20.近代物理-【三新金卷】2027年高三物理一轮复习周测阶梯卷（安徽专用）

2027高考总复习·周测阶梯卷·物理（二十） 20.近代物理 班级 姓名 考号 得分 本试卷满分100分，考试时间45分钟 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项 中，只有一项是符合要求的。 1.(2026·陕晋青宁)我国自主建设运行的北斗全球卫星导航系统空间段由 多颗卫星组成。若轨道半径不同的两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，角 速度大小分别为1、2，线速度大小分别为、2，则 A.=2 B.马=当 w12 C.近=吃 D.=吃 @1 @2 1ω2 2.重元素的放射性衰变共有四个系列，其中一个为U238系列（从U开始 到稳定的Pb为止)，关于这个系列，下列说法正确的是 A.从2U到9Pb,共发生7次a衰变 B.从38U到Pb,共有7个中子变成了质子 C.23U比2Pb多22个中子 D.8U比2Pb的比结合能大 3.如图所示为氢原子的部分能级图，用α光照射大量处在基态的氢原子后， 能向外辐射出6种不同频率的光子，已知金属b的逸出功为2.35eV。则 下列说法正确的是 E/eV 00----------0 0.85 A.a光的光子能量大于等于12.75eV -1.51 -3.40 B.辐射出的光子有4种能使金属b发生光电效应 .-13.6 C.由n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射出的光的波长最短 D.使金属b发生光电效应时，光电子的最大初动能为7.85eV 4.紫外线洗衣机使用紫外光电二极管来监测紫外线强度，紫外光电二极管 对可见光不敏感，对紫外线很敏感，能够有效地监测到很低的辐射强度， 紫外线的光子能量范围约为3eV~230eV。如图所示为氦离子(He+)的 能级图，大量处于=4激发态的氦离子辐射的电磁波能被紫外光电二极 管器监测到的有 n He E/eV .0 6 -2.81 A.5种 B.4种 4 -3.40 31 -6.04 C.3种 D.2种 -13.6 1 -54.4 5.钚-239(239Pu)裂变释放出的快中子，被铀-238（②8U)吸收，铀-238就转变 为铀-239，铀-239再经过衰变转变为易裂变的钚-239，这就是核燃料的 “增殖”过程。下列说法正确的是 A.钚-239裂变产生的新核核子平均质量比钚-239核子平均质量大 B.铀-238吸收中子转变为铀-239的核反应方程为3U+}n→23gU C.铀-239衰变转变为钚-239，同时释放一个α粒子 D.铀-239衰变转变为钚-239，同时释放一个3粒子 6.根据“建立无钚元素环境组织”的报告声明，仅仅百分之一盎司的钚就足 以对人体产生巨大的毒害。它会潜伏于人的肺、骨骼等细胞组织中，从而 破坏细胞基因导致癌症。已知钚的同位素239Pu的衰变方程为：239Pu→X +!He+y,半衰期为24100年，则下列说法中正确的是 A.Y射线穿透能力比α射线弱 B.X原子核中含有143个中子 C.4g的39Pu经过48200年后衰变了1g D.X原子核与He的总质量略大于Pu的质量 7.(2026·湖北)2025年6月，我国成功掌握商用堆生产钇90(9Y)玻璃微球 的技术，可实现批量化生产。在核反应堆中，9Y由核反应9Y+bX→9Y 生成、则 A.X是质子 B.X是电子 C.a=90 D.b=0 高考总复习·周测阶梯卷·物理（二十）P20一127一3A 8.(2026·山东)一定质量的理想气体由状态I变化到状态Ⅱ，两种状态下 气体分子的速率分布如图所示，图中∫()是速率v附近单位速率区间内 分子数占总分子数的百分比。下列说法正确的是 f(o) A.气体一定从外界吸收热量 B.气体中每个分子的速率都增加 C.速率1附近单位速率区间内的分子数增加 D.气体中速率在，~2区间的分子数占总分子数的比例减小 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中， 有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选 错的得0分。 9.中科院暗物质粒子探测卫星“悟空”(DAMPE)的探测成果在《自然》杂志 上在线发表：宇宙空间中存在着“能量为1.4×1012eV左右的新物理粒 子”，科学家推测，它可能就是暗物质。根据以上信息，下列判断正确的是 A.这种新物理粒子的质量约为2.5×104kg B.这种新物理粒子的质量约为3.0×1023kg C.若这种新物理粒子的质量为m、动能为Ek,普朗克常量为h,则其物质 波的波长为2mE h D.若这种新物理粒子的质量为m、动能为Ek,普朗克常量为h,则其物质 h 波的波长为 √/2mE 10.14C放射性衰变为14N的半衰期约为5700年。已知植物存活期间，其体 内4C与2C比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续降低。现通过测 量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物样品的二分之一。下 列说法正确的是 A.该古木距今约为5700年 B.含有10个14C原子核的放射性元素，经过一个半衰期，一定有5个原 子核发生衰变 C.14C衰变为4N过程中放出B射线 D.增加样品测量环境的压强，将加速14C的衰变 选择题答题栏 题号 1 2 3 4 5 6 8 9 10 答案 三、非选择题：本题共3小题，共58分。 11.(16分)图示是氢原子的能级示意图，已知基态氢原子的能量为E,普朗 克常量为九，第n能级的能量E。E,氢原子从n=3能级跃迁到n=2 能级时辐射出的光子的频率为 :若此光子恰好能使某金属发 生光电效应，当氢原子从=3能级跃迁到n=1能级时辐射出的光子照 射到该金属表面时，发出的光电子的最大初动能为 12.(20分)如图所示的光电管中，调节滑动变阻器的滑片使电压表的示数为 U,用一束波长为入的光照射金属板P时，电流表有示数。已知金属板 P、Q之间的距离为d,两板足够长。金属板P的逸出功为W。,电子的电 量和质量分别为e和m,普朗克常量为h,光速为c。求： (1)以最短时间运动到Q板的电子的动能； (2)电子由P板运动到Q板的最长时间。 高考总复习·周测阶梯卷·物理（二十）P20一227-3A 13.(22分)静止的镭核Ra发生衰变，放出一个a粒子变为氡核Rn,已知 镭核的质量为224.0248u,氡核的质量为220.0162u,a粒子的质量为 4.0026u。(1u相当于931.5MeV的能量) (1)写出核反应方程。 (2)镭核衰变放出多少MeV的能量？（结果保留2位有效数字） (3)若衰变放出的能量全部转变为氡核和α粒子的动能，沿用(2)中的结 果，求出氡核的动能为多少MeV。(结果保留1位有效数字)(二十) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C B A B B D D AD AC 1.【答案】D Mm 【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力G r2 =mo'r-m 二，其中G为引力常量，M为地球 质量r为镜道半径山为角速度为线速度。推导得√网。√受。A由是=，由于轨道半径不同，则 GM ≠2，A错误：B.由以上分析可知，”c,与r有关，≠，B错误：C,由以上分析可知，文心F,与r有关， 1w2 ) GM 近≠近，C错误；D.由以上分析可知， =GM,与r无关，D正确。 12 GM 2.【答案C 【解析】从U到Pa,共发生m=238206=8次。衰变，A错误：共发生=16-10=6次B衰变，因此共有6 4 个中子变成了质子，B错误；8U中子数为146,28Pb中子数为124，因此多22个中子，C正确；衰变后原子核更 稳定，比结合能更大，D错误。 3.【答案】B 【解析】由于能向外辐射6种不同频率的光子，则由公式C=6可知n=4,即a光的光子能量一定等于n=4能级 与n=1能级的能量差，即为E。=(13.6-0.85)eV=12.75eV,A错误；能使金属b发生光电效应的条件是光子 的能量需大于2.35eV,显然n=4能级到n=3能级与n=3能级到n=2能级辐射的光子小于逸出功，即有4种 光子能使金属6发生光电效应现象，B正确：由公式E=h可知光子的能量越小，向外辐射的光的波长越长，即 由n=4能级跃迁到n=3能级向外辐射的光能量最小，即该光的波长最长，C错误：由爱因斯坦光电效应方程 Ekm=ho一W。可知人射光的光子能量越大，光电子的最大初动能越大，则由n=4能级跃迁到n=1能级向外辐 射的光子能量最大，所以光电子的最大初动能为(13.6-0.85一2.35)eV=10.4eV,D错误。 4.【答案】A 【解析】大量处于n=4激发态的氦离子可以辐射6种电磁波，它们的能量分别为：E=(一3.40V) (-6.04eV)=2.64eV,E2=(-3.40eV)-(-13.6eV)=10.2eV,E3=(-3.40eV)-(-54.4eV)=51eV, E4=(-6.04eV)-(-13.6eV)=7.56eV,E,=(-6.04eV)-(-54.4eV)=48.36eV,E6=(-13.6eV)- (一54.4eV)=40.8eV,所以能被紫外光电二极管监测到的有5种，A正确，BCD错误。 5.【答案】B 【解析】钚-239裂变过程释放能量，有质量亏损，因此钚-239裂变产生的新核核子平均质量比钚-239核子平均 质量小，A错误；铀-238吸收中子转变为成铀-239的核反应方程为8U十↓n→U,B正确；根据质量数、电荷数 守恒可知，轴-239衰变转变为钚-239，释放两个B粒子，C、D错误。 6.【答案】B 【解析】Y射线穿透能力比α射线强，A错误；根据核反应方程满足电荷数和质量数守恒可知，X原子核中的电荷 数为92，质量数为235，则X原子核中的中子数为235一92=143，B正确：m=m(侵)厂=1g:放利余1g的架P, C错误；衰变过程存在质量亏损，故Pu的质量大于衰变后的X原子核与He的总质量，D错误。 7.【答案】D 【解析】核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒，对反应式38Y+bX→8Y分析如下，由质量数守恒a+1=90,解得a =89,由电荷数守恒39+b=39,解得b=0,可知X是中子。 8.【答案】D 【解析】根据理想气体分子速率分布规律：温度越高，分子平均速率越大，速率分布曲线的峰值向速率更大的方向 移动，且峰值降低、曲线更平缓。由此可知，图中状态Ⅱ温度高于状态I,气体从I到Ⅱ温度升高。A.一定质量 理想气体的内能仅与温度有关，温度升高则内能增大△U>0。根据热力学第一定律△U=Q十W,若外界对气体 做功，则可能Q<0,气体可能是放热，A错误；B.温度升高是分子平均速率增大，属于统计规律，不代表每个分子 的速率都增加，B错误；C.f()的物理意义是速率v附近单位速率区间内分子数占总分子数的百分比，由图可知 高考总复习·周测阶梯卷·物理（二十）·答案P4527-3AJ 状态Ⅱ在1处的f(o)小于状态I,因此附近单位速率区间内的分子数减少，C错误；D.状态Ⅱ的峰值右移， 速率小于1的占比减少、速率大于2的占比增加，由图可知，1~2区间图像面积减小，则气体中速率在1~ 2区间的分子数古总分子数的比例减小，D正确。 9.【答案】AD 【解析】由于1eV=1.6×1019J,根据爱因斯坦质能方程E=mc2可知，这种新物理粒子的质量约为 2.5X10”kg,A正确，B错误：由物质被的被长入二会可知，C错误，D正确。 10.【答案】AC 【解析】设原来'C的质量为m,衰变后剩余质量为m,则有m=m(2),其中n为发生半衰期的次数，由题意 可知剩余质量为原来的7，故n=1,所以死亡时间距今约5700年，A正确：半衰期是放射性元素的大量原子衰 变的统计规律，对个别的原子没有意义，所以含有10个14℃原子核的放射性元素，经过一个半衰期，不一定有5 个原子核发生衰变，B错误；14C衰变为“N的过程中质量数没有变化，而核电荷数增加1，所以是其中的一个中 子变成了一个质子和一个电子，所以放出B射线，C正确；放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关，D 错误。 1.【答案】品 3E 4 【解析】根据玻尔理论可知，处于”=2能级的氢原子的能量为子E,处于n=3能级的氢原子的能量为号E,氢 原子从？一3能级跃迁到一2能级时辐射出的光子的短率清足古五一子-k加，放。一胎：当氢原子从” =3能级跃迁到m=1能级时辐射出的光子能量为了E,一E=一号E,因此发出的光电子的最大初动能为 8（聚)=5 49 12.【解析】(1)根据爱因斯坦光电效应方程得Ek=hv一W。 光子的频率为=号 所以光电子的最大初动能为E:一织-。 能以最短时间到达A板的光电子，是初动能最大且垂直于板面离开B板的电子，设到达A板的动能为E1,由 动能定理，得eU=Ek1一Es 所以E=eU+经-w, (2)能以最长时间到达A板的光电子，是离开B板时的初速度为零或运动方向平行于B板的光电子 则d=2at 由牛顿第二定律得eE=ma 又E号 解得=de /2m 13.【解析】(1)核反应方程为Ra→28Rn十He (2)镭核衰变过程中质量亏损 △m=224.0248u-220.0162u-4.0026u=0.006u 放出的能量△E=△mc2=0.006×931.5MeV=5.589MeV≈5.6MeV (3)衰变过程中动量守恒，放出的能量全部转化为α粒子和氡核的动能 选择α粒子运动的方向为正方向，根据动量守恒定律和能量守恒定律分别得： mav-mRnv2=0 m,w2+mew2-△E 1 可得，氣核的动能为7m2=麦△E0.1MeV 高考总复习·周测阶梯卷·物理（二十）·答案P4627一3AJ