资源简介

考点一：近代物理——（2020—2023）四年高考物理真题专项汇编【新高考版】
一、单选题
1．【2023年辽宁高考真题】原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为，则( )
A.①和③的能量相等
B.②的频率大于④的频率
C.用②照射该金属一定能发生光电效应
D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于
2．【2023年新课标综合卷】铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为，跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量，元电荷)( )
A. B. C. D.
3．【2023年山东高考真题】“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义.如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为的光子回到基态.该原子钟产生的钟激光的频率为( )
A. B. C. D.
4．【2023年湖北高考真题】2022年10月，我国自主研发的“夸父一号”太阳探测卫星成功发射.该卫星搭载的莱曼阿尔法太阳望远镜可用于探测波长为121.6 nm的氢原子谱线(对应的光子能量为10.2 eV).根据如图所示的氢原子能级图，可知此谱线来源于太阳中氢原子( )
A.和能级之间的跃迁 B.和能级之间的跃迁
C.和能级之间的跃迁 D.和能级之间的跃迁
5．【2023年浙江高考真题】“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜、核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能.的衰变方程为，则( )
A.衰变方程中的X等于233 B.的穿透能力比γ射线强
C.比的比结合能小 D.月夜的寒冷导致的半衰期变大
6．【2023年浙江高考真题】宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：，产生的能自发进行β衰变，其半衰期为5 730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代.下列说法正确的是( )
A.发生衰变的产物是
B.β衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子
C.近年来由于地球的温室效应，引起的半衰期发生微小变化
D.若测得一古木样品的含量为活体植物的，则该古木距今约为11 460年
7．【2023年河北高考真题】2022年8月30日，国家航天局正式发布了“羲和号”太阳探测卫星国际上首次在轨获取的太阳谱线精细结构。是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线，其对应的能级跃迁过程为( )
A.从跃迁到 B.从跃迁到
C.从跃迁到 D.从跃迁到
8．【2023年重庆高考真题】原子核可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核，在该过程中，可能发生的β衰变是( )
A. B.
C. D.
9．【2023年新课标综合卷】理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应的影响.下列说法正确的是( )
A.Y是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强
B.Y是β粒子，β射线电离能力比γ射线强
C.Y是α粒子，α射线穿透能力比γ射线强
D.Y是α粒子，α射线电离能力比γ射线强
10．【2023年新课标综合卷】在发现新的物理现象后，人们往往试图用不同的理论方法来解释，比如，当发现光在地球附近的重力场中传播时其频率会发生变化这种现象后，科学家分别用两种方法做出了解释.
现象：从地面P点向上发出一束频率为的光，射向离地面高为H（远小于地球半径）的Q点处的接收器上，接收器接收到的光的频率为ν.
方法一：根据光子能量（式中h为普朗克常量，m为光子的等效质量，c为真空中的光速）和重力场中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的频率ν.
方法二：根据广义相对论，光在有万有引力的空间中运动时，其频率会发生变化，将该理论应用于地球附近，可得接收器接收到的光的频率，式中G为引力常量，M为地球质量，R为地球半径.下列说法正确的是( )
A.由方法一得到，g为地球表面附近的重力加速度
B.由方法二可知，接收器接收到的光的波长大于发出时光的波长
C.若从Q点发出一束光照射到P点，从以上两种方法均可知，其频率会变小
D.通过类比，可知太阳表面发出的光的频率在传播过程中变大
11．【2022年海南高考真题】下列属于β衰变的是( )
A. B.
C. D.
12．【2023年海南高考真题】钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是( )
A.中子 B.质子 C.电子 D.光子
13．【2021年浙江高考真题】据《自然》杂志2021年5月17日报道，中国科学家在稻城“拉索”基地（如图）探测到迄今为止最高能量的γ射线，能量值为，即( )
A. B. C. D.
14．【2022年浙江高考真题】如图为氢原子的能级图。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.跃迁到放出的光电子动量最大
C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应
D.用0.85 eV的光子照射,氢原子跃迁到激发态
二、多选题
15．【2022年海南高考真题】一群处于激发态的氢原子跃迁向外辐射出不同频率的光子，则( )
A.需要向外吸收能量
B.共能放出6种不同频率的光子
C.向跃迁发出的光子频率最大
D.向跃迁发出的光子频率最大
三、计算题
16．【2023年江苏高考真题】“夸父一号”太阳探测卫星可以观测太阳辐射的硬X射线.硬X射线是波长很短的光子，设波长为入.若太阳均匀地向各个方向辐射硬X射线，卫星探测仪镜头正对着太阳，每秒接收到N个该种光子.已知探测仪镜头面积为S，卫星离太阳中心的距离为R，普朗克常量为h，光速为c，求：
（1）每个光子的动量p和能量E；
（2）太阳辐射硬X射线的总功率P.
参考答案
1．答案：A
解析：由题图可知跃迁时放出的光子①和③均由同一高能级跃迁到同一低能级，又因释放的能量等于两能级的能量差，所以①和③的能量相等，A正确；由题图可知②的能量比④的能量小，则由公式可知②的频率小于④的频率，B错误；用①照射某金属表面时能发生光电效应现象，但由于②的能量小于①的，所以用②照射该金属时不一定能发生光电效应，C错误；用①照射某金属时逸出光电子的最大初动能为，由于④的能量大于①的，则由可知用④照射该金属逸出光电子的最大初动能一定大于，D错误。
2．答案：C
解析：铯原子从高能级跃迁到低能级满足，的量级是，，，则跃迁发射的光子的频率量级为，C正确.
3．答案：D
解析：能级Ⅰ与能级Ⅱ之间的能级差一定，则有，解得，D正确.
4．答案：A
解析：由于波长为121.6 nm的氢原子谱线对应的光子能量为10.2 eV，氢原子发生能级跃迁时，从高能级向能级跃迁时释放的光子能量均小于3.4 eV，所以氢原子一定是从高能级向能级跃迁，由玻尔氢原子理论可知，此谱线是由氢原子从能级向能级跃迁时释放的光子产生的，A正确.
5．答案：C
解析：由质量数守恒可知，，A错误；的穿透能力比γ射线弱，电离能力比γ射线强，B错误；核反应的生成物更稳定，比结合能更大，故比的比结合能大，C正确；半衰期不受温度影响，仅由原子核内部自身的因素决定，D错误.
6．答案：D
解析：发生β衰变，则有，即产物是，故A错误；衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，故B错误；半衰期由原子核内部自身的因素决定，与外界环境无关，故C错误；含量为活体植物的，该古木经过了2个半衰期，距今约，故D正确.
7．答案：D
解析：是氢原子巴耳末系中波长最长的谱线，根据
可知是氢原子巴耳末系中频率最小的谱线，根据氢原子的能级图，利用玻尔理论中的频率条件
可见能级差越小，频率越低，波长越长。故对应的能级跃迁过程为从跃迁到。
故选D。
8．答案：A
解析：原子核衰变成为稳定的原子核质量数减小了28,则经过了7次α衰变,中间生成的新核的质量数可能为231,227,223,219,215,211,则发生β衰变的原子核的质量数为上述各数,则BCD都不可能,根据核反应的质量数和电荷数守恒可知,选项A反应正确。故选A。
9．答案：D
解析：核反应前后质量数守恒和电荷数守恒，由此可得：
Y的质子数为：8-6=2
Y的质量数为：16-12=4
即Y是α粒子，而α射线的电离能力比γ射线强，故D正确，ABC错误。
10．答案：B
解析：A.由能量守恒定律可得，，解得，选项A错误；B.由表达式，可知，即接收器接受到的光的波长大于发出的光的波长，选项B正确；C.若从地面上的P点发出一束光照射到点，从以上两种方法均可知，其频率变小，若从Q点发出一束光照射到P点，其频率变大，选项C错误；D.由上述分析可知，从地球表面向外辐射的光在传播过程中频率变小；通过类此可知，从太阳表面发出的光的频率在传播过程中变小，选项D错误。故选B。
11．答案：C
解析：A.该反应属于α衰变，放出了氦核（），A错误；B.该反应是卢瑟福发现质子（）的核反应方程，B错误；C.该反应属于β衰变，放出了电子（），C正确；D.该反应是重核裂变的核反应方程，D错误。故选C。
12．答案：C
解析：由教材知识可知，β粒子为电子，C对。
13．答案：D
解析：本题考查能量单位eV和国际单位J之间的换算。核eV（电子伏）是能量的单位，而在国际单位中能量的单位是J,D项正确。
14．答案：B
解析：本题考查玻尔理论、光子的动量、光电效应的规律。大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，放出光子的最大能量为，照射到逸出功为2.29 eV的金属钠，发生光电效应时，逸出光电子的最大初动能为，最大初动能为9.80 eV,A项错误；根据光子的动量公式，可知发生光电效应时，光电子的能量越大，则对应的动量越大，跃迁到放出的光电子的能量最大，所以其动量最大，B项正确；大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出3种不同频率的光子，有2种频率的光子能量大于逸出功，所以有2种频率的光子能使金属钠产生光电效应，C项错误；大量氢原子处于的激发态，跃迁到第4能级，吸收的能量为，根据玻尔理论，氢原子发生跃迁时，吸收或放出的光子的能量等于两能级的差值，D项错误。
15．答案：BD
解析：A.高能级向低能级跃迁向外放出能量，以光子形式释放出去，故A错误；
B.最多能放不同频率光子的种数为
故B正确；
CD.从最高能级向最低能级跃迁释放的光子能量最大，对应的频率最大，波长最小，则向跃迁发出的光子频率最大，故D正确，C错误。
故选BD。
16．答案：（1）；（2）
解析：（1）每个光子的动量，
每个光子的能量.
（2）设太阳每秒辐射n个硬X射线光子，则有，
太阳辐射硬X射线的总功率，
联立解得.

展开更多......

收起↑