专题01 近代物理-5年（2020-2024）高考1年模拟物理真题分类汇编（山东专用）（解析版）

2020-2024年五年高考真题分类汇编PAGEPAGE1专题01近代物理考点五年考情（2020-2024）命题趋势应考策略考点1光电效应（5年0考）从近几年高考试题可以看出高考对本专题的考查，题型都以选择题为主，命题点多集中在光电效应、能级跃迁、核反应方程、核能的计算，难度不大，多以识记型为主．选择题的命题思想为集中考查某一知识点．备考要熟悉教材中常见实验现象及理论解释，加强基本概念、规律的理解和记忆，注重核反应方程、核能中的简单计算题的训练，同时核反应与动量守恒相结合的题目也应该引起足够的重视．考点2原子结构原子核（5年5考）（2024·山东卷·T1）（2023·山东卷·T1）（2022·山东卷·T1）（2021·山东卷·T1）（2020·山东卷·T2）1、（2024·山东卷·T1）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。已知衰变为的半衰期约为29年；衰变为的半衰期约87年。现用相同数目的和各做一块核电池，下列说法正确的是（）A.衰变为时产生α粒子B.衰变为时产生β粒子C.50年后，剩余数目大于的数目D.87年后，剩余的数目小于的数目【答案】D【解析】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生电子，即β粒子，故A错误；B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生，即α粒子，故B错误；CD．根据题意可知的半衰期大于的半衰期，现用相同数目的和各做一块核电池，经过相同的时间，经过的半衰期的次数多，所以数目小于的数目，故D正确，C错误。故选D。2、（2023·山东卷·T1）“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【解析】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。3、（2022·山东卷·T1）碘125衰变时产生射线，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（）A. B. C. D.【答案】B【解析】设刚植入时碘的质量为，经过180天后的质量为m，根据代入数据解得故选B。4、（2021·山东卷·T1）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的，其衰变方程为。以下说法正确的是（）A.衰变方程中的X是电子B.升高温度可以加快的衰变C.与的质量差等于衰变的质量亏损D.方程中的X来自于内质子向中子的转化【答案】A【解析】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，A正确；B．半衰期非常稳定，不受温度，压强，以及该物质是单质还是化合物的影响，B错误；C．与和电子X的质量差等于衰变的质量亏损，C错误；D．方程中的X来自于内中子向质子的转化，D错误。故选A。5、（2020·山东卷·T2）氚核发生β衰变成为氦核。假设含氚材料中发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2104s时间内形成的平均电流为5.010-8A。已知电子电荷量为1.610-19C，在这段时间内发生β衰变的氚核的个数为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根据可得产生的电子数为个因在β衰变中，一个氚核产生一个电子，可知氚核的个数为1.0×1016个。故选B．1．（2024·山东济南·三模）2024年4月20日，我国首次利用核电商用堆批量生产碳14同位素，这标志着将彻底破解国内碳14同位素依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。碳14发生β衰变时的反应方程为，则是（）A． B． C． D．【答案】B【详析】由质量数守恒有解得由电荷数守恒有解得综上所述，其为。故选B。2．（2024·山东烟台·三模）近日，中国科学家在人造太阳领域取得了重大突破，新一代人造太阳“中国环流三号”成功完成了一系列实验，并取得了重大科研进展，标志着我国掌握了可控核聚变高约束先进控制技术。若两个氘核对心碰撞发生核聚变，核反应方程为。其中氘核的比结合能为E1，氦核的比结合能为E2，下列说法中正确的是（）A．X为质子B．该核反应前后核子的总质量相等C．该核反应释放的核能为D．氦核的比结合能E2小于氘核的比结合能E1【答案】C【详析】A．根据核反应方程满足电荷数守恒和质量数守恒，可知X为，是中子，故A错误；B．两个氘核对心碰撞发生核聚变，质量亏损释放核能，则反应前的总质量大于反应后的总质量，故B错误；C．核反应释放核能等于生成物结合释放的能量与反应物拆开吸收能量之差，故有故C正确；D．因氦核的结合释放的能量大于氘核拆开吸收的能量，则氦核的比结合能E2大于氘核的比结合能E1，故D错误。故选C。3．（2024·山东潍坊·三模）如图所示为氢原子能级图，用频率为ν的单色光照射大量处于基态的氢原子，氢原子辐射出频率分别为的ν1、ν2、ν3三种光子，且ν1<ν2<ν3。用该单色光照射到某新型材料上，逸出光电子的最大初动能与频率为ν2光子的能量相等。下列说法正确的是（

）A．ν3>ν1＋ν2 B．ν=ν1＋ν2＋ν3C．该单色光光子的能量为12.75eV D．该新型材料的逸出功为1.89eV【答案】D【详析】由题知，频率为ν的单色光照射大量处于基态的氢原子，氢原子辐射出频率分别为的ν1、ν2、ν3三种光子，且ν1<ν2<ν3，则说明hν=hν3=12.09eV，hν2=10.2eV，hν1=1.89eVA．则可知ν3=ν1＋ν2故A错误；BC．根据以上分析可知ν=ν3，且该单色光光子的能量为12.09eV，故BC错误；D．用该单色光照射到某新型材料上，逸出光电子的最大初动能与频率为ν2光子的能量相等，则由hν－W0=hν2解得W0=1.89eV故D正确。故选D。4．（2024·山东济宁·三模）某兴趣小组设计了一种光电烟雾报警器，其结构和原理如图所示。光源向外发射某一特定频率的光，发生火情时有烟雾进入报警器内，会使部分光改变传播方向，绕过挡板进入光电管从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，电流大于就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑动变阻器的滑片P处于图示位置，烟雾浓度增大到n时恰好报警。假设烟雾浓度越大，单位时间内光电管接收到的光子数越多。下列说法可能正确的是（）A．光线绕过挡板进入光电管利用了光的折射B．为提高光电烟雾报警器的灵敏度，可以将滑片P向右移动少许C．仅将电源的正负极反接，在烟雾浓度为n时也可能触发报警D．报警器恰好报警时，将滑片P向右移动后，警报有可能会被解除【答案】B【详析】A．光电烟雾报警器利用了烟雾对光的散射，是光的反射原理，故A错误；B．将滑片P向右移动少许，可增加光电管的正向电压，从而增加光电流，提高光电烟雾报警器的灵敏度，故B正确；C．图中光电管两端加的是正向电压，若正负极反接则光电管两端加负向电压，光照强度一定时，根据光电流与电压的关系，可知接正向电压在单位时间内会比接负向电压有更多光电子到达A极，所以反接后光电流会减小，在烟雾浓度为时无法触发报警系统，故C错误；D．恰好报警时将滑片P向右移动，会增大两极间的正向电压，不可能降低报警器的灵敏度，所以不会解除警报，故D错误。故选B。5．（2024·山东青岛·三模）“玉兔二号”月球车于2022年7月5日后开始休眠。月球夜晚温度低至零下180℃，为避免低温损坏仪器，月球车携带的放射性元素钚会不断衰变，释放能量为仪器保温。通过以下反应得到：，，下列说法正确的是（）A．，X为电子B．是重核裂变C．的比结合能比的大D．衰变前的质量等于衰变后X和的质量之和【答案】C【详析】A．衰变方程为由质量数守恒，核电荷数可得X为电子在核反应方程由质量数守恒可得解得A错误；B．核反应方程不是聚变反应，是人工核反应，B错误；C．衰变方程为该反应释放核能，总核子数不变，所以的比结合能比的大，C正确；D．衰变方程为该反应释放核能，有质量亏损，所以衰变前的质量大于衰变后X和的质量之和，D错误。故选C。6．（2024·山东烟台·二模）某实验小组研究光电效应规律时，用不同频率的光照射同一光电管并记录数据，得到遏止电压与入射光频率的关系图像如图所示，已知电子电荷量为e，则该光电管的阴极材料的逸出功为（

）A． B． C． D．【答案】A【详析】设该光电管的阴极材料的逸出功为，根据光电效应方程和动能定理分别可得，可得结合图像可得，联立解得故选A。7．（2024·山东临沂·二模）如图所示为氢原子的能级示意图，3个处于的激发态的氢原子，自发向较低能级跃迁的过程中向外辐射光子，并用这些光照射逸出功为的金属钠.下列说法正确的是（）A．最多能辐射出6种不同频率的光子，其中最多有4种频率的光能使金属钠发生光电效应B．最多能辐射出6种不同频率的光子，其中最多有3种频率的光能使金属钢发生光电效应C．最多能辐射出5种不同频率的光子，其中最多有4种频率的光能使金属钠发生光电效应D．最多能辐射出5种不同频率的光子，其中最多有3种频率的光能使金属钠发生光电效应【答案】C【详析】3个处于的激发态的氢原子，可能其中一个直接跃迁到，氢原子从到释放的能量为第二个先跃迁到，再从跃迁到，从到释放的能量为从到释放的能量为第三个先跃迁到，再从跃迁到，从到释放的能量为从到释放的能量为或者从跃迁到，最后从跃迁到，从到释放的能量为从到释放的能量为从到释放的能量为综上所述可知最多能辐射出5种不同频率的光子。其中最多有4种频率的光能使金属钠发生光电效应。故选C。8．（2024·山东菏泽·二模）核电池，又叫同位素电池，它是一种利用放射性同位素衰变放出载能粒子，并将其能量转换为电能的装置。已知某电池的核燃料为，一个静止的原子核衰变成一个新核和另外一个带电粒子A。下列说法正确的是（）A．粒子A的穿透能力比射线强B．该衰变过程遵守质量守恒和电荷守恒C．比的比结合能小D．的衰变速度随温度的升高而加快【答案】C【详析】A．由题意，衰变方程为故带电粒子A为，粒子的穿透能力没有射线强，A错误；B．该衰变过程遵守质量数守恒和电荷守恒，但是核反应过程会释放核能，有质量亏损，B错误；C．比结合能越大，原子核越稳定，自发衰变时，生成物的比结合能比反应物的比结合能大，因此比的比结合能小，C正确；D．的衰变速度与温度无关，D错误。故选C。9．（2024·山东东营·二模）铑106的半衰期约370天，衰变方程为，下列说法正确的是（）A．根据题中方程式无法判断X粒子的种类B．采取低温冷冻的措施可适当降低辐射风险和辐射剂量C．的比结合能比的比结合能大，衰变时释放能量D．任意370天中，1000个原子核将会有500个发生衰变【答案】C【详析】A．根据质量数守恒，X粒子的质量数为0，电荷数守恒可知X粒子为，故A错误；B．温度与辐射剂量没有关系，也不能降低辐射风险，故B错误；C．衰变后新核更稳定，即新核比结合能更大，则的比结合能比的比结合能大，且衰变时释放能量，故C正确；D．半衰期描述的是统计规律，只有对大量原子核才有意义，故D错误。故选C。10．（2024·山东枣庄·三模）2024年4月19日起，日本开始排放第五批福岛核污染水，预计排放19天。核污染水中含有一定量的放射性核素“氚”，该核素可在生物体内富集，导致内照射，从而损害生物体的健康。已知氚的衰变方程为，半衰期约为12年，下列说法正确的是（）A．氚核发生的是α衰变B．衰变产物X来自氚的核外电子C．衰变产生的射线能穿透几厘米厚的铅板D．若立即停止排放，12年后因排污导致的核辐射量会减少50%【答案】D【详析】A．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为电子，则氚核发生的是β衰变，选项A错误；B．衰变产物X来自氚核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；C．β射线的穿透能力较弱，不能穿透几厘米厚的铅板，选项C错误；D．若立即停止排放，12年后即经过一个半衰期，会有一半氚核发生衰变，即因排污导致的核辐射量会减少50%，选项D正确。故选D。11．（2024·山东济宁·二模）2023年诺贝尔物理学奖颁发给了研究阿秒激光脉冲做出贡献的科学家。已知1阿秒为，光在真空中的速度为，某种光的波长为该光在真空中2187.7阿秒运动的距离，若该光是由氢原子能级跃迁发出的，根据如图所示的氢原子能级图和表格中不同光的波长与能量的对应关系，可知此光来源于氢原子（）波长（）能量（eV）656.31.89486.42.55121.610.2102.612.09A．和能级之间的跃迁 B．和能级之间的跃迁C．和能级之间的跃迁 D．和能级之间的跃迁【答案】C【详析】该种光的波长为由表格可知该光的能量为，根据氢原子能级图可知和能级间的能量差为故此光来源于氢原子和能级之间的跃迁。故选C。12．（2024·山东菏泽·二模）以下说法中正确的是（）A．甲图是粒子散射实验示意图，当显微镜在a、b、c、d中的d位置时荧光屏上接收到的粒子数最多B．乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时放出了一定能量的光子C．丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器的金属杆带正电荷D．爱因斯坦在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，丁图是描绘两种温度下黑体辐射强度与波长的关系图【答案】C【详析】A．甲图是粒子散射实验示意图，当显微镜在a、b、c、d中的d位置时荧光屏上接收到的粒子数最少，故A错误；B．乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从能级跃迁到能级时吸收了一定能量的光子，故B错误；C．丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器的金属杆带正电荷，故C正确；D．普朗克在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，丁图是描绘两种温度下黑体辐射强度与波长的关系图，故D错误。故选C。13．（2024·山东潍坊·二模）图甲为氢原子的能级图，大量处于第3能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，用这些光照射图乙中的光电管，有2种频率的a、b光可让光电管发生光电效应。图丙为a、b光单独照射光电管时产生的光电流I与光电管两端电压U的关系图线。下列说法正确的是（）A．光照强度减小，光电子的最大初动能也减小B．图乙中滑片P从O向N端移动过程中，电流表示数逐渐减小C．a光光子的能量为10.2eVD．光电管中金属的逸出功为2.25eV【答案】D【详析】A．光电子的最大初动能与光照强度无关，与光电子频率有关，A错误；B．滑片P从O向N端移动过程中，A板带正电，电压为正向电压，增大电压，电流先增大后不变，B错误；C．大量处于第3能级的氢原子，跃迁时能产生3种频率的光，能发生光电效应的应该是三能级到一能级和二能级到一能级，a光的遏止电压大，光子能量高，所以a光光子的能量为C错误；D．因为b光的遏止电压为-7.95eV，根据公式可得解得D正确。故选D。14．（2024·山东日照·二模）在医学研究中把引入患者体内，待骨骼吸收后，用辐射检测器可测定其在患者骨骼中所处的位置，并确定患者体内出现的异常情况。的半衰期为2.8h，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。从图中提供的信息，可知的半衰期可表示为（）A． B． C． D．【答案】B【详析】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B。15．（2024·山东淄博·二模）某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为，，方程式中、表示释放的能量，相关的原子核质量见上表。以下推断正确的是（）原子核质量/u1.00784.002612.000013.005715.0001A．X是，