2023新高考新教材版物理高考第二轮复习-专题十三近代物理初步(一)

2023新高考新教材版物理高考第二轮复习专题十三近代物理初步

高频考点考点一光电效应波粒二象性基础光电效应现象及其产生条件、爱因斯坦光电效应方程、光的波粒二象性等。重难光电效应的图像问题、德布罗意波长公式等。限时35分钟，正答率:/12o基础.（2021辽宁24分）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.（2020浙江7月选考,5,3分）下列说法正确的是（）A.质子的德布罗意波长与其动能成正比B.天然放射的三种射线，穿透能力最强的是a射线C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性答案D.（2022湖南,1,4分）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.（2021浙江1月选考,10,3分）下列说法正确的是（）A.光的波动性是光子之间相互作用的结果B.玻尔第一次将“量子”引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C.光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量D.a射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方,验电器金属箔的张角会变大答案B.（2018课标II,17,6分）用波长为300nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28><10-19J。已知普朗克常量为6.63x10*Js,真空中的光速为3.00x108ms-1o能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为（）A.1x1014HzB.8x1014HzC.2x1015HzD.8><1015Hz答案B.（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Ek,已知该金属的逸出功为Wo,普朗克常量为h»根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率丫为（）A” b.畋 C曲 d,^o答案D.（2017课标”,19,6分）（多选）在光电效应实验中,分别用频率为va、Vb的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和Ekboh为普朗克常量。下列说法正确的是（）A.若Va>Vb,则一定有Ua<Ub B.若Va>Vb,则一定有Eka>EkbC.若Ua〈Ub,则一定有Eka<Ekb D.若Va>Vb,则一定有hVa-Eka>hVb-Ekb答案BC重难.（2021河北,3,4分）普朗克常量h=6.626x10&Js,光速为c,电子质量为me,则高在国际单位制下的单位是（）A.J/sB.mC.JmD.m/s答案B

.（2019海南单科,7,5分）（多选）对于钠和钙两种金属，其遏止电压Uc与入射光频率v的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则（）A.钠的逸出功小于钙的逸出功B.图中直线的斜率为&eC.在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高答案AB10.（2022山东济南二模）科学探究小组使用如图甲所示的电路图研究光电效应，图乙为光电管发生光电效应时遏止电压Uc与入射光频率v的关系图像，已知光电子的电荷量为e。下列说法正确的是（）A,单刀双掷开关S空掷时，即使能发生光电效应,电流传感器的示数仍然为零B.为得到图乙的图像,单刀双掷开关S应掷于1处C.光电管中金属材料的逸出功为eaD.普朗克常量h#b答案C11.（2021浙江6月选考,13,3分）已知普朗克常量卜=6.63、10-34Js,电子的质量为9.11*10-31kg。一个电子和一滴直径约为4pm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（）AJO-8B.106 C.108 D.1016答案C

12.（2022浙江1月选考,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1.2x10-23kg-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知kg,普朗克常量取6.6x10-34j§下列说法正确的是（）A.发射电子的动能约为8.0*10-15jB.发射电子的物质波波长约为5.5x10-”mC.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考点二原子结构原子核基础原子核的组成、核反应方程中的守恒规律、半衰期、裂变反应和聚变反应等概念。重难氢原子光谱、氢原子的能级结构、衰变次数的计算、核能的计算。限时65分钟，正答率:/22O基础.（2021湖北,1,4分）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.（2022山东,1,3分）碘125衰变时产生丫射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（）答案B.（2021江苏,1,4分）用“中子活化”技术分析某样品的成分，中子轰击样品中的LN产生14C和另一种粒子X,则X是（）A.质子B.a粒子 C.0粒子 D.正电子答案A.（2020课标1,19,6分）（多选）下列核反应方程中,Xi、2、X3、X4代表a粒子的有（）A.,H+：H/n+Xi B.：H+汨=n+X2144 3C.125U+Jn->s（Ba+黑Kr+3X3 D.Jn+fLi-H+X4答案BD.（2021山东,1,3分）在测定年代较近的湖泊沉积物年份时，常利用沉积物中半衰期较短的就Pb,其衰变方程为皴Pb4；°Bi+X。以下说法正确的是（）A.衰变方程中X是电子B.升高温度可以加快|*°Pb的衰变C^°Pb与^0Bi的质量差等于衰变的质量亏损D.方程中的X来自2°Pb内质子向中子的转化答案A266.（2021河北14分）银河系中存在大量的铝同位素26内。26Al核伊衰变的衰变方程为碧川\尸9+相，测得26Al核的半衰期为72万年。下列说法正确的是（）A.26Al核的质量等于26Mg核的质量B.26Al核的中子数大于26Mg核的中子数C.将铝同位素26Al放置在低温低压的环境中,其半衰期不变D.银河系中现有的铝同位素26Al将在144万年后全部衰变为26Mg答案C.（2021广东,1,4分）科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26。铝26的半衰期为72万年,其衰变方程为26得A1-i^Mg+Y。下列说法正确的是（）A.Y是氢核

B.Y是质子C.再经过72万年，现有的铝26衰变一半D.再经过144万年，现有的铝26全部衰变答案C.（2021湖南,1,4分）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（）A.放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽B.原子核衰变时电荷数守恒,质量数不守恒C.改变压力、温度或浓度,将改变放射性元素的半衰期D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害答案D.（2021全国乙,17,6分）医学治疗中常用放射性核素113ln产生丫射线，而曾31n是由半衰期相对较长的i«Sn衰变产生的。对于质量为mo的”3Sn,经过时间t后剩余的“3Sn质量为m,其三-t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的半衰期为（ ）A.67.3dB.101.0dC.115.1dD.124.9d答案C.（2021北京,1,3分）硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的a粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（）A.9B+]nf；Li+；He B.^B+jHe->^N+JnC.尹N+；He-：O+；H 口.邺+7=%+出答案A.（2018海南单科,4,4分）已知斓Th的半衰期为24天。4g斓Th经过72天还剩下（）A.OB.0.5gC.1gD.1.5gA.OB.0.5gC.1gD.1.5g答案B.（2018课标出,14,6分）1934年,约里奥-居里夫妇用a粒子轰击铝核%Al,产生了第一个人工放射性核素X:a+与Alrn+X°X的原子序数和质量数分别为（）A.15和28 B.15和30 C.16和30 D.17和31答案B234 n.（2021浙江6月选考,14,2分）（多选）对四个核反应方程（1埸叼-goTh+：He;（2）；：4Th- +1e;（3）14N+^He-+；H;（4）：H+；Hf；He+：n+17.6MeV,下列说法正确的是（）A.（1）（2）式核反应没有释放能量B.（1）（2）（3）式均是原子核衰变方程C.（3）式是人类第一次实现原子核转变的方程D.利用激光引发可控的（4）式核聚变是正在尝试的技术之一答案CD14.（2021浙江1月选考,14,2分）（多选）如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月,该装里实现了1xl（）8p等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变，下列说法正确的是（）A.聚变又叫热核反应B.太阳就是一个巨大的热核反应堆C.高温能使原子核克服核力而聚变D.对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多答案ABD15.（2021福建,9,4分）核污水中常含有流（；H）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。旅B衰变的半衰期长达12.5年，衰A变方程为其中可是质量可忽略不计的中性粒子,Z二,A=。若将含有质量为m的热的核污水排入大海，即使经过50年，排入海中的靠还剩m（用分数表示）。1答案23左16重难

16.（2021海南,5,3分）1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂A 7原子核俘获一个质子后成为不稳定的镀原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为［Li+；HfBe-2X。已知；H、Li、X3 1Z 3的质量分别为廿=1.00728u、m2=7.01601u、m3=4.00151u,光在真空中的传播速度为c,则在该核反应中（）A.质量亏损Am=4.021A.质量亏损Am=4.02178uB.释放的核能△E=(mi+m2-2m3)c2C.镀原子核内的中子数是5D.X表不的是很原子核答案B17.（2021全国甲,17,6分）如图，一个原子核X经图中所示的一系列a、B衰变后，生成稳定的原子核Y,在此过程中放射出电子的总个数为（）A.6 B.8 C.10 D.14答案A18.（2020课标II,18,6分）气核汨可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式6汩-2汨6+22+27+43.15MeV表示。海水中富含笊，已知1kg海水中含有的笊核约为1.0x1022个,若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为m的标准煤燃烧时释放的热量相等;已知1kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9x107jjMeV=1.6x10-13J,则M约为（）A.40kgB.100kgC.400kgD.1000kg答案C19.（2019课标II,15,6分）太阳内部核反应的主要模式之一是质子一质子循环,循环的结果可表示为4；H-；He+2：e+2V已知；H和彳He的质量分别为mp=1.0078u和ma=4.0026u,1u=931MeV/c2,c为光速。在4个；H转变成1个,的过程中，释放的能量约为（

A.8MeVB.16MeVC.26MeVD.52MeVA.8MeVB.16MeVC.26MeVD.52MeV答案C20.（2022浙江1月选考,14,2分）（多选）2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站累计发电约6.9x1011kW-h,相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率，核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是（）A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量B.秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kgC.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度144D.反应堆中存在^5u+Jn-Ba+黑Kr+31n的核反应56答案CD21.（2021北京,14,3分）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源,计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m-10-11m,对应能量范围约为10-1eV-105eV）,光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV,回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（）A.同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样B.用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离C.蛋白质分子的线度约为10-8m,不能用同步辐射光得到其衍射图样D.尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小答案D22.（2022江苏南京二模）氢原子的能级图如图所示,如果大量氢原子处于n=3能级的激发态。则下列说法正确的是（ ）A.这群氢原子只能辐射2种频率的光子nE/eVB.这群氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级,辐射光子的波长最大0c 04 0.853 1.51C.这群氢原子辐射光子的最小能量为12.09eV2 3.4I -13.6

D.处于n=3能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电寓答案D易混易错1.轻核聚变与人工转变（2017天津理综,1,6分）我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是（ ）A.?H+?H->2He+JnA.?H+?H->2He+Jn30C.；He+名A匕5P+1答案AB.14N+jHe-80+}H144D&5u+/t-Ba+器Kr+3M2.半衰期若干W°Bi放在天平左盘上,右盘放420g硅码，天平平衡，当钱发生a衰变，经过1个半衰期,欲使天平平衡，应从右盘中取出硅码的质量为（）A.210g答案CB.105gA.210g答案CB.105gC.4gD.2g题型模板题型一光电效应模型典型模型模型特征：①每种金属都有一个截止频率，入射光频率大于这个截止频率时才能发生光电效应。②截止频率是发生光电效应的最小频率，对应着光的极限波长和金属的逸出功，即hVc=h^=Wo。③光电效应方程:Ek=hv-Wo«.（2021江苏适应性考试）我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示,A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为v的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为Wo,普朗克常量为h,电子电荷量为eo激光束LI（1）求光电子到达A时的最大动能Ekmo（2）若每入射N个光子会产生1个光电子,假设所有的光电子都能到达A,求回路的电流I,答案（1）Ue+hv-W。（2麻变式题型题型特征:反映光电效应的图像。.变式（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VKV2,保持入射光不变,则光电子到达A极时的最大动能Ekm随电压U变化关系的图像是（ ）

答案c.变式（2019天津理综,5,6分）如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是（）答案C.变式（2020安徽淮北月考）小明用金属枷作为光电管的阴极，观测光电效应现象，实验装置示意图如图中所示。已知普朗克常量h=6.63x1(?34j.So(1)图甲中电极A为光电管的(填“阴极”或“阳极】(2)实验中测得枷的遏止电压Uc与入射光频率v之间的关系如图乙所示，则枷的截止频率vc=Hz,逸出功Wo=J；(3)如果实验中入射光的频率v=7.00x1014Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek=J»答案(1)阳极(2)(5.12〜5.18)x1(J”(3.39〜3.43户10-19 (3)(1.21〜1.25)x10-19实践应用.(2019北京理综,19,6分)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。组次入射光子的能・/eV相对光强光电流大小/mA逸出光电子的最大动能/eV14.0290.9第一组24.0弱中强430.934.0600.946.0272.9第一组56.0弱中强402.966.0552.9由表中数据得出的论断中下耳确的是()A.两组实验采用了不同频率的入射光B.两蛆实验所用的金属板材质不同C.若入射光子的能量为5.0eV,逸出光电子的最大动能为1.9eVD.若入射光子的能量为5.0eV,相对光强越强，光电流越大

答案B题型二玻尔的原子模型典型模型模型特征:原子在两个能级之间跃迁时，辐射或吸收的能量hV=Em-En.1.（2022江苏扬州调研,3）氢原子的能级图如图所示，假设有一个处于n=4能级的氢原子，则下列说法中正确的是（）A.氢原子向低能级跃迁过程中最多可发出6种不同频率的光n E/eVTOC\o"1-5"\h\zB.氢原子跃迁至基态,核外电子的动能减小 » 0。门4 ：-0：853 -1.51C.氢原子能吸收能量为0.31eV的光子发生跃迁 2-340D.氢原子辐射一个光子后，电子绕核半径增大1 13.6答案C.（2020北京,2,3分）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于n=3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n=3能级跃迁到n=1能级比跃迁到n=2能级辐射的光子频率低C.从n=3能级跃迁到n=4能级需吸收0.66eV的能量"8543/451\585e•••76}oO1EO---43.1-13.6D.n=3能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量答案C变式题型题型特征：变式1:氢原子的能级和轨道半径分析问题。变式2:氢原子能级图与光电效应结合问题。.变式1（2022江苏镇江阶段检测,2）氢原子第n能级的能量为Ec=3Ei（n=1,2,3,...）,其中Ei是基态能量。若氢原子从第k能5 3级跃迁到第p能级,辐射的能量为第p能级比基态能量高-；^1,则（）30 4A.k=3,p=2 B.k=4,p=3 C.k=5,p=3 D.k=6,p=2答案A

4.变式2（2020江苏常州一模,13）如图甲所示为氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子,其中频率最高的光子照射到图乙电路阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙，则金属的逸出功Wo=eV;将上述各种频率的光分别照射到电路阴极K上，共有种频率的光能产生光电流。答案6.753巴耳末线系5.变式2[2020江苏南通等七市二模联考,12（2）]氢原子能级图如图所示,巴耳末线系是氢原子从g3的各个能级跃迁至n=2能级时辐射光的谱线，则巴耳末线广234eV系中波长最长的谱线对应光子的能■为eV。长的谱线对应光子的能■为eV。氢原子从n=4能级跃迁至n=2能级时，辐射-13.6eV-13.6eV光照射阴极为金属钾的光电管,钾的逸出功为2.25eV,则遏止电压Uc=答案1.890.3情境应用简单熟悉1.自然现象（2022甘肃兰州二模）科学家发现太阳的核聚变反应区只是中心很小的一部分，由于太阳强大的引力和磁场的束缚,使太阳内部的能量可以向外持续稳定地释放,而不会像氢弹那样瞬间爆炸，这就是可控核聚变技术的由来。太阳内部核聚变反应的一种可能形式为汩+；HfX+jn,设汩、:H、X和jn的质量分别为m“m2、m3和nu,光速为c则下列说法正确的是（）A.X是：HeB.该核反应释放的核能为（m3+m4・mrm2）c2C.核反应中比结合能较小的原子核变成了比结合能较大的原子核D.核反应中核子平均质量较小的原子核变成了核子平均质量较大的原子核答案C2.物理科技（2022重庆二模）我国科学家通过一种功能纳米膜成功地从海水中大规模提取铀元素,这对于国家发展具有十分重要的战略意义。用中子力轰击铀核资U,铀核发生裂变淇中一种典型反应是债U+；nf号Ba+/Kr+3和。若用mu、mn、mBa、mKr分别表示第'（J、，、*Ba和聂Kr的质量，关于这个核反应，下列说法正确的是（ ）A.方程中Z=56,A=89B.方程中mu=mBa+mKr+2mnC.只要用中子轰击铀核，就一定会发生链式反应D.释放的核能为（mu-mBa-mKr）c2答案A3.物理生活（2022广东佛山二模）通过检测发现三星堆遗址出土的文物,年代从公元前3000年延续至公元前1200年,跨越了近2000年，用实物展示了延绵5000年的中华文化。考古通常用24c年代检测法推算出土文物的年代。:C的衰变方程为9Ct；N+X,下列说法正确的是（）A,衰变方程中的X是中子B$C需吸收能量才能发生衰变C.随着24c的不断衰变,其半衰期会逐渐变长d.；4n与x的质量之和小于3c的质量答案D复杂熟悉

4.物理科技（2022浙江宁波二模）（多选）2021年9月，在甘南省武威市全球首台牡基熔盐核反应堆进行试运行放电，也标志着我国成为世界上第一个对第四代核电技术进行商业化试验运营的国家。反应堆工作原理如图所示，处232（j$Th）吸收一个中子后会变成社233,社233不稳定，会变成易裂变核素铀233CU）。下列说法正确的是（）中子。232yh ,。电子 电子一。一。233Th 23'Pr 2叫J233A.i±233变成铀233的核反应方程式是:策Th-^3Pa+：e,鸵Pa：?U+geB.中间产生的新核镁233（；『Pa）从高能级向低能级跃迁时,会伴随丫辐射C.新核铀233（拿U）的结合能小于针233（；；3Th）的D.核反应堆通过核裂变把核能直接转化为电能发电答案AB5物理学史（2022湖北模拟预测）（多选）丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难。在普朗克关于黑体辐射的量子论和爰因斯坦关于光子的概念的启发下，他在1913年提出了自己的原子结构假说。如图为氢原子的电子轨道示意图，下列说法正确的是（）A.电子离原子核越远，原子的总能量越大，氢原子的总能量是负值B.电子从n=3能级跃迁到n=4能级，电子的电势能增加，动能减少C.电子从n=5能级跃迁到n=4能级，电子