专题精准强化16 近代物理-【创新教程】2027年高考物理大二轮专题增分方案课时作业

专题精准强化16近代 [A组基础达标练] 1.(2026·陕晋青宁卷)正电子+e与电子_e 湮没产生的光子是探测中微子的重要信号，一 个静止的正电子与一个静止的电子湮没转化 为两个Y光子，该过程动量和能量都守恒，已 知正电子与电子的质量均为m,光速为c,普朗 克常量为h,则这两个y光子 A.总能量为mc2 B.频率均为nc C.总动量为2mc D.波长均为 2.(2026·湖北卷)光伏产业已发展成为我国 新能源三大名片之一.太阳能电池发电时， 材料原子中的电子被光子激发（这也是一种 光电效应)，激发后的电子向电池负极移动， 形成一个持续的电动势.关于太阳能电池， 下列说法正确的是 () A.任何频率的光均可使太阳能电池发电 B.太阳光的能量可以全部转化为电池的 电能 C.太阳能电池在多云的白天，仍然可以 发电 D.太阳能电池发电的功率与太阳光的照射 方向无关 3.(2025·陕晋青宁卷，5)我国首台拥有自主 知识产权的场发射透射电镜TH一F120实 现了超高分辨率成像，其分辨率提高利用了 高速电子束波长远小于可见光波长的物理 性质.一个静止的电子经100V电压加速后， 其德布罗意波长为入，若加速电压为10kV, 不考虑相对论效应，则其德布罗意波长为 ( A.100λ B.10λ C.Io D.To 4.(2026·山东卷)我国钍资源丰富并成功实 现了钍一铀核燃料转换，开辟了核燃料供应 的新途径.转换过程的中间核素8Pa可能 会经历两种核反应，反应式为28Pa十X →281Pa,28Pa→28U+Y,则X、Y分别 是 () 0.1 A.-ie、on B.n、H C.on、-ie D.-ie、iH 19 ⑧错题序号： 物理 @错因分析： 5.(2024·河北卷，1)锂是新能源汽车、储能和 信息通信等新兴产业的关键材料.研究表 明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际 物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核 反应方程为：C十H→Li十2H+X,式中的 X为 ) A.on B._e C.e D.He 6.如图所示为氢原子的 EleV --00.54 能级示意图，则下列说 法正确的是() -3.4 A.n=2能级的氢原子 电离至少需要 -13.6 10.20eV的能量 B.n=4能级的氢原子跃迁到n=1能级需 要吸收0.85eV的能量 C.大量处于基态的氢原子吸收某频率的光 子跃迁到=3能级时，可向外辐射两种 不同频率的光子 D.用氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级 辐射出的光照射逸出功为2.25eV的金 属时，逸出的光电子的最大初动能为 10.5eV 7.一群处于基态的氢原子受某种色光照射后， 发出的光谱中只有两条可见光a、b,在同一 光电效应装置中测得的光电流和电压的关 系如图甲所示.图乙为氢原子能级图，已知 可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV 之间，下列说法正确的是 ( 6/v -0.8 -1.51 -3.4 U1U20 --13.6 乙 A.照射光子的能量E=12.09eV B.氢原子受激发后，能发出的光谱共10条 C.a光的波长比b光的大 D.a光是从n=4跃迁到n=2能级时发出 的光 8.利用14C衰变的测年技术可进行考古研究， 其衰变方程为4C→14N+_9e,已知l4C的半 衰期为5730年，若6C、14N、°1e的质量分 别为m、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的 光速为c,下列说法正确的是 () A.1e来源于核外电子 B.4C的比结合能小于N的比结合能 C.全球变暖会导致半衰期变短 D.该核反应中释放的能量为(m1一m2一m)hc [B纽创新应用练] 9.物理学中，将如同He是H这样质子数与 中子数互换的原子核互称为“镜像核”.已 知H和He的质量分别为mH=3.016050u 和me=3.016029u,中子和质子质量分别是 m=1.008665u和m,=1.007825u,则关于 “镜像核”及核反应，下列说法正确的是() A.1N和8O互为“镜像核” B.13N和3C互为“镜像核” C.互为“镜像核”的两个原子核的结合能是一 样的 D.核反应H十H→He+。n的生成物中有 a粒子，该反应是a衰变 10.(多选)钚(239Pu)静止时衰变为激发态285U 和α粒子，激发态铀核3U立即衰变为稳 态铀核35U,并放出能量为E,的Y光子. 钚23Pu、稳态轴核8U和α粒子的质量分 别记为mpu、mu和m。,衰变放出光子的动 量可忽略且该过程释放的核能除Y光子的 能量E,外全部转化为2U和α粒子的动 能.在匀强磁场中衰变产生的23U和α粒 子，两者速度方向均与磁场垂直，做匀速圆 周运动，光在真空中的速度为c,则下列说 法正确的是 () A.28U和a粒子在磁场中做匀速圆周运 动的轨迹为外切圆 B.2U的比结合能等于3Pu的比结合能 C.8U的动能为Eku=(mp.-mu-m)c 一E, D.a粒子的动能为E。=[(mp mu+ma -mu-m.)c2-E,] 11.用a、b两种可见光照射同一光电效应装 置，测得的光电流和电压的关系图像如图 甲所示，图乙为氢原子的能级图.已知可见光 的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，下列 说法正确的是 () 191 EleV -13.6 甲 乙 A.a光的波长比b光的小 B.单色光a的光子动量比单色光b的光子 动量小 C.用大量E=12.7eV的光子去照射基态 的氢原子可以得到两种可见光 D.若a光是氢原子从n=4能级跃迁到n=2 能级时发出的光，则b光是氢原子从n=3 能级跃迁到n=2能级时发出的光 12.如图甲所示为某实验小组成员研究某金属 发生光电效应的遏止电压随照射光频率变 化关系的实验原理图，图乙为实验得到的 遏止电压随照射光频率变化的关系图像， 电子的电荷量e=1.6×10-19C,则下列说 法正确的是 ) 之光线 IUNV H光电管© 0.99升 A 0.66 左 0.33 R 32404.85.6v×10H) A.由图乙可得普朗克常量为6.6×103J·s B.由图乙可知该金属的极限频率为4.0× 1014Hz C.图甲中入射光的频率为4.8×1014Hz 时，逸出的光电子的最大初动能为 1.056×10-19J D.图甲中入射光的频率为3.5×1014Hz 时，滑动变阻器的滑片移到最左端，电 流计G的示数为零 13.氢原子能级图如图所 EleV 示，当氢原子从n=3 4 -0.85 能级跃迁到n=2能级 -1.51 -3.40 时，辐射光的波长为 656nm,下列判断正确 的是 -13.6 A.当氢原子从n=2能级跃迁到n=1能 级时，辐射光的波长大于656nm B.当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级 时，辐射出的光子不能使逸出功为 2.25eV的钾发生光电效应 C.一个处于n=4能级的氢原子向低能级 跃迁时最多产生6种光谱线 D.用能量为1.0eV的光子照射处于n=4 能级的氢原子，可以使该氢原子电离变形后跑道形横截面两端半圆合为一个整圆，周长为 C=nd, 剩余直边总长度为C2=C一C1=2πr一πd, 单根直边长红-号=心一受 2 支形后，气宝的体积为V,=[(受)十d点， 对气室气体，等温过程由玻意耳定律V=p2V2, 解得挤压变形后气室中的压强p,一5πdh(4r—d) 2poV。 (3③体积不支，气体等容支化，有会-=是， 解得气室不爆破的最高室温T.=5πdh(4r-d)p:工 2poVo 答案：IA 2poVo z(2)p2=5πdh(4r-d) (3)T.=5rdh(4r-d)p.I。 2poV。 专题精准强化16近代物理 1.B2.C3.C4.C5.D6.D 7.C[因为可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之 间，所以只有从n=4能级跃迁到n=2能级和从n=3能 级跃迁到=2能级的光属于可见光，当照射光子的能 量为E=12.09eV时，其光子获得的能量不足以跃迁到 n=4能级，故达不到可见光的能量，A错误；氢原子受激 发后跃迁到=4能级，则能够辐射的光子数为C=6,B 错误；从n=4能级跃迁到n=2能级时发出的光子能量 为2.6eV,从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光子 能量为l.89eV,又由题图甲可知，在光电效应装置中，a 光過止电压低，根据hy一W。=|eU.|,可知a光的能量 小，又因为=会，故a光的波长比b光的大，a光是从3 能级跃迁到n=2能级发出的光，C正确，D错误.] 8.B。[B衰变的实质是碳原子核中的一个中子转化为一个 质子和一个电子，所以_e不是源于核外电子，故A错 误；半衰期由原子核本身的性质决定，与原子核的物理 状态和化学状态无关，全球变暖不会导致半衰期变短， 故C错误；碳元素自发地进行衰变，衰变过程放出能 量，C的比结合能小于N的比结合能，根据爱因斯坦 质能方程可得△E=△mc2=(m1一m2-mg)c2,故B正 确，D错误.] 9.B[N的质子数为7，中子数为8，互换后质子数变为 8,质量数仍为15，则N和8O不是“镜像核”，故A错 误；N的质子数为7，中子数为6，互换后质子数变为6， 质量数仍为13，故B正确；质子和中子质量不同，镜像核 结合能不同，故C错误；核反应H十H→2He十n是核 聚变，生成物中虽然有α粒子，但该反应不是α衰变，故 D错误.] 10.AD[由题意可知衰变产生的U和α粒子电性相同， 速度方向相反，则两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆 周运动的轨迹圆外切，故A正确；由于衰变时放出核 能，比结合能增大，所以25U的比结合能大于29Pu的比 结合能，故B错误；由能量守恒定律可知E=Ek滋十E, 由爱因斯坦质能方程可知E=(mpu一mu一m.)c2,解得 Eks=(mpu一mu一m.)c2一E,故C错误；根据动量守 恒定律有0=mu-m.u.,Eks=Eu十E.=2mu呢 十合，联立可得E.mn【《m一me 一E,],故D正确.] 11.B[根据Ek=hw-W。=eUc,可知，发生光电效应时， 频率越大的光对应的過止电压越大，所以由题图甲可 34: 练习册参考答案 知a光的频率比6光的小，根据入=号，可知，频率越小， 波长越大，所以Q光的波长比b光的大，故A错误；根 据p=么可知，单色光a的光子动量比单色光6的光子 动量小，故B正确；用大量E=12.7eV的光子去照射 基态的氢原子，则有En=E1十△E=-13.6eV+12.7 eV=一0.9eV,可知不等于任一能级的能量，即此种能 量的光子不能被吸收，故氢原子不发生跃迁，从而不会 有光发出，故C错误；根据e=hv,结合a光的频率小于 b光的频率，则可知若a光是氢原子从n=4能级跃迁 到n=2能级时发出的光，则b光不可能是氢原子从n =3能级跃迁到n=2能级时发出的光，故D错误.] 12.C[根据题意，由光电效应方程有 hy-W。=Ekm=eU.,又有W。=hy, 英现可得U,=名，一冬由题图乙可知 e(4.0-3.2)X10V·s,解得h=6.6X10J·s, h 0.33 结合题图乙可知，当U=0,该金属的极限频率 6=3.2×104Hz,故A、B错误； 由光电效应方程有Ekm=hv一W。=hv一h%,则当入射 光的频率为4.8×1014Hz时，逸出的光电子的最大初 动能为Ekm=6.6X10-4X(4.8×1014-3.2×1014)J =1.056×10-19J,故C正确； 题图甲中入射光的频率为3.5×1014Hz时，大于金属 的极限频率，能够发生光电效应，滑动变阻器的滑片移 到最左端时，电流计G的示数不为零，故D错误.门 13.D[由题图可知，氢原子从n=2能级跃迁到n=1能 级时，辐射光的能量大于氢原子从一3能级跃迁到 n=2能级时辐射光的能量，根搭E=凭可知，氢原子从 n=2能级跃迁到n=1能级时，辐射光的波长一定小于 656nm,故A项错误；从n=4能级跃迁到n=2能级时 辐射出的光子能量为2.55eV,大于金属钾的逸出功， 能使钾发生光电效应，故B项错误；一个（注意不是一 群)处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多产生 3种光谱线，故C项错误；当处于n=4能级的氢原子吸 收的能量大于或等于0.85eV时，将会被电离，故D项 正确. 专题精准强化17力学实验 1.解析：(1)实验需平衡阻力，消除木板对小车的阻力的影 响，应将木板一端垫高，使小车在无拉力时能匀速运动. (2)A,作出a1图像，可以将a-m图像“化曲为直”，便 于判断，a与m是否成反比关系，故A正确；B,作出a-m 图像，无法体现a与m是否成反比关系，故B错误；C,作 出am-m图像，若a与m是成反比关系，有am为定值， 则am一m图像是一条平行于横轴的直线，可以判断a与 m是否成反比关系，故C正确；D,作出a2-m图像，无法 体现a与m是否成反比关系，故D错误.故选AC. (3)甲同学的方法中，槽码依次放在槽码盘上，小车质量 M M不变，拉力F一M十mmg心mg(m为檐码总质量)，但 随着m增大，不满足m《M条件，拉力与mg偏差增大， 误差变大；乙同学的方法中，将小车上的槽码移到槽码 盘上，总质量M十m不变(M为小车质量，m为槽码质 M 量)，拉力F=M十mg≈mg(当M>m时近似，但实际 总质量不变)，拉力更接近理论值，系统误差更小，故乙 同学方法更好. 答案：(1)一端垫高。(2)AC(3)乙