專題18 近代物理（練習(xí)）（原卷版）-2024年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測(cè)（新教材新高考）

專題18近代物理目錄01近代物理 2考向一光電效應(yīng)與波粒二象性物質(zhì)波 2考向二原子結(jié)構(gòu)與原子核核能 601近代物理考向一光電效應(yīng)與波粒二象性物質(zhì)波1．（2023·遼寧·高考真題）原子處于磁場(chǎng)中，某些能級(jí)會(huì)發(fā)生劈裂。某種原子能級(jí)劈裂前后的部分能級(jí)圖如圖所示，相應(yīng)能級(jí)躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ek，則（）

A．①和③的能量相等B．②的頻率大于④的頻率C．用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D．用④照射該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能小于Ek2．（2022·全國(guó)·高考真題）一點(diǎn)光源以113W的功率向周?chē)蟹较蚓鶆虻剌椛洳ㄩL(zhǎng)約為6×10-7m的光，在離點(diǎn)光源距離為R處每秒垂直通過(guò)每平方米的光子數(shù)為3×1014個(gè)。普朗克常量為h=6.63×10-34Js。R約為（

）A．1×102m B．3×102m C．6×102m D．9×102m3．（2022·浙江·高考真題）如圖為氫原子的能級(jí)圖。大量氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說(shuō)法正確的是（）A．逸出光電子的最大初動(dòng)能為10.80eVB．n=3躍遷到n=1放出的光子動(dòng)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)4．（2022·浙江·高考真題）（多選）電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是近代證實(shí)物質(zhì)波存在的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，電子槍持續(xù)發(fā)射的電子動(dòng)量為1.2×10-23kg·m/s，然后讓它們通過(guò)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(shuō)法正確的是（）A．發(fā)射電子的動(dòng)能約為8.0×10-15JB．發(fā)射電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)約為5.5×10-11mC．只有成對(duì)電子分別同時(shí)通過(guò)雙縫才能發(fā)生干涉D．如果電子是一個(gè)一個(gè)發(fā)射的，仍能得到干涉圖樣5．（2021·江蘇·高考真題）如圖所示，分別用1、2兩種材料作K極進(jìn)行光電效應(yīng)探究，其截止頻率，保持入射光不變，則光電子到達(dá)A極時(shí)動(dòng)能的最大值隨電壓U變化關(guān)系的圖像是（）A．B．C．D．6．（2021·浙江·高考真題）已知普朗克常量，電子的質(zhì)量為，一個(gè)電子和一滴直徑約為的油滴具有相同動(dòng)能，則電子與油滴的德布羅意波長(zhǎng)之比的數(shù)量級(jí)為（）（）A． B． C． D．7．（2023·江蘇·高考真題）“夸父一號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星可以觀測(cè)太陽(yáng)輻射的硬X射線。硬X射線是波長(zhǎng)很短的光子，設(shè)波長(zhǎng)為。若太陽(yáng)均勻地向各個(gè)方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測(cè)儀鏡頭正對(duì)著太陽(yáng)，每秒接收到N個(gè)該種光子。已知探測(cè)儀鏡頭面積為S，衛(wèi)星離太陽(yáng)中心的距離為R，普朗克常量為h，光速為c，求：（1）每個(gè)光子的動(dòng)量p和能量E；（2）太陽(yáng)輻射硬X射線的總功率P。8．（2024·浙江金華·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）（多選）光電倍增管是檢測(cè)微弱光信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換元件，具有極高的靈敏度和超快的時(shí)間響應(yīng)。管內(nèi)除光電陰極和陽(yáng)極外，兩極間還放置多個(gè)倍增電極。使用時(shí)相鄰兩倍增電極間均加有電壓，以此來(lái)加速電子。如圖所示，光電陰極受光照后釋放出光電子，在電場(chǎng)作用下射向第一倍增電極，引起電子的二次發(fā)射，激發(fā)出更多的電子，然后在電場(chǎng)作用下飛向下一個(gè)倍增電極，又激發(fā)出更多的電子，如此電子數(shù)不斷倍增，使得光電倍增管的靈敏度比普通光電管要高得多，可用來(lái)檢測(cè)微弱光信號(hào)。下列說(shuō)法正確的是（

）A．光電倍增管正常工作時(shí)，每個(gè)極板都發(fā)生了光電效應(yīng)B．光電倍增管中增值的能量來(lái)源于相鄰兩個(gè)倍增電極間的加速電場(chǎng)C．圖中四塊極板的電勢(shì)為D．每個(gè)光電倍增管都適用于檢測(cè)各種頻率的光9．（2024·吉林·統(tǒng)考一模）如圖，真空中足夠大的鋁板M與金屬板N平行放置，通過(guò)電流表與電壓可調(diào)的電源相連。一束波長(zhǎng)。的紫外光持續(xù)照射到M上，光電子向各個(gè)方向逸出。已知鋁的逸出功，光速，普朗克常量。（1）求光電子的最大初動(dòng)能（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；（2）調(diào)節(jié)電壓使電流表的示數(shù)減小到0時(shí)，M、N間的電壓為；當(dāng)電壓為時(shí)，求能到達(dá)N的光電子中，初速度與M之間夾角的最小值?？枷蚨咏Y(jié)構(gòu)與原子核核能10．（2023·河北·高考真題）2022年8月30日，國(guó)家航天局正式發(fā)布了“羲和號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星國(guó)際上首次在軌獲取的太陽(yáng)譜線精細(xì)結(jié)構(gòu)。是氫原子巴耳末系中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的譜線，其對(duì)應(yīng)的能級(jí)躍遷過(guò)程為（）A．從躍遷到 B．從躍遷到C．從躍遷到 D．從躍遷到11．（2023·重慶·高考真題）原子核可以經(jīng)過(guò)多次α和β衰變成為穩(wěn)定的原子核，在該過(guò)程中，可能發(fā)生的β衰變是（）A．B．C．D．12．（2023·山東·高考真題）“夢(mèng)天號(hào)”實(shí)驗(yàn)艙攜帶世界首套可相互比對(duì)的冷原子鐘組發(fā)射升空，對(duì)提升我國(guó)導(dǎo)航定位、深空探測(cè)等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級(jí)體系，原子吸收頻率為的光子從基態(tài)能級(jí)I躍遷至激發(fā)態(tài)能級(jí)Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級(jí)2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級(jí)1，實(shí)現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率為（

）

A． B． C． D．13．（2023·湖北·高考真題）2022年10月，我國(guó)自主研發(fā)的“夸父一號(hào)”太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽(yáng)望遠(yuǎn)鏡可用于探測(cè)波長(zhǎng)為的氫原子譜線（對(duì)應(yīng)的光子能量為）。根據(jù)如圖所示的氫原子能級(jí)圖，可知此譜線來(lái)源于太陽(yáng)中氫原子（

）

A．和能級(jí)之間的躍遷 B．和能級(jí)之間的躍遷C．和能級(jí)之間的躍遷 D．和能級(jí)之間的躍遷14．（2023·湖南·高考真題）2023年4月13日，中國(guó)“人造太陽(yáng)”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置創(chuàng)下新紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，為可控核聚變的最終實(shí)現(xiàn)又向前邁出了重要的一步，下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是（

）A．相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多B．氘氚核聚變的核反應(yīng)方程為C．核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235D．核聚變反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有質(zhì)量虧損15．（2023·浙江·高考真題）宇宙射線進(jìn)入地球大氣層與大氣作用會(huì)產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14會(huì)產(chǎn)生以下核反應(yīng)：，產(chǎn)生的能自發(fā)進(jìn)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(shuō)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(lái)自于碳原子的核外電子C．近年來(lái)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(cè)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16．（2023·福建·高考真題）福建福清核電站采用我國(guó)完全自主研發(fā)的“華龍一號(hào)”反應(yīng)堆技術(shù)，建設(shè)了安全級(jí)別世界最高的機(jī)組。機(jī)組利用235U核裂變釋放的能量發(fā)電，典型的核反應(yīng)方程為，則A=；Z=；若核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量虧損1g，釋放的能量為J。（光速大小取3.0×108m/s）17．（2022·全國(guó)·高考真題）兩種放射性元素的半衰期分別為和，在時(shí)刻這兩種元素的原子核總數(shù)為N，在時(shí)刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為，則在時(shí)刻，尚未衰變的原子核總數(shù)為（）A． B． C． D．18．（2022·天津·高考真題）從夸父逐日到羲和探日，中華民族對(duì)太陽(yáng)的求知探索從未停歇。2021年10月，我國(guó)第一顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”順利升空。太陽(yáng)的能量由核反應(yīng)提供，其中一種反應(yīng)序列包含核反應(yīng)：，下列說(shuō)法正確的是（

）A．X是中子 B．該反應(yīng)有質(zhì)量虧損C．比的質(zhì)子數(shù)多 D．該反應(yīng)是裂變反應(yīng)19．（2022·福建·高考真題）2011年3月，日本發(fā)生的大地震造成了福島核電站核泄漏。在泄露的污染物中含有大量放射性元素，其衰變方程為，半衰期為8天，已知，，，則下列說(shuō)法正確的是（）A．衰變產(chǎn)生的射線來(lái)自于原子的核外電子B．該反應(yīng)前后質(zhì)量虧損C．放射性元素發(fā)生的衰變?yōu)樗プ僁．經(jīng)過(guò)16天，75%的原子核發(fā)生了衰變20．（2022·遼寧·高考真題）2022年1月，中國(guó)錦屏深地實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了首個(gè)核天體物理研究實(shí)驗(yàn)成果。表明我國(guó)核天體物理研究已經(jīng)躋身國(guó)際先進(jìn)行列。實(shí)驗(yàn)中所用核反應(yīng)方程為，已知、、的質(zhì)量分別為，真空中的光速為c，該反應(yīng)中釋放的能量為E。下列說(shuō)法正確的是（

）A．X為氘核 B．X為氚核C． D．21．（2022·湖北·高考真題）上世紀(jì)四十年代初，我國(guó)科學(xué)家王淦昌先生首先提出證明中微子存在的實(shí)驗(yàn)方案：如果靜止原子核俘獲核外K層電子e，可生成一個(gè)新原子核X，并放出中微子νe，即。根據(jù)核反應(yīng)后原子核X的動(dòng)能和動(dòng)量，可以間接測(cè)量中微子的能量和動(dòng)量，進(jìn)而確定中微子的存在。下列說(shuō)法正確的是（）A．原子核X是 B．核反應(yīng)前后的總質(zhì)子數(shù)不變C．核反應(yīng)前后總質(zhì)量數(shù)不同 D．中微子的電荷量與電子的相同22．（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(shuō)法正確的是（）A．X是 B．可以用作示蹤原子C．來(lái)自原子核外 D．經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期，10個(gè)將剩下5個(gè)23．（2022·浙江·高考真題）（多選）2021年12月15日秦山核電站迎來(lái)了安全發(fā)電30周年，核電站累計(jì)發(fā)電約6.9×1011kW·h，相當(dāng)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?chē)用窆帷Ｏ铝姓f(shuō)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?zhǔn)椒磻?yīng)的速度D．反應(yīng)堆中存在的核反應(yīng)24．（2021·全國(guó)·高考真題）醫(yī)學(xué)治療中常用放射性核素產(chǎn)生射線，而是由半衰期相對(duì)較長(zhǎng)的衰變產(chǎn)生的。對(duì)于質(zhì)量為的，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后剩余的質(zhì)量為m，其圖線如圖所示。從圖中可以得到的半衰期為（）A． B． C． D．25．（2021·全國(guó)·高考真題）如圖，一個(gè)原子核X經(jīng)圖中所示的一系列、衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過(guò)程中放射出電子的總個(gè)數(shù)為（）A．6 B．8 C．10 D．1426．（2021·重慶·高考真題）放射性元素會(huì)衰變?yōu)榉€(wěn)定的，半衰期約為，可以用于檢測(cè)人體的甲狀腺對(duì)碘的吸收。若某時(shí)刻與的原子數(shù)量之比為，則通過(guò)后與的質(zhì)量之比（）A． B． C． D．27．（2021·海南·高考真題）1932年，考克饒夫和瓦爾頓用質(zhì)子加速器進(jìn)行人工核蛻變實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了質(zhì)能關(guān)系的正確性。在實(shí)驗(yàn)中，鋰原子核俘獲一個(gè)質(zhì)子后成為不穩(wěn)定的鈹原子核，隨后又蛻變?yōu)閮蓚€(gè)原子核，核反應(yīng)方程為。已知、、X的質(zhì)量分別為、、，光在真空中的傳播速度為c，則在該核反應(yīng)中（）A．質(zhì)量虧損B．釋放的核能C．鈹原子核內(nèi)的中子數(shù)是5D．X表示的是氚原子核28．（2021·湖北·高考真題）20世紀(jì)60年代，我國(guó)以國(guó)防為主的尖端科技取得了突破性的發(fā)展。1964年，我國(guó)第一顆原子彈試爆成功；1967年，我國(guó)第一顆氫彈試爆成功。關(guān)于原子彈和氫彈，下列說(shuō)法正確的是（）A．原子彈和氫彈都是根據(jù)核裂變?cè)硌兄频腂．原子彈和氫彈都是根據(jù)核聚變?cè)硌兄频腃．原子彈是根據(jù)核裂變?cè)硌兄频?，氫彈是根?jù)核聚變?cè)硌兄频腄．原子彈是根據(jù)核聚變?cè)硌兄频?，氫彈是根?jù)核裂變?cè)硌兄频?9．（2021·山東·高考真題）在測(cè)定年代較近的湖泊沉積物形成年份時(shí)，常利用沉積物中半衰期較短的，其衰變方程為。以下說(shuō)法正確的是（）A．衰變方程中的X是電子B．升高溫度可以加快的衰變C．與的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損D．方程中的X來(lái)自于內(nèi)質(zhì)子向中子的轉(zhuǎn)化30．（2021·廣東·高考真題）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26，鋁26的半衰期為72萬(wàn)年，其衰變方程為，下列說(shuō)法正確的是（）A．Y是氦核B．Y是質(zhì)子C．再經(jīng)過(guò)72萬(wàn)年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半D．再經(jīng)過(guò)144萬(wàn)年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變31．（2021·河北·高考真題）銀河系中存在大量的鋁同位素，核衰變的衰變方程為，測(cè)得核的半衰期為72萬(wàn)年，下列說(shuō)法正確的是（）A．核的質(zhì)量等于核的質(zhì)量B．核的中子數(shù)大于核的中子數(shù)C．將鋁同位素放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D．銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素將在144萬(wàn)年后全部衰變?yōu)?2．（2021·湖南·高考真題）核廢料具有很強(qiáng)的放射性，需要妥善處理。下列說(shuō)法正確的是（）A．放射性元素經(jīng)過(guò)兩個(gè)完整的半衰期后，將完全衰變殆盡B．原子核衰變時(shí)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不守恒C．改變壓力、溫度或濃度，將改變放射性元素的半衰期D．過(guò)量放射性輻射對(duì)人體組織有破壞作用，但輻射強(qiáng)度在安全劑量?jī)?nèi)則沒(méi)有傷害33．（2021·浙江·高考真題）（多選）對(duì)四個(gè)核反應(yīng)方程（1）；（2）；（3）；（4）。下列說(shuō)法正確的是（）A．（1）（2）式核反應(yīng)沒(méi)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(shí)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)之一34．（2021·浙江·高考真題）（多選）如圖所示是我國(guó)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。2018年11月，該裝置實(shí)現(xiàn)了1×108℃等離子體運(yùn)行等多項(xiàng)重大突破，為未來(lái)和平利用聚變能量邁出了重要一步。關(guān)于核聚變，下列說(shuō)法正確的是（）

A．聚變又叫熱核反應(yīng)B．太陽(yáng)就是一個(gè)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(duì)相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變產(chǎn)能多35．（2024·貴州·統(tǒng)考一模）我國(guó)科研人員及合作者首次合成了新原子核。原子核存在一種衰變鏈，其中第1次由衰變成原子核，第2次由衰變成原子核。下列說(shuō)法正確的是（）A．兩次均為衰變B．兩次均為衰變C．第1次為衰