2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)試題專項(xiàng)匯編：近代物理（含解析）

專題12近代物理

一、單選題

1.（2022?廣東廣州,模擬預(yù)測）每一年年末物理學(xué)會都會公布當(dāng)年物理學(xué)的十項(xiàng)重大進(jìn)展，全科學(xué)界十分

關(guān)注物理學(xué)的發(fā)展。下列對歷史上的重大發(fā)現(xiàn)說法正確的是（）

A.電子的發(fā)現(xiàn)說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

B.電子衍射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明實(shí)物粒子也有波動性

C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

D.光電效應(yīng)現(xiàn)象可以用連續(xù)的能量觀解釋

【答案】B

【詳解】A.原子呈現(xiàn)電中性，電子的發(fā)現(xiàn)說明原子內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，A錯(cuò)誤；

B.干涉與衍射是波的特有現(xiàn)象，電子彷射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明實(shí)物粒子也有波動性，B正確；

C.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；

D.光電效應(yīng)現(xiàn)象可以用愛因斯坦的光子說，即能量的量子化來解釋，D錯(cuò)誤。

故選Bo

2.（2022?福建漳州,一模）2022年8月9日，中核集團(tuán)漳州核電2號機(jī)組反應(yīng)堆壓力容器順利吊裝就

位，向投產(chǎn)發(fā)電邁出了重要一步，該核電項(xiàng)目投產(chǎn)后核反應(yīng)堆中存在如下核反應(yīng)，

第U+；n->2Ba+果Kr+3jn,則（）

A.該反應(yīng)為核聚變反應(yīng)

B.該核反應(yīng)過程沒有質(zhì)量虧損

C.該核反應(yīng)方程式中A=144

D.的質(zhì)子數(shù)是235,中子數(shù)是92

【答案】C

【詳解】A.該反應(yīng)為核裂變反應(yīng)，A錯(cuò)誤；

B.核裂變會產(chǎn)生大量能量，則該核反應(yīng)過程發(fā)生質(zhì)量虧損，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)質(zhì)量數(shù)相同

235+1=A+89+3

解得

A=144

故C正確；

D.空U的質(zhì)子數(shù)是92,核子數(shù)為235,則中子數(shù)為143,D錯(cuò)誤。

故選Co

3.（2022.山東模擬預(yù)測）如圖所示為賓館內(nèi)的煙霧探測器，探測器中裝有大約0.2mg的鋸墨Am,它是

一種半衰期長達(dá)432年的放射性金屬，會釋放出。射線和Y射線。當(dāng)空氣分子穿過探測器時(shí)，^Am釋放

出的射線將其電離，電離產(chǎn)生的正、負(fù)離子在電場力作用下移動，形成微小電流，可被探測器內(nèi)芯片探

測到，下列說法正確的是（）

A.鋸Am需要及時(shí)更換，保證探測器工作的穩(wěn)定性

2412374

B.急Am發(fā)生衰變的方程是95Am-Np+2He+y

241237

C.95Am的比結(jié)合能大于93Np的比結(jié)合能

D.使空氣分子發(fā)生電離的主要是Y射線

【答案】B

【詳解】A.因?yàn)閊Am的半衰期為432年，故不需要經(jīng)常更換，A錯(cuò)誤；

B.由質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知衰變方程為

B正確；

241237241237

C.95Am衰變產(chǎn)生的93Np更穩(wěn)定，故95Am的比結(jié)合能小于Np的比結(jié)合能，C錯(cuò)誤；

D.a射線的電離能力最強(qiáng)，Y射線的電離能力最弱，故使空氣分子發(fā)生電離的主要是a射線，D錯(cuò)誤。

故選Bo

4.（2022?山東模擬預(yù)測）鉆60底C。）是金屬元素鉆的放射性同位素之一，其半衰期為5.27年。它發(fā)

生￡衰變變成鎮(zhèn)60（*Ni）同時(shí)放出能量高達(dá)315keV的高速電子和兩束y射線。鉆60的應(yīng)用非常廣

泛，幾乎遍及各行各業(yè)。在農(nóng)業(yè)上，常用于輻射育種、食品輻射保藏與保鮮等；在工業(yè)上，常用于無損

探傷、輻射消毒、輻射加工、輻射處理廢物以及自動控制等；在醫(yī)學(xué)上，常用于人體腫瘤的放射治療。

關(guān)于鉆60,下列說法正確的是（）

A.發(fā)生￡衰變的衰變方程為冥o-＞；；Ni+』e

B.將鉆60放入高溫高壓環(huán)境中可以加快其衰變

C.鉆60可以作為示蹤原子研究人體對藥物的吸收

D.10g鉆60經(jīng)過10.54年全部發(fā)生衰變

【答案】A

【詳解】A.根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，知鉆60發(fā)生￡衰變的衰變方程為

故A正確；

B.放射性元素衰變的快慢由核自身的因素決定，與所處的外部環(huán)境無關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C.鉆60半衰期太長，且衰變放出的高能粒子對人體傷害太大，不能作為藥品的示蹤原子，故C錯(cuò)誤。

D.1。54年為兩個(gè)半衰期，則剩下的鉆60為原來的《，沒有全部衰變，故D錯(cuò)誤。

4

故選Ao

5.（2022河北?模擬預(yù)測）由于太陽自身巨大的重力擠壓，使其核心的壓力和溫度變得極高，形成了可以

發(fā)生核聚變反應(yīng)的環(huán)境。太陽內(nèi)發(fā)生核聚變反應(yīng)主要為：已知笊核的比結(jié)合能是

1.09MeV,氮核的比結(jié)合能是7.03MeV。則該反應(yīng)釋放的核能約為（）

A.5MeVB.6MeVC.24MeVD.32MeV

【答案】C

【詳解】由比結(jié)合能的定義可知，該反應(yīng)釋放的核能約為

故ABD錯(cuò)誤，C正確。

故選Co

6.（2022?黑龍江哈爾濱模擬預(yù)測）2021年12月15日，秦山核電站成為安全發(fā)電30年的核電基地，9

臺機(jī)組運(yùn)行業(yè)績多年穩(wěn)定處于世界先進(jìn)水平。圖是當(dāng)前普遍使用的核反應(yīng)堆的示意圖。下列說法正確的

是（）

A.核反應(yīng)堆內(nèi)核燃料發(fā)生核聚變

B.石墨起到吸收中子的作用

C.鎘棒起到使中子減速的作用

D.與相同功率的火電站相比，核電站所需原料少，造成污染小

【答案】D

【詳解】A.核反應(yīng)堆內(nèi)核燃料發(fā)生核裂變，故A錯(cuò)誤；

B.在反應(yīng)堆中，速度與熱運(yùn)動速度相當(dāng)?shù)闹凶幼钸m于引發(fā)裂變，而裂變產(chǎn)生的是速度很大的快中子，通

過在鈾棒周圍放置石墨來作為慢化劑，從而使快中子與與石墨中的原子核碰撞后能量減少，變?yōu)槁?/p>

子，故B錯(cuò)誤；

C.鎘吸收中子的能力很強(qiáng)，在鈾棒之間插進(jìn)一些鎘棒作為控制棒，從而達(dá)到調(diào)節(jié)中子數(shù)目以控制反應(yīng)速

度的目的，故C錯(cuò)誤；

D.與相同功率的火電站相比，核電站所需原料少，造成污染小，故D正確。

故選D。

7.（2022?江蘇省海頭高級中學(xué)二模）如圖是氮離子（He+）的能級圖。通常我們認(rèn)為可見光光子的能量在

1.64-3.19eV之間。按照這一標(biāo)準(zhǔn)，下列操作中丕能使處于基態(tài)的氨離子輻射可見光的是（）

A.用能量為48.36eV的光子照射時(shí)

B.用能量為52.89eV的光子照射時(shí)

C.用能量為53.89eV的電子轟擊時(shí)

D.用能量為56.45eV的電子轟擊時(shí)

【答案】A

【詳解】A.用能量為48.36eV的光子照射時(shí)，光子被全部吸收，氨離子躍遷到〃=3激發(fā)態(tài)，氨離子由

〃=3激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時(shí)，釋放的最小能量光子為7.56eV,不是可見光，故A正確；

BCD.用能量為52.89eV的光子照射時(shí)，光子被全部吸收，氨離子躍遷到九=6激發(fā)態(tài)，由圖可知，氨離

子由〃=6激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時(shí)，存在釋放光子為可見光光子5=4到〃=3）；用能量為53.89eV或能量

為56.45eV的電子轟擊時(shí)，氨離子可以吸收部分能量，可能躍遷到〃=6激發(fā)態(tài)，同理，可能輻射可見

光，故BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

8.（2022?湖北,模擬預(yù)測）如圖有關(guān)量子力學(xué)建立之初的幾個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，下列說法母送的是（）

A.普朗克為解釋圖甲的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了能量子的概念，被稱為“量子力學(xué)之父”

B.如圖乙，在光照下，電流表發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，則無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，都無法使電流表示數(shù)變

為零

C.康普頓依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，測量計(jì)算出普朗克常量，與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的值在誤差

允許的范圍內(nèi)是一致的

D.可以用圖丙中的原子特征譜線來做光譜分析

【答案】C

【詳解】A.普朗克為解釋圖甲的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了能量子的概念，被稱為“量子力學(xué)之父”，故A正

確，不符合題意；

B.如圖乙，在光照下，電流表發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，由圖可知接的正向電壓，則無論如何調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑

片，都無法使電流表示數(shù)變?yōu)榱?，故B正確，不符合題意；

C.密里根依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，測量計(jì)算出普朗克常量，與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的值在誤差

允許的范圍內(nèi)是一致的，故C錯(cuò)誤，符合題意；

D.每種原子都有自己的特征譜線，則可以用圖丙中的原子特征譜線來做光譜分析，故D正確，不符合題

意。

故選Co

9.（2022.山西.懷仁市第一中學(xué)校模擬預(yù)測）碳14是碳的一種放射性同位素，是通過宇宙射線撞擊空氣

中的氮14原子產(chǎn)生的，其半衰期為5730年，衰變后又轉(zhuǎn)變?yōu)榈?4。由于其不斷地產(chǎn)生、衰變使得大氣

中的碳14達(dá)到動態(tài)平衡，從而使大氣及活體生物中碳元素的碳14豐度（碳14原子占碳原子總數(shù)的百分

比）保持一個(gè)定值，而死亡的生物體中的碳14原子卻由于衰變而不斷減少，這就是碳14測定年代的原

理。根據(jù)以上描述，以下說法正確的是（）

A.碳14發(fā)生的衰變是a衰變

B.若某待測生物體樣本的碳14豐度為大氣的12.5%,則可判定該生物體死亡約17190年

C.衰變產(chǎn)生的氮14新核的質(zhì)量大于碳14的質(zhì)量

D.碳14的半衰期會受到環(huán)境溫度、濕度以及所處化學(xué)狀態(tài)（化合態(tài)或游離態(tài)）的影響

【答案】B

【詳解】A碳14衰變后又轉(zhuǎn)變?yōu)榈?4”，說明碳14發(fā)生的是4衰變，故A錯(cuò)誤；

B.生物體樣本的碳14豐度為大氣的12.5%,說明經(jīng)過了三個(gè)半衰期，即17190年，故B正確；

C.衰變過程核能釋放，質(zhì)量虧損，故C錯(cuò)誤；

D.衰變是原子核的變化，不會受環(huán)境溫度、濕度及化學(xué)狀態(tài)的影響，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

10.（2022?浙江?模擬預(yù)測）大量處于〃=5能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的a、b兩種單色光照射某光

電管的陰極時(shí)，測得遏止電壓之比為2:1,根據(jù)該信息下列說法正確的是（）

A.在同種介質(zhì)中，6光的傳播速度是。光的變倍

2

B.若b光是躍遷到n=3能級產(chǎn)生的，則a光可能是躍遷到n=4能級產(chǎn)生的

C.用同樣的裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，6光束的條紋間距是。光束的兩倍

D.當(dāng)兩種光從水中射向空氣時(shí)，a光的臨界角小于6光的臨界角

【答案】D

【詳解】A.遏止電壓是光電流為零時(shí)的最小反向電壓，根據(jù)動能定理可知

因測得遏止電壓之比為2:1,則a、b兩種單色光的頻率

在同種介質(zhì)中，頻率越大，拆射率越大，光速越小，因。光的頻率大，所以6光的傳播速度大于a光的傳

播速度，A錯(cuò)誤；

B.a光的頻率大，則。光的光子能量大于6光的光子能量，若6光是躍遷到w=3能級產(chǎn)生的，則。光躍

遷到比兀=3能級低才能產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)

。、6兩種單色光的頻率有匕＜2%,則b光的波長比。光波長的2倍小，由

可知b光束的條紋間距比a光束的條紋間距的2倍小，C錯(cuò)誤；

D.a光的頻率大，在同一種介質(zhì)中，其折射率大，根據(jù)

可知。光的臨界角小，D正確。

故選D。

二、多選題

11.（2022?江西景德鎮(zhèn)?二模）如圖所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于〃=3的激發(fā)態(tài)，原子在

向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子。若用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，則下列說法正確的

是（）

A.這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的光，其中從〃=3躍遷到〃=2所發(fā)出的光波長最長

B.這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的光，其中從〃=3躍遷到所發(fā)出的光頻率最高

C.金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為ll.lleV

D.金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為9.60eV

【答案】AD

【詳解】AB.這群氫原子能發(fā)出頻率不同的光子數(shù)為

據(jù)光子能量公式

可知，其中從〃=3躍遷到〃=2所發(fā)出的光子能量最小，波長最長，從力=3躍遷到所發(fā)出的光子能量

最大，頻率最高，A正確，B錯(cuò)誤；

CD.據(jù)光電效應(yīng)方程

從?=3躍遷到n=l所發(fā)出的光子能量最大，為12.09eV,代入解得金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能

最大值為

C錯(cuò)誤，D正確。

故選ADO

12.（2022?新疆,博樂市高級中學(xué)（華中師大一附中博樂分校）模擬預(yù)測）如圖，圖甲為氫原子的能級

圖，大量處于九=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率不同的大量光子，其中頻率最高的光子照射到圖乙

電路中光電管陰極K上時(shí)，電路中電流隨電壓變化的圖像如圖丙。下列說法正確的是（）

A.光電管陰極K金屬材料的逸出功為5.75eV

B,這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出3種頻率的光

C.若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片能使光電流為零，則可判斷圖乙中電源右側(cè)為負(fù)極

D.氫原子躍遷放出的光子中共有2種頻率的光子可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象

【答案】AC

【詳解】B.這些氫原子躍遷時(shí)共發(fā)出光的頻率種數(shù)為

故B錯(cuò)誤；

A.大量處于w=4激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷時(shí)，發(fā)出頻率最高的光子能量為

由圖丙可知遏止電壓為a=7V,設(shè)光電管陰極K金屬材料的逸出功為皿，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程以

及動能定理綜合可得

解得

故A正確；

C.若調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片能使光電流為零，說明光電管所加電壓為反向電壓，光電子受到電場力指向陰

極K,即電源正極與陰極K相連，則電源左側(cè)為正極，右側(cè)為負(fù)極，故C正確；

D.由能級圖可知，從〃=4到躍遷、從〃=3到躍遷、從w=2到片1躍遷時(shí)所放出光子的能量分

別為12.75eV、12.09eV,10.2eV,都大于死,而其余3種躍遷放出光子的能量都小于Wo,所以共有3

種頻率的光子可以使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。

故選ACo

13.(2022?福建省福州第一中學(xué)模擬預(yù)測)1899年，蘇聯(lián)物理學(xué)家列別捷夫首先從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“光射

到物體表面上時(shí)會產(chǎn)生壓力”，我們將光對物體單位面積的壓力叫壓強(qiáng)或光壓。已知頻率為丫的光子的

動量為｝,式中％為普朗克常量(/I=6.63X10-34J.S),c為光速(c=3xl08m/s),某激光器發(fā)出的激光功率

為P=1000W,該光束垂直射到某平整元件上，其光束截面積為S=1.00mm2,該激光的波長4=500nm下

列說法正確的有()

A.該激光器單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)可表示為學(xué)

he

B.該激光定能使金屬鴇(截止頻率為1.095X1015HZ)發(fā)生光電效應(yīng)

C.該激光不能使處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子(E2=-3.4eV=-5.44xl0-19J)電離

D.該光束可能產(chǎn)生的最大光壓約為6.67Pa

【答案】AC

【詳解】A.單位時(shí)間內(nèi)射到平整元件上的光能為

每個(gè)光子的能量為

則該激光器單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)

故A正確；

B.入射光的頻率為

入射光的頻率小于金屬鴇的截止頻率，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；

C.入射光子的能量

光子能量小于處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子的電離能，不能使其電離，故C正確；

D.對單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子，根據(jù)動量定理

根據(jù)以上分析可知

代入4=1,可得

故D錯(cuò)誤。

故選ACO

三、解答題

14.(2022?上海徐匯,三模)1945年7月16日，美國的第一顆原子彈在新墨西哥州的沙漠中試爆成功。

由于當(dāng)時(shí)美國對原子彈武器的細(xì)節(jié)都是絕對保密的，因此試爆后測量的各種數(shù)據(jù)都是不為人知的。到了

1947年，美國軍方只是公布了原子彈爆炸火球隨時(shí)間變化的照片，這些原子彈爆炸產(chǎn)生的蘑菇云照片在

當(dāng)時(shí)引起了人們極大的興趣，出現(xiàn)在世界各地的報(bào)紙和雜志上。

(1)該原子彈是以缽(瞿Pu)為核原料的，在中子的轟擊下，一種典型的核裂變產(chǎn)物是笳(；fXe)和

錯(cuò)(io'Zr),試寫出此核反應(yīng)方程；

(2)英國物理學(xué)家杰弗里?泰勒爵士通過對照片的分析，認(rèn)為原子彈爆炸火球的實(shí)時(shí)半徑/與時(shí)間爆

炸能量E以及空氣密度P有關(guān)。請你寫出夕會影響廠的理由，并指出當(dāng)夕增大時(shí)，廠將增大還是減小；

(3)接上問，如果認(rèn)為「只與f,E,2有關(guān)，可以得到：r=Cr'E7/,其中尤、，、z、C是無單位的

常數(shù).試求出X、＞、z的數(shù)值；

(4)接上問，我們假定常數(shù)C=l,取空氣密度o=1.2kg/nf。觀察圖片可得，當(dāng)f=0.025s時(shí)，火球半

徑約等于132m。已知1噸TNT當(dāng)量=4.2x109j,試估算該次核爆炸的當(dāng)量W。

711

【答案】⑴制Pu+》fi;；Xe+%Zr+4,；(2)見解析；(3)x=-,y=-,z=--；(4)1.83xl04

噸TNT當(dāng)量

【詳解】(1)根據(jù)反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得此核反應(yīng)方程為

(2)將空氣密度想象成空氣的“厚度”，那么空氣密度越大，空氣越“厚"，它會阻礙火球的傳播，因

此傳播了更短的距離后火球就停止前進(jìn)了，即空氣密度P增大時(shí)，廠將減??；

(3)半徑『的國際單位為m,時(shí)間f國際的單位為s,能量E的國際單位為kg-n?/s2,空氣密度夕的國

際單位為kg/n?,為了消去質(zhì)量的單位kg,則有

為了消去時(shí)間的單位，則有

如果認(rèn)為「只與E,。有關(guān)，則有

可得

結(jié)合

可得

(4)假定常數(shù)C=l,取空氣密度夕=1.2kg/n?。觀察圖片可得，當(dāng)r=0.025s時(shí)，火球半徑約等于

132m,則該次核爆炸的能量為

則有

可知該次核爆炸的當(dāng)量約為1.83xIO4噸TNT當(dāng)量。

15.(2022,北京?高考真題)利用物理模型對問題進(jìn)行分析，是重要的科學(xué)思維方法。

(1)某質(zhì)量為根的行星繞太陽運(yùn)動的軌跡為橢圓，在近日點(diǎn)速度為由在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度為也。求從近日點(diǎn)

到遠(yuǎn)日點(diǎn)過程中太陽對行星所做的功W；

(2)設(shè)行星與恒星的距離為心請根據(jù)開普勒第三定律(「=4)及向心力相關(guān)知識，證明恒星對行星

的作用力尸與廠的平方成反比；

(3)宇宙中某恒星質(zhì)量是太陽質(zhì)量的2倍，單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的能量是太陽的16倍。設(shè)想地球“流

浪"后繞此恒星公轉(zhuǎn)，且在新公轉(zhuǎn)軌道上的溫度與“流浪”前一樣。地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為刀，繞此

恒星公轉(zhuǎn)的周期為T2,求今。

【答案)(1)W=；⑵見解析；(3)*4&

【詳解】(1)根據(jù)動能定理有

(2)設(shè)行星繞恒星做勻速圓周運(yùn)動，行星的質(zhì)量為見運(yùn)動半徑為r,運(yùn)動速度大小為V。恒星對行星的

作用力F提供向心力，貝IJ

運(yùn)動周期

根據(jù)開普勒第三定律卜=腔人為常量，得

即恒星對行星的作用力尸與廠的平方成反比。

(3)假定恒星的能量輻射各向均勻，地球繞恒星做半徑為r的圓周運(yùn)動，恒星單位時(shí)間內(nèi)向外輻射的能

量為外。以恒星為球心，以「為半徑的球面上，單位面積單位時(shí)間接受到的輻射能量

設(shè)地球繞太陽公轉(zhuǎn)半