创新示范卷16 近代物理（含答题卡）-【创新教程】2025年高考物理总复习大一轮创新示范卷（人教版 新教材）

《喜善能联) 创新示范卷（十六） 第十五章 近代物理 (90分钟 100分) 一、单项选择题（本题共10小题，每小题4分，共 5730年，衰变方程为C→：N十X.下列说法正 金 40分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符 确的是 合题目要求的) A.C发生的是a衰变 1.黑洞是黑体的一种，关于黑体，下列说法正确 B.“C衰变时电荷数守恒，但质量数不守恒 的是 C.“C的半衰期不会受到阳光、温度、气候变化 A.外表面涂成黑色的物体就是黑体 等自然环境因索的影响 B.黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐 D.一定质量的C经过5730年原子核有半数发生 射电磁波 斗 衰变，再过5730年原子核全部发生衰变 C.空腔壁上开很小的孔，射入孔的电磁波最终 4.如图，①、②两条线表示α粒子散射实验中某两 不能从空腔射出，这个小孔就成了黑体 个a粒子运动的轨迹，则沿轨迹③射向原子核 D,玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公 的α粒子经过原子核附近后可能的运动轨迹为 式，提出了能量子的假说 2.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是 ① 御 ③ A.有的光是波，有的光是粒子 ② 原于楼 B.光子与电子是同样的一种粒子 C,光的波长越长，其波动性越显著：波长越短， A.a B. C.c D.d 其粒子性越显著 5.2023年诺贝尔物理学奖颁给了对“阿秒脉冲光” D.实物粒子没有波动性 研究有突出贡献的三位物理学家，1阿秒为 3.2023年6月9日，年度文化和自然遗产日湖南 10"秒.若某脉冲光的总能量为4×10J,频 主场城市活动在长沙王陵考古遗址公园举行， 率为5×105Hz,已知普朗克常量h=6.63× 汉代长沙王陵墓群考古项目负责人发布了十年 10J·s,则该脉冲光中的光子数约为(） 考古新成果.现代考古学常根据文物中“C的含 A.10个 B.10个 量来测定文物的年代，已知“C的半衰期为 C.10"个 D.10个 16-1 6.如图为氢原子的能级图，现 EleV 9.氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能 0 -0.B5 有大量的氢原子处于n=4 -1.51 级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种 2 -3.10 的激发态，当它们自发地跃 不同频率的光，其中只有频率为y。、%两种光可 -13.6 迁到较低能级时 让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应，分 A.能辐射出6种不同频率的光子 别用频率为。、的两个光源照射光电管阴极 B.能辐射出4种不同频率的光子 K,测得光电流随电压变化的图像如图丙所示. C.由n=4直接跃迁到n=1时辐射出的光子的 下列说法中正确的是 频率最低 EleV -0 0.85 D.由n=4直接跃迁到n=2时辐射出的光子不 -1.51 -3.4 可使逸出功为2.25V的金属钾发生光电 -13.6 电源 UaU O U 效应 甲 乙 内 7.核废水含有氚、锶一90、铯一137、碘一129等放 A.a光的波长小于b光的波长 射性元素，其中Cs一137是最具危害的放射性 B.a、b两种光源相比，a光源照射光电管阴极K 元素，其衰变方程为Cs→Ba十。，e,Cs的半 单位时间发出的光电子数较多 ( C.通过微安表的电流方向由上到下 衰期约为30年，下列说法正确的是 D.滑片P在最左端时微安表的示数一定为零 A,衰变方程中的电子是来自铯的核外电子 10.如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置： B.经过60年后，废水中的铯会衰变完 乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表 C.排放到海水中，可以改变色的衰变快慢 与电压表读数之间的关系曲线：丙图为氢原子 D.Ba的比结合能比Cs大 的能级图：下面表格给出了儿种金属的逸出功 8.核废水即使经处理，还是含有氚、锶一90、绝 和截止频率.以下说法正确的是 137、碘一129等放射性元素.其中%Sr半衰期为 窗可 30年，它能通过3衰变变为新核，用X表示新核 Nev 的元素符号，下列有关说法错误的是( -151 -10 A.锶发生3衰变时，产生的B射线不能穿透几 13.6 厘米厚的铅板 几种金属的逸出功和截止频率 B.锶发生3衰变的方程为Sr→X十”e 金属 W。/ev y./(×10Hz) C.10个锶核发生3衰变时，经过30年，一定还 钠 2.29 5.53 有5个锶核未发生衰变 钾 2.25 5.44 D.新核X的比结合能比Sr大 铷 2.13 5.15 16-2 A.若b光为绿光，c光可能是紫光 C.该钟激光的光子的动量为P=是 B.b光的光照强度一定大于c光的光照强度 D.该钟激光可以让截止频率为，二的金属材料 C.若b光光子能量为2.79eV,用它照射由金 属铷构成的阴极，产生的大量具有最大初动 发生光电效应 能的光电子去轰击大量处于=3激发态的 12.如图所示是利用光电管研 究光电效应的实验原理 静止的氢原子，一定可以产生6种不同频率 图，用一定强度的某频率 的光 的可见光照射光电管的阴 D.若b光光子能量为2.81eV,用它直接照射 极K,电流表中有电流通过，则 大量处于n=2激发态的氢原子，可以产生 A.若将滑动变阻器的滑动触头置于b端，电流 6种不同频率的光 表中一定有电流通过 二、多项选择题（本题共5小题，每小题6分，共30 B.若改用紫外线照射阴极K,电流表中一定有 分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 电流通过 要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有 C.若将电源反接，光电管中可能有电流通过 选错的得0分) D.若减小可见光的光照强度，电流表中一定无 11.“梦天号”实验舱携带 2 电流通过 世界首套可相互比对 钟做光 13如图所示，匀强磁场磁感·· R 的冷原子钟组发射升 应强度为B,一静止的··一 空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具 U核在匀强磁场中发生a 有重要意义.如图所示为某原子钟工作的四能 衰变，a粒子与新核运动：： 级体系，原子吸收波长为入。的光子从基态能 轨迹为两个圆周。已知小圆和大圆半径分别 级【跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出波 为R,和R,。电子所带电荷量为e,a粒子与新 长为入，的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并 核的核子平均质量为m。,衰变过程中释放的 在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实 核能全部转化为动能。下列说法正确的是 现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出波长为 A.小圆为α粒子的运动轨迹 入，的光子回到基态.下列说法正确的是 119eB'R2 B.衰变过程中释放的核能为 2347m A.该原子钟产生的钟激光的波长，=入一入，一 C.R2=45R B.该钟激光的光子的能量e= 入 D.a粒子和反冲核的运动周期之比为 117 16-3 14.天然放射性元素镭放出的a粒子动能约为 三、非选择题（本题共3小题，共30分） E=4.793MeV,用a粒子轰击氮原子核，核 16.(10分)人眼对绿光最为敏感.现有一个绿光 反应可能不止有一种，比如：①He+“N”O 光源以大小为P。的功率均匀地向各个方向发 +H:②，He+N→。F+n等，可以通过计 射波长为入的绿光，人站在离光源为L的地 算判断其是否有可能发生，已知：各原子核的 方，人眼瞳孔的直径为d,不计空气对光的吸 相对原子质量如表所示，其中1u的质量对应 收，普朗克常量为，真空中光速为，球体表 931.5MeV的能量，下列关于第②种核反应的 面积公式为S=4πr2. 说法中正确的是 ( (1)绿光光子的能量e为多大？单位时间内绿 光源发射的光子数N为多少？ He N F an (2)单位时间内进入人眼的光子数n又为 M= M= M= M1= 多少？ 4.002603u14.003074u17.002095u1.008665u A.第②种核反应为放能反应，一次核反应放出 的能量约为4.735MeV B.第②种核反应为吸能反应，一次核反应吸收 的能量约为4.735MeV C.用该a粒子(E=4.793MeV)轰击静止的 靶核(；“N),可能发生第②种核反应 D.若用E=6.173MeV的a粒子轰击静止 的靶核(N),可能发生第②种核反应 15.如图甲为氢原子光谱，图乙为氢原子能级图. 已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV 之间，普朗克常量h=6.63×10-4J·s,电子 电荷量e=1.6×10”C,则 EeV -5d 45 Amm410.29434.1748627 656.47 2 -1.51 31 I:H Ha H. -13.6 A.H,对应光子的能量比H。大 B.图甲所示的四条谱线均对应可见光 C.H谱线对应的跃迁是氢原子从n=5能级 跃迁到n=2能级 D.H对应光子的能量约为10.2eV 16-4 17.(10分)我国中微子探测激光线 (2)若每入射N个光子会产生1个光电子，所 实验利用光电管把光信 有的光电子都能到达A,求回路的电流1. At 号转换为电信号。如图 其空 © 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￥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W。,普朗克常量为h,电子电荷量为心， (1)求光电子到达A时的最大动能Em: 16-5 创新示范卷（十六》 (物理)答题卡 姓 名 雅考证号 条形码粘贴这（居巾） 缺考 注意事项 填涂样例 1.答题前，考生先将白己的姓名准考证号填写清楚，并认真在栽定位置贴 正确功涂 奸条形码。 违纪 2.选泽题必须使用2B铅笔填涂：非选择题必须使用和.5毫米及以上黑色字 迹的鉴宁笔书写，要求宁体工整，笔迹清楚。 错误填涂 口 3严格按照题号在相应的答题区域内作答，超山答题区域书写的答案尤效。 ☑×☒) 4.保持卡面清洁，不装订，不要折叠，不要破损 选择题 (共70分，1~10小题，每小题4分，11一15小题，每小题6分) 正确填涂 请在各题目 IABCD 2ABCD 3AEC回 4 ABCD 5AB回D 6ABCD 7ABCD 8AB回回 9A回gD 10 A BC D 11ABCD 12 A BCD 13 ABCD 14A回GD 15ABC回 区 非选择题 (需用0.5毫米黑色签字笔书写) (共30分) 内作答 16.(10分) ,超出边框的答案无效 请在各题日的答题区域内作答，超出边框的答案无效 物理答题卡（十六）第1页（共2页） 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 17.(10分) 激光线 At 空 © 0 18.(10分) 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 物理答题卡（十六）第2页（共2页） 18.(10分)山东海阳核电站一期工程建设了两台125 (2)求出一个轴核裂变放出的能量； 万千瓦的AP1000三代核电机组.如果轴235在中 (3)若轴矿石的浓度为3%，一期工程投产发电 子的轰击下裂变为Sr和Xe,质量mu= 后，一年将消耗多少吨铀矿石？（阿伏加德罗 235.0439u.m.=1.0087u,1,=89.9077u,mx 常数N=6.02×10mol1) =135.9072u. (1)写出裂变方程： 16-6高考总复习·物理 (3)油酸未完全散开,则S测量值偏小,则直径测量 17.解析:(1)对活塞受力分析,由平衡条件得)。S+Mg 值偏大,选项A正确;计算油膜面积时,将所有不足1 -S. 格的方格记作1格,则S测量值偏大,则直径测量值 偏小,选项B错误;计算油膜面积时,含去了所有不 足1格的方格,则S测量值偏小,则直径测量值偏 (2)第一次充完气,对充进部分的气体研究,有p 大,选项C正确. (351)-(S):). 答案:(1D④②①③ (2)5×10-40 1×10-* (3)AC 解得1一45; 15.解析:(1)杯内封闭气体发生等容变化,由查理定律 (3)活塞与汽缸刚好卡住时,有n-H-h-30次 则充气的30次气体做等压变化,后15次做等容变 将T,-300K、T。-330K代入解得暴晒后杯内空气 化,有p(15h+H)S=HS. 的压强/-1.1×10Pa. 解得P2-2po. (2)设杯内体积为V,盖子打开时杯内空气可视为发 答案:(1)o/(2H()20 生等温膨胀,由玻意耳定律有)V一poV. 因此盖子重新盖上后杯内剩余的空气质量与原来杯 18.解析:(1)对汽缸受力分析,变化前有Mg十poS 内的空气质量之比等于 ###0 S. 变化后有Mg+p。S-'S. 可知p一p', 答案:(1)1.1×10Pa 则可知,环境温度由:缓慢升高到T。过程中,汽缸 16.解析:(1)氢气罐体积V-50L.压强-2.0×10 内气体压强不变。 Pa,每个气球充满气的体积V。一10L,压强p。= (2)以汽缸为研究对象,根据平衡条件可知Mg十力oS -S. 1.0×10{*}Pa,由玻意耳定律可得 pV=o(nV。+V). 解得/-1.1×10Pa. 可得n-995. 气体升温膨胀过程为等压过程,由盖一吕萨克定律有 VoVo+Sh 所以每个氛气罐可以充气球995个; #1# 0-# (2)在地面,V。-10L,压强)。-1.0×10Pa,温度 为T。-300K,到达2000m高空时, 解得T.-300K. V.=15L,温度为T.一288K,由理想气体状态方程 (3)由热力学第一定律可知△U一W十Q oVV 气体膨胀对外做功,则可得W一-/Sh一-11J. T。 所以气体需要向外界吸收热量Q一36J. 解得/-0.64×10Pa. 答案:(1)不变,原因见解析; 答案:(1)995个(2)0.64×10Pa ($2) -1.1$10Pa,T-300K;(3)Q-36$ 创新示范卷(十六) 选择题答案速查 题号 10 11 12 13 14 15 答案 B B BC ABC BC BD AB 1.C [黑体是能吸收入射的各种波长的电磁波而不发 误;光的波长越长,即波动性越显著,光的波长越短, 生反射的物体,故A、B错误;空腔壁上开很小的孔,射 粒子性就越显著,C正确;运动的实物粒子也具有波动 入孔的电磁波在空腔内表面发生多次反射和吸收,最 性,D错误,] 终不能从空腔射出,这个小孔就成了黑体,故C正确; 3.C [由核反应方程可知,X为电子,则*C发生的是; 普朗克引入能量子的概念,得出黑体辐射的强度按波 衰变,选项A错误;!C衰变时电荷数和质量数都守恒, 长分布的公式,并由此开创了物理学的新纪元,故D 错误。] 选项B错误;1C的半衰期不会受到阳光、温度、气候变 [一切光都具有波粒二象性,光的有些现象(如干 2.C 化等自然环境因素的影响,选项C正确;一定质量的1*C 涉、衍射)表现出波动性,光的有些现象(如光电效应) 经过5730年原子核有半数发生衰变,再过5730年原子 表现出粒子性,A错误;电子是实物粒子,有静止质 核还剩开始时原子核总数的一没有发生衰变,选项D 量,光子不是实物粒子,没有静止质量,电子是以实物 形式存在的物质,光子是以场形式存在的物质,B错 错误。了 答案-40 创新示范卷·参考答案 4.A [a粒子与原子核均带正电,经过原子核时由于受 E=(-3.4eV)+2.81eV=-0.59eV,与任何一 相互排斥的库仑力,且③比①更靠近原子核,库伦斥 个能级对应的能量不相等,故无法发生跃迁,不可能 力更大,故偏转角度也就更大,所以轨迹为a.] 产生6种不同频率的光,D错误.] 5.A [光子的能量为;一h,则有E一n,联立可得该脉 11.BC[原子吸收波长为入。的光子从基态能级I跃迁 E_ 4X10-12 至激发态能级lI,有En-Ei-hvo-h,且从激发 6.63X10-4×5×1015个~ # 1.2×10个..] 态能级II向下跃迁到基态I的过程有EI一E1= 6.A [从n-4能级向低能级跃迁能放出C2一6种不同 ##+ho+hy chc,n< 。。 频率的光子,其中从n一4直接跃迁到n一1的能级差 最大,则放出光子的能量最大,频率最高,故A正确, B、C错误;从n一4直接跃迁到n一2放出光子的能量 子的能量。一hv2-,故B正确;该钟激光的光子的 为h-E 一E.-2.55eV,该光子的能量大于金属钾 2 的逸出功,所以能使钾发生光电效应,故D错误。] -#,故C正确;该钟激光频率小于,不 动量为)一 7.D [衰变方程中的电子来自于艳的一个中子转化为 A2 一个质子同时生成一个电子,A错误;两个半衰期后, 可以让截止频率为的全属材料发生光电效应,故 绝剩余原来的士,B错误;半衰期与外界因素无关,只 D错误.了 与自身有关,C错误;此反应释放能量,所以Ba的比 12.ABC [将滑动变阻器的滑动触头置于端,光电管 结合能比Cs大,故D正确.] 两端电压增大,电流表中一定有电流通过,选项A正 8.C [B射线是高速电子流,穿透能力很弱,不能穿透几 确;改用紫外线照射阴极K,入射光频率增大,光子 厘米厚的铅板,A正确,不符合题意;根据质量数和电 能量增大,光电子的最大初动能增大,电流表中一定 荷数守恒可知,钯发生3衰变的方程为器Sr→部X十e 有电流通过,选项B正确:用某频率的可见光照射光 B正确,不符合题意;半衰期是大量原子核衰变的统计 电管的阴极K,光电子从阴极K射出,具有的最大初 规律,对少量的原子核衰变不适用,C错误,符合题意 动能E.一0,若将电源反接,且光电子的最大初动能 衰变后的新核更稳定,其原子核中核子结合更牢固, 满足EeU.,则光电子仍可到达A,光电管中仍可 比结合能更大,D正确,不符合题意.] 能有电流通过,选项C正确;光电管中场强的方向是 9.B [由题图丙可知,a光的遏止电压小于b光的遏止 由A到K,光电子逸出后被加速,所以电流表中有电 电压,即a光的频率小于6光的频率,故a光的波长大 流通过,若只减小可见光的光照强度,仍有光电子从 于万光的波长,A错误;由题图丙可知,a的饱和电流 阴极K射出,电流表中一定有电流通过,选项D错 大于b的饱和电流,所以单位时间内a光照射时逸出 误。] 的光电子数较多,B正确;光源照射光电管阴极K,阴 13.BC [根据牛顿第二定律得quB=m 极K发生光电效应,电子逸出,故微安表中的电流方 向由下到上,C错误;滑动变阻器的滑片调到最左端, 光电管两端电压为零,但发生了光电效应,光电子有 速度,能够到达A极板,光电流不可能为0,D错误。] 动轨迹半径较大,A错误;根据动量守恒定律得 4m v-(238一4)m。v',衰变过程中释放的核能为E 10.B [由动能定理及光电效应方程可得eU一 ,_2 一h一W。,由题图乙可知,6光与c光对应的遏止电 234mv'4mov 压相同,故光的频率相同,为同一颜色的光,A错误; 4mov R一 90eB 90= 2联立解得R一 入射光越强,饱和光电流越大,由题图乙可知,光对 119e2B{R^{} 应的饱和光电流大于c光对应的饱和光电流,故b光 45R,E- 234n0 ,B、C正确;根据周期公式T一 的光照强度一定大于c光的光照强度,B正确;锄的 n 逸出功为2.13eV,用b光照射该阴极,由光电效应 49090 方程可得,光电子的最大初动能为E一h一W。 234.2-00.D错误。] 2.79eV-2.13eV-0.66eV,去轰击大量处于n-3 激发态的静止的氢原子,由于3、4能级差为△E一 14.BD[由于(M+M)-(M +M )=-0.005083u,说 -0.85eV-(-1.51eV)-0.66eV,电子撞击过程 明反应后原子核的质量在增加,该反应为吸能反应, 有能量损失,故无法跃迁到n一4能级,即无法产生6 且 △E-0.005 083X931.5MeV~4.735 MeV,则B 种不同频率的光,C错误;若b光光子能量为2.81eV. 项正确,A项错误;由反应前后动量守恒和能量守恒 用它直接照射大量处于”一2激发态的氢原子,由于 可知当反应后共速时,用E。-4.793MeV的a粒子 答案-41 高考总复习·物理 M {# ()# 4.793MeV~1.065MeV,系统损失的动能最多为 3.728MeV,该能量小于发生核反应所需要吸收的 Podd2 4. 735MeV,故不能发生第②种核反应,同理,初动能 文'hc 16hcL2 达到6.173MeV.损失动能最多为4.801MeV,大于 17.解析:(1)根据光电效应方程可知 反应所需要的能量,该反应可能发生,D项正确,C项 hv-W。-E。 错误。] 逸出的电子在电场中加速向A运动,根据动能定理 15.AB [由题图甲可知,H;谱线对应光子的波长小于 Ue-E-Eo H.谱线对应光子的波长,结合E-可知,Hy,谱线 联立解得E=Ue+hv-W。: (2)每秒钟到达K极的光子数量为n,则 对应光子的能量大于H,谱线对应光子的能量,故A uhv-P, 正确;由题图甲可知,H。谱线对应光子的波长最长,其 每秒钟逸出电子个数为a,则 光子的能量最小,为F.-hc6.63×10-×3.0×10{ a二 656.47×10~9 回路的电流I--ae, J~3.03×10-19J~1.89eV,H谱线对应光子的波 h一 联立得1-Nhv Pe , 长最短,其光子的能量最大,为E。= 。} 2 6.63×10-a4×3.0×108 ]~4.85X10-19J~3.03eV可 答案:(1)Ue+h-W。 410.29×10-9 知,这四条谱线对应的光子能量在1.62eV到3.11eV 18.解析:(1)根据核裂变规律可得U十n→Sr十 之间,即题图甲所示的四条谱线均对应可见光,故B 136Xe十10n; (2)裂变过程的质量亏损为△m=mu十m。-mx ns-10m.-0.1507u. 6.63×10-34×3.0×108 释放的能量为△E-mc^-0.1507x931.5MeV~ 1~4.09×10-191~ 486.27×10-9 140.4 MeV; (3)核电站一年的发电量为E-P-2×125×10$ 2.56eV,氢原子从n-5能级跃迁到n-2能级释放 365×24×60X60J-7.884×101$. 光子的能量为-0.54eV-(-3.4eV)-2.86eV,故 由F-N△F-”3%NAAE. C错误。] M EM 16.解析:(1)绿光光子的能量;-hv-hc, 得n一 3%·NAE' 根据P。-Nhv. 代入数据解得n~45.7t. P 答案:(1)2U+n→Sr+1Xe+10n 得单位时间内绿光源发射的光子数N一 (2)140.4 MeV #: (3)45.7t 创新示范卷(十七) 选择题答案速查 题号 10 9 01112 答案 D B D AB00 CD BC 0 C B B. BD 1.C [“mA”是电流I的单位,“h”是时间t的单位,根 3.D [电容器的电容由电容器本身决定,与所带电荷量 据o一It得与“mA·h”相对应的物理量是电荷量, 无关,则放电后,电容器的电容仍为15uF,故A错误; 2.B [麦克斯韦提出了电磁场理论,并预言了电磁波的 充电后电容器的电压为4.0kV,但该电容器的工作电 存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,故A错误; 压随电荷量变化而变化,故B错误;放电前,电容器存 光是一种电磁波,根据电磁波的概念,可知光是传播 储的电荷量为Q-CU-15×10-“x4.0×103C 着的电磁场,光具有能量,故B正确;电磁波在真空中 0.06C. 传播速度都相同,均为3×10}m.s,不随波长和频率的 该次治疗,通过人体的平均电流为I一 Q 变化而变化,故C错误:紫外线是一种波长比紫光波 5.0.00-A-12A,故C错误,D正确.] 0.06 长更短的、频率比紫光更高的电磁波,主要应用灭 消毒和锣票防伪上,故D错误.] 答案-42