专题10 近代物理（山东专用）-【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题11 近代物理 光电效应 1．（2025·山东潍坊·二模）在光电效应实验中，小明用甲、乙、丙三种光分别照射同一光电管，得到的光电流I与电压U的关系曲线如图所示，下列说法正确的是（   ） A．甲光照射时光电子的最大初动能比丙光大 B．甲光的强度比丙光大 C．甲光的频率比乙光大 D．乙光的波长比丙光长 【答案】B 【详解】结合图像，由光电子最大初动能公式，可知甲与丙的最大初动能相同；遏止电压越大，光子频率越大，甲光和丙光的频率相同，但甲光的强度比丙光大；乙光的频率最大，波长最短。故ACD均错误，只有B正确。 故选B。 2．（2025·山东菏泽·二模）如图所示，1887年德国物理学家赫兹利用紫外线照射锌板后，发现与锌板连接的验电器箔片张开。关于这一现象，下列说法中正确的是（　　） A．换用紫色灯泡照射锌板，箔片也一定张开 B．验电器箔片张开，是因为箔片得到了负电荷 C．验电器箔片张开，是因为锌板得到了正电荷 D．紫外线灯照射的强度增大，箔片张角也增大 【答案】D 【详解】A．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率。紫外线能使锌板发生光电效应，而紫色灯泡发出的光频率低于紫外线频率，不一定能使锌板发生光电效应，所以箔片不一定张开 ，故A错误； B．紫外线照射锌板，锌板发生光电效应，有电子逸出，锌板失去电子带正电，验电器与锌板相连，箔片是因为失去电子带上正电荷，同种电荷相互排斥而张开，不是得到负电荷，故B错误； C．锌板是因为失去电子而带正电荷，不是得到正电荷，故C错误； D．紫外线灯照射强度增大，单位时间内逸出的光电子数目增多，锌板所带正电荷量增加，验电器箔片所带正电荷也增多，同种电荷排斥力增大，箔片张角增大 ，故D正确。 故选D。 3．（2025·山东济南·二模）太阳能电池是通过光电效应把光能转化成电能的装置，其主要材料为高纯度的硅。当紫外线照射硅表面时，会有光电子逸出。下列说法正确的是（　　） A．发生光电效应后，硅带负电 B．红光照射硅表面时一定能发生光电效应 C．减小紫外线的强度，光电子的最大初动能不变 D．增大紫外线的强度，光电子的最大初动能变大 【答案】C 【详解】A．发生光电效应后，由于硅表面会有光电子逸出可知硅带正电，选项A错误； B．红光的频率小于紫光，可知红光照射硅表面时不一定能发生光电效应，选项B错误； CD．光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，即减小紫外线的强度，光电子的最大初动能不变，选项C正确，D错误。 故选C。 4．（2025·山东济宁·二模）条码技术出现于20世纪40年代，现已成为获取物品信息的重要途径。某款条形码扫描探头工作原理图如图所示，打开扫描探头，发光二极管发出红光，将探头对准条形码，红光遇到条形码的黑色线条时，光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统，条形码就被转换成了脉冲电信号。下列说法正确的是（　　） A．扫描探头的工作原理说明光具有波动性 B．仅将发光二极管换为发蓝光，一定能发生光电效应 C．若发光强度降低，则光电子的最大初动能减小 D．若扫描探头在条形码上快速移动，可能来不及发生光电效应 【答案】B 【详解】A．扫描探头的工作原理说明光具有粒子性，故A错误； B．仅将发光二极管换为发蓝光，频率变高，一定能发生光电效应，故B正确； C．根据爱因斯坦光电效应方程光电子的最大初动能与发光的频率有关，发光强度变弱时，发光频率不变，最大初动能不变，故C错误； D．光照到光电管发生光电效应是瞬间的，即立刻产生光电子，故D错误。 故选B。 原子结构 5．（2025·山东聊城·二模）不同波长的电磁波具有不同的特性，在生产生活中具有不同的应用。a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（   ） A．若a、b两光分别作为同一双缝干涉实验装置的光源，a光产生的条纹间距较大 B．若a、b两光都是由氢原子能级跃迁产生的，产生a对应的能级差更大 C．若a、b两光照射同一个光电管时都能发生光电效应，b光的遏止电压更大 D．若a、b两光照射同一个狭缝，b光的衍射现象更明显 【答案】AC 【详解】A．根据电磁波谱可知a光波长大于b光波长，根据条纹间距可知a光产生的条纹间距较大，故A正确； B．a光波长大，频率小，故a光能量小，则a对应的能级差更小，故B错误； C．b光波长小，频率大，b光的遏止电压更大，故C正确； D．因为b光波长小，更不易产生明显的衍射现象，故D错误。 故选AC。 6．（2025·山东青岛平度·二模）图a为玻尔的氢原子能级图。氢原子光谱在可见光区域内的四条谱线Hα、Hβ、Hγ和，如图b所示，它们都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级时发出的光。下列关于Hα、Hβ、Hγ和四条谱线的描述正确的是（  ） A．Hα对应的前后能级之差最大 B．同一介质对Hβ的折射率最大 C．同一介质中Hγ的传播速度最大 D．用Hβ照射某一金属能发生光电效应，则用照射该金属时也一定能发生光电效应 【答案】D 【详解】A．Hα波长最长，根据 频率最小，能量最小，Hα对应的前后能级之差最小，故A错误； B．频率最大，则同一介质对的折射率最大，故B错误； C．Hα波长最长，频率最小，折射率最小，根据 同一介质中的传播速度最大，故C错误； D．频率大于Hβ频率，用Hβ照射某一金属能发生光电效应，则用照射该金属时也一定能发生光电效应，故D正确。 故选D。 7．（2025·山东青岛城阳二中·二模）如图甲为氢原子光谱示意图，图乙为氢原子部分能级示意图。图甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从能级向能级跃迁时产生的。已知可见光的光子能量范围为。下列说法正确的是（　　） A．对应的光子能量比对应的光子能量大 B．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 C．若氢原子从能级向能级跃迁，则辐射出的光属于红外线 D．若氢原子从能级向能级跃迁，则需要吸收10.2eV的能量 【答案】C 【详解】A．谱线的波长最长，频率最小，能量最小，故对应的光子能量比对应的光子能量大，A错误； B．由图可知，四条谱线中谱线的波长最短，频率最大，而氢原子从高能级向能级跃迁产生的光子中，从能级向能级跃迁时产生的光子能量最小，其波长最长，频率最小，B错误； C．氢原子从能级向能级跃迁时发出的光子的能量为 此能量小于可见光的能量范围，故此光属于红外线，C正确； D．若氢原子从能级向能级跃迁，释放出能量为10.2eV的光子，D错误。 故选C。 原子核 8．（2025·山东名校·联考）射线测厚仪可以用来测量板材的厚度，其工作原理是射线透过被测物体产生的衰减与被测物体的厚度成正比，可使用作为放射源，其衰变方程为，已知的半衰期为30年，下列说法正确的是（　　） A．为正电子 B．来自原子核内的中子向质子的转化 C．升高温度，的半衰期会变短 D．射线可以穿透几厘米厚的铅板，射线测厚仪可以精确测量铅板的厚度 【答案】B 【详解】A．衰变方程为，由电荷数守恒和质量数守恒可知为负电子，故A错误； B．该衰变为衰变，为负电子，来自原子核内的中子向质子的转化，故B正确； C．升高温度，的半衰期会不变，故C错误； D．射线可以穿透几毫米厚的铝板，不能穿透几厘米厚的铅板，射线测厚仪不可以精确测量铅板的厚度，故D错误。 故选B。 9．（2025·山东九五高中协作体·质监）2025年3月9日，我国首款基于碳化硅半导体材料的碳14核电池“烛龙一号”研制成功。碳14半衰期长达5730年，理论上使其能持续放电数千年；目前，搭载该电池的LED灯已持续工作近4个月，完成超35000次脉冲闪烁，并成功驱动蓝牙射频芯片发射信号，充分验证了其稳定性和可靠性。碳14核电池“烛龙一号”通过碳14的核衰变释放核能，进而转化为电能。下列说法正确的是（　　） A．碳14的衰变产物为氧16 B．升高温度，可以减小碳14的半衰期 C．衰变的实质是核外电子跃迁 D．经17190年，核电池中碳14的个数变为原来的 【答案】D 【详解】A．碳14的衰变方程为 故A错误； B．半衰期不随温度、压强等因素的改变而改变，故B错误； C．衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，故C错误； D．根据半衰期公式有故D正确。 故选D。 10．（2025·山东名校联盟·二模）元素半衰期被广泛应用于考古测年代、药物代谢控制、核能利用及医学诊断治疗等领域。已知18F的半衰期为110min，68Ga的半衰期为68min，现将质量为的18F和质量为的68Ga投入研究，研究时长为3740min。设研究结束后18F的剩余质量为，68Ga的剩余质量为，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】对18F经过时长为3740min时 即 对68Ga 经过时长为3740min时 即 故选C。 11．（2025·山东滨州·二模）医用放射性同位素氟-18，常用于PET-CT肿瘤显影，其半衰期为110分钟。某日上午10：00制备的480mg氟-18显影剂，因故推迟至下午3：30使用。若显影剂中氟-18质量不低于方可保证成像质量，则（    ） A．剩余氟-18质量约为，不可正常使用 B．剩余氟-18质量约为，可正常使用 C．剩余氟-18质量约为，可正常使用 D．剩余氟-18质量约为，可正常使用 【答案】B 【来源】2025届山东省滨州市高三下学期二模 【知识点】半衰期相关的计算 【详解】从上午10：00到下午3：30经历的时间为 由于氟-18的半衰期为110分钟，即经过三个半衰期，剩余氟-18质量为 可正常使用。 故选B。 12.（2025·山东日照·二模）考古学家在地下发现一块距今约28650年的古榆木，测得其中碳14含量是现代榆木的。下列判断正确的是（　　） A．碳14的半衰期约为7162年 B．升高温度可以减小碳14的半衰期 C．增大压强可以减小碳14的半衰期 D．碳14酸钡（BaC14）中的碳14与单质碳14的半衰期相同 【答案】D 【详解】A．根据题意 解得碳14的半衰期约为年 选项A错误； BC．升高温度和增大压强都不可以减小碳14的半衰期，选项BC错误； D．放射性元素的半衰期与所处的化学状态无关，即碳14酸钡（BaC14）中的碳14与单质碳14的半衰期相同，选项D正确。 故选D。 13.（2025·山东聊城·二模）“沉睡三千年，一醒惊天下”，三星堆遗址考古已入选世界重大考古发现。考古工作者经常运用碳14定年技术推测文物年代。碳14具有放射性，发生β衰变的半衰期约为5730年。以下说法正确的是（　　） A．地下遗址温度较低会影响碳14的半衰期 B．100个碳14原子核经过5730年后，一定还剩50个 C．碳14发生β衰变后新核质子数比碳14多1 D．某出土稻米样品中碳14含量不到现代作物的一半，说明该稻米样品距今不到5730年 【答案】C 【详解】A．半衰期是放射性物质固有属性，由原子核自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，因此“碳14”的半衰期不受温度、压强的影响，故A错误； B．半衰期是统计规律，是大量原子核的衰变规律，故B错误； C．碳14发生β衰变的实质是原子核内中子转变为质子时释放电子的过程，质子数增加1，即新核质子数比碳14多1，故C正确； D．根据半衰期公式有由题知，某出土稻米样品中碳14含量不到现代作物的一半，即 联立可得即解得故D错误。 故选C。 14.（2025·山东济南省实验中学·二模）“人造太阳”是基于核聚变的能源装置，通过在1.5亿摄氏度高温下维持氢同位素的持续聚变，产生比传统核电站更高效的能量输出。关于核聚变方程，下列说法正确的是（　　） A．X是 B．带正电 C．核反应前后总质量不变 D．X的结合能小于的结合能 【答案】A 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知，核聚变方程为故A正确； B．是中子不带电，故B错误； C．核反应前后质量数不变，因为存在质量亏损，所以质量不守恒，故C错误； D．核子数越大结合能越大，由A选项可知，X是，所以X的结合能大于的结合能，故D错误。 故选A。 15.（2025·山东枣庄八中·二模）“钻石恒久远，应该做电池”，近日英国科学家成功研制出世界首款碳—14钻石电池，这款电池的使用寿命可达数千年。从核废料中提取的碳—14被封装在钻石中，钻石捕获碳—14衰变产生的电子产生低水平电力，同时钻石外壳能够有效吸收碳—14发出的短程辐射确保安全。下列说法正确的是（　　） A．碳—14发生的是α衰变 B．碳—14发生的是β衰变 C．钻石捕获的电子来自于碳—14原子核外的电子 D．经过一个半衰期，被封装的材料的总质量变成原来的一半 【答案】B 【详解】AB．由于碳—14衰变产生电子，可知，碳—14发生的是β衰变，故A错误，B正确； C．钻石捕获的电子来自于碳—14原子核内一个中子转化为一个质子与电子，故C错误； D．经过一个半衰期，有一半碳—14发生衰变，但被封装的材料的总质量大于原来的一半，故D错误。 故选B。 16.（24-25高三下·山东单县二中·二模）核污水中含有多种放射性成分，其中有一种难以被清除的同位素氚（），可能引起基因突变。其衰变方程为，的半衰期为12.5年，下列说法正确的是（　　） A．原子核是 B．衰变的本质是由强相互作用引起的中子转变为质子并释放出电子 C．1mg的经25年的衰变后，还剩0.25mg D．将核污水排入海洋后，氚因浓度降低使半衰期变长，放射性变弱 【答案】C 【详解】A．根据反应过程满足质量数和电荷数，可知原子核是，故A错误； B．衰变的本质是由弱相互作用引起的中子转变为质子并释放出电子，故B错误； C．的半衰期为12.5年，1mg的经25年的衰变后，可知结果两个半衰期，还剩0.25mg，故C正确； D．半衰期只由原子核自身决定，将核污水排入海洋后，氚因浓度降低使半衰期不变，放射性不变，故D错误。 故选C。 17.（2025·山东济南·山师附中二模）贫铀是在提炼核弹及核燃料材料过程中产生的一种核废料，其主要成分是，这种材料密度大、硬度高、强度和韧性好，可用于制作坦克装甲、燃料电池等。发生α衰变时形成新核X，同时放出γ射线。以下说法正确的是（　　） A．该衰变过程的方程可写为 B．新核X 的结合能与的结合能之差即为α粒子的结合能 C．衰变反应中的γ射线为高频电磁波，具有极强的穿透性 D．质量为m的原子核经过两个半衰期后，产生的新核质量为 【答案】C 【详解】A．根据质量数和核电荷数守恒可知，该衰变方程应为 A错误； B．由于衰变过程释放能量，存在质量亏损，可知新核X 的结合能与的结合能之差小于α粒子的结合能，B错误； C．衰变反应中的γ射线为高频电磁波，具有极强的穿透性，C正确； D．质量为m的原子核经过两个半衰期后，有的的原子核发生了衰变，还剩余的的原子核，产生新核的质量不是，D错误。 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题11 近代物理 光电效应 1．（2025·山东潍坊·二模）在光电效应实验中，小明用甲、乙、丙三种光分别照射同一光电管，得到的光电流I与电压U的关系曲线如图所示，下列说法正确的是（   ） A．甲光照射时光电子的最大初动能比丙光大 B．甲光的强度比丙光大 C．甲光的频率比乙光大 D．乙光的波长比丙光长 2．（2025·山东菏泽·二模）如图所示，1887年德国物理学家赫兹利用紫外线照射锌板后，发现与锌板连接的验电器箔片张开。关于这一现象，下列说法中正确的是（　　） A．换用紫色灯泡照射锌板，箔片也一定张开 B．验电器箔片张开，是因为箔片得到了负电荷 C．验电器箔片张开，是因为锌板得到了正电荷 D．紫外线灯照射的强度增大，箔片张角也增大 3．（2025·山东济南·二模）太阳能电池是通过光电效应把光能转化成电能的装置，其主要材料为高纯度的硅。当紫外线照射硅表面时，会有光电子逸出。下列说法正确的是（　　） A．发生光电效应后，硅带负电 B．红光照射硅表面时一定能发生光电效应 C．减小紫外线的强度，光电子的最大初动能不变 D．增大紫外线的强度，光电子的最大初动能变大 4．（2025·山东济宁·二模）条码技术出现于20世纪40年代，现已成为获取物品信息的重要途径。某款条形码扫描探头工作原理图如图所示，打开扫描探头，发光二极管发出红光，将探头对准条形码，红光遇到条形码的黑色线条时，光几乎全部被吸收；遇到白色空隙时光被大量反射到探头上，光电管发生光电效应产生光电流。通过信号处理系统，条形码就被转换成了脉冲电信号。下列说法正确的是（　　） A．扫描探头的工作原理说明光具有波动性 B．仅将发光二极管换为发蓝光，一定能发生光电效应 C．若发光强度降低，则光电子的最大初动能减小 D．若扫描探头在条形码上快速移动，可能来不及发生光电效应 原子结构 5．（2025·山东聊城·二模）不同波长的电磁波具有不同的特性，在生产生活中具有不同的应用。a、b两单色光在电磁波谱中的位置如图所示。下列说法正确的是（   ） A．若a、b两光分别作为同一双缝干涉实验装置的光源，a光产生的条纹间距较大 B．若a、b两光都是由氢原子能级跃迁产生的，产生a对应的能级差更大 C．若a、b两光照射同一个光电管时都能发生光电效应，b光的遏止电压更大 D．若a、b两光照射同一个狭缝，b光的衍射现象更明显 6．（2025·山东青岛平度·二模）图a为玻尔的氢原子能级图。氢原子光谱在可见光区域内的四条谱线Hα、Hβ、Hγ和，如图b所示，它们都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级时发出的光。下列关于Hα、Hβ、Hγ和四条谱线的描述正确的是（  ） A．Hα对应的前后能级之差最大 B．同一介质对Hβ的折射率最大 C．同一介质中Hγ的传播速度最大 D．用Hβ照射某一金属能发生光电效应，则用照射该金属时也一定能发生光电效应 7．（2025·山东青岛城阳二中·二模）如图甲为氢原子光谱示意图，图乙为氢原子部分能级示意图。图甲中的、、、是氢原子在可见光区的四条谱线，这四条谱线为氢原子从能级向能级跃迁时产生的。已知可见光的光子能量范围为。下列说法正确的是（　　） A．对应的光子能量比对应的光子能量大 B．可能是氢原子从能级向能级跃迁时产生的 C．若氢原子从能级向能级跃迁，则辐射出的光属于红外线 D．若氢原子从能级向能级跃迁，则需要吸收10.2eV的能量 原子核 8．（2025·山东名校·联考）射线测厚仪可以用来测量板材的厚度，其工作原理是射线透过被测物体产生的衰减与被测物体的厚度成正比，可使用作为放射源，其衰变方程为，已知的半衰期为30年，下列说法正确的是（　　） A．为正电子 B．来自原子核内的中子向质子的转化 C．升高温度，的半衰期会变短 D．射线可以穿透几厘米厚的铅板，射线测厚仪可以精确测量铅板的厚度 9．（2025·山东九五高中协作体·质监）2025年3月9日，我国首款基于碳化硅半导体材料的碳14核电池“烛龙一号”研制成功。碳14半衰期长达5730年，理论上使其能持续放电数千年；目前，搭载该电池的LED灯已持续工作近4个月，完成超35000次脉冲闪烁，并成功驱动蓝牙射频芯片发射信号，充分验证了其稳定性和可靠性。碳14核电池“烛龙一号”通过碳14的核衰变释放核能，进而转化为电能。下列说法正确的是（　　） A．碳14的衰变产物为氧16 B．升高温度，可以减小碳14的半衰期 C．衰变的实质是核外电子跃迁 D．经17190年，核电池中碳14的个数变为原来的 10．（2025·山东名校联盟·二模）元素半衰期被广泛应用于考古测年代、药物代谢控制、核能利用及医学诊断治疗等领域。已知18F的半衰期为110min，68Ga的半衰期为68min，现将质量为的18F和质量为的68Ga投入研究，研究时长为3740min。设研究结束后18F的剩余质量为，68Ga的剩余质量为，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 11．（2025·山东滨州·二模）医用放射性同位素氟-18，常用于PET-CT肿瘤显影，其半衰期为110分钟。某日上午10：00制备的480mg氟-18显影剂，因故推迟至下午3：30使用。若显影剂中氟-18质量不低于方可保证成像质量，则（    ） A．剩余氟-18质量约为，不可正常使用 B．剩余氟-18质量约为，可正常使用 C．剩余氟-18质量约为，可正常使用 D．剩余氟-18质量约为，可正常使用 12.（2025·山东日照·二模）考古学家在地下发现一块距今约28650年的古榆木，测得其中碳14含量是现代榆木的。下列判断正确的是（　　） A．碳14的半衰期约为7162年 B．升高温度可以减小碳14的半衰期 C．增大压强可以减小碳14的半衰期 D．碳14酸钡（BaC14）中的碳14与单质碳14的半衰期相同 13.（2025·山东聊城·二模）“沉睡三千年，一醒惊天下”，三星堆遗址考古已入选世界重大考古发现。考古工作者经常运用碳14定年技术推测文物年代。碳14具有放射性，发生β衰变的半衰期约为5730年。以下说法正确的是（　　） A．地下遗址温度较低会影响碳14的半衰期 B．100个碳14原子核经过5730年后，一定还剩50个 C．碳14发生β衰变后新核质子数比碳14多1 D．某出土稻米样品中碳14含量不到现代作物的一半，说明该稻米样品距今不到5730年 14.（2025·山东济南省实验中学·二模）“人造太阳”是基于核聚变的能源装置，通过在1.5亿摄氏度高温下维持氢同位素的持续聚变，产生比传统核电站更高效的能量输出。关于核聚变方程，下列说法正确的是（　　） A．X是 B．带正电 C．核反应前后总质量不变 D．X的结合能小于的结合能 15.（2025·山东枣庄八中·二模）“钻石恒久远，应该做电池”，近日英国科学家成功研制出世界首款碳—14钻石电池，这款电池的使用寿命可达数千年。从核废料中提取的碳—14被封装在钻石中，钻石捕获碳—14衰变产生的电子产生低水平电力，同时钻石外壳能够有效吸收碳—14发出的短程辐射确保安全。下列说法正确的是（　　） A．碳—14发生的是α衰变 B．碳—14发生的是β衰变 C．钻石捕获的电子来自于碳—14原子核外的电子 D．经过一个半衰期，被封装的材料的总质量变成原来的一半 16.（24-25高三下·山东单县二中·二模）核污水中含有多种放射性成分，其中有一种难以被清除的同位素氚（），可能引起基因突变。其衰变方程为，的半衰期为12.5年，下列说法正确的是（　　） A．原子核是 B．衰变的本质是由强相互作用引起的中子转变为质子并释放出电子 C．1mg的经25年的衰变后，还剩0.25mg D．将核污水排入海洋后，氚因浓度降低使半衰期变长，放射性变弱 17.（2025·山东济南·山师附中二模）贫铀是在提炼核弹及核燃料材料过程中产生的一种核废料，其主要成分是，这种材料密度大、硬度高、强度和韧性好，可用于制作坦克装甲、燃料电池等。发生α衰变时形成新核X，同时放出γ射线。以下说法正确的是（　　） A．该衰变过程的方程可写为 B．新核X 的结合能与的结合能之差即为α粒子的结合能 C．衰变反应中的γ射线为高频电磁波，具有极强的穿透性 D．质量为m的原子核经过两个半衰期后，产生的新核质量为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$