卷20 近代物理（含答题卡）-【创新教程】2026年高考物理总复习大一轮创新示范卷

创新示范卷（二十） 第十六章 近代物理 (75分钟100分) 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目 要求的) 1.下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是 A.有的光是波，有的光是粒子 B.光子与电子是同样的一种粒子 都 C.光的波长越长，其波动性越显著：波长越短，其粒子性越显著 D.实物粒子没有波动性 2.如图，①、②两条线表示α粒子散射实验中某两个a粒子运动的轨迹，则沿轨 迹③射向原子核的α粒子经过原子核附近后可能的运动轨迹为 )① 数 A.a B.6 C.c D.d ③ 3.如图为氢原子的能级图，现有大量的氢原子处于刀=4的激发态，当它们自② 原子核 发地跃迁到较低能级时 ( ) A.能辐射出6种不同频率的光子 EleV 4 0 B.能辐射出4种不同频率的光子 0.85 -1.51 C.由n=4直接跃迁到n=1时辐射出的光子的频率最低 -3.40 北 D.由n=4直接跃迁到n=2时辐射出的光子不可使逸出功为2.25eV的金属钾 布 发生光电效应 -13.6 4.核废水含有氚、锶一90、铯一137、碘一129等放射性元素，其中Cs一137是最具危害的放射性元素，其 衰变方程为Cs→1Ba十”1e,Cs的半衰期约为30年，下列说法正确的是 () A.衰变方程中的电子是来自铯的核外电子 B.经过60年后，废水中的绝会衰变完 C.排放到海水中，可以改变铯的衰变快慢 D.Ba的比结合能比Cs大 御 5.核废水即使经处理，还是含有氚、锶一90、铯一137、碘一129等放射性元素.其中Sr半衰期为30年，它 款 能通过B衰变变为新核，用X表示新核的元素符号，下列有关说法错误的是 () A.银发生3衰变时，产生的B射线不能穿透几厘米厚的铅板 B.锶发生B衰变的方程为9Sr→X+e C.10个锶核发生B衰变时，经过30年，一定还有5个锶核未发生衰变 D.新核X的比结合能比Sr大 6.氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率 的光，其中只有频率为。两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应.分别用频率为。 的两个光源照射光电管阴极K,测得光电流随电压变化的图像如图丙所示，下列说法中正确的是 EleV 0 0.85 -1.51 3.4 -13.6 电源 UaUa O 丙 20-1 A.a光的波长小于b光的波长 B.a、b两种光源相比，a光源照射光电管阴极K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 D.滑片P在最左端时微安表的示数一定为零 7.如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置：乙图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表 读数之间的关系曲线：丙图为氢原子的能级图：下面表格给出了几种金属的逸出功和截止频率，以下说 法正确的是 () 口 Eev 054 =15 -340 -13. 几种金属的逸出功和截止频率 金属 W。/eV y,/(×104Hz) 钠 2.29 5.53 钾 2.25 5.44 铷 2.13 5.15 A.若b光为绿光，c光可能是紫光 B.b光的光照强度一定大于c光的光照强度 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能的光电子 去轰击大量处于n=3激发态的静止的氢原子，一定可以产生6种不同频率的光 D.若b光光子能量为2.81eV,用它直接照射大量处于n=2激发态的氢原子，可以产生6种不同频率 的光 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要 求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 8.如图所示是利用光电管研究光电效应的实验原理图，用一定强度的某频率的可见光 照射光电管的阴极K,电流表中有电流通过，则 A.若将滑动变阻器的滑动触头置于b端，电流表中一定有电流通过 B.若改用紫外线照射阴极K,电流表中一定有电流通过 C.若将电源反接，光电管中可能有电流通过 D.若减小可见光的光照强度，电流表中一定无电流通过 9.如图所示，匀强磁场磁感应强度为B,一静止的U核在匀强磁场中发生a衰变，a· 粒子与新核运动轨迹为两个圆周.已知小圆和大圆半径分别为R和R2.电子所带· 电荷量为，a粒子与新核的核子平均质量为m。,衰变过程中释放的核能全部转化 为动能.下列说法正确的是 A,小圆为α粒子的运动轨迹 B.衰变过程中释放的核能为234m 119e'B'R C.R2=45R D,。粒子和反冲核的运动周期之比为器 20-2 10.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=1.6×10-1”C,则 () EleV -054 085 Amm410.29434.17486.27 65647 3 -151 -3.4 H.H Ho --13.6 甲 乙 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 三、非选择题（本题共5小题，共54分） 11.(10分)人眼对绿光最为敏感.现有一个绿光光源以大小为P。的功率均匀地向各个方向发射波长为 入的绿光，人站在离光源为L的地方，人眼瞳孔的直径为，不计空气对光的吸收，普朗克常量为h,真 空中光速为c,球体表面积公式为S=4πr2 (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？ (2)单位时间内进人人眼的光子数又为多少？ 12.(10分)(2025·安徽宿州市一模)太阳内部不断发生轻核聚变反应，向外辐射能量，其辐射的总功率 P=3.75×10“W.已知辐射的光传到地球需要t=500s,地球的半径R。=6.4X10°m,真空中的光速 c=3×10m/s.求：（结果均保留两位有效数字） (1)地球接收太阳能的功率P。; (2)依据爱因斯坦波粒二象性理论，能量为e的光子具有的动量为5×10-”kg·m/s.假设辐射到地 球上的太阳光全部被吸收，而没有被反射，估算地球受到太阳光的压力F的大小. 20-3 13.(10分)(2025·江苏盐城市模拟)太阳内部的热核反应是轻核聚变为氨核的过程，有一种反应序列是 质子循环，相当于4个质子聚变生成一个氨核和另外两个相同的粒子，核反应方程为4H→H十 22X十△E,已知质子的质量为m1,氨核的质量为m2,另外的两个粒子的质量均为ma,太阳每秒辐射 的能量为4×10"J,已知光速c=3×10°m/s,求： (1)X的质量数A、电荷数Z及一次聚变释放的能量（用字母表示）： (2)太阳每秒亏损的质量为多少千克？（保留两位有效数字） 14.(12分)我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号。如图所示，A激光线 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y的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴 A+ 真空 极K材料的逸出功为W。,普朗克常量为h,电子电荷量为e, (1)求光电子到达A时的最大动能Em； (2)若每入射N个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A,求回路 的电流I. 15.(12分)山东海阳核电站一期工程建设了两台125万千瓦的AP1000三代核电机组.如果铀235在中子的轰 击下裂变为8Sr和6Xe,质量m=235.0439u,m,=1.0087u,ms=89.9077u,mx。=135.9072u. (1)写出裂变方程； (2)求出一个铀核裂变放出的能量： (3)若铀矿石的浓度为3%，一期工程投产发电后，一年将消耗多少吨轴矿石？（阿伏加德罗常数N、 6.02×10mol-1) 20-4 创新示范卷（二十） (物理)答题卡 姓 名 准考证号 条形码粘贴区（居中） 缺考 注意事项 填涂样例 1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，并认真在规定位置贴 正确填涂 好条形码。 ■ 违纪 2.选择题必须使用2B铅笔填涂：非选择题必须使用0.5毫米及以上黑色字 错误填涂 迹的签字笔书写，要求字体工整，笔迹清楚， 3.严格按照题号在相应的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 ☑x☒O 4.保持卡面清洁，不装订，不要折叠，不要破损。 选择题 (共46分，1~7小题，每小题4分，8~10小题，每小题6分) 正确填涂 1ABCD 2 ABCD 3ABCD 4囚EC回 5A®CD 6A回回回 7 ABCD 8A®C回 9囚BC而 10囚B@回 ■ 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 非选择题（共54分）（需用0.5毫米黑色签字笔书写） 11.(10分) 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（二十）第1页（共4页） 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 12.(10分) 13.(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（二十）第2页（共4页） 考生 考生务必将姓名，座号用0.5毫米黑色签字笔认真填写在书写框内，座号的 必填 姓名 座号 每个书写框只能填写一个阿拉伯数学.填写样例：若座号02，则填写为可② 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 14.(12分) 激光线 真空 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（二十）第3页（共4页） 请在各题目的答题区域内作答，超出边框的答案无效 15.(12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（二十）第4页（共4页）创新示范卷·参考答案 气体总体积V-V十V。-V冰糖' (2)在地面,V。-10 L,压强$o-1.0×10{}Pa,温度 由玻意耳定律得V.-C, 为T。-300K,到达2000m高空时, V. -15L,温度为T.一288K,由理想气体状态方程 #oV。. T。 T 可得V-C.1-V。+V*糖, 解得p-0.64×105Pa. 节 答案:(1)995个(2)0.64×10Pa 当1-0时,V--V。+V**-6, 14.解析:(1)对活塞受力分析,由平衡条件得pS+Mg =S. 则冰糖的体积V冰*-b十V。. 解得#-3o;# 答案:(1)压强 (2)保持封闭气体的温度不变 保持封闭气体的质 (2)第一次充完气,对充进部分的气体研究,有 量不变 o(sH)-p.(Sh), 解得1-1; (4)6+V。 12.解析:(1)“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤 H-h-30次 (3)活塞与汽缸刚好卡住时,有n一 h1 为:准备油酸酒精溶液(④)→准备带水的浅盘并撒 上爽身粉(②)→形成油膜(①)→描绘油膜轮廊() 则充气的30次气体做等压变化,后15次做等容变 →计算分子直径(③) 化,有p(15h+H)S=p2HS. 故正确的顺序为:④②①③ 解得p2-2p。. (2)1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积 15.解析:(1)对汽缸受力分析,变化前有Mg十poS 面积超过正方形一半的正方形的个数为60个,故油 S, 膜的面积S-60×1×1cm2-60 cm②}, 变化后有Mg+poS-p'S, 可知一, 60X10-4 则可知,环境温度由T,缓慢升高到T。过程中,汽缸 (3)油酸未完全散开,则S测量值偏小,则直径测量 内气体压强不变. 值偏大,选项A正确;计算油膜面积时,将所有不足1 (2)以汽缸为研究对象,根据平衡条件可知Mg十poS 格的方格记作1格,则S测量值偏大,则直径测量值 -S. 偏小,选项B错误;计算油膜面积时,舍去了所有不 解得-1.1×105Pa, 足1格的方格,则S测量值偏小,则直径测量值偏 大,选项C正确. 气体升温膨胀过程为等压过程,由盖一吕萨克定律有 Vo。Vo+Sh 答案:(D④②①③ (2)5×10-660 1×10-* T1T2 (3)AC 13.解析:(1)气罐体积V-50L,压强-2.0×10 解得T。-300K Pa,每个气球充满气的体积V。一10L,压强力o一 (3)由热力学第一定律可知AU一W十Q. 1.0×10{Pa,由玻意耳定律可得 气体膨胀对外做功,则可得W一一pSh--11J, pV-p。(nV。+V). 所以气体需要向外界吸收热量Q一36J. 可得n-995, 答案:(1)不变,原因见解析; (2).-1.1×105Pa,T-300K; 所以每个氮气罐可以充气球995个; (3)Q-36] 创新示范卷(二十) 。s 题号 2 。 9 5 10 C 答案 B ABC BC C C B A AB 1.C [一切光都具有波粒二象性,光的有些现象(如干 粒子性就越显著,C正确;运动的实物粒子也具有波动 涉、衍射)表现出波动性,光的有些现象(如光电效应) 性,D错误.] 表现出粒子性,A错误;电子是实物粒子,有静止质 2.A [a粒子与原子核均带正电,经过原子核时由于受 量,光子不是实物粒子,没有静止质量,电子是以实物 相互排斥的库仑力,且③比①更靠近原子核,库仑斥 形式存在的物质,光子是以场形式存在的物质,B错 力更大,故偏转角度也就更大,所以轨迹为a.] 误;光的波长越长,即波动性越显著,光的波长越短, 答案-41 物理 3.A [从n-4能级向低能级跃迁能放出C^2}-6种不同 A到K,光电子逸出后被加速,所以电流表中有电流 频率的光子,其中从n一4直接跃迁到n一1的能级差 通过,若只减小可见光的光照强度,仍有光电子从阴 最大,则放出光子的能量最大,频率最高,故A正确, 极K射出,电流表中一定有电流通过,选项D错误。] B、C错误;从n一4直接跃迁到n一2放出光子的能量 为h-E-E2-2.55eV,该光子的能量大于金属钟 7B 的逸出功,所以能使钾发生光电效应,故D错误。] 衰变时动量守恒,而a粒子电荷量较小,所以运动轨 4.D [衰变方程中的电子来自于绝的一个中子转化为 迹半径较大,A错误;根据动量守恒定律得4m。v 一个质子同时生成一个电子,A错误;两个半衰期后, 色剩余原来的-,B错误;半衰期与外界因素无关,只 4mo2+(238-4)mo\},结合半径公式得Ri= 与自身有关,C错误;此反应释放能量,所以Ba的比 234mo'4m 结合能比Cs大,故D正确,] 5.C [B射线是高速电子流,穿透能力很弱,不能穿透几 119?B^{R{} 厘米厚的铅板,A正确,不符合题意;根据质量数和电 234mo 荷数守恒可知,发生B衰变的方程为Sr→X十-e ma B正确,不符合题意;半衰期是大量原子核衰变的统计 -。_ 4.9090 规律,对少量的原子核衰变不适用,C错误,符合题意; 衰变后的新核更稳定,其原子核中核子结合更牢固, 比结合能更大,D正确,不符合题意,] 10.AB [由题图甲可知,H,谱线对应光子的波长小于 6.B [由题图丙可知,a光的遏止电压小于光的遏止 电压,即a光的频率小于b光的频率,故a光的波长大 于b光的波长,A错误;由题图丙可知,a的饱和电流 对应光子的能量大于H.谱线对应光子的能量,故A 大于万的饱和电流,所以单位时间内a光照射时逸出 正确;由题图甲可知,H,谱线对应光子的波长最长,其 的光电子数较多,B正确;光源照射光电管阴极K,阴 光子的能量最小,为E.-hc6.63X10-34×3.0×108 极K发生光电效应,电子逸出,故微安表中的电流方 656.47×10-9 向由下到上,C错误;滑动变阻器的滑片调到最左端 ]~3.03×10-19]~1.89eV,H。谱线对应光子的波 光电管两端电压为零,但发生了光电效应,光电子有 长最短,其光子的能量最大,为E。= hc_ 速度,能够到达A极板,光电流不可能为0,D错误。] 1 7.B [由动能定理及光电效应方程可得eU.一-mv2}= 6.63×10-M×3.0×108 410.29×10-9 J~4.85×10-19J~3.03eV可 h一W。,由题图乙可知,b光与c光对应的遇止电压相 知,这四条谱线对应的光子能量在1.62eV到3.1leV 同,故光的频率相同,为同一颜色的光,A错误;入射 之间,即题图甲所示的四条谱线均对应可见光,故B 光越强,饱和光电流越大,由题图乙可知,b光对应的 饱和光电流大于c光对应的饱和光电流,故b光的光 照强度一定大于c光的光照强度,B正确;铜的逸出功 6.63×10-34×3.0×108 1~4.09×10-191~ 为2.13eV,用b光照射该阴极,由光电效应方程可 486.27×10-9 得,光电子的最大初动能为E1-hv-W。-2.79eV 2.56eV,氢原子从n-5能级跃迁到n-2能级释放 一2.13eV-0.66eV,去轰击大量处于n-3激发态的 光子的能量为-0.54eV-(-3.4eV)-2.86eV,故 静止的氢原子,由于3、4能级差为△E一-0.85eV- C错误.] (一1.51eV)-0.66eV,电子撞击过程有能量损失, 故无法跃迁到n一4能级,即无法产生6种不同频率的 光,C错误;若b光光子能量为2.81eV,用它直接照射大 根据P。-Nhv, 量处于n-2激发态的氢原子,由于E.-(一3.4eV) . 得单位时间内绿光源发射的光子数N一 十2.81eV--0.59eV,与任何一个能级对应的能量 不相等,故无法发生跃迁,不可能产生6种不同频率 ()行 (2)单位时间内进入人眼的光子数 的光,D错误.] 8. ABC [将滑动变阻器的滑动触头置于b端,光电管 两端电压增大,电流表中一定有电流通过,选项A正 Pod2 确;改用紫外线照射阴极K,入射光频率增大,光子能 16hcL2 量增大,光电子的最大初动能增大,电流表中一定有 12.解析:(1)日地之间的距离 电流通过,选项B正确;用某频率的可见光照射光电 r-ct=3×108x500m-1.5×1011m. 管的阴极K,光电子从阴极K射出,具有的最大初动 根据球面积公式,太阳在距地球处的球面积S一 能Ekm二0,若将电源反接,且光电子的最大初动能满 4x{2, 足Em三eU.,则光电子仍可到达A,光电管中仍可能 过地球的球心的截面面积S。一πR{} 有电流通过,选项C正确;光电管中场强的方向是由 地球表面接收到太阳能的功率 答案-42 创新示范卷·参考答案 #R-5_# .P (2)每秒钟到达K极的光子数量为n,则 4πr2 nhv=P, -(6.4×10{)2 每秒钟逸出电子个数为a,则 4X(1.5×101)2×3.75×102W - ~1.7×1017W; (2)设地球在At时间内接收到的光子数为n,接收到 回路的电流I-4-ae: 的光子的能量n一P。△t, 一个光子动量-_,# 根据动量定理F△t一n力, (2# 答案:(1)Ue+h-W 代入数据解得F~5.7×108N. 答案:(1)1.7×1017W 7 (2)5.7×108N 15.解析:(1)根据核裂变规律可得U十n→Sr十 13.解析:(1)根据题意,由质量数和电荷数守恒可得A 13Xe+10n; =4x1-4-0,2-4×1-2-1, (2)裂变过程的质量亏损为△n=mu十m。一mxe- ms-10m.-0.1507u. 由爱因斯坦质能方程得一次聚变释放的能量为 △E-△mc?-(4m -m-2m)c2; 释放的能量为AE=m^②}=0.1507x931.5MeV$$ (2)由爱因斯坦质能方程得,太阳每秒亏损的质量为 140.4 MeV; (3)核电站一年的发电量为E-Pt-2×125×10× (3×108)2kg~4.4x10{kg. 365X24×60X60J-7.884×101J 答案:(1)01(4m.-m-2m)c2 由E-NAF-”3NAAE, (2)4.4X10*kg A 得m-3%·NA△E' EM 14.解析:(1)根据光电效应方程可知 hv-W。-Eho 逸出的电子在电场中加速向A运动,根据动能定理 代入数据解得n~45.7t. Ue-Em-Eo 答案:(1)235U+n→Sr+13Xe+10n 联立解得Em-Ue十hv-W。; (2)140.4MeV (3)45.7t 创新示范卷(二十一) , 题号 ,1 。 10 答案 D C BD AD B A BD 1.D[根据电荷数和质量数守恒,可知x是中子,故A -8m,则x-2m与x-6m的质点的平衡位置之间 错误;聚变反应释放出能量,所以He更稳定,即He 的距离为半个波长,由于它们振动步调总是相反,所 的比结合能更大,故B错误;该反应属于轻核聚变,故 以它们不可能在任何时刻都保持相同的距离,故C错 C错误;根据爱因斯坦的质能方程可知,聚变过程释放 误;周期T-4s,则10s-2.5T,质点在一个周期内通 能量,所以存在质量亏损,故D正确,] 过的路程是四个振幅,在2.5T内的路程最长为10A 2.D [t.时刻,手机加速度为正,方向向下,故手机处于 -10×5cm=50cm,故D错误.] 失重状态,故A错误;t2时刻之前,手机的加速度方向 4.B [因为 NMQ-30{*},且△MOQ为等腰三角形,根 向下,向下加速运动,。时刻之后,手机的加速度方向 据几何关系可知,入射角i一QON=2 NMQ 向上,向下减速运动,故t时刻手机运动方向不变,故 60°,折射角为30”,所以折射率”-sin60。 B错误;由a-t图像中面积表示速度的变化量,可知t sin30{一、3,光在介 时刻手机的速度不为零,故C错误;由上述分析可知, 质中传播速度v-f,传播距离s-2rcos30”,光线从 t~2时间内,手机向下的加速度逐渐减小,由牛顿第 二定律得mg一Fn=ma1,故支持力逐渐增大,同理t ~t。时间内,手机向上的加速度逐渐增大,由牛顿第 二定律得F一mg一ma2,可知支持力仍逐渐增大,故 1~3时间内,手机所受的支持力逐渐增大,故D正 确。 3.A [由题图振动图像知周期T一4s;波源起振的方向 MR4 向上;根据题图波形图可知入一8m,并且该部分前面 还有至少半个波长,所以该时刻这列波至少传播到x 一10m处,故A正确;该波沿工轴的正方向传播,结 合波形图可知,Q点振动方向向下,而P点的振动方 向向上,所以P点比Q点先回到平衡位置,故B错误; 可得o-VgR, 答案-43