2023年高考物理真題模擬試題專項匯編：（10）近代物理（含答案）

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1.【2023年全國甲卷】在下列兩個核反應(yīng)方程中：

X和Y代表兩種不同的原子核，以Z和A分別表示X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，則()

A.，B.，C.，D.，

2.【2023年全國乙卷】2022年10月，全球眾多天文設(shè)施觀測到迄今最亮伽馬射線暴，其中我國的“慧眼”衛(wèi)星、“極目”空間望遠鏡等裝置在該事件觀測中作出重要貢獻。由觀測結(jié)果推斷，該伽馬射線暴在1分鐘內(nèi)釋放的能量量級為，假設(shè)釋放的能量來自于物質(zhì)質(zhì)量的減少，則每秒鐘平均減少的質(zhì)量量級為（光速為）()

A.B.C.D.

3.【2023年新課標(biāo)卷】銫原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，銫原子鐘利用的兩能級的能量差量級為，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為（普朗克常量，元電荷）()

A.B.C.D.

4.【2023年湖南卷】2023年4月13日，中國“人造太陽”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置（EAST）創(chuàng)下新紀錄，實現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，為可控核聚變的最終實現(xiàn)又向前邁出了重要的一步，下列關(guān)于核反應(yīng)的說法正確的是()

A.相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多

B.氘氚核聚變的核反應(yīng)方程為

C.核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235

D.核聚變反應(yīng)過程中沒有質(zhì)量虧損

5.【2023年遼寧卷】原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂。某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應(yīng)能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動能為，則()

A.①和③的能量相等

B.②的頻率大于④的頻率

C.用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)

D.用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于

6.【2023年江蘇卷】“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子，設(shè)波長為λ。若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測儀鏡頭正對著太陽，每秒接收到N個該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S，衛(wèi)星離太陽中心的距離為R，普朗克常量為h，光速為c，求：

（1）每個光子的動量p和能量E；

（2）太陽輻射硬X射線的總功率P。

7.【2023年海南卷】釷元素衰變時會放出β粒子，其中β粒子是()

A.中子B.質(zhì)子C.電子D.光子

8.【2023年海南卷】已知一個激光發(fā)射器功率為P，發(fā)射波長為λ的光，光速為c，普朗克常量為h，則()

A.光的頻率為B.光子的能量為

C.光子的動量為D.在時間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為

9.【2023年山東卷】“夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發(fā)射升空，對提升我國導(dǎo)航定位深空探測等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系，原子吸收頻率為的光子從基態(tài)能級Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1，實現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率為()

A.B.C.D.

10.【2023年湖北卷】2022年10月，我國自主研發(fā)的“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠鏡可用于探測波長為的氫原子譜線（對應(yīng)的光子能量為）。根據(jù)如圖所示的氫原子能級圖，可知此譜線來源于太陽中氫原子()

A.和能級之間的躍遷B.和能級之間的躍遷

C.和能級之間的躍遷D.和能級之間的躍遷

答案以及解析

1.答案：D

解析：D對。

2.答案：C

解析：由題意可知，伽馬射線暴每分鐘釋放的能量量級為，則其每秒鐘釋放的能量量級為，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，每秒鐘平均減少的質(zhì)量量級為，C正確。

3.答案：C

解析：由躍遷理論可知，躍遷發(fā)射的光子能量等于發(fā)生躍遷的兩能級的能量差，即，解得，故躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為，C正確。

4.答案：A

解析：相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變要比重核裂變質(zhì)量虧損更多，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，輕核聚變放出的核能更多，A對，D錯；根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，氘氚核聚變的產(chǎn)物之一為中子，而不是電子，B錯；鈾235為核裂變的主要燃料，C錯。

5.答案：A

解析：由題圖可知躍遷時放出的光子①和③均由同一高能級躍遷到同一低能級，又釋放的能量等于兩能級的能量差，所以①和③的能量相等，A正確；由題圖可知②的能量比④的能量小，則由公式可知②的頻率小于④的頻率，B錯誤；用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，但由于②的能量小于①，所以用②照射該金屬時不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯誤；用①照射某金屬時逸出光電子的最大初動能為，由于④的能量大于①，則由可知用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能一定大于，D錯誤。

6.答案：(1)

(2)

解析：(1)根據(jù)德布羅意波長公式可得，每個光子的動量為

每個光子的頻率為

每個光子的能量為

故每個光子的能量為

(2)衛(wèi)星離太陽中心的距離為R，離太陽中心距離為R的球面的表面積為

單位面積上的功率為

太陽輻射硬X射線的總功率

聯(lián)立解得

7.答案