,且
逸出光电子的最大初动能为E,则 ( A )
k
A.①和③的能量相等
B.②的频率大于④的频率
C.用②照射该金属一定能发生光电效应
D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于E
k
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4. (2022广东,5,4分)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能
E
1
量为E= ,其中E=-13.6 eV。如图是按能量排列的电磁波谱,要使n=20的氢原子吸收一个光子后,恰
n n2 1
好失去一个电子变成氢离子,被吸收的光子是( A )
A.红外线波段的光子 B.可见光波段的光子
C.紫外线波段的光子 D.X射线波段的光子
5. (2024浙江6月,10,3分)玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示,处于n=3能级的原子向低能级跃
迁,会产生三种频率为ν 、ν 和ν 的光,下标数字表示相应的能级。已知普朗克常量为h ,光速为
31 32 21
c。正确的是 ( B )
E −E
A.频率为ν 的光,其动量为 3 1
31
ℎc
B.频率为ν 和ν 的两种光分别射入同一光电效应装置,均产生光电子,其最大初动能之差为hν
31 21 32
C.频率为ν 和ν 的两种光分别射入双缝间距为d、双缝到屏的距离为l的干涉装置,产生的干涉条
31 21
lc
纹间距之差为
dν
32
E −E
D.若原子从n=3跃迁至n=4能级,入射光的频率ν' > 4 3
34
ℎ
考点3 原子核 核反应
1. (2023北京,3,3分)下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是 ( A )
A.235U+1n→144Ba+89Kr+( )
92 0 56 36
B.238U→234Th+( )
92 90
C.14N+4He→17O+( )
7 2 8
D.14C→14N+( )
6 7
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2. (2024山东,1,3分)2024年是中国航天大年,神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天,部分航天器装载
了具有抗干扰性强的核电池。已知❑ 90Sr衰变为❑ 90Y的半衰期约为29年;238Pu衰变为❑ 234U的半衰期
38 39 94 92
约为87年。现用相同数目的❑ 90Sr和❑ 238Pu各做一块核电池,下列说法正确的是 ( D )
38 94
A.90Sr衰变为❑ 90Y时产生α粒子
38 39
B.238Pu衰变为❑ 234U时产生β粒子
94 92
C.50年后,剩余的❑ 90Sr数目大于❑ 238Pu的数目
38 94
D.87年后,剩余的❑ 90Sr数目小于❑ 238Pu的数目
38 94
3. (2024浙江6月,4,3分)发现中子的核反应方程为❑ 4He+9Be→X+1n,“玉兔二号”巡视器的核电池
2 4 0
中钚238的衰变方程为❑ 2 ❑ 3 ❑ 8Pu→2 ❑ 3 ❑ 4U+Y,正确的是 ( A )
9 4 9 2
A.核反应方程中的X为❑ 12C
6
B.衰变方程中的Y为❑ 3He
2
C.中子❑ 1n的质量数为零
0
D.钚238的衰变吸收能量
4. (2023湖南,1,4分)2023年4月12日,中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪
录,实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步,
下列关于核反应的说法正确的是 ( A )
A.相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变释放的核能更多
B.氘氚核聚变的核反应方程为❑ 2H+3H→❑ 4He+❑ 0 e
1 1 2 −1
C.核聚变的核反应燃料主要是铀235
D.核聚变反应过程中没有质量亏损
5. (2023浙江6月,5,3分)“玉兔二号”装有核电池,不惧漫长寒冷的月夜。核电池将❑ 238Pu衰变释
94
放的核能一部分转换成电能。❑ 238Pu的衰变方程为❑ 238Pu→XU+4He,则 ( C )
94 94 92 2
A.衰变方程中的X等于233
B.4He的穿透能力比γ射线强
2
C.238Pu比❑ XU的比结合能小
94 92
D.月夜的寒冷导致❑ 238Pu的半衰期变大
94
6. (2023全国甲,15,6分)在下列两个核反应方程中
X+14N→Y+17O Y+7Li→2X
7 8 3
X和Y代表两种不同的原子核,以Z和A分别表示X的电荷数和质量数,则 ( D )
A.Z=1,A=1 B.Z=1,A=2
C.Z=2,A=3 D.Z=2,A=4
7. (2023重庆,6,4分)原子核❑ 235U可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核❑ 207Pb,在该过程
92 82
中,可能发生的β衰变是 ( A )
A.223Fr→223Ra+0 e B.213Bi→213Po+0 e
87 88 −1 83 84 −1
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C.225Ra→225Ac+0 e D.218Po→218At+0 e
88 89 −1 84 85 −1
8. (2022浙江6月,14,2分)(多选)秦山核电站生产❑ 14C的核反应方程为❑ 14N+1n → ❑ 14C+X,其产物
6 7 0 6
❑ 14C的衰变方程为❑ 14C →❑ 14N+0 e。下列说法正确的是 ( AB )
6 6 7 −1
A.X是❑ 1H
1
B.14C可以用作示踪原子
6
C.0 e来自原子核外
−1
D.经过一个半衰期,10个❑ 14C将剩下5个
6
9. (2023浙江1月,9,3分)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:14N+❑ 1n→❑ 14C+1H,产生的❑ 14C能自发进行β衰变,其半衰期为5 730年。利用碳
7 0 6 1 6
14的衰变规律可推断古木的年代。下列说法正确的是 ( D )
A.14C发生β衰变的产物是❑ 15N
6 7
B.β衰变辐射出的电子来自碳原子的核外电子
C.近年来由于地球的温室效应,引起❑ 14C的半衰期发生微小变化
6
1
D.若测得一古木样品的❑ 14C含量为活体植物的 ,则该古木距今约为11 460年
6 4
10. (2022福建,2,4分)2011年3月,日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄漏的污染物中
含有大量放射性元素❑ 131I,其衰变方程为❑ 131I→131Xe+❑ 0 e,半衰期为8天,已知m=131.037 21
53 53 54 −1 I
u,m =131.031 86 u,m=0.000 549 u,则下列说法正确的是 ( D )
Xe e
A.衰变产生的β射线来自❑ 131I原子的核外电子
53
B.该反应前后质量亏损0.005 35 u
C.放射性元素❑ 131I发生的衰变为α衰变
53
D.经过16天,75%的❑ 131I原子核发生了衰变
53
11. (2022全国甲,17,6分)两种放射性元素的半衰期分别为t和2t,在t=0时刻这两种元素的原子
0 0
N
核总数为N,在t=2t时刻,尚未衰变的原子核总数为 ,则在t=4t时刻,尚未衰变的原子核总数为 ( C
0 3 0
)
N N N N
A. B. C. D.
12 9 8 6
12. (2021全国乙,17,6分)医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线,而113In是由半衰期相对较
m
长的113Sn衰变产生的。对于质量为m的113Sn,经过时间t后剩余的113Sn质量为m,其 -t图线如图所
0 m
0
示。从图中可以得到113Sn的半衰期为 ( C )
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A.67.3 d B.101.0 d
C.115.1 d D.124.9 d
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三年模拟
限时检测练
练综合 15分钟
1. (2024贵州贵阳适应性考试)图a为玻尔的氢原子能级图。氢原子光谱在可见光区域内的四条谱线
H 、H 、H 和H 如图b所示,它们都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级时发出的
α β γ δ
光。下列关于H 、H 、H 和H 四条谱线的描述正确的是 ( D )
α β γ δ
A.H 对应的前后能级之差最大
α
B.同一介质对H 的折射率最大
β
C.同一介质中H 的传播速度最大
γ
D.若用H 照射某一金属能发生光电效应,则用H 照射该金属也一定能发生光电效应
β δ
2. (2024贵州毕节二模)如图所示为氦离子的能级图,根据玻尔原子理论和爱因斯坦光电效应理论,关
于氦离子能级跃迁,下列说法正确的是 ( D )
A.大量处于n=4能级的氦离子向低能级跃迁过程中最多可辐射3种不同频率的光子
B.处于n=1能级的氦离子,只要吸收13.6 eV的能量就能发生电离
C.用从n=4能级向n=3能级跃迁过程中辐射的光去照射逸出功为3.2 eV的金属钙,能使金属钙发生光
电效应
D.从n=2能级跃迁至n=1能级过程中辐射的光子频率为ν,从n=3能级跃迁至n=2能级过程中辐射的光
1
子频率为ν,则ν>ν
2 1 2
3. (2024山东青岛一模)太阳能电池板是利用光电效应将光能转化为电能的设备,图甲是研究制作电
池板的材料发生光电效应的电路图。用不同频率的光照射K极板发生光电效应,得到图乙中遏止电压U
c
与入射光的频率ν间的关系图像。下列说法正确的是 ( B )
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A.增大入射光频率,K极板的逸出功增大
B.增大入射光频率,产生光电子的最大初动能增加
C.增大入射光强度,产生光电子的最大初动能增加
D.遏止电压U与入射光频率ν关系图线的斜率表示普朗克常量
c
4. (2024安徽安庆二模)太阳内部每天都进行着大量的核聚变反应,其中一种核聚变反应是两个氘核
对心碰撞发生的:2H+2H→❑ 3He+1n。已知一个氘核( 2H)的质量为m,一个氦核( 3He)的质量为m,一个中子
1 1 2 0 1 1 2 2
( 1n)的质量为m。下列说法正确的是 ( D )
0 3
A.氦核( 3He)和中子( 1n)的质量数之和小于两个氘核( 2H)的质量数之和
2 0 1
B.该核反应吸收的能量E=(m-m-m)c2
1 2 3
C.核反应前后系统总动量减小
D.该核反应释放的能量E=(2m-m-m)c2
1 2 3
5. (2024湖北部分市州期末)物理实验是物理理论研究的基石。关于如图所示的几幅图说法正确的是
( D )
A.图甲说明发生光电效应时,频率大的光对应的遏止电压一定小
B.图乙是α粒子散射图景,在α粒子散射实验中,大多数粒子都有了明显偏转
C.图丙说明氡原子核衰变时,每过3.8天,发生衰变的原子核数目保持不变
D.由图丁可以推断出,氧原子核( 16O)比锂原子核( 6Li)更稳定
8 3
6. (2024第二次T8联考)2023年12月,某公司正式发布全球首型、世界最大的24000TEU级核动力集
装箱船船型设计,它采用了第四代钍基堆型熔盐反应堆,具有更高的安全性、更少的核废料、更长的使
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用寿命和更广泛的能源应用前景。在该反应堆中,钍( 232Th)核经过一系列的衰变最终变成了铅( 208Pb)
90 82
核,下列说法正确的是 ( C )
A.钍核包含90个质子和140个中子
B.钍核的结合能小于铅核的结合能
C.钍核衰变为铅核经历了6次α衰变和4次β衰变
D.钍核衰变为铅核需要吸收能量
7. (2024重庆二模)某种光伏电池的工作原理如图所示。半径为R的透明导电的球壳为阳极A,球形
感光材料为阴极K。现用光子动量为p的黄光照射K极,K极能发射出最大初动能为E的光电子。已知
k
电子电荷量为e,光速为c,普朗克常量为h,忽略光电子重力及光电子之间的相互作用。下列说法正确
的是 ( B )
p
A.入射光子的波长为
ℎ
B.阴极感光材料的逸出功为cp-E
k
C.若仅增大入射光强度,电压表的示数将增大
E
D.若用紫光照射K极,电压表的最大示数将小于 k
e
8. (2024山东济宁一模)(多选)如图甲所示,a、b两束单色光分别沿不同方向射向横截面为半圆形的
玻璃砖的圆心O,已知a光刚好发生全反射,b光的折射光线(反射光线未画出)刚好与a光的反射光线重
叠。分别将这两束单色光射向图乙所示的装置,仅有一束光能发生光电效应。调节滑片P的位置,当电
流表示数恰好为0时,电压表示数为U。已知K极板上金属的极限频率为ν,电子电荷量的绝对值为e,
c 0
普朗克常量为h。下列说法正确的是 ( CD )
A.若将b光沿a光的光路射向O点,b光也能发生全反射
B.用同一装置做光的双缝干涉实验,a光产生的干涉条纹间距比b光的大
C.a光的光子能量为hν+eU
0 c
D.用图乙装置测量遏止电压,滑片P应从图示位置向左端滑动
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