一、近代物理-【步步高·考前三个月】2025年高考物理复习讲义课件（课件PPT+word教案）

经典重现　考题再练 一、近代物理 1.(2024·广东卷·2)我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应Y+Am→X+n产生该元素。关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是(　　) A.Y为Fe，A=299 B.Y为Fe，A=301 C.Y为Cr，A=295 D.Y为Cr，A=297 答案　C 解析　根据核反应方程Y+Am→X+n 设Y的质子数为y，根据电荷数守恒 则有y+95=119+0，可得y=24，即Y为Cr； 根据质量数守恒，则有54+243=A+2 可得A=295，故选C。 2.(2022·江苏卷·4)上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后(　　) A.频率减小 B.波长减小 C.动量减小 D.速度减小 答案　B 解析　根据ε=hν可知光子的能量增加后，光子的频率增加，又根据λ=，可知光子波长减小，故A错误，B正确；根据p=，可知光子的动量增加，C错误；光子的速度为光速，光子速度不变，故D错误。 3.(2022·海南卷·2)下列属于β衰变的是(　　) A.UThHe B.HeOH C.Pae D.+n→Ba+Kr+n 答案　C 解析　A选项属于α衰变，放出了氦核He)，A错误；B选项是卢瑟福发现质子H)的核反应方程，B错误；C选项属于β衰变，放出了电子()，C正确；D选项是重核裂变的核反应方程，D错误。 4.(2023·浙江6月选考·5)“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将Pu衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为Pu→He，则(　　) A.衰变方程中的X等于233 BHe的穿透能力比γ射线强 C.比U的比结合能小 D.月夜的寒冷导致Pu的半衰期变大 答案　C 解析　根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为Pu→UHe，即衰变方程中的X=234，故A错误，是α粒子，穿透能力比γ射线弱，故B错误；比结合能越大越稳定，由于Pu衰变成为U，故U比Pu稳定，即Pu比U的比结合能小，故C正确；半衰期由原子本身的特点决定，与温度等外部因素无关，故D错误。 5.(2023·山东卷·1)“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为ν1的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为(　　) A.ν0+ν1+ν3 B.ν0+ν1-ν3 C.ν0-ν1+ν3 D.ν0-ν1-ν3 答案　D 解析　原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ时有EⅡ-EⅠ=hν0，且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态能级Ⅰ的过程有EⅡ-EⅠ=hν1+hν2+hν3，联立解得ν2=ν0-ν1-ν3，故选D。 6.(2024·浙江1月选考·12)氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式=R∞(-)，n=3，4，5，6。用Hδ和Hγ光进行如下实验研究，则(　　) A.照射同一单缝衍射装置，Hδ光的中央明条纹宽度宽 B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，Hδ光的侧移量小 C.以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上Hγ光的平均光子数多 D.相同光强的光分别照射同一光电效应装置，Hγ光的饱和光电流小 答案　C 解析　根据巴耳末公式可知，Hγ光的波长较Hδ光的波长长，照射同一单缝衍射装置，Hγ光的中央明条纹宽度宽，故A错误；根据ν=可知Hγ光的频率较Hδ光的频率小，则Hγ光的折射率较小，以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖时Hγ光的偏折较小，侧移量小，故B错误；Hγ光的频率较小，由ε=hν知Hγ光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束，Hγ光的光子数较多，真空中单位长度上Hγ光的平均光子数多，故C正确；相同光强的光分别照射同一光电效应装置时，若Hδ、Hγ光均能发生光电效应，由于Hγ光的频率较小，光子能量较小，光子数较多，则Hγ光的饱和光电流大，Hδ光的饱和光电流小，故D错误。 7.(2022·广东卷·5)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为En=，其中E1=-13.6 eV。如图是按能量排列的电磁波谱，要使n=20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是(　　) A.红外线波段的光子 B.可见光波段的光子 C.紫外线波段的光子 D.X射线波段的光子 答案　A 解析　要使处于n=20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为E=0-() eV=0.034 eV， 结合题图可知被吸收的光子是红外线波段的光子，故选A。 8.(2022·河北卷·4)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知(　　) A.钠的逸出功为hνc B.钠的截止频率为8.5×1014Hz C.图中直线的斜率为普朗克常量h D.遏止电压Uc与入射光频率ν成正比 答案　A 解析　根据遏止电压与最大初动能的关系有 eUc=Ek， 根据爱因斯坦光电效应方程有Ek=hν-W0， 结合题图可知，当Uc为0时，解得W0=hνc，A正确；钠的截止频率为νc，根据题图可知，截止频率小于8.5×1014Hz，B错误；根据上述分析，有Uc=ν-，可知题图中直线的斜率表示，遏止电压Uc与入射光频率ν成线性关系，不是成正比，C、D错误。 9. (2023·辽宁卷·6)原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。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①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则(　　) A.①和③的能量相等 B.②的频率大于④的频率 C.用②照射该金属一定能发生光电效应 D.用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能小于Ek 答案　A 解析　由题图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E=hν可知②的频率小于④的频率，选项B错误；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①的能量，②的频率小于①的频率，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①的能量，即④的频率大于①的频率，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据Ek=hν-W逸出功，则用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。 10.(2019·全国卷Ⅱ·15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为H→He+e+2ν，已知H和He的质量分别为mp=1.007 8 u和mα=4.002 6 u，1 u=931 MeV/c2，c为光速。在4个H转变成1个He的过程中，释放的能量约为(　　) A.8 MeV B.16 MeV C.26 MeV D.52 MeV 答案　C 解析　核反应质量亏损Δm=4×1.007 8 u-4.002 6 u=0.028 6 u，释放的能量ΔE=0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV，选项C正确。 11.(2021·江苏卷·8)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1<ν2，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是(　　) 答案　C 解析　光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值Ekm=Ue+hν-hν截止， 可知Ekm-U图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因ν1<ν2，则图像C正确，A、B、D错误。 12. (2023·浙江1月选考·11)被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有η(η<1)倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为ν光子的功率为(　　) A. B. C. D. 答案　A 解析　设天体发射频率为ν光子的功率为P，由题意可知Pt××η=Nhνt，解得P=，故选A。 13.(6分)(2008·江苏卷·12C(3))约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是　　　　 。是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术。1 mg P随时间衰变的关系如图所示，请估算4 mg的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg？ 答案　正电子　56天 解析　由核反应过程中电荷数和质量数守恒可写出核反应方程：→Si+e，可知这种粒子是正电子。由题图可知P的半衰期为14天，4 mg的P衰变后还剩0.25 mg P，经历了4个半衰期，所以为56天。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 经典重现　考题再现 一、近代物理 1.(2024·广东卷·2)我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应Y+Am→ +n产生该元素。关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是 A.Y为Fe，A=299 B.Y为Fe，A=301 C.Y为Cr，A=295 D.Y为Cr，A=297 1 2 3 4 5 6 7 8 9 √ 11 10 12 13 1 2 3 4 5 6 根据核反应方程Y+Am→+n 设Y的质子数为y，根据电荷数守恒 则有y+95=119+0，可得y=24，即Y为Cr； 根据质量数守恒，则有54+243=A+2 可得A=295，故选C。 7 8 9 11 10 12 13 2.(2022·江苏卷·4)上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后 A.频率减小 B.波长减小 C.动量减小 D.速度减小 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 10 根据ε=hν可知光子的能量增加后，光子的频率增加，又根据λ=，可知光子波长减小，故A错误，B正确； 根据p=，可知光子的动量增加，C错误； 光子的速度为光速，光子速度不变，故D错误。 12 13 3.(2022·海南卷·2)下列属于β衰变的是 A.U→+He B.+He→+H C.→+e D.+n→++n 1 2 3 4 5 6 √ 7 8 9 11 10 12 13 1 2 3 4 5 6 A选项属于α衰变，放出了氦核He)，A错误； B选项是卢瑟福发现质子H)的核反应方程，B错误； C选项属于β衰变，放出了电子()，C正确； D选项是重核裂变的核反应方程，D错误。 7 8 9 11 10 12 13 1 2 3 4 5 6 4.(2023·浙江6月选考·5)“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将Pu衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为Pu→+He，则 A.衰变方程中的X等于233 BHe的穿透能力比γ射线强 C.比U的比结合能小 D.月夜的寒冷导致Pu的半衰期变大 √ 7 8 9 11 10 12 13 根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为Pu→He，即衰变方程中的X=234，故A错误； 是α粒子，穿透能力比γ射线弱，故B错误； 比结合能越大越稳定，由于Pu衰变成为U，故U比Pu稳定，即Pu比U的比结合能小，故C正确； 半衰期由原子本身的特点决定，与温度等外部因素无关，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 10 12 13 5.(2023·山东卷·1)“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为ν1的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为ν3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率ν2为 A.ν0+ν1+ν3 B.ν0+ν1-ν3 C.ν0-ν1+ν3 D.ν0-ν1-ν3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 10 √ 12 13 1 2 3 4 5 6 原子吸收频率为ν0的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ时有EⅡ-EⅠ=hν0，且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态能级Ⅰ的过程有EⅡ-EⅠ=hν1+hν2+hν3，联立解得ν2=ν0-ν1-ν3，故选D。 7 8 9 11 10 12 13 6 1 2 3 4 5 6.(2024·浙江1月选考·12)氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式=R∞(-)，n=3，4，5，6。用Hδ和Hγ光进行如下实验研究，则 A.照射同一单缝衍射装置，Hδ光的中央明条纹宽度宽 B.以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，Hδ光的侧移量小 C.以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上Hγ光的平均光子数多 D.相同光强的光分别照射同一光电效应装置，Hγ光的饱和光电流小 7 8 9 √ 11 10 12 13 6 1 2 3 4 5 根据巴耳末公式可知，Hγ光的波长较Hδ光的波长长，照射同一单缝衍射装置，Hγ光的中央明条纹宽度宽，故A错误； 根据ν=可知Hγ光的频率较Hδ光的频率小，则Hγ光的折射率较小，以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖时Hγ光的偏折较小，侧移量小，故B错误； 7 8 9 11 10 12 13 6 1 2 3 4 5 Hγ光的频率较小，由ε=hν知Hγ光的光子能量较小，以相同功率发射的细光束，Hγ光的光子数较多，真空中单位长度上Hγ光的平均光子数多，故C正确； 相同光强的光分别照射同一光电效应装置时，若Hδ、Hγ光均能发生光电效应，由于Hγ光的频率较小，光子能量较小，光子数较多，则Hγ光的饱和光电流大，Hδ光的饱和光电流小，故D错误。 7 8 9 11 10 12 13 6 1 2 3 4 5 7 8 9 7.(2022·广东卷·5)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为En=，其中E1=-13.6 eV。如图是按能量排列的电磁波谱，要使n=20的氢原子吸收一个光子后，恰好失去一个电子变成氢离子，被吸收的光子是 A.红外线波段的光子 B.可见光波段的光子 C.紫外线波段的光子 D.X射线波段的光子 √ 11 10 12 13 6 1 2 3 4 5 7 8 9 要使处于n=20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为E=0-() eV=0.034 eV， 结合题图可知被吸收的光子是红外线波段的光子，故选A。 11 10 12 13 6 1 2 3 4 5 8.(2022·河北卷·4)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知 A.钠的逸出功为hνc B.钠的截止频率为8.5×1014Hz C.图中直线的斜率为普朗克常量h D.遏止电压Uc与入射光频率ν成正比 √ 7 8 9 11 10 12 13 6 1 2 3 4 5 根据遏止电压与最大初动能的关系有 eUc=Ek， 根据爱因斯坦光电效应方程有Ek=hν-W0， 结合题图可知，当Uc为0时，解得W0=hνc， A正确； 钠的截止频率为νc，根据题图可知，截止频率小于8.5×1014Hz，B错误； 根据上述分析，有Uc=ν-，遏止电压Uc与入射光频率ν成线性关系，不是成正比，C、D错误。 7 8 9 11 10 12 13 6 1 2 3 4 5 9.(2023·辽宁卷·6)原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。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①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则 A.①和③的能量相等 B.②的频率大于④的频率 C.用②照射该金属一定能发生光电效应 D.用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能小于Ek 7 8 9 √ 11 10 12 13 6 1 2 3 4 5 因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①的能量，②的频率小于①的频率，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，选项C错误； 由题图可知①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，选项A正确； 因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E=hν可知②的频率小于④的频率，选项B错误； 7 8 9 11 10 12 13 6 1 2 3 4 5 因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①的能量，即④的频率大于①的频率，因用①照射某金属表面时能逸出光电子的最大初动能为Ek，根据Ek= hν-W逸出功，则用④照射该金属，逸出光电子的最大初动能大于Ek，选项D错误。 7 8 9 11 10 12 13 6 1 2 3 4 5 10.(2019·全国卷Ⅱ·15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为H→He+e+2ν，已知H和He的质量分别为mp=1.007 8 u和mα=4.002 6 u，1 u=931 MeV/c2，c为光速。在4个H转变成1个He的过程中，释放的能量约为 A.8 MeV B.16 MeV C.26 MeV D.52 MeV 7 8 9 √ 10 11 核反应质量亏损Δm=4×1.007 8 u-4.002 6 u=0.028 6 u，释放的能量ΔE=0.028 6×931 MeV≈26.6 MeV，选项C正确。 12 13 6 1 2 3 4 5 11.(2021·江苏卷·8)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率ν1<ν2，保持入射光不变，则光电子到达A极时动能的最大值Ekm随电压U变化关系的图像是 7 8 9 11 10 12 13 √ 22 光电管所加电压为正向电压，则根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子到达A极时动能的最大值Ekm=Ue+hν-hν截止， 可知Ekm-U图像的斜率相同，均为e；截止频率越大，则图像在纵轴上的截距越小，因ν1<ν2，则图像C正确，A、B、D错误。 6 1 2 3 4 5 7 8 9 11 10 12 13 23 6 1 2 3 4 5 12.(2023·浙江1月选考·11)被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。天眼对距地球为L的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R。若天体射向天眼的辐射光子中，有η(η<1)倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为ν光子的功率为 A. B. C. D. 7 8 9 11 10 12 √ 13 24 6 1 2 3 4 5 7 8 9 10 设天体发射频率为ν光子的功率为P，由题意可知Pt××η=Nhνt，解得P=，故选A。 11 12 13 6 1 2 3 4 5 13.(2008·江苏卷·12C(3))约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是　　　　 。 7 8 9 11 10 12 13 正电子 答案　56天 是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术。1 mg 随时间衰变的关系如图所示，请估算4 mg的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg？ 26 6 1 2 3 4 5 7 8 9 11 10 12 13 由核反应过程中电荷数和质量数守恒可写出核反应方程：→e，可知这种粒子是正电子。由题图可知P的半衰期为14天，4 mg的P衰变后还剩0.25 mg P ，经历了4个半衰期，所以为56天。 27 $$