專題01 近代物理-5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類匯編（山東專用）（解析版）

2020-2024年五年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題01近代物理考點五年考情（2020-2024）命題趨勢應考策略考點1光電效應（5年0考）從近幾年高考試題可以看出高考對本專題的考查，題型都以選擇題為主，命題點多集中在光電效應、能級躍遷、核反應方程、核能的計算，難度不大，多以識記型為主．選擇題的命題思想為集中考查某一知識點．備考要熟悉教材中常見實驗現(xiàn)象及理論解釋，加強基本概念、規(guī)律的理解和記憶，注重核反應方程、核能中的簡單計算題的訓練，同時核反應與動量守恒相結合的題目也應該引起足夠的重視．考點2原子結構原子核（5年5考）（2024·山東卷·T1）（2023·山東卷·T1）（2022·山東卷·T1）（2021·山東卷·T1）（2020·山東卷·T2）1、（2024·山東卷·T1）2024年是中國航天大年，神舟十八號、嫦娥六號等已陸續(xù)飛天，部分航天器裝載了具有抗干擾性強的核電池。已知衰變?yōu)榈陌胨テ诩s為29年；衰變?yōu)榈陌胨テ诩s87年。現(xiàn)用相同數(shù)目的和各做一塊核電池，下列說法正確的是（）A.衰變?yōu)闀r產(chǎn)生α粒子B.衰變?yōu)闀r產(chǎn)生β粒子C.50年后，剩余數(shù)目大于的數(shù)目D.87年后，剩余的數(shù)目小于的數(shù)目【答案】D【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知衰變?yōu)闀r產(chǎn)生電子，即β粒子，故A錯誤；B．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知衰變?yōu)闀r產(chǎn)生，即α粒子，故B錯誤；CD．根據(jù)題意可知的半衰期大于的半衰期，現(xiàn)用相同數(shù)目的和各做一塊核電池，經(jīng)過相同的時間，經(jīng)過的半衰期的次數(shù)多，所以數(shù)目小于的數(shù)目，故D正確，C錯誤。故選D。2、（2023·山東卷·T1）“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，對提升我國導航定位、深空探測等技術具有重要意義。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.【答案】D【解析】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時有且從激發(fā)態(tài)能級Ⅱ向下躍遷到基態(tài)I的過程有聯(lián)立解得故選D。3、（2022·山東卷·T1）碘125衰變時產(chǎn)生射線，醫(yī)學上利用此特性可治療某些疾病。碘125的半衰期為60天，若將一定質(zhì)量的碘125植入患者病灶組織，經(jīng)過180天剩余碘125的質(zhì)量為剛植入時的（）A. B. C. D.【答案】B【解析】設剛植入時碘的質(zhì)量為，經(jīng)過180天后的質(zhì)量為m，根據(jù)代入數(shù)據(jù)解得故選B。4、（2021·山東卷·T1）在測定年代較近的湖泊沉積物形成年份時，常利用沉積物中半衰期較短的，其衰變方程為。以下說法正確的是（）A.衰變方程中的X是電子B.升高溫度可以加快的衰變C.與的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損D.方程中的X來自于內(nèi)質(zhì)子向中子的轉化【答案】A【解析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X是電子，A正確；B．半衰期非常穩(wěn)定，不受溫度，壓強，以及該物質(zhì)是單質(zhì)還是化合物的影響，B錯誤；C．與和電子X的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損，C錯誤；D．方程中的X來自于內(nèi)中子向質(zhì)子的轉化，D錯誤。故選A。5、（2020·山東卷·T2）氚核發(fā)生β衰變成為氦核。假設含氚材料中發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動，在3.2104s時間內(nèi)形成的平均電流為5.010-8A。已知電子電荷量為1.610-19C，在這段時間內(nèi)發(fā)生β衰變的氚核的個數(shù)為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根據(jù)可得產(chǎn)生的電子數(shù)為個因在β衰變中，一個氚核產(chǎn)生一個電子，可知氚核的個數(shù)為1.0×1016個。故選B．1．（2024·山東濟南·三模）2024年4月20日，我國首次利用核電商用堆批量生產(chǎn)碳14同位素，這標志著將徹底破解國內(nèi)碳14同位素依賴進口的難題，實現(xiàn)碳14供應全面國產(chǎn)化。碳14發(fā)生β衰變時的反應方程為，則是（）A． B． C． D．【答案】B【詳析】由質(zhì)量數(shù)守恒有解得由電荷數(shù)守恒有解得綜上所述，其為。故選B。2．（2024·山東煙臺·三模）近日，中國科學家在人造太陽領域取得了重大突破，新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”成功完成了一系列實驗，并取得了重大科研進展，標志著我國掌握了可控核聚變高約束先進控制技術。若兩個氘核對心碰撞發(fā)生核聚變，核反應方程為。其中氘核的比結合能為E1，氦核的比結合能為E2，下列說法中正確的是（）A．X為質(zhì)子B．該核反應前后核子的總質(zhì)量相等C．該核反應釋放的核能為D．氦核的比結合能E2小于氘核的比結合能E1【答案】C【詳析】A．根據(jù)核反應方程滿足電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知X為，是中子，故A錯誤；B．兩個氘核對心碰撞發(fā)生核聚變，質(zhì)量虧損釋放核能，則反應前的總質(zhì)量大于反應后的總質(zhì)量，故B錯誤；C．核反應釋放核能等于生成物結合釋放的能量與反應物拆開吸收能量之差，故有故C正確；D．因氦核的結合釋放的能量大于氘核拆開吸收的能量，則氦核的比結合能E2大于氘核的比結合能E1，故D錯誤。故選C。3．（2024·山東濰坊·三模）如圖所示為氫原子能級圖，用頻率為ν的單色光照射大量處于基態(tài)的氫原子，氫原子輻射出頻率分別為的ν1、ν2、ν3三種光子，且ν1<ν2<ν3。用該單色光照射到某新型材料上，逸出光電子的最大初動能與頻率為ν2光子的能量相等。下列說法正確的是（

）A．ν3>ν1＋ν2 B．ν=ν1＋ν2＋ν3C．該單色光光子的能量為12.75eV D．該新型材料的逸出功為1.89eV【答案】D【詳析】由題知，頻率為ν的單色光照射大量處于基態(tài)的氫原子，氫原子輻射出頻率分別為的ν1、ν2、ν3三種光子，且ν1<ν2<ν3，則說明hν=hν3=12.09eV，hν2=10.2eV，hν1=1.89eVA．則可知ν3=ν1＋ν2故A錯誤；BC．根據(jù)以上分析可知ν=ν3，且該單色光光子的能量為12.09eV，故BC錯誤；D．用該單色光照射到某新型材料上，逸出光電子的最大初動能與頻率為ν2光子的能量相等，則由hν－W0=hν2解得W0=1.89eV故D正確。故選D。4．（2024·山東濟寧·三模）某興趣小組設計了一種光電煙霧報警器，其結構和原理如圖所示。光源向外發(fā)射某一特定頻率的光，發(fā)生火情時有煙霧進入報警器內(nèi)，會使部分光改變傳播方向，繞過擋板進入光電管從而發(fā)生光電效應，于是有電流輸入報警系統(tǒng)，電流大于就會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警。某次實驗中，當滑動變阻器的滑片P處于圖示位置，煙霧濃度增大到n時恰好報警。假設煙霧濃度越大，單位時間內(nèi)光電管接收到的光子數(shù)越多。下列說法可能正確的是（）A．光線繞過擋板進入光電管利用了光的折射B．為提高光電煙霧報警器的靈敏度，可以將滑片P向右移動少許C．僅將電源的正負極反接，在煙霧濃度為n時也可能觸發(fā)報警D．報警器恰好報警時，將滑片P向右移動后，警報有可能會被解除【答案】B【詳析】A．光電煙霧報警器利用了煙霧對光的散射，是光的反射原理，故A錯誤；B．將滑片P向右移動少許，可增加光電管的正向電壓，從而增加光電流，提高光電煙霧報警器的靈敏度，故B正確；C．圖中光電管兩端加的是正向電壓，若正負極反接則光電管兩端加負向電壓，光照強度一定時，根據(jù)光電流與電壓的關系，可知接正向電壓在單位時間內(nèi)會比接負向電壓有更多光電子到達A極，所以反接后光電流會減小，在煙霧濃度為時無法觸發(fā)報警系統(tǒng)，故C錯誤；D．恰好報警時將滑片P向右移動，會增大兩極間的正向電壓，不可能降低報警器的靈敏度，所以不會解除警報，故D錯誤。故選B。5．（2024·山東青島·三模）“玉兔二號”月球車于2022年7月5日后開始休眠。月球夜晚溫度低至零下180℃，為避免低溫損壞儀器，月球車攜帶的放射性元素钚會不斷衰變，釋放能量為儀器保溫。通過以下反應得到：，，下列說法正確的是（）A．，X為電子B．是重核裂變C．的比結合能比的大D．衰變前的質(zhì)量等于衰變后X和的質(zhì)量之和【答案】C【詳析】A．衰變方程為由質(zhì)量數(shù)守恒，核電荷數(shù)可得X為電子在核反應方程由質(zhì)量數(shù)守恒可得解得A錯誤；B．核反應方程不是聚變反應，是人工核反應，B錯誤；C．衰變方程為該反應釋放核能，總核子數(shù)不變，所以的比結合能比的大，C正確；D．衰變方程為該反應釋放核能，有質(zhì)量虧損，所以衰變前的質(zhì)量大于衰變后X和的質(zhì)量之和，D錯誤。故選C。6．（2024·山東煙臺·二模）某實驗小組研究光電效應規(guī)律時，用不同頻率的光照射同一光電管并記錄數(shù)據(jù)，得到遏止電壓與入射光頻率的關系圖像如圖所示，已知電子電荷量為e，則該光電管的陰極材料的逸出功為（

）A． B． C． D．【答案】A【詳析】設該光電管的陰極材料的逸出功為，根據(jù)光電效應方程和動能定理分別可得，可得結合圖像可得，聯(lián)立解得故選A。7．（2024·山東臨沂·二模）如圖所示為氫原子的能級示意圖，3個處于的激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)向較低能級躍遷的過程中向外輻射光子，并用這些光照射逸出功為的金屬鈉.下列說法正確的是（）A．最多能輻射出6種不同頻率的光子，其中最多有4種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應B．最多能輻射出6種不同頻率的光子，其中最多有3種頻率的光能使金屬鋼發(fā)生光電效應C．最多能輻射出5種不同頻率的光子，其中最多有4種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應D．最多能輻射出5種不同頻率的光子，其中最多有3種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應【答案】C【詳析】3個處于的激發(fā)態(tài)的氫原子，可能其中一個直接躍遷到，氫原子從到釋放的能量為第二個先躍遷到，再從躍遷到，從到釋放的能量為從到釋放的能量為第三個先躍遷到，再從躍遷到，從到釋放的能量為從到釋放的能量為或者從躍遷到，最后從躍遷到，從到釋放的能量為從到釋放的能量為從到釋放的能量為綜上所述可知最多能輻射出5種不同頻率的光子。其中最多有4種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應。故選C。8．（2024·山東菏澤·二模）核電池，又叫同位素電池，它是一種利用放射性同位素衰變放出載能粒子，并將其能量轉換為電能的裝置。已知某電池的核燃料為，一個靜止的原子核衰變成一個新核和另外一個帶電粒子A。下列說法正確的是（）A．粒子A的穿透能力比射線強B．該衰變過程遵守質(zhì)量守恒和電荷守恒C．比的比結合能小D．的衰變速度隨溫度的升高而加快【答案】C【詳析】A．由題意，衰變方程為故帶電粒子A為，粒子的穿透能力沒有射線強，A錯誤；B．該衰變過程遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷守恒，但是核反應過程會釋放核能，有質(zhì)量虧損，B錯誤；C．比結合能越大，原子核越穩(wěn)定，自發(fā)衰變時，生成物的比結合能比反應物的比結合能大，因此比的比結合能小，C正確；D．的衰變速度與溫度無關，D錯誤。故選C。9．（2024·山東東營·二模）銠106的半衰期約370天，衰變方程為，下列說法正確的是（）A．根據(jù)題中方程式無法判斷X粒子的種類B．采取低溫冷凍的措施可適當降低輻射風險和輻射劑量C．的比結合能比的比結合能大，衰變時釋放能量D．任意370天中，1000個原子核將會有500個發(fā)生衰變【答案】C【詳析】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，X粒子的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)守恒可知X粒子為，故A錯誤；B．溫度與輻射劑量沒有關系，也不能降低輻射風險，故B錯誤；C．衰變后新核更穩(wěn)定，即新核比結合能更大，則的比結合能比的比結合能大，且衰變時釋放能量，故C正確；D．半衰期描述的是統(tǒng)計規(guī)律，只有對大量原子核才有意義，故D錯誤。故選C。10．（2024·山東棗莊·三模）2024年4月19日起，日本開始排放第五批福島核污染水，預計排放19天。核污染水中含有一定量的放射性核素“氚”，該核素可在生物體內(nèi)富集，導致內(nèi)照射，從而損害生物體的健康。已知氚的衰變方程為，半衰期約為12年，下列說法正確的是（）A．氚核發(fā)生的是α衰變B．衰變產(chǎn)物X來自氚的核外電子C．衰變產(chǎn)生的射線能穿透幾厘米厚的鉛板D．若立即停止排放，12年后因排污導致的核輻射量會減少50%【答案】D【詳析】A．根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)為-1，則X為電子，則氚核發(fā)生的是β衰變，選項A錯誤；B．衰變產(chǎn)物X來自氚核內(nèi)的中子轉化為質(zhì)子時放出的電子，選項B錯誤；C．β射線的穿透能力較弱，不能穿透幾厘米厚的鉛板，選項C錯誤；D．若立即停止排放，12年后即經(jīng)過一個半衰期，會有一半氚核發(fā)生衰變，即因排污導致的核輻射量會減少50%，選項D正確。故選D。11．（2024·山東濟寧·二模）2023年諾貝爾物理學獎頒發(fā)給了研究阿秒激光脈沖做出貢獻的科學家。已知1阿秒為，光在真空中的速度為，某種光的波長為該光在真空中2187.7阿秒運動的距離，若該光是由氫原子能級躍遷發(fā)出的，根據(jù)如圖所示的氫原子能級圖和表格中不同光的波長與能量的對應關系，可知此光來源于氫原子（）波長（）能量（eV）656.31.89486.42.55121.610.2102.612.09A．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】C【詳析】該種光的波長為由表格可知該光的能量為，根據(jù)氫原子能級圖可知和能級間的能量差為故此光來源于氫原子和能級之間的躍遷。故選C。12．（2024·山東菏澤·二模）以下說法中正確的是（）A．甲圖是粒子散射實驗示意圖，當顯微鏡在a、b、c、d中的d位置時熒光屏上接收到的粒子數(shù)最多B．乙圖是氫原子的能級示意圖，氫原子從能級躍遷到能級時放出了一定能量的光子C．丙圖是光電效應實驗示意圖，當光照射鋅板時，驗電器的指針發(fā)生了偏轉，驗電器的金屬桿帶正電荷D．愛因斯坦在研究黑體輻射的基礎上，提出了量子理論，丁圖是描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長的關系圖【答案】C【詳析】A．甲圖是粒子散射實驗示意圖，當顯微鏡在a、b、c、d中的d位置時熒光屏上接收到的粒子數(shù)最少，故A錯誤；B．乙圖是氫原子的能級示意圖，氫原子從能級躍遷到能級時吸收了一定能量的光子，故B錯誤；C．丙圖是光電效應實驗示意圖，當光照射鋅板時，驗電器的指針發(fā)生了偏轉，驗電器的金屬桿帶正電荷，故C正確；D．普朗克在研究黑體輻射的基礎上，提出了量子理論，丁圖是描繪兩種溫度下黑體輻射強度與波長的關系圖，故D錯誤。故選C。13．（2024·山東濰坊·二模）圖甲為氫原子的能級圖，大量處于第3能級的氫原子，向低能級躍遷過程中能發(fā)出不同頻率的光，用這些光照射圖乙中的光電管，有2種頻率的a、b光可讓光電管發(fā)生光電效應。圖丙為a、b光單獨照射光電管時產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關系圖線。下列說法正確的是（）A．光照強度減小，光電子的最大初動能也減小B．圖乙中滑片P從O向N端移動過程中，電流表示數(shù)逐漸減小C．a(chǎn)光光子的能量為10.2eVD．光電管中金屬的逸出功為2.25eV【答案】D【詳析】A．光電子的最大初動能與光照強度無關，與光電子頻率有關，A錯誤；B．滑片P從O向N端移動過程中，A板帶正電，電壓為正向電壓，增大電壓，電流先增大后不變，B錯誤；C．大量處于第3能級的氫原子，躍遷時能產(chǎn)生3種頻率的光，能發(fā)生光電效應的應該是三能級到一能級和二能級到一能級，a光的遏止電壓大，光子能量高，所以a光光子的能量為C錯誤；D．因為b光的遏止電壓為-7.95eV，根據(jù)公式可得解得D正確。故選D。14．（2024·山東日照·二模）在醫(yī)學研究中把引入患者體內(nèi)，待骨骼吸收后，用輻射檢測器可測定其在患者骨骼中所處的位置，并確定患者體內(nèi)出現(xiàn)的異常情況。的半衰期為2.8h，對于質(zhì)量為的，經(jīng)過時間t后剩余的質(zhì)量為m，其圖線如圖所示。從圖中提供的信息，可知的半衰期可表示為（）A． B． C． D．【答案】B【詳析】由圖可知從到恰好衰變了一半，根據(jù)半衰期的定義可知半衰期為故選B。15．（2024·山東淄博·二模）某科學家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應方程為，，方程式中、表示釋放的能量，相關的原子核質(zhì)量見上表。以下推斷正確的是（）原子核質(zhì)量/u1.00784.002612.000013.005715.0001A．X是，