专题16 高考全国视野(实战册)-【实战高考】2026年高考物理总复习（山东专版）

几种金属的逸出功和极限频率 金属 W/eV v/(1014Hz) 钠 2.29 5.33 钾 2.25 5.44 铷 2.13 5.15 丁 A.若b光为绿光，c光不可能是紫光 B.图甲所示的电路中，滑动变阻器滑片右 移时，电流表示数一定增大 C.若用能量为0.66eV的光子照射某一个 处于n=3激发态的氢原子，最多可以 产生6种不同频率的光 D.若用能使金属铷发生光电效应的光直 接照射处于n=3激发态的氢原子，可 以使该氢原子电离 14.(2025山东省实验中学一模)如图所示，图 甲为氢原子能级图，图乙为某放射性元素 剩余质量m与原质量mo的比值随时间t 变化的图像，图丙为轧制钢板时动态监测 钢板厚度的装置图，图丁为原子核的比结 合能随质量数变化的图像。下列说法正确 的是( EleV 0.54 -0.85 -1.50 1o -3.40 23 13.6 067.3182.4 氢原子能级图 乙某放射性元素衰变 他省考什么 高考全 真题精练 1.(2025云南，1,4分)2025年3月，我国科学 家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发 布，标志着我国在核能技术领域与微型核电 池领域取得突破。碳14的衰变方程为4C →4N+X,则( ) 0专题16近代物理初步 轧辊 ⊙⊙ 口放射源 ·探测器 丙动态监测钢板的厚度 比结合能MeV ℃ 2 20406080100120140160180200220240质量数4 丁比结合能随质量数变化的图像 A.图甲中，一个氢原子从n=4的能级向 基态跃迁时，最多可以放出3种不同频 率的光 B.图乙中，由放射性元素剩余质量m与原 质量mo的比值随时间t的变化规律可 知其半衰期为67.3d C.图丙中，探测器接收到的射线可能是α 射线 D.图丁中，比结合能越大，平均核子质量 越大，原子核越稳定 国视野 答案：P545 A.X为电子，是在核内中子转化为质子的 过程中产生的 B.X为电子，是在核内质子转化为中子的过 程中产生的 C.X为质子，是由核内中子转化而来的 D.X为中子，是由核内质子转化而来的 253 实战册 实战高考·物理 2.(2025湖南，1,4分)关于原子核衰变，下列 说法正确的是() A.原子核衰变后生成新核并释放能量，新 核总质量等于原核质量 B.大量某放射性元素的原子核有半数发生 衰变所需时间，为该元素的半衰期 C.放射性元素的半衰期随环境温度升高而 变长 D.采用化学方法可以有效改变放射性元素 的半衰期 3.(2025黑吉辽蒙，8,6分)（多选）某理论研究 认为，1Mo原子核可能发生双阝衰变，衰变 方程为1gMo一→4Ru十y_9e。处于第二激 发态的ARu原子核先后辐射能量分别为 0.5908MeV和0.5395MeV的Yh1、Y2两 光子后回到基态。下列说法正确的是() A.A=100 B.y=2 C.Y1的频率比Y2的大 D.Y1的波长比Y2的大 4.(2024新课标，17,6分)三位科学家由于在 发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了 2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点 会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别 发出蓝光和红光，下列说法正确的是( ) A.蓝光光子的能量大于红光光子的能量 B.蓝光光子的动量小于红光光子的动量 C.在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光 的速度 D,蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空 气中传播时的频率 5.(2024安徽，1,4分)大连相干光源是我国第 一台高增益自由电子激光用户装置，其激光 辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了 氢原子的光谱特征。如图为氢原子的能级 254 示意图，已知紫外光 EleV 的光子能量大于 -0.85 -1.51 3.11eV,当大量处于 -3.40 n=3能级的氢原子 向低能级跃迁时，辐 1 -13.6 射不同频率的紫外光有( ) A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 6.(2024全国甲，14,6分)氘核可通过一系列 聚变反应释放能量，总的反应效果可用6H →2He+xn+yp+43.15MeV表示， 式中x、y的值分别为( A.x=1,y=2 B.x=1,y=3 C.x=2,y=2 D.x=3,y=1 7.(2024湖南，1,4分)量子技术是当前物理学 应用研究的热点，下列关于量子论的说法正 确的是( A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B.光电效应实验中，红光照射可以让电子 从某金属表面逸出，若改用紫光照射也 可以让电子从该金属表面逸出 C.康普顿研究石墨对X射线散射时，发现 散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D.德布罗意认为质子具有波动性，而电子 不具有波动性 8.(2024海南，8,3分)利用如图所示的装置研 究光电效应，将单刀双掷开关S接1，用频 率为的光照射光电管，调节滑动变阻器， 使电流表的示数刚好为0，此时电压表的示 数为U1,已知电子电荷量为e,普朗克常量 为h,下列说法正确的是( R A.其他条件不变，增大光强，电压表示数 增大 B.改用比Ⅵ更大频率的光照射，调整电流 表的示数为零，此时电压表示数仍为U1 C.其他条件不变，使开关S接2，电流表示 数仍为零 D.光电管阴极材料的截止频率=y一 el h 9.(2024北京，13,3分)产生阿秒光脉冲的研 究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿 秒(as)是时间单位，1as=1×10-18s,阿秒 光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短 闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使 探测原子内电子的动态过程成为可能。设 有一个持续时间为100as的阿秒光脉冲，持 续时间内至少包含一个完整的光波周期。 真空中光速c=3.0×108m/s,普朗克常量 h=6.6×10-34J·s,下列说法正确的 是( )》 A.对于0.1mm宽的单缝，此阿秒光脉冲比 波长为550nm的可见光的衍射现象更 明显 B.此阿秒光脉冲和波长为550nm的可见 光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子 数更多 C.此阿秒光脉冲可以使能量为一13.6eV (一2.2×10-18J)的基态氢原子电离 D.为了探测原子内电子的动态过程，阿秒 光脉冲的持续时间应大于电子的运动 周期 10.(2025江苏，12,8分)江门中微子实验室使 用我国自主研发的光电倍增管，利用光电 效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金 属材料的逸出功为W。,普朗克常量为h。 (1)求该金属的截止频率。 (2)若频率为y的入射光能使该金属发生 O专题16近代物理初步 光电效应，求光电子的最大初动能Ek。 11.(2025河北，13,8分)光纤光谱仪的部分工 作原理如图所示。待测光在光纤内经多次 全反射从另一端射出，再经棱镜偏转，然后 通过狭缝进入光电探测器」 探 光纤 器 棱镜 (1)若将光纤简化为真空中的长玻璃丝，设 玻璃丝的折射率为2，求光在玻璃丝内 发生全反射时的最小入射角。 (2)若探测器光阴极材料的逸出功为9.939 ×1020J,求该材料的截止频率。（普朗克 常量h=6.626X10-34J·s) 模拟精练 1.(2025浙江宁波一模)（多选）核电池又叫 “放射性同位素电池”，它是通过半导体换能 器将同位素Pu在衰变过程中放出的具有 255 实战册 实战高考·物理 热能的射线转变为电能制造而成的。某核 电池由放射性同位素38Pu制成，已知38Pu 衰变为铀核（符号U),其半衰期为88年， 若该电池在第一年内的平均功率为1W,其 发电效率为10%，不考虑其他衰变，则下列 说法正确的是() A.该核反应为a衰变 B.经过44年，该核电池中的放射性同位 素38Pu有一半发生衰变变成了U C.该核电池在第一年内释放的核能约为 3×1017J D.该核电池在第一年内亏损的质量约为 3×10-9kg 2.(2025江苏南京一模)如图甲所示为氢原子 光谱，如图乙所示为氢原子部分能级图。图 甲中的H.、H、Hy、H属于巴尔末系，都是 氢原子从高能级向n=2能级跃迁时产生的 谱线。下列说法正确的是( 410.29 434.17486.27 656.47入/nm H He 匆 EleV ---------------0 -0.54 -0.85 3 -1.50 -3.40 -13.6 乙 A.H对应的光子能量比H,的大 B.H对应的光子动量比H的大 C.H是氢原子从n=3向n=2能级跃迁时 产生的 D.氢原子从高能级向n=1能级跃迁时产 生的谱线均在H的左侧 3.(2024辽宁一模)智能手机的摄像头光圈尺 256 寸和曝光时间会影响照片的成像质量。某 智能手机的摄像头光圈的面积为S,标准曝 光时间为t,暗室中有一个黄色的点光源，发 光功率为P,现用该手机在距离点光源r处 正对光源拍照。已知黄光的波长为λ，真空 中的光速为c,普朗克常量为h,不考虑空气 对光子的吸收，则单次拍照进入手机摄像头 快门的光子个数为( ) A器 B.PeSt 4πr3hλ PλSt C.he D.3PASt 4πr3hc 4.(2024吉林白城二模)如图所示为铀238衰 变为钍234过程中铀核质量随时间变化的 图像，则( ↑m/kg 3 m 04.59.0 t/109年) A.原子核衰变过程中不释放核能 B.铀238衰变为钍234同时放出电子 C.轴238半衰期为4.5×109年 D.环境温度降低衰变速度将变慢 5.(2025江西新余二模)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 氚可能会引起基因突变，氚亦称超重氢，是 氢的同位素之一，有放射性，会发生3衰变， 其半衰期为12.43年。下列有关氚的说法 正确的是() A.如果金属罐中密封有1kg氘，12.43年 后金属罐的质量将减少0.5kg B.氚发生B衰变时产生的粒子能够穿透 10cm厚的钢板 C.用中子轰击锂能产生氚，其核反应方程 式为Li+。n4He+H D.氚的化学性质与氢的完全不同=Ek,可得eUc=hw-Wo,结合图像可得eU=hw一Wo, eU=h2-Wo,联立解得W,=eU2m-U2),故选A。 2一1 10C解析衰变方程为2酸Np→2强Pu十X,由质量数 守恒和电荷数守恒可得X为电子，核反应方程为能U +H-→2强Np十n,由质量数守恒可得238+2=238 十k,解得k=2,A错误；核反应方程U十H→2Np 十砧n,不是聚变反应，是人工核反应，B错误；衰变方 程弱Np→2弱Pú十X,该反应释放核能，总核子数不变， 所以2Pu的比结合能比2弱Np的大，C正确；衰变方 程弱Np→2Pu十X,该反应释放核能，有质量亏损，所 以2弱Np衰变前的质量大于衰变后X和2Pu的质量之 和，D错误。故选C。 们D解析由题意知，频率为v的单色光照射大量处于 基态的氢原子，氢原子辐射出频率分别为Ⅵ、2、归的三种 光子，且Ⅵ<2<3，则说明hw=hw3=12.09eV,hw2= 10.2eV,hM=1.89eV,则可知g=1十2，故A错误；根 据以上分析可知v=g,且该单色光光子的能量为12.09eV, 故B、C错误；用该单色光照射到某新型材料上，逸出光电 子的最大初动能与频率为2光子的能量相等，则由hw Wo=hw2,解得Wo=1.89eV,故D正确。故选D。 2D解析光电子的最大初动能与光照强度无关，与光 电子频率有关，A错误；滑片P从O向N端移动过程中， A板带正电，电压为正向电压，增大电压，电流先增大后 不变，B错误；大量处于第3能级的氢原子，跃迁时能产生 3种频率的光，能发生光电效应的应该是三能级到一能级 和二能级到一能级，α光的遏止电压大，光子能量高，所以 a光光子的能量为E3一E1=12.09eV,C错误；因为b光 的遏止电压为一7.95eV,根据公式可得eU=Ek=hv一 Wo,hw=E2一E=10.2eV,解得Wo=2.25eV,D正确。 故选D。 高考全 真题精练 ①A解析根据质量数和电荷数守恒有C一→4N 十_9，可知X为电子，电子是在核内中子转化为质子的 过程中产生的。故选A。 ②B解析原子核衰变时释放能量，根据质能方程，总质 量会减少，则新核总质量小于原核质量，故A错误；半衰 期定义为大量放射性原子核半数发生衰变所需的时间， 题干中强调“大量”，符合定义，故B正确；半衰期由原子 核内部结构决定，与温度无关，故C错误；半衰期不受化 学方法影响，因化学变化不改变原子核性质，故D错误。 故选B。 O实战册参考答案及解析 3D解析根据光电效应方程Ek=v一Wo,遏止电压 方程为0-号m2=0-eU,联立可得eU:=hM一W,可 知频率越大，遏止电压越大，由题图乙可知U>U2,故 若b光为绿光，c光可能是紫光，故A错误；如题图甲所示 的光电效应实验装置所加的是正向电压，滑动变阻器滑 片右移时，极板间电压增大，电流可能增大，但当电流达 到饱和电流时，电流不发生改变，故B错误；若光子能量 为0.66eV,照射某一个处于n=3激发态的氢原子，根据 一1.51eV+0.66eV=一0.85eV,氢原子吸收光子的能 量，跃迁至n=4激发态，最多可以产生3种不同频率的 光，故C错误；若用能使金属铷发生光电效应的光照射， 根据光电效应方程有Ek=hw一Wo=hw一2.13eV>0,则 光子的能量大于2.13eV,处于n=3激发态的氢原子，该 氢原子发生电离所需的能量为1.51eV,故用能使金属铷 发生光电效应的光直接照射处于=3激发态的氢原子， 可以直接使该氢原子电离，故D正确。故选D。 14A解析题图甲中，一个氢原子从n=4的能级向基 态跃迁时，可能是从n=4到n=3,从n=3到n=2,从n= 2到n=1这样跃迁，此时最多可以放出3种不同频率的 光，故A正确；根据题图乙可知，放射性元素剩余质量m 与原质量0的比值从号变为}需要的时间即为该元素的 半衰期，半衰期为182.4d-67.3d=115.1d,故B错误； α射线的穿透能力最弱，一张普通的白纸就可以挡住，所 以探测器接收到的射线不可能是α射线，故C错误；题图 丁中，比结合能越大，平均核子质量越小，原子核越稳定， 故D错误。故选A。 【解题技巧】根据玻尔理论中的能级跃迁分析，注意是一 个氢原子，不是一群；根据半衰期的定义分析；根据α射线 的穿透能力分析；比结合能越大，平均核子的质量越小。 国视野 3ABC解析根据质量数和电荷数守恒，可得A=100, y=2,故A、B正确；由e=hw,可知Y1的频率比2的大， 故C正确，D错误。故选A、B、C。 ④A解析由于蓝光的频率大于红光的频率，根据E= y可知，蓝光光子的能量大于红光光子的能量；根据p= 么=心可知，蓝光光子的动量大于红光光子的动量，故A λc 正确，B错误；由于蓝光的折射率大于红光的折射率，根据 =C可知，在玻璃中传播时，蓝光的速度小于红光的速 度，故C错误；光从一种介质射入另一种介质中频率不 变，故D错误。故选A。 545 答案册 实战高考·物理 ⑤B解析大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁 时，能够辐射出的光子种类为C号=3种，辐射出光子的能 量分别为△E=E3-E=-1.51eV-(-13.6eV)= 12.09eV,△E2=E3-E2=-1.51eV-(-3.4eV)= 1.89eV,△E3=E2-E1=-3.4eV-(-13.6eV)= 10.2eV,其中△E>3.11eV,△E2<3.11eV,△E3> 3.11eV,所以辐射不同频率的紫外光有2种。故选B。 ⑥C解析根据核反应前后质量数和电荷数守恒可得，6 ×2=2×4十x十y,6=2X2十y,解得x=2,y=2,故选C。 ⑦B解析普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的， 是量子化的，故A错误；产生光电效应的条件是光的频率 大于金属的极限频率，紫光的频率大于红光的，若红光能 使金属发生光电效应，可知紫光也能使该金属发生光电 效应，故B正确；石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒 定律，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，光子动 量变小，根据X=合可知散射后的波长支长，故C错误；德 布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子，故D错 误。故选B。 8D解析当开关S接1时，由爱因斯坦光电效应方程 eU=hw1一Wo知，其他条件不变时，增大光强，电压表的 示数不变，故A错误；若改用比Ⅵ更大频率的光照射，调 整电流表的示数为零，而金属的逸出功不变，故遏止电压 变大，即此时电压表示数大于U1,故B错误；其他条件不 变时，使开关S接2，此时hM>Wo,可发生光电效应，且 加的是正向电压，故电流表示数不为零，故C错误；根据 爱因斯坦光电效应方程eU=hw一Wo,其中Wo=hwe,联 立解得，光电管阴极材料的藏止频率为=1-，故D h 正确。故选D。 ⑨C解析此阿秒光脉冲的波长为入=cT=30nm< 550m,由障碍物尺寸与波长相差不多或比波长小时，衍 射现象越明显知，波长为550m的可见光比此阿秒光脉 冲的衍射现象更明显，故A错误；由€=h知，阿秒光脉 冲的光子能量大，故总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数 更少，故B错误；阿秒光脉冲的光子能量最小值e=hv= 会=6.6×1018J>2.2×1018J,故此阿秒光脉冲可以 使能量为一13.6eV(一2.2×10-18J)的基态氢原子电 离，故C正确；为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光 脉冲的持续时间应小于电子的运动周期，故D错误。故 选C。 0(1兴 (2)hv-Wo 解析(I)根据题意，由光电效应方程有Ek=ho一Wo,当 Wo Ek=0时，可得该金属的截止频率0= h。 546 (2)根据题意，由光电效应方程可得，光电子的最大初动 能为Ekm=hw一Wo。 1m(1)60°(2)1.5×1014Hz 解析(1)光在玻璃丝内发生全反射的最小入射角满足 sinC-元，可得C=60. (2)根据爱因斯坦光电效应方程hwe=W0, 可得.=1.5×1014Hz。 模拟精练 ①AD解析23Pu的衰变方程为28Pu→2酷U十告He,为 Q衰变，故A正确；2Pu半衰期为88年，经过88年，该核 电池中的放射性同位素8Pu有一半发生衰变变成了 弱4U,故B错误；该电池在第一年内的平均功率为1W,其 发电效率为10%，放释放的拉能为△正-品 1×365X24X60X60J≈3.15X108J,根据△E=△mc2可 10% 得，△m≈3X10-9kg,故C错误，D正确。故选A、D。 2D解析H对应的光子波长比Hy的大，则频率低，动 量D=冬小，B=加小，故A,B错误；由题图甲可知，四条 谱线中H谱线的波长最短，频率最大，而氢原子从高能 级向n=2能级跃迁产生的光子中，从n=3能级向n=2 能级跃迁时产生的光子能量最小，其波长最长，频率最 小，故C错误；氢原子从高能级向=1能级跃迁时产生 的光子能量均大于H,则波长均小于H,谱线均在H6的 左侧，故D正确。故选D。 3A解析光的频率与波长的关系为c=w,一个光子的 能量为=仙一，该光源在曝光时间1内发出的光能 为E=P,设在曝光时间t内进入手机摄像头的光能为 B,有号一品，则曝光时同：内等过诚凝像头的光子教 _E=PSt,故选A。 为n=高4πhc ④C解析原子核衰变过程中有质量亏损，会释放核能， 故A错误；轴238衰变为钍234，质量数减少4，为α衰变， 故B错误；由题图可知轴238从号m衰交到号m的时间 为4.5×109年，则可知半衰期为4.5×109年，故C正确； 外界因素不会影响半衰期大小，故D错误。故选C。 ⑤C解析如果金属罐中密封有1kg氚，12.43年后金 属罐中的氚会有一半发生衰变，但产生的新物质还在金 属罐内，金属罐的质量不会减少0.5kg,故A错误；氚发 生B衰变时会放出高速运动的电子，但不能穿透10cm厚 的钢板，故B错误；用中子轰击锂能产生氚，其核反应方 程式为Li十n→He十H,故C正确；氚是氢的同位 素之一，则氚的化学性质与氢的相同，故D错误。故选C。