近代物理 測試卷（解析版）-2025年高考物理一輪復(fù)習(xí)（新教材新高考）

第十六章近代物理

質(zhì)量監(jiān)測試卷

本試卷分第I卷（選擇題）和第II（非選擇題）兩部分。滿分：100分；考試時間：75分鐘

注意事項：

1.答題前，考生先將自己的姓名.班級.座號.準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。

2.答選擇題時，必須使用2B鉛筆填涂；答非選擇題時，必須使用0.5毫米的黑色簽字筆書寫；必須在題號

對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫無效；保持答卷清潔.完整。

3.考試結(jié)束后，將答題卡交回（試題卷自己保存，以備評講）。

第I卷（選擇題，共43分）

一、單項選擇題：（本題共7小題，每小題4分，共28分.在每小題給出的四個選項中，只

有一項是符合題目要求）

1.下列說法中正確的是（）

A.愛因斯坦最早提出能量量子化概念

B.德布羅意提出實物粒子具有波動性

C.玻爾提出的原子理論否定了原子的核式結(jié)構(gòu)

D.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象說明原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

【答案】B

【詳解】A.普朗克最早提出能量量子化概念，故A錯誤；

B.德布羅意提出實物粒子具有波動性，故B正確；

C.玻爾提出的原子模型，但并沒有否定盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，故C錯誤；

D.貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故D錯誤。

故選B。

2.我國自主研發(fā)的“玲瓏一號”是全球首個陸上商用小型核反應(yīng)堆，其中有一種核反應(yīng)方程是

置u+]nTt*Ba+MKr+3Y,則Y應(yīng)為（）

A.質(zhì)子B.中子C.電子D.a粒子

【答案】B

【詳解】由電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可得

-u+Inf-Ba+MKr+XY

所以Y應(yīng)為中子。

故選Bo

3.如圖所示，在光電效應(yīng)實驗中，用頻率為v的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，則（）

C.改用頻率小于v的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)

D.改用頻率大于v的光照射，光電子的最大初動能變大

【答案】D

【詳解】A.增大入射光的強度，單位時間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)增加，則產(chǎn)生的光電子數(shù)目增加,

光電流增大，A錯誤；

B.光電效應(yīng)是否產(chǎn)生只與入射光的頻率和金屬的種類有關(guān)，與入射光的強度無關(guān)，B錯誤；

C.只要入射光的頻率大于金屬的極限頻率，則就會發(fā)生光電效應(yīng)，C錯誤；

D.根據(jù)光電效應(yīng)方程

12

hv—W=—mVg

知增大入射光的頻率，光電子的最大初動能增大，D正確。

故選D。

4.能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一，下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的

有（）

A.：H+：HTHe+；n是人工核反應(yīng)

B.$1]+[11-^4]^+案1<1+3》是核裂變反應(yīng)，該反應(yīng)吸收能量

C.由于裂變比聚變產(chǎn)能效率高，目前的核電站是利用的裂變，用減速劑把快中子變?yōu)闊嶂凶?，用鎘棒

控制反應(yīng)速度

D.核聚變溫度太高，地球上沒有任何容器能夠經(jīng)受如此高的溫度，科學(xué)家設(shè)想的解決方案是磁約束和

慣性約束

【答案】D

【詳解】A.是核聚變反應(yīng)，故A錯誤；

B.言1;+；）11-；：482+*口+3；）11是核裂變反應(yīng)，反應(yīng)過程中有質(zhì)量虧損，則該反應(yīng)放出能量，故B錯誤；

C.由于裂變?nèi)菀卓刂魄野l(fā)生的條件比聚變更低，則目前的核電站是利用的裂變，但聚變產(chǎn)能效率高，故C

錯誤；

D.核的聚變反應(yīng)是較輕的核子聚合成較重的核子，要使得核子的強相互作用發(fā)揮作用，必須使核子間接近

到發(fā)生相互作用的距離，約為10-I5m,要達(dá)到這個目的必須加熱原子核，使得原子核的溫度達(dá)到幾百萬攝氏

度，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)聚變，所以實現(xiàn)核聚變的難點是地球上沒有任何容器能夠經(jīng)受熱核反應(yīng)所需的溫度，

故D正確。

故選D。

5.用圖甲同一實驗裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，分別用A、B、C三束光照射光電管陰極，得到光電管兩端電

壓與相應(yīng)的光電流的關(guān)系如圖乙所示，其中A、C兩束光照射時對應(yīng)的遏止電壓相同，均為心…下列說法

正確的是（）

三廿

------------114%。U

甲-------------------------乙

A.逃逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

B.B光的頻率最大

C.A光與C光的波長相等，但A光的強度比較弱

D.僅換波長更短的光照射陰極K,電流表的示數(shù)可能為0

【答案】B

【詳解】A.由愛因斯坦光電效應(yīng)方程有

Ek=hv-W0

可知，逃逸出的光電子的最大初動能與入射的頻率有關(guān)，但不成正比，故A錯誤；

B.當(dāng)光電管加反向電壓電流表示數(shù)剛好為0時有

線=eUC

所以

1。+以

h

因為Uc2>Si，所以匕）>乙=匕，故B正確；

C.由前面分析可知A光與C光頻率相等，由

c=vA.

可知A光與C光的波長相等，由于A光照射時飽和電流大，所以A光的強度比較強，故C錯誤；

D.僅換波長更短的光照射陰極K,波長更短，入射光的頻率更大，一定能夠發(fā)生光電效應(yīng)，而圖中所加電

壓為正向電壓，所以電流表示數(shù)一定不為0,故D錯誤。

故選B。

6.如圖所示是氫原子的能級示意圖。當(dāng)大量處于〃=5能級氫原子向低能級躍遷。下列說法正確的是（）

00---------------------------0

5----------------------------0.54

4-----------------------------0.85

3-----------------------------1-51

2----------------------------3.40

A.總共可以輻射6種不同頻率的光子

B.從〃=5能級躍遷到〃=4能級時釋放的光子的波長最大

C.從〃=2能級躍遷到72=1能級時釋放的光子的頻率最大

D.能量最大的光子能量比能量最小的光子能量大13.04eV

【答案】B

【詳解】A.大量處于〃=5能級的氫原子向低能級躍遷時最多輻射

Cj=上=10種

51x2

不同頻率的光子，故A錯誤；

B.從n=5能級躍遷到n=4能級時釋放的光子能量最小，由

s=hv

可知該光子的頻率最小，由

A=-

V

可知該光子的波長最大，故B正確；

C.從n=5能級躍遷到n=l能級時釋放的光子的能量最大，由

8=hv

可知該光子的頻率最大，故C錯誤；

D.從n=5能級躍遷到"=4能級時釋放的光子能量最小，光子能量

=^5-f4=0-3leV

從n=5能躍遷到?=1能級時釋放的光子的能量最大，光子能量

=￡5-1=1306eV

所以

AE=￡mL&m=12.75eV

故D錯誤。

故選Bo

7.如圖，一塊太陽能電池板面積S=ln?,中午正對太陽光時發(fā)電功率尸=270W。電池板光電轉(zhuǎn)換效率為

〃=20%日地距離為r=1.5億千米?？晒浪愠鎏杻?nèi)部由于核聚變每秒虧損的質(zhì)量最接近的是（）

A.4xl05kgB.4xl07kgC.4xl09kgD.4xlOnkg

【答案】C

【詳解】由愛因斯坦質(zhì)能方程，可知太陽內(nèi)部由于核聚變，每秒釋放的能量

△E=Am/

這些能量以光的形式向四面八方均勻輻射。太陽能電池板接收到太陽輻射功率為

太陽能電池板發(fā)電功率

P=*

可得太陽每秒虧損的質(zhì)量為

4兀戶P4x3.14x(1.5x10"丫x270

Am=--------=-----------------2-----------------kg?4x10kg

C商(3X1()8)xlx0.2

故選C。

二、多項選擇題(本題共3小題，每小題5分，共15分.在每小題給出的四個選項中，有多

項符合題目要求.全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)

8.關(guān)于黑體輻射的實驗規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是()

A.黑體能夠完全吸收照射到它上面的光波

B.隨著溫度的降低，各種波長的光輻射強度都有所增加

C.隨著溫度的升高，輻射強度極大值向波長較長的方向移動

D.黑體輻射的強度只與它的溫度有關(guān)，與形狀和黑體材料無關(guān)

【答案】AD

【詳解】A.能完全吸收照射到它上面的各種頻率的電磁波而不發(fā)生反射的物體稱為黑體，選項A正確;

B.由題圖可知，隨溫度的降低，各種波長的光輻射強度都有所減小，選項B錯誤；

C.隨著溫度的升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，選項C錯誤；

D.一般物體輻射電磁波的情況除了與溫度有關(guān)，還與材料的種類及表面情況有關(guān)，但黑體輻射電磁波的情

況只與它的溫度有關(guān)，選項D正確。

故選ADo

9.氫原子的能級圖如圖所示，已知金屬鉀的逸出功為2.25eV,可見光的光子能量在1.62?3.1leV之間?，F(xiàn)

有大量氫原子處于激發(fā)態(tài)，則下列說法中正確的是（）

nE/eV

8------------0

4---------------0.85

3---------------1.51

2---------------3.40

1---------------13.6

A.氫原子的能級耳指的是氫原子的電勢能

B.氫原子從"=4能級躍遷到〃=3能級時輻射出光子的能量為0.66eV

C.大量處于〃=3能級的氫原子在躍遷時輻射出的光子可以使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)，光電子的最大初動

能可能為7.95eV

D.從能級3躍遷到能級2和從能級4躍遷到能級2均輻射出可見光，用這兩種光在同一雙縫干涉裝置

中做實驗，后者的相鄰條紋間距更大

【答案】BC

【詳解】A.氫原子的能級丸指的是氫原子處于w能級時的能量值，包括氫原子的電勢能和動能，故A錯

誤；

B.氫原子從〃=4能級躍遷到”=3能級時輻射出光子的能量為

AE=￡4-E3=0.66eV

故B正確；

C.根據(jù)題意可知，大量處于〃=3能級的氫原子在躍遷時，可以輻射

C；=3

種光子，即從〃=3躍遷到"=2、從〃=2躍遷到〃=1和從"=3躍遷到〃=1,若要使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)，

且光電子的最大初動能為7.95eV,則光子的能量為

E=7.95eV+2.25eV=10.2eV

可知此光子為從77=2躍遷到〃=1時輻射的光子，故C正確；

D.從能級3躍遷到能級2比從能級4躍遷到能級2輻射出可見光的能量小，由公式

E叁

可知，從能級3躍遷到能級2輻射出可見光的波長較長，則用這兩種光在同一雙縫干涉裝置中做實驗，前

者的相鄰條紋間距更大，故D錯誤。

故選BC。

10.如圖所示，在鉛制盒子中存放有放射性元素鈾，射線只能從盒子上的小孔射出，形成細(xì)細(xì)的一束。在

射線經(jīng)過的區(qū)域施加垂直于紙面向外的勻強磁場，發(fā)現(xiàn)射線分裂成了1、2和3三束，則（）

B.射線2為X射線，穿透能力最強

C.射線3的粒子與光照射金屬時所逸出的帶電粒子是同一種粒子

D.三束射線速度大小不同，穿透能力也不同

【答案】CD

【詳解】A.由左手定則可知1是a粒子，帶正電，2是y射線，不帶電，3是《粒子，帶負(fù)電，故A錯誤；

B.射線2是y射線，穿透本領(lǐng)最強，故B錯誤；

C.射線3是夕粒子，本質(zhì)是電子，與光照射金屬時所逸出的帶電粒子是同一種粒子，故C正確；

D.三種射線速度大小不同，其中a粒子速度最小，穿透能力最弱，電離本領(lǐng)最強，。粒子穿透能力和電離

能力都較弱，y射線速度最大，穿透本領(lǐng)最強，電離本領(lǐng)最弱，故D正確。

故選CD。

第n卷（非選擇題，共57分）

三、實驗題（本大題共2小題，共16分）

11.（6分）人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，涉及許多實驗的探究及眾多科學(xué)家的創(chuàng)造性思想。

（1）1897年，湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況（圖甲），斷定陰極射線是（填“電

磁波”或“電子”），進(jìn)而認(rèn)為原子是一個球體，提出原子“模型”；

甲乙

（2）1909年，盧瑟福與他的學(xué)生進(jìn)行了a粒子散射實驗（圖乙），提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型。如圖是a粒子散

射實驗的圖景。圖中實線表示a粒子的運動軌跡。其中沿軌跡2運動的a粒子在萬點時距原子核最近。下

列說法不正確的是（）

軌跡

A.絕大多數(shù)a粒子運動的軌跡類似軌跡1

B.發(fā)生超過90。大角度偏轉(zhuǎn)的a粒子是極少數(shù)的

C.沿軌跡2運動的a粒子的加速度先減小后增大

【答案】⑴電子棗糕（2）C

【詳解】（1）口］湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況，斷定其本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流，并斷定

陰極射線是電子。

⑵湯姆孫認(rèn)為正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)，電子鑲嵌其中，提出原子“棗糕模型”。

（2）A.原子中絕大部分是空的，故絕大多數(shù)膜粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進(jìn)，運動軌跡類似軌跡1,

故A正確；

B.原子核所占體積很小，發(fā)生超過大角度偏轉(zhuǎn)的a粒子是極少數(shù)的，故B正確；

C.根據(jù)點電荷電場分布可知，離原子核近的地方電場強度大，根據(jù)牛頓第二定律

qE

d——

m

故沿軌跡2運動的a粒子的加速度先增大后減小，故C錯誤。

本題選錯誤的，故選C。

12.（10分）如圖甲所示是使用光電管的原理圖；當(dāng)頻率為口的可見光照射到陰極K上時，電流表中有電

流通過。

（1）當(dāng)電流表電流剛減小到零時，電壓表的讀數(shù)為U,則陰極K的逸出功為（已知電子電荷量為e,普

朗克常量//）=

（2）如果不改變?nèi)肷涔獾膹姸龋龃笕肷涔獾念l率，則光電子的最大初動能將（填“變大”、“變小”或“不

變”）。

(3)用不同頻率的光照射某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，測量金屬的遏止電壓a與入射光頻率口，得到《一口圖像

如圖乙所示，根據(jù)圖像求出該金屬的截止頻率瞑=—Hz(已知電子電荷量e=L6xl()T9c)o

【答案】⑴加-eU⑵變大(3)5.0xl014

【詳解】(1)當(dāng)電流表電流剛減小到零時，電壓表的讀數(shù)為U,根據(jù)動能定理得

eU=hv-W0

則陰極K的逸出功為

W0=hv-eU

(2)根據(jù)光電效應(yīng)方程

Ekm

知入射光的頻率變大，則光電子的最大初動能變大。

(3)根據(jù)

eU

c=-Efan=hv-W0

得

4u-v圖象橫軸截距的絕對值等于金屬的截止頻率為

eec

%=50x10“Hz

四、解答題(本大題共3小題，共41分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出

最后答案不能得分。有數(shù)據(jù)計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)

13.(10分)在“焊接”視網(wǎng)膜的眼科手術(shù)中，所用激光的波長為X,每個激光脈沖的能量E,已知普朗克常量

為/1,光速為c,求：

⑴該激光的頻率〃；

(2)該激光的光子能量￡；

(3)每個脈沖中的光子數(shù)目N。

【答案】(1"=:(2)￡=無?(3)"=等

A,nc

【詳解】(1)根據(jù)

2=c--

v

可得該激光的頻率為

C

v=—

2

(2)根據(jù)光子能量表達(dá)式可知，該激光的光子能量為

￡=hv=h—

(3)每個激光脈沖的能量E,則每個脈沖中的光子數(shù)目為

14.(14分)如圖所示，陰極K用極限波長4=0.66皿1的金屬鈉制成，用波長4=0.50同11的綠色光照射陰

極K,調(diào)整兩極板間電壓，當(dāng)A極電勢比陰極K高出2.5V時，光電流達(dá)到飽和，電流表示數(shù)為0.64uA。

已知普朗克常量6=6.63XIO-MJ.S,電子電荷量e=1.6xl()T9c。

(1)求每秒陰極K發(fā)射的光電子數(shù)和光電子逸出陰極K時的最大初動能；(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(2)如果把照射到陰極K的綠光光照強度增大為原來的2倍，求每秒鐘陰極K發(fā)射的光電子數(shù)和光電子逸出

陰極K時的最大初動能。

【答案】(1)4.0x1012個，9.6x10-2°J(2)8.0x1012個,9.6x1O^J

【詳解】(1)光電流達(dá)到飽和時，陰極K發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽極A,根據(jù)電流定義式可知

q=/A/=ne

則陰極K每秒發(fā)射的光電子的個數(shù)為

"型="生件1個=4OxU個

e1.6x10-9

根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得

2(>

￡k=/zv-W^=/?--/?—-9.6xlO-J

(2)如果照射光的頻率不變，光照強度加倍，則陰極K每秒發(fā)射的光電子數(shù)加倍

"=2〃=8.0xl()i2個

光電子的最大初動能與入射光的光照強度無關(guān)

E；=9.6XW20J

15.(17分)在火星上太陽能電池板發(fā)電能力有限，因此科學(xué)家們用放射性材料PuO2作為發(fā)電能源為火星車

供電(PuO2中的Pu是瞿Pu)。已知瞪Pu衰變后變?yōu)門u和(X粒子。若靜止的TPu在勻強磁場中發(fā)生衰變，

a粒子的動能為E,a粒子的速度方向與勻強磁場的方向垂直，在磁場中做勻速圓周運動的周期為衰變

放出的光子的動量可忽略，衰變釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為TU和a粒子的動能。已知光在真空中的傳播速度

為c，求：

(D；：Pu衰變過程中的質(zhì)量虧損Am；

(2)從開始衰變到Tu和a粒子再次相遇的最短時間加加。

【答案】(1)-^(2)1177^

117c

【詳解】(1)根據(jù)題意可知，置Pu的衰變方程為

瞪Pu