专题13 近代物理 题组2 -【高考密码】备战2025年高考物理2020-2024五年真题分类汇编

五年高考真题分类集训 物理 题组二 用时： 易错记录： 1.(2024·河北卷)锂是新能源汽车、储能和信息通 4.(2024·浙江1月选考)氢原子光谱按频率展开 信等新兴产业的关键材料。研究表明，锂元素主 的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式 要来自字宙线高能粒子与星际物质的原子核产 ,n=3、4、5、6。用Ha和Hy光 生的散裂反应，其中一种核反应方程为C十H →3Li+2H+X,式中的X为 进行如下实验研究，则 A.on B._e H.H. H C.e D.He 2.(2024·浙江1月选考)已知氘核质量为2.0141u, A.照射同一单缝衍射装置，H。光的中央明条纹 氚核质量为3.0161u,氦核质量为4,0026u,中 宽度宽 子质量为1.0087u,阿伏加德罗常数NA取6.0 B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，H ×1023mol-1,氘核摩尔质量为2g·mol-1,1u 光的侧移量小 相当于931.5MeV。关于氘核与氚核聚变成氮 C.以相同功率发射的细光束，真空中单位长度 核，下列说法正确的是 上H,光的平均光子数多 A.核反应方程式为H+1H→是He十n D.相同光强的光分别照射同一光电效应装置， B.氘核的比结合能比氮核的大 H,光的饱和光电流小 C.氘核与氚核的间距达到10一10m就能发生核 5.(2024·广东卷)我国正在建设的大科学装置 聚变 “强流重离子加速器”。其科学目标之一是 D.4g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为 探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反 1025 MeV 应Y+Am→X十2品n产生该元素。关于原 3.(2024·浙江1月选考)如图所示，金属极板M 子核Y和质量数A,下列选项正确的是() 受到紫外线照射会逸出光电子，最大速率为℃m。 A.Y为8Fe,A=299B.Y为8Fe,A=301 正对M放置一金属网N,在M、N之间加恒定电 C.Y为为赞Cr,A=295D.Y为1Cr,A=297 压U。已知M、N间距为d(远小于板长)，电子 6.(2023·6月浙江卷)“玉兔二号”装有核电池，不 的质量为m,电荷量为e,则 惧漫长寒冷的月夜.核电池将2强Pu衰变释放的 核能一部分转换成电能.Pú的衰变方程为 贸Pu→U+He,则 () A.衰变方程中的X等于233 B.He的穿透能力比Y射线强 C.强Pu比U的比结合能小 D.月夜的寒冷导致翻Pu的半衰期变大 A.M、N间距离增大时电子到达N的动能也 增大 7.(2023·辽宁卷)原子处于磁场中，某些能级会发 B.只有沿x方向逸出的电子到达N时才有最大 生劈裂.某种原子能级劈裂前后的部分能级图如 图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①② 动能2m哈十eU ③④.若用①照射某金属表面时能发生光电效 C.电子从M到N过程中y方向位移大小最大 应，且逸出光电子的最大初动能为Ek,则( )） 2m 劈裂后 为vmd,eU 劈裂前 D,M,N间加反向电压时电流表示数恰好 为零 ②③④ 80 专题十三近代物理 A.①和③的能量相等 11.(2022·湖南卷)关于原子结构和微观粒子波粒 B.②的频率大于④的频率 二象性，下列说法正确的是 () C.用②照射该金属一定能发生光电效应 A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的 D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小 分立特征 于Ek B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的 8.(2023·湖南卷)2023年4月13日，中国“人造太 规律 阳”反应堆中科院环流器装置(EAST)创下新纪 C.光电效应揭示了光的粒子性 录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运 D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子 行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要 的一步，下列关于核反应的说法正确的是() 的粒子性 A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释 12.(2022·广东卷)目前科学家已经能够制备出能 放的核能更多 量量子数n较大的氢原子.氢原子第n能级的 B.氘氚核聚变的核反应方程为H十3H→He 能量为Em= ,其中E1=-13.6eV.图是按 +-9e C.核聚变的核反应燃料主要是铀235 能量排列的电磁波谱，要使n-20的氢原子吸 D.核聚变反应过程中没有质量亏损 收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子， 9.(2023·湖北卷)2022年10月，我国自主研发的 被吸收的光子是 ( “夸父一号”太阳探测卫星成功发射.该卫星搭载 红外线 可 紫外线 X射线 的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为 光 121.6nm的氢原子谱线（对应的光子能量为 10-2 10 10 10 10 10 10.2eV).根据如图所示的氢原子能级图，可知 能量(eV) 此谱线来源于太阳中氢原子 A红外线波段的光子B.可见光波段的光子 EleV C.紫外线波段的光子D.X射线波段的光子 13.(2022·浙江6月)如图为 n EleV 9 氢原子的能级图.大量氢原 4 -0.85 -3.4 子处于n=3的激发态，在 -1.51 3.4 向低能级跃迁时放出光子， 用这些光子照射逸出功为 2.29eV的金属钠.下列说 -13.6 法正确的是 ( A.逸出光电子的最大初动能为l0.80eV -13.6 B.n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大 A.n=2和n=1能级之间的跃迁 C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应 B.n=3和n=1能级之间的跃迁 D.用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4 C.n=3和n=2能级之间的跃迁 激发态 D.n=4和n=2能级之间的跃迁 14.(2022·浙江6月)（多选）秦山核电站生产1C 10.(2022·山东卷)碘125衰变时产生Y射线，医 学上利用此特性可治疗某些疾病.碘125的半 的核反应方程为'N+n→1C+X,其产物C 衰期为60天，若将一定质量的碘125植人患者 的衰变方程为C→N十-9e.下列说法正确的 病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚 是 () 植入时的 ( ) A.X是H 1 B.C可以用作示踪原子 c C.9e来自原子核外 D.经过一个半衰期，10个1C将剩下5个 81 五年高考真题分类集训 物理 15.(2021·湖南卷)核废料具有很强的放射性，需 20.(2020·全国卷I)(多选)下列核反应方程中， 要妥善处理.下列说法正确的是 X1X2,X3,X4代表a粒子的有 () A.放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完 A.H+H→bn+X 全衰变殆尽 B.H+H-→dn+X2 B.原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒 C,改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的 C.2U+n→1Ba+器Kr+3X 半衰期 D.on+Li-H+X D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但 21.(2020·全国卷Ⅲ)（多选）1934年，约里奥一居 辐射强度在安全剂量内则没有伤害 里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放 16.(2021·河北卷)银河系中存在大量的铝同位素 射性同位素X,反应方程为He+名Al→X 26AL.26Al核B+衰变的衰变方程为得A1→ +n.X会衰变成原子核Y,衰变方程为X→Y Mg十9e,测得25A1核的半衰期为72万年.下 +9e.则 () 列说法正确的是 A.X的质量数与Y的质量数相等 A.26A1核的质量等于26Mg核的质量 B.X的电荷数比Y的电荷数少1 B.26A1核的中子数大于26Mg核的中子数 C.将铝同位素26A1放置在低温低压的环境中， C.X的电荷数比器A1的电荷数多2 其半衰期不变 D.X的质量数与彩A1的质量数相等 D.银河系中现有的铝同位素25A1将在144万 22.(2020·浙江7月选考)（多选）太阳辐射的总功 年后全部衰变为26Mg 率约为4×1026W,其辐射的能量来自于聚变反 17.(2021·浙江卷)据《自 应.在聚变反应中，一个质量为1876.1MeV/c2 然》杂志2021年5月17 (c为真空中的光速)的氘核(H)和一个质量为 日报道，中国科学家在稻 2809.5MeV/c2的氚核(H)结合为一个质量 城“拉索”基地（如图）探 为3728.4MeV/c2的氮核(He),并放出一个 测到迄今为止最高能量 X粒子，同时释放大约17.6MeV的能量.下列 的y射线，能量值为1.40×1015eV,即( A.1.40×1015V B.2.24×10-4C 说法正确的是 () C.2.24×10-4w D.2.24×10-4J AX粒子是质子 18.(2021·浙江卷)（多选）对四个核反应方程 B.X粒子的质量为939.6McV/c2 (1)8U→34Th+He;(2)Th→Pa+ C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4× 01e;(3)N+He→}7O0+1H:(4)H+H 109kg →2He十n十17.6MeV.下列说法正确的是 D.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2 A.(1)(2)式核反应没有释放能量 23.(2020·全国卷Ⅱ)氘核H可通过一系列聚变 B.(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程 反应释放能量，其总效果可用反应式 C.(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程 6H-2He+2]H+20n+43.15 MeV D.利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝 表示.海水中富含氘，已知1kg海水中含有的 试的技术之一 氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应， 19.(2020·山东等级模拟等)2019年是世界上首 其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释 次实现元素人工转变100周年，1919年，卢瑟 放的热量相等：已知1kg标准煤燃烧释放的热 福用氢核轰击氮原子核，发现产生了另一种元 量约为2.9×10J,1MeV=1.6×10-13J,则 素，该核反应方程可写为He十N一X十：Y. M约为 () 以下判断正确的是 () A.40 kg B.100 kg A.m=16,n=1 B.m=17,n=1 C.m=16,n=0 D.m=17,n=0 C.400 kg D.1000kg五年高考真题分类集训 物理 正确：大量氢原子从n=4能媛向低能级跃迁时可以锅射出 确：颇率越大，光子能量越大，相同光强的儿，H,光的光子处 6种不同领率的光子，其中只有从n=4能级跃迁到H=2能 多，故分别弧射同一光电效应装置时H,光的饱和光电流大， 线和从n=3能级跃迁到刀=2能额时橘射的光子能量在可 D错误。 见光光子能量范田内，所以可每射出2种频率的可见光，选 5.C根据核反应方程Y+朝Am·X十2n 项D正确， 根舞质子数守恒设Y的质子数为y,则有y+95=119十0，可 5D由德布罗意波长公式入=女可知，质子的波长与动童成 得y=24,即Y为县Cr:根据质量数中恒，则有54十243=A十 2,可得，A=295,故选C. 反比，而动量与动能关系为p=√2mE,所以A项缗误：天 6.C根据质量数和电荷数守恒可如，衰变方程为Pu一 然放射的三种射线中穿诗能力最强的是Y射线，B项错误： 部U+4He 光电效应实验中的裁止频率是指使念属恰好发生先电效应 即衰变方程中的X=234.故A错误： 时入射光的频率，即h,=W:,只与金属的退出功W。有英， C项错误：材射是波的特性，所以电子来穿过铝结的衍射图 He是a粒子，穿诗能力比Y射线弱，故B错误：比结合能越 样说明电子具有波动姓，D项正确， 大越稳定，由于Pu兼变成为了U,故能U比Pu稳定， 16.D用一张纸就能挡住a射线，而Y射线能穿透儿厦米厚的 即Pu比影U的比结合能小，故(C正确：半衰期由原子核 铅板，Y射线的穿透能力比a射线的穿连能力强，A错误：天 本身决定的，与温度等外部图素无关，故D错误，故选C 然放射现象沉明原子核具有复杂的结构，B错误：一次核聚 7.A由国可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和圆的 变反应释数的能量不一定比核裂变反应的多，但核聚变反 能量相等，选项A正确：因②对应的能级差小于④对应的能 应中平均每个核于释放的能量一定大于核裂度反应中平均 级差，可知②的能量小于④的能量，根据E=可知②的顿 每个被子放出的能量，C错误：放射性元素衰变的快授是由 单小于①的频单，选项B错误：因②对应的能级差小于①对 擒内部自身的国素决定的，跟原子所处的物理我态（如温 应的能级差，可知②的能量小于①，②的频率小于①，则若用 度、压强等)以及化学状态（如单质，化合物等）无关，D ①肛射某金属表面时能发生光电处应，用照射城金属不一 正确. 定能发生光电效应，选项C错误：图①时应的能级差大于① 1.解析()由道意可知春个老子的动量为一会 对应的能级差，可知④的能大于①，即④的频率大于①，固 用①照射某金属表面时能速出光电子的最大初动能为E: 每个光子的能量为E=仙=方只 根据E=一W边虫地，则用①照射孩金属递出壳电子的最 大初动能大于E,选项D错误.故选A. (2)太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，根据题嘉设1物 8.AB选项核聚变的核反应方程不满足质量数守恒和电荷数 发新惑老子数为，则，器- 守慢：C选项中仙235是核裂变的核反应然料，不是核聚卖 的核反应燃朴：D进项无论是核裂变还是核聚变，都有质量 可得n=4πRN 亏损.故选A. 9.A由图中可知n=2和n=1的能级差之间的能量差值为 所以1秒辐射先子的总能量W=E=h会=1山 △E=E2-E1=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV 与探测悬探测到的谱线能量相等，故可知比话效来原于太阳 太阳辐射硬X射线的总功事P=W=4xRNh 中氨原子程=2和”=1能级之间的跃迁， SA 故选A. 答案Dp-冬E=A:(2) 10.B碘125的半衰期为60天，180天是三个半衰期，由半衰 题组 期定义可知，此时利余的碘125的质量m=（(令)m= 1,D根据核反应前后质量数和电荷数守恒得，A=12十1一7 一2×1=4，Z=6十1一3一2×1=2，则X为He,D正骑。 8m,故B正确，ACD错误. 2.D核反应过程中质量数和电荷致守恒，被反应方程式为H 11.C光电效应说明光子县有能量，褐示了光的粒子性，C 十HHe十n,A错误：核反应过柱中，生成物比反应物要 正确。 稳定，比结合能越大，原子桩越稳定，故氘核的比结合能比箴 12.A要使处于n=20的氨原子吸收一个光子后恰好失去一 核的小，B错误：核力是短程力，数量领在105m内才会发 个电子变成氢离于，则需要吸收光于的能量为E=0一 生核聚变，故氘核与氚核的问距达到10一m不会发生核聚 变，C错误：一个氘核与一个原核聚变反应质量号损△m= (2是-)ev=0,034ev (2.0141十3.0161-4.0026-1.0087)u=0.0189u,聚变反 剧被吸收的光子是红外线波段的完子。故选A 应释放的能量是△E=△m·931.5MeV≈17.6MeV,4g氖 13.BA,从n=3跃迁到n=1放出的光电子能量最大，根据 完企参与聚支释救曲能量B=专×6.0X10×△E≈2.11X E=E一W. 可得此时最大初动能为E=9.8eV,故A错误： 102MeV,数量城为102MeV,D正确. 3.C由动能定现得U=E-Ek,故电子到达N的动能与 B藤帮P-去-仁E=加 M,N间距离无关，A错误；由动能定理得U=E一之m后， 又国为从n=3跃迁到n=1放出的光于能量最大，故可知 动童最大，故B正碗： 则到达N的电子的最大动能与初速度方向无关，B错误：逸 C,大量意原子从刀=3的激发态跃迁到基态能放出=3 出的光电予初速度最大且方向酒y方向时，y方向位移最 种频率的光子，其中从n=3跃迁到#=2放出的光子能 2m 量为 7=mad=2afa=,联立解得y=d√0 △E.=3.4eV-1.51eV=1.89eV2.29eV 不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误： C正确：由动能定理得U。=号md,解得U,=m,D 2e D.由于从n=3跃迁到=4能级需要吸收的光子能量为 错误。 △Ek=1.51eV-0.85eV=0.66eV≠0.85eV 4C=R()和=解样=R() 所以用0.85V的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4激 发态，故D错误，故选B. 总大，领率越大，相邻光的领来之差越小，由题图知，H的频 14.ABA.根据质量数守恒和电背数守恒可加，X的质量量为 率大于H。的频率，由c=Af知，H。的波长小于H,的波长， 1,电荷数为1，即为H,故A正确： 由波长越长衍射现象越明基知，照射同一新射装置，H的中 3.常用的示除原子有：'C,O,H,故B正确： 央明条纹宽度窄，A错误：频率越大，折射摩感大，偏折程度 C.由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电 越大，以相同入射角料射入平行成璃砖，H。光的侧移量大，B 子，电子被释放出来，所以e来自原子核内，故C错误； 错误：功率P=山，故以相同功率发射的细光来，频率越大， D.半衰期是一个能计规律，对于大量原子核亲变是成立的， 光子数越少，真空中单位长度上H,光的平均光子数多，C正 个数较少时规律不成立，故D错误.故这AB 182 可 详解答案 15.D过量放射性辐射对人体组织有攻坏作用，但辐射强度在 ③撒掉一个测力计，用另一个测力计把小圆环拉到相同位 安全制量内则没有伤害，D正确 置，由测力计的示数得到拉力F的大小，沿线标记此时F 16.C同位素A1的半衰期由原子核本身因素决定，不随外 的方向：⑤比较下F和F的大小和方向，从而判断本次实验是 界环境而玫变，数C正确. 否验证了力的平行四边形定别. 17,D1.40×103eV=1.40×105×1.6×10-9J=2.24× 答案②CD或DC②相同位置®大小和方向 10-41.故选D. 4.解析(1)根据纸带的数据可得△x=ta仙十t十D 6.60cm+8.00cm+9.40cm=24,00cm 18.CDA.(1)是a衰变，(2)是月雍变，均有能量放出，故A错 误：B.(3)是人工核转变，故B错误：C,(3)式是人夹第一次 平均追度0=3了 =80 em/s 实现原子核转变的方程，故C正痛：D.利用激光引发可控的 (2)根据第(1)小题结果补充表格和补全实验点图像得 (4)式核聚变是正在尝试的技术之一，故D正确，数选CD, 19,B根搭反应前后质量数守恒、电荷数守慢可得4十14 tm·8 m十1,2十7=8十n,解得m=17,n=1,B正确. 105HHHHHHHHHHR 20,BD根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可 选项B中的X。质量数是4，电荷处是2，代表a粒子，B项 正确：选项D中的X:质量数是4，电荷数是2，代表a短子 86 D项正确， 75 21.AC根搭电荷数守恒和质量数守恒，可如加He十召A1·X 十n方程中X的质量餐为30.电椅数为15，弄根据X·Y 65 +1e方程可知Y的质量数为30，电荷数为14，故X的质量 5，含 散与Y的质量数相等，X的电荷散比Y的电荷数多1，X的 (3)从实脸结果可如，小车运动的云一4：图线可视为一条直 电荷数比A川的电荷数多2，X的质量数比A川的质量致多 线，围像为 3,选项A,C正确，B、D错误， 4动em+s 22.BC由题中信息知核反应方程为H十H-He十n,X粗 105 子为中子，A错误：由质量守恒定律可知，X粒子的质量m (1876.1+2809.5-3728.4-17.6)MeV/2 95用 939,6MeV/2,B项正确：由质能方程可知，太阳存秒因辐 85 特横失的魔量△-是-0kg4.4X10如，C项 75 正确，D项错误， 23,C结合核反应方程知，1kg海水中的氘核全部发生聚变反 日△ts 应放出的能量E-.0X10吧×43.15×1.6×1051≈ 552040 6 此直线用方程=山十b表示，由图像可知其中 15×100小，根播题意得M5M=15X10 k=101.0-59.0 cm/s2=70.0cms2,b=59.0cm/s 0.6 2.9×10 -X 1 kg 1 ≈400kg,故A,B、D项错误，C项正确. (4)小球微匀变追直线运动，由位移公式1=%1十之，整 专题十四力学实验 题组 1,解析(1)由x一1图像的斜率表示速度可知，两滑块的速度 在1=1,0s时发生突变，即发生了碰拉：(2)由x一1图像钟 冲可=A十21 单的绝对值表示速度大小可知，碰撞前瞬间B的速度大小 答案(1)24.0080(2) =90-110 1.0 cm'8=0.20m8:(3)由题图乙知，逆撞前A cn·s 10s∯ 的速度大小1=0,50ms,碰拉后A的速度大小的为v'1 95 0,36ms,由题图丙可知，碰撞后B的逢度大小为' 0.5ms,对A和B的碰撞过程由动量守恒定律有mA 5 mg=m'A十m和'，代入数据解行≈2，所以质量为 200.0g的滑块是B. 65啦 答案(1)1.0(2)0,20(3)B 55曲 2.解析(1)由题图(b)可知，外径D=7.55cm (2)一次全振动为相邻两次积木同一端经过与O点等高的位 (3)70.059.0(4)b2k 宽，丑源动方向相同，因此积木摆动了10个周期 故根据图像斜率和截距可得A=b,a=2k (3)由题图(d)可得表达式为nT=lnD十b,斜率为最= 5.解析(1)第1s内的位移507m,第2s内的位移587m,复 -0.50-（-0.902=1 3s内的位移665m,第4内的住移746m,第5。内的位移 2.80-2.00 ,脚nT=之hD+6=lnD+b,化 824m,第6s内的位移904m,则相尔1s内的位移之差接近 简得T △x=80m,可知判断飞行器在这段时间内微匀加達运动： =e即Tc√D,A正确 D (2)当x=507m时飞行器的速度等于0一2s内的平均速度， (4)提高该实轮精度的改进措选有：增加所测周期数（时间更 别=1094 m/s=547m/s 长，周期测量误差更小)：用游标卡尺测量积太的外径（直径 测量更精确)：连当减小摆动幅度（摆角意小，摆动越趋近简 (3)根据a=4-4233-2X1759m/g2≈79m/g 9×1 谐运动) 答案(1)相邻1s内的位移之差接近△r=80m(2)547 答案(1)7,55(2)10(3)A(4)见解析 (3》79 3.解析②将橡皮条的一端围定在木板上，另一鸡系在轻质小 6.解析(1》由打点计时器的工作原理可知，电源应为50Hz 园环上，将两如线也系在小圆环上，它们的另一璃均挂上测 的交流电源，A正确，B错误：在研究小率的运动规律时，应 力计，用互成一定角度，方向平行于木顿，大小适当的力拉动 用刻度尺测量出相邻两计数点间的距毒，C正确：打点计时 两个测力计，小国环停止时由两个测力计的示致得到两拉 器本身就是一种计时仅器，因此实验时无需用秒表计时，D ,和F:的大小，还需要用铅笔在白纸上标记出小圆环的位 错误：在研究小车建度随时间变化的规律时不需要测量重物 置以及用铅笔在白纸上标记出两细线的方向，故选CD, 以及小车的质量，E错误.(2)在题图3中描绘出C点所对应 183