五年（2020-2024）高考物理真題分類匯編 專題12 近代物理（原卷版）

2020-2024年五年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題12近代物理1.考情分析考點要求考題統(tǒng)計近代物理2024?浙江?高考真題、2024?浙江?高考真題、2024?浙江?高考真題、2024?浙江?高考真題、2024?浙江?高考真題、2024?浙江?高考真題、2023?浙江?高考真題、2023?浙江?高考真題、2023?浙江?高考真題、2023?浙江?高考真題、2023?浙江?高考真題、2022?浙江?高考真題、2022?浙江?高考真題、2022?浙江?高考真題、2022?浙江?高考真題、2021?浙江?高考真題、2021?浙江?高考真題、2021?浙江?高考真題、2021?浙江?高考真題、2021?浙江?高考真題、2020?浙江?高考真題、2020?浙江?高考真題、2020?浙江?高考真題、2020?浙江?高考真題2.試題情境：醫(yī)用放射性核素、霓虹燈、氖管、光譜儀、原子鐘、威耳遜云室、射線測厚儀、原子彈、反應(yīng)堆與核電站、太陽、氫彈、環(huán)流器裝置等3.常見問題模型：光電效應(yīng)現(xiàn)象、光的波粒二象性、原子的核式結(jié)構(gòu)模型、氫原子光譜、原子的能級結(jié)構(gòu)、射線的危害與防護、原子核的結(jié)合能、核裂變反應(yīng)和核聚變反應(yīng)等3.命題方向：本章內(nèi)容在高考中屬于熱點問題。考試以選擇題為主，計算題中也可能涉及到，考向有①光電效應(yīng)與波粒二象性物質(zhì)波：光電效應(yīng)的規(guī)律、光電效應(yīng)的圖像問題、波粒二象性、物質(zhì)波②原子結(jié)構(gòu)與原子核核能：能級躍遷、核反應(yīng)式、半衰期、核能計算4.備考策略：在復習本章時，可以從以下幾個方面進行系統(tǒng)的學習和準備：①理解基本概念和規(guī)律：首先，深入理解光電效應(yīng)的定義及其產(chǎn)生的條件，即只有在入射光的頻率超過一定閾值時，物體才會發(fā)射出電子。其次，要熟悉光電效應(yīng)的基本規(guī)律，例如飽和電流的存在。接著，學習波粒二象性的概念，理解光同時具備波動性（如干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象）和粒子性（如光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)）。此外，物質(zhì)波的概念也非常重要，即所有運動的物體，無論是微觀粒子還是宏觀物體，都有對應(yīng)的波，且其波長與物體的動量成反比。②深入學習相關(guān)實驗和現(xiàn)象：研究歷史實驗，了解光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)過程以及它在當時物理學界引發(fā)的爭議，這將有助于深化對光電效應(yīng)本質(zhì)的理解。同時，通過分析光電效應(yīng)實驗中觀察到的現(xiàn)象，探究不同光線引發(fā)光電效應(yīng)的原因，以及不同金屬對同一光源反應(yīng)差異的內(nèi)在機制。③掌握數(shù)學表達式：記憶并理解光電效應(yīng)和物質(zhì)波相關(guān)的數(shù)學表達式，如愛因斯坦的光電效應(yīng)方程和德布羅意波長公式。通過解題練習，運用這些公式解決具體問題，從而提升解題技巧和計算能力。④聯(lián)系實際應(yīng)用：學習原子的模型，例如波爾模型，以理解電子的能級分布和躍遷過程。同時，了解原子核的組成，包括質(zhì)子和中子，以及核力的作用。最后，掌握核裂變和核聚變的基本概念，并探討它們在能源生產(chǎn)中的應(yīng)用及潛在風險。考點01近代物理1．（2024·浙江·高考真題）發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為，“玉兔二號”巡視器的核電池中钚238的衰變方程為型，下列正確的是（）A．核反應(yīng)方程中的X為B．衰變方程中的Y為C．中子的質(zhì)量數(shù)為零D．钚238的衰變吸收能量2．（2024·浙江·高考真題）如圖所示，金屬極板M受到紫外線照射會逸出光電子，最大速率為。正對M放置一金屬網(wǎng)N，在M、N之間加恒定電壓U。已知M、N間距為d（遠小于板長），電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，則（）A．M、N間距離增大時電子到達N的動能也增大B．只有沿x方向逸出的電子到達N時才有最大動能C．電子從M到N過程中y方向位移大小最大為D．M、N間加反向電壓時電流表示數(shù)恰好為零3．（2024·浙江·高考真題）已知氘核質(zhì)量為，氚核質(zhì)量為，氦核質(zhì)量為，中子質(zhì)量為，阿伏加德羅常數(shù)取，氘核摩爾質(zhì)量為，相當于。關(guān)于氘與氚聚變成氦，下列說法正確的是（）A．核反應(yīng)方程式為B．氘核的比結(jié)合能比氦核的大C．氘核與氚核的間距達到就能發(fā)生核聚變D．氘完全參與聚變釋放出能量的數(shù)量級為4．（2024·浙江·高考真題）氫原子光譜按頻率展開的譜線如圖所示，此四條譜線滿足巴耳末公式，n=3、4、5、6用和光進行如下實驗研究，則（）A．照射同一單縫衍射裝置，光的中央明條紋寬度寬B．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃磚，光的側(cè)移量小C．以相同功率發(fā)射的細光束，真空中單位長度上光的平均光子數(shù)多D．相同光強的光分別照射同一光電效應(yīng)裝置，光的飽和光電流小5．（2024·浙江·高考真題）（多選）下列說法正確的是（）A．相同溫度下，黑體吸收能力最強，但輻射能力最弱B．具有相同動能的中子和電子，其德布羅意波長相同C．電磁場是真實存在的物質(zhì)，電磁波具有動量和能量D．自然光經(jīng)玻璃表面反射后，透過偏振片觀察，轉(zhuǎn)動偏振片時可觀察到明暗變化6．（2024·浙江·高考真題）（多選）下列說法正確的是（）A．中子整體呈電中性但內(nèi)部有復雜結(jié)構(gòu)B．真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都相同C．增加接收電路的線圈匝數(shù)，可接收更高頻率的電臺信號D．分子間作用力從斥力變?yōu)橐Φ倪^程中，分子勢能先增加后減少7．（2023·浙江·高考真題）“玉兔二號”裝有核電池，不懼漫長寒冷的月夜。核電池將衰變釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能。的衰變方程為，則（）A．衰變方程中的X等于233 B．的穿透能力比γ射線強C．比的比結(jié)合能小 D．月夜的寒冷導致的半衰期變大8．（2023·浙江·高考真題）被譽為“中國天眼”的大口徑球面射電望遠鏡已發(fā)現(xiàn)660余顆新脈沖星，領(lǐng)先世界。天眼對距地球為L的天體進行觀測，其接收光子的橫截面半徑為R。若天體射向天眼的輻射光子中，有倍被天眼接收，天眼每秒接收到該天體發(fā)出的頻率為v的N個光子。普朗克常量為h，則該天體發(fā)射頻率為v光子的功率為（）A． B． C． D．9．（2023·浙江·高考真題）宇宙射線進入地球大氣層與大氣作用會產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14會產(chǎn)生以下核反應(yīng)：，產(chǎn)生的能自發(fā)進行衰變，其半衰期為5730年，利用碳14的衰變規(guī)律可推斷古木的年代．下列說法正確的是（）A．發(fā)生衰變的產(chǎn)物是B．衰變輻射出的電子來自于碳原子的核外電子C．近年來由于地球的溫室效應(yīng)，引起的半衰期發(fā)生微小變化D．若測得一古木樣品的含量為活體植物的，則該古木距今約為11460年10．（2023·浙江·高考真題）（多選）有一種新型光電效應(yīng)量子材料，其逸出功為W0。當紫外光照射該材料時，只產(chǎn)生動能和動量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L的觀測屏上形成干涉條紋，測得條紋間距為?x。已知電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h，光速為c，則（

）A．電子的動量 B．電子的動能C．光子的能量 D．光子的動量11．（2023·浙江·高考真題）（多選）氫原子從高能級向低能級躍遷時，會產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光I，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實驗裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是（）A．圖1中的對應(yīng)的是ⅠB．圖2中的干涉條紋對應(yīng)的是ⅡC．Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量D．P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大12．（2022·浙江·高考真題）如圖為氫原子的能級圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向低能級躍遷時放出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說法正確的是（）A．逸出光電子的最大初動能為10.80eVB．n=3躍遷到n=1放出的光子動量最大C．有3種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)D．用0.85eV的光子照射，氫原子躍遷到n=4激發(fā)態(tài)13．（2022·浙江·高考真題）（多選）秦山核電站生產(chǎn)的核反應(yīng)方程為，其產(chǎn)物的衰變方程為。下列說法正確的是（）A．X是 B．可以用作示蹤原子C．來自原子核外 D．經(jīng)過一個半衰期，10個將剩下5個14．（2022·浙江·高考真題）（多選）電子雙縫干涉實驗是近代證實物質(zhì)波存在的實驗。如圖所示，電子槍持續(xù)發(fā)射的電子動量為1.2×10-23kg·m/s，然后讓它們通過雙縫打到屏上。已知電子質(zhì)量取9.1×10-31kg，普朗克常量取6.6×10-34J·s，下列說法正確的是（）A．發(fā)射電子的動能約為8.0×10-15JB．發(fā)射電子的物質(zhì)波波長約為5.5×10-11mC．只有成對電子分別同時通過雙縫才能發(fā)生干涉D．如果電子是一個一個發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣15．（2022·浙江·高考真題）（多選）2021年12月15日秦山核電站迎來了安全發(fā)電30周年，核電站累計發(fā)電約6.9×1011kW·h，相當于減排二氧化碳六億多噸。為了提高能源利用率，核電站還將利用冷卻水給周圍居民供熱。下列說法正確的是（）A．秦山核電站利用的是核聚變釋放的能量B．秦山核電站發(fā)電使原子核虧損的質(zhì)量約為27.6kgC．核電站反應(yīng)堆中需要用鎘棒控制鏈式反應(yīng)的速度D．反應(yīng)堆中存在的核反應(yīng)16．（2021·浙江·高考真題）已知普朗克常量，電子的質(zhì)量為，一個電子和一滴直徑約為的油滴具有相同動能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數(shù)量級為（）（）A． B． C． D．17．（2021·浙江·高考真題）下列說法正確的是（）A．光的波動性是光子之間相互作用的結(jié)果B．玻爾第一次將“量子”入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念C．光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，證明了光子除了能量之外還具有動量D．α射線經(jīng)過置于空氣中帶正電驗電器金屬小球的上方，驗電器金屬箔的張角會變大18．（2021·浙江·高考真題）2020年12月我國科學家在量子計算領(lǐng)域取得了重大成果，構(gòu)建了一臺76個光子100個模式的量子計算機“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級計算機“富岳”快一百萬億倍。關(guān)于量子，下列說法正確的是（）A．是計算機運算的一種程序 B．表示運算速度的一個單位C．表示微觀世界的不連續(xù)性觀念 D．類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子19．（2021·浙江·高考真題）（多選）對四個核反應(yīng)方程（1）；（2）；（3）；（4）。下列說法正確的是（）A．（1）（2）式核反應(yīng)沒有釋放能量B．（1）（2）（3）式均是原子核衰變方程C．（3）式是人類第一次實現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程D．利用激光引發(fā)可控的（4）式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一20．（2021·浙江·高考真題）（多選）如圖所示是我國全超導托卡馬克核聚變實驗裝置。2018年11月，該裝置實現(xiàn)了1×108℃等離子體運行等多項重大突破，為未來和平利用聚變能量邁出了重要一步。關(guān)于核聚變，下列說法正確的是（）

A．聚變又叫熱核反應(yīng)B．太陽就是一個巨大的熱核反應(yīng)堆C．高溫能使原子核克服核力而聚變D．對相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變產(chǎn)能多21．（2020·浙江·高考真題）下列說法正確的是（）A．質(zhì)子的德布羅意波長與其動能成正比B．天然放射的三種射線，穿透能力最強的是射線C．光電效應(yīng)實驗中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)D．電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣說明電子具有波動性22．（2020·浙江·高考真題）下列說法正確的是（

）A．射線的穿透能力比射線強B．天然放射現(xiàn)象說明原子具有復雜的結(jié)構(gòu)C．核聚變中平均每個核子放出的能量比裂變中平均每個核子的小D．半衰期跟放射性元素以單質(zhì)或化合物形式存在無關(guān)23．（2020·浙江·高考真題）（多選）太陽輻射的總功率約為，其輻射的能量來自于聚變反應(yīng)。在聚變反應(yīng)中，一個質(zhì)量為（c為真空中的光速）的氘核（）和一個質(zhì)量為的氚核（）結(jié)合為一個質(zhì)量為的氦核（），并放出一個X粒子，同時釋放大約的能量。下列說法正確的是（）A．X粒子是質(zhì)子B．X粒子的質(zhì)量為C．太陽每秒因為輻射損失的質(zhì)量約為D．太陽每秒因為輻射損失的質(zhì)量約為24．（2020·浙江·高考真題）（多選）由玻爾原子模型求得氫原子能級如圖所示，已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，則（

）A．氫原子從高能級向低能級躍遷時可能輻射出射線B．氫原子從的能級向的能級躍遷時會輻射出紅外線C．處于能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線并發(fā)生電離D．大量氫原子從能級向低能級躍遷時可輻射出2種頻率的可見光考點01近代物理1．（2024·浙江·一模）下列四幅圖中的實驗現(xiàn)象能說明光具有粒子性的是（）A．光電效應(yīng)B．薄膜干涉C．光的偏振D．光的衍射2．（2024·浙江嘉興·二模）如圖所示的射線測厚儀采用放射性元素作為放射源，其發(fā)生β衰變的半衰期為6h。則該測厚儀（）A．衰變產(chǎn)物為B．衰變的原因是弱相互作用C．用于監(jiān)測與控制鋼板厚度的最佳選擇是β射線D．20g放射源經(jīng)12h后剩余物質(zhì)的質(zhì)量為5g3．（2024·浙江金華·三模）2024年4月5日全國首批“港澳藥械通”進口心臟起搏器在穗通關(guān)，這批心臟起搏器使用“氚電池”供電，氚電池能將氚核衰變產(chǎn)生的核能轉(zhuǎn)化為電能，氚核方程為，已知氚核發(fā)生衰變的半衰期為12.5年，當電池中氚的含量低于初始值的25%時便無法正常工作。下列說法正確的是（

）A．X粒子是來自原子的內(nèi)層電子B．起搏器所處環(huán)境的濕度、溫度可以改變氚的半衰期C．的比結(jié)合能比的比結(jié)合能小D．這種核能電池的壽命大約是35年4．（2024·浙江·二模）氫原子光譜按波長展開的譜線如圖甲所示，此譜線滿足巴耳末公式，…，圖乙為氫原子能級圖。普朗克常量約為，則（

）A．垂直入射到同一單縫衍射裝置，光的衍射中央亮條紋寬度小于B．氫原子從躍遷到能級時會輻射出γ射線C．氫原子從躍遷到與躍遷到產(chǎn)生光子的動量之比為286∶255D．在同一光電效應(yīng)裝置中，光照射產(chǎn)生的光電子初動能都大于光照射產(chǎn)生的光電子5．（2024·浙江·模擬預測）將放射性同位素氟-18（）注入人體參與人體的代謝過程，如圖甲所示，氟-18在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負電子相遇而湮滅并產(chǎn)生一對波長相等的光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的醫(yī)學圖像。氟-18的衰變規(guī)律如圖乙所示，其中縱坐標表示任意時刻放射性元素的原子數(shù)與的原子數(shù)之比，設(shè)正、負電子的質(zhì)量均為m，光速為c，普朗克常數(shù)為h。則（）A．氟-18衰變的方程為B．上述一對光子由氟-18直接產(chǎn)生并釋放C．上述一對光子波長為D．經(jīng)5小時人體內(nèi)氟-18的殘留量是初始時的33.3%6．（2024·浙江湖州·二模）用各種頻率的光照射兩種金屬材料得到遏止電壓Uc隨光的頻率ν變化的兩條圖線1、2，圖線上有P和Q兩點。下列說法正確的是（）A．圖線1、2一定平行B．圖線1對應(yīng)金屬材料的逸出功大C．照射同一金屬材料，用Q對應(yīng)的光比P對應(yīng)的光產(chǎn)生的飽和電流大D．照射同一金屬材料，用P對應(yīng)的光比Q對應(yīng)的光溢出的電子初動能大7．（2024·浙江寧波·二模）圖甲所示為氫原子的能級圖。一群處于第4能級的氫原子，會輻射出不同頻率的光，其中只有2種頻率的光a、b可以讓圖乙所示光電管的陰極K發(fā)生光電效應(yīng)。圖丙為a、b光單獨照射K時產(chǎn)生的光電流隨電壓變化的關(guān)系圖。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光的光子動量比b光的光子動量大B．用b光照射光電管時，逸出光電子的初動能都比a光照射時大C．用同一雙縫干涉裝置進行實驗，a光的干涉條紋間距小于b光的D．處于第2能級的氫原子可以吸收a光的光子并電離8．（2024·浙江寧波·二模）2023年8月，新一代“人造太陽”中國環(huán)流三號首次實現(xiàn)100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行，標志著我國在可控核聚變領(lǐng)域達到了國際領(lǐng)先水平。“人造太陽”內(nèi)部發(fā)生的一種核反應(yīng),其反應(yīng)方程為，已知的比結(jié)合能為，的比結(jié)合能為，的比結(jié)合能為，光在真空中的傳播速度為c。下列說法正確的是（）A．核反應(yīng)方程中X為B．的結(jié)合能為C．核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損可表示為D．半衰期為12.46年，現(xiàn)有100個氚原子核，經(jīng)過12.46年后剩下50個氚原子核9．（2024·浙江寧波·二模）斯特潘定律是熱力學中的一個著名定律，其內(nèi)容為：一個黑體表面單位面積輻射的功率與黑體本身的熱力學溫度T的四次方成正比，即，其中常量。假定太陽和地球都可以看成黑體，不考慮大氣層反射、吸收等因素，已知太陽表面平均溫度約為，地球表面平均溫度約為，已知日地距離約為。試估算太陽半徑（）A． B． C． D．10．（2024·浙江·三模）電子顯微鏡經(jīng)過五十多年的發(fā)展，已經(jīng)成為現(xiàn)代科學技術(shù)中不可缺少的重要工具。在電子顯微鏡中，電子束取代了光束用來“照射”被觀測物體。已知可見光的波長為，由于光的衍射限制了顯微鏡的分辨率，光學顯微鏡的極限分辨率是。某透射式電子顯微鏡，電子加速電壓為，電子的質(zhì)量為。已知普朗克常量，若該電子顯微鏡和光學顯微鏡的孔徑相同，不考慮相對論效應(yīng)。該電子顯微鏡的分辨率大約是光學顯微鏡的（）A．倍 B．倍 C．10倍 D．0.1倍11．（2024·浙江·一模）如圖所示，甲圖是光電管中光電流與電壓關(guān)系圖像，乙圖是放射性元素氡的質(zhì)量和初始時質(zhì)量比值與時間之間的關(guān)系圖像，丙圖是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間的關(guān)系圖像，丁圖是c、d兩種金屬遏止電壓與入射光頻率之間的關(guān)系圖像，下列判斷正確的是（

）A．甲圖，a光的光子能量小于b光的光子能量B．乙圖，每過3.8天反應(yīng)堆的質(zhì)量就減少一半C．丙圖，核子平均質(zhì)量比核子平均質(zhì)量小約D．丁圖，用a光照射c、d金屬，若c能發(fā)生光電效應(yīng)，則d也一定可以12．（2024·浙江·三模）如圖所示，在真空中有一個折射率為、半徑為r的均質(zhì)小球，頻率為ν的細激光束在真空中沿直線BC傳播，BC與小球球心O的距離，光束經(jīng)C點折射進入小球，并于D點出射。已知普朗克常數(shù)為h，，則在兩次折射過程中一個光子對小球平均作用力大小為（）A．B．C．D．13．（2024·浙江金華·三模）在玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論中，氫原子由高能級向低能級躍遷時能發(fā)出一系列不同頻率的光，波長可以用巴爾末里德伯公式來計算，式中為波長，R為里德伯常量，n、k