2025届高考物理二轮复习百日冲刺小题特训：（8）近代物理（含解析）

2025届高考物理二轮复习百日冲刺小题特训：（8）近代物理
【基础题】
1.关于物质波，以下说法正确的是( )
A.物质波就是机械波 B.实物粒子具有波动性
C.光是粒子，不具有波动性 D.电子不会发生干涉与衍射现象
2.快中子反应堆利用裂变反应时产生的快中子和发生反应，生成不稳定的，经过第一次衰变生成不稳定的经过第二次衰变生成。这样越来越多，所以快中子反应堆又称为增殖反应堆。关于上述过程中的两次衰变反应，下列说法正确的是( )
A.第一次是α衰变，第二次是β衰变 B.两次均是α衰变
C.第一次是β衰变，第二次是α衰变 D.两次均是β衰变
3.轧钢厂的热轧机上安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关。如图所示，某射线测厚仪采用放射性同位素铱192作为放射源，其化学符号是，原子序数为77，放射源在进行衰变产生新核X的同时会释放出射线，衰变方程为，新核X内的中子数为( )
A.77 B.78 C.114 D.115
【中等题】
4.新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现了100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，这标志着中国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出了重要一步。“中国环流三号”内部主要发生氘一氚聚变反应，反应方程式为，下列说法正确的是( )
A. B.
C.原子弹也是基于该反应 D.为氘核，包含1个质子和2个中子
5.狭义相对论中给出静质量与动质量的关系为，其中m为动质量、为静质量、v为物体的速度、c为真空中的光速。氢原子能级如图所示，能使处于基态的静止氢原子发生跃迁的电子的动质量至少为静质量的（电子质量为，元电荷的值为）( )
A.1倍 B.2倍 C.4倍 D.6倍
6.核发生衰变的核反应式为，衰变过程发射出射线，并伴随产生中微子。该射线照射到逸出功为的金属上，打出的光电子最大初速度为v.已知光电子的质量为m，普朗克常量为h，则( )
A.核衰变过程中产生的电子来自核外最外层电子
B.衰变前后质量数不变，未发生质量亏损
C.核反应中产生的光子频率为
D.该衰变过程中核内一个质子转化为中子
7.2024年1月，天津大学科研团队攻克了长期以来阻碍石墨烯电子学发展的关键技术难题，打开了石墨烯带隙，开启了石墨烯芯片制造领域“大门”。石墨烯是C的同素异形体，目前已知C的同位素共有15种，其中是一种放射性的元素，可衰变为。如图所示包含衰变的相关信息，下列说法正确的是( )
A.当环境温度变化时，的半衰期会发生改变
B.衰变为，衰变方式为衰变
C.32个原子核在经过22920年后还剩2个
D.当数量是数量的3倍时，衰变经历的时间为11460年
8.如图所示为氢原子的能级示意图，已知可见光光子的能量范围为，根据玻尔理论，下列说法正确的是( )
A.用的光子照射处于基态的氢原子时，电子可以跃迁到能级
B.氢原子从能级跃迁到能级能量减少
C.氢原子从能级跃迁到能级放出的光子是可见光光子
D.处于能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有3种
9.如图所示为氢原子的能级图。大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠。下列说法正确的是( )
A.逸出光电子的最大初动能为10.80 eV
B.氢原子从能级跃迁到能级时，放出的光子动量最大
C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D.用能量为0.85 eV的光子照射，氢原子能跃迁到激发态
10.如图所示，氢原子从能级跃迁到能级发出a种光，氢原子从能级跃迁到能级发出b种光。关于这两种光的特性，以下说法中正确的是( )
A.在真空中传播同样的距离，b光所用时间更长
B.从水中斜射入空气时，b光更容易发生全反射
C.照射同样的金属板发生光电效应时，b光的遏止电压更大
D.在条件相同的情况下做杨氏干涉实验，b光的条纹间距更宽
11.如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，微安表示数随电压表示数变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是( )
A.这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光
B.光电子的最大初动能为7.5eV
C.光电管阴极K金属材料的逸出功为12.75eV
D.若调节滑动变阻器的滑片能使电流达到饱和光电流，则图乙中电源右侧为正极
12.2025年开年之际，国际上唯一的我国超导托卡马克大科学装置集群正在加快推动聚变能源的开发和应用，其中一种核聚变反应方程式为，已知各元素原子核及中子的质量如下表，阿伏加德罗常数取，氘核摩尔质量为，1u相当于931.5MeV。则下列说法正确的是( )
元素原子核或中子 氘核 氚核 氦核 中子
质量（单位：u） 2.0141 3.0161 4.0026 1.0087
A.该核反应过程释放能量，不满足能量守恒定律
B.氘核的比结合能比氦核的大
C.氘核与氚核间距达到量级即可发生核聚变反应
D.4g氘完全参与聚变释放出能量的量级为
【较难题】
13.（多选）利用光电管研究光电效应的实验电路如图所示。用频率为ν的可见光照射阴极K，电流计中有电流通过，则( )
A.用紫外光照射K，电流计中不一定有电流通过
B.用红外光照射K，电流计中一定没有电流通过
C.用频率为ν的可见光照射K，滑动变阻器的滑片移到A端，电流计中一定有电流通过
D.用频率为ν的可见光照射K，滑动变阻器的滑片向B端滑动时，电流计示数可能不变
14.（多选）某同学用如图甲所示的装置进行光电效应实验。用波长为λ的光照射阴极K，保持滑动变阻器的下滑片不动，调节滑动变阻器的上滑片P、测得流过灵敏电流计的电流I与A、K之间的电势差，作出图像如图乙所示，已知电子的电荷量大小为e。阴极材料的逸出功为，下列说法正确的是( )
A.将滑动变阻器的上滑片P由最左端向右移动的过程中电流I逐渐增大
B.若用波长为0.5λ的光照射阴极K，则遏止电压将变为
C.只增加入射光的光照强度，的绝对值会变大
D.只增加入射光的光照强度，电流I的最大值会变大
15.（多选）2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置—中国环流器二号M装置（）在成都建成并实现首次放电。“人造太阳”主要是将氘核与氚核聚变反应释放的能量用来发电，氘核的质量为，氚核的质量为，中子的质量为反应中释放的核能为，光速为c，下列说法正确的是( )
A.核反应前后质量数守恒、电荷数守恒
B.反应产物X核是氦核
C.反应产物X核的结合能比的结合能大
D.反应产物X的质量为
答案以及解析
1.答案：B
解析：机械波是一种波，而物质波是一种规律，两者不同，故A错误；根据波粒二象性，实物粒子有波长，具有波动性，故B正确；根据波粒二象性可知，光即是粒子也是波，故C错误；电子也具有波动性，也可以发生干涉与衍射现象，故D错误。
2.答案：D
解析：根据电荷数守恒和质量数守恒可知，即两次均是β衰变。故D正确，A、B、C错误。
3.答案：C
解析：根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒可知衰变方程为，新核X内的中子数为114。
故选C。
4.答案：A
解析：AB.由核反应的质子数守恒和质量数守恒可知，，故A正确、B错误；
C.该反应是核聚变，原子弹的反应是核裂变，故C错误；
D.核包含1个质子和1个中子，故D错误。
故选A。
5.答案：A
解析：第一步：结合氢原子能级图确定电子动能→原子跃迁规律
要使处于基态的静止氢原子发生跃迁，则电子的动能至少为氢原子从能级跃迁到能级所需的能量，则电子的动能。
第二步：由题述得出电子的动质量与静质量的关系
电子的速度，则电子动质量与静质量的关系为，A正确。
6.答案：C
解析：AD.Th核衰变是衰变，产生的电子是原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，故AD错误；
B.衰变前后质量数不变，但衰变过程中会释放能量，产生质量亏损，故B错误；
C.根据光电效应方程可得
得光子频率为
故C正确；
故选C。
7.答案：D
解析：放射性元素的半衰期是由原子核内部自身因素决定的，跟原子核所处的化学状态和外部条件没有关系，故A错误。根据原子核衰变过程中遵循电荷数守恒和质量数守恒，可得其衰变方程为，则可知其衰变方式为β衰变，故B错误。衰变服从统计规律，对大量的原子核才有意义，故C错误。由题图可知，的半衰期年，当数量是数量的3倍时，根据，可知，解得年，故D正确。
8.答案：D
解析：A.处于基态的氢原子若吸收一个的光子后的能量为
根据图像可知，由于不存在该能级，所以用的光子照射处于基态的氢原子时，电子不可能跃迁到能级，故A错误；
B.氢原子从能级跃迁到能级，由低能级跃迁到高能级，要吸收能量，总能量增加，故B错误；
C.氢原子从能级跃迁到能级，氢原子辐射出的光子的能量为
则该光子能量不在可见光光子的能量范围内，该光子不是可见光光子，故C错误；
D.处于能级为的大量氢原子向低能级跃迁能辐射光的种类为，所以处于能级的大量氢原子向低能级跃迁，辐射光的频率有种
故D正确。
故选D。
9.答案：B
解析：氢原子从能级跃迁到能级时释放出的光电子能量最大，其能量，根据可得此时最大初动能为，故A错误。氢原子从能级跃迁到能级放出的光子能量最大，根据，可知此时光子的动量也最大，故B正确。大量氢原子从的激发态向低能级跃迁时，能放出种频率的光子，其中从3能级跃迁到能级放出的光子能量为，则这种光子不能使金属钠产生光电效应，故C错误。由于氢原子从能级跃迁到能级需要吸收的光子能量为，所以用能量为0.85 eV的光子照射时，不能使氢原子跃迁到激发态，故D错误。
10.答案：D
解析：A.真空中各种光传播速度相同，所以在真空中传播同样的距离，两种光所用时间相同，故A错误；
B.根据氢原子能级差可知b光能量小，所以频率小，折射率小，从水中斜射入空气时，b光不容易发生全反射，故B错误；
C.照射同样的金属板发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程
，
可知a光的遏止电压更大，故C错误；
D.因为b光的频率小，波长大，所以在条件相同的情况下做杨氏干涉实验
b光的条纹间距更宽，故D正确。
故选D。
11.答案：D
解析：A.氢原子跃迁时共发出
种频率的光，故A错误；
B.山图丙可知遏止电压为7V，所以光电子的最大初动能为
故B错误；
C.由图甲可知光子的能量为
所以金属材料的逸出功为
故C错误；
D.光电子山阴极K向对面的极板运动，要达到饱和电流，需要施加正向电压，即电源右侧应该为正极，故D正确。
故选D。
12.答案：D
解析：A.所有的核反应过程都满足能量守恒定律，该核聚变反应过程释放能量，是因为存在质量亏损，亏损的质量以能量的形式释放出来，但整个过程能量依然守恒，故A错误；
B.比结合能越大，原子核越稳定，氦核比氘核稳定，所以氦核的比结合能比氘核的大，故B错误；
C.要使氘核与氚核发生核聚变反应，需要使它们克服库仑斥力，二者间距要达到量级，而不是量级，故C错误；
D.4g氘的物质的量
则氘核的个数
根据核聚变反应方程，1个氘核参与反应的质量亏损
1u相当于931.5MeV，则1个氘核参与反应释放的能量
那么4g氘完全参与聚变释放的能量
故D正确。
故选D。
13.答案：CD
解析：紫外光的频率高于ν，一定有电流通过，红外光的频率低于ν，可能没有电流通过，A、B错误;用频率为ν的可见光照射K，滑动变阻器的滑片移到A端，加速电压为0，因为光电子具有初动能，所以有光电子到达阳极，电流计中一定有电流通过，C正确;滑动变阻器的滑片向B端滑动，加速电压增大，如果已达到饱和电流，电流计示数将保持不变，D正确。
14.答案：BD
解析：滑动变阻器的上滑片P在最左端时，，将滑动变阻器的上滑片P由最左端向右移动，逐渐减小，由题图乙可知，电流I逐渐减小，故A错误。由爱因斯坦光电效应方程有，联立解得，故B正确。根据爱因斯坦光电效应方程有，则。只增加入射光的光照强度，的绝对值不变，故C错误。只增加入射光的光照强度，则单位时间内产生的光电子数量增多，电流I的最大值会变大，故D正确。
15.答案：AB
解析：A.发生核反应的过程中质量数和电荷数守恒，A正确；
B.根据质量数守恒和电荷数守恒，反应产物X的电荷数为2，是氦核，B正确；
C.氦核为轻核，结合能小于，故C错误；
D.设X的质量为，根据质能方程得
得
D错误；
故选AB。