2026年高考物理二轮复习第14讲近代物理专项训练

这是一份2026年高考物理二轮复习第14讲近代物理专项训练，共21页。试卷主要包含了选择题，多项选择题，非选择题，磁场中带电粒子的圆周运动，左手定则与旋转方向等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1．量子论的奠基人普朗克认为，科学的历史不仅是一连串的事实、规则和随之而来的数学描述，它也是一部概念的历史。下列描述正确的是（ ）
A．对氢原子光谱的研究，导致原子的核式结构模型的建立
B．半衰期与物质的多少和时间都有关，可以用于测定地质年代、生物年代等
C．天然放射现象中产生的射线，都能在电场或磁场中发生偏转
D．轻核能发生聚变的条件是克服库仑斥力，而不是克服核力
2．氢原子的能级图如图所示，Hα和Hβ是氢原子在能级跃迁过程中产生的光子。下列说法正确的是（ ）
A．Hβ光子的频率比Hα光子的频率低
B．处于n=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV的能量
C．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时，对应的电子的轨道变小，电子的动能变小
D．处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
3．2025年1月20日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）在安徽合肥创造新世界纪录，首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”，标志着我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。核聚变的核反应方程为12H+13H→24He+01n+17.6MeV，则下列关于核聚变的说法正确的是（ ）
A．轻核聚变释放出17.6MeV能量，出现了质量亏损，所以轻核聚变过程质量数不守恒
B．轻核聚变时 24He核的结合能大于 13H核的结合能，但 24He核的比结合能小于 13H核的比结合能
C．轻核聚变过程中平均每个核子放出的能量为3.52MeV
D．轻核聚变时生成的 24He核具有放射性
4．爱因斯坦提出的光子说成功地解释了光电效应的实验现象，在物理学发展历程中具有重大意义。如图所示为四个与光电效应有关的图像，下列说法正确的是（
A．在图甲装置中，改用强度更大的红光照射锌板也一定有光电子飞出
B．由图乙可知，当正向电压增大时，光电流一定增大
C．由图丙可知，入射光的频率越高，金属的逸出功越大
D．由图丁可知，该图线的斜率为普朗克常量
5．为研究氢原子发光特点，现用某种激光照射大量基态氢原子使其跃迁，处于激发态的氢原子不稳定，跃迁时只能产生三种单色光，用这三种光分别照射同一个光电管，移动滑动变阻器调节光电管两端电压，分别得到三种光照射时光电流Ⅰ与光电管两端电压U的关系，如图所示，已知氢原子基态能量为E=−13.6eV，En=E1n2，下列说法正确的是（ ）
A．激光能量为12.09eV，光电管逸出功为1.80eV
B．a光遏止电压为0.49V，c光遏止电压为10.69V
C．a、b、c光子动量大小关系为pcνa
由λ=cν，得λa>λb>λc
由p=hλ，得pc>pb>pa，C错误；
D．单缝衍射时，波长越长中央亮条纹越宽，因a波长最大，则中央亮条纹宽度a光最宽，D错误。
故答案为：B。
【分析】先根据氢原子跃迁规律确定三种光的能量，再结合光电效应方程、动量与波长的关系、单缝衍射规律分析选项。
6．【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】A．图 (a) 中，光电子从金属 M（a 端）射出，向金属 N（b 端）运动，而电流方向与电子运动方向相反，因此电流方向是从 b 到 a，并非 a 到 b，故A错误；
B．根据动能定理−eU=0−12mv2，U增大，到达N极板电子数减少，电流表的读数减小，故B错误；
C．当U增大到某一值时，电子到达N板的速度恰好为0，此时电流为0，故C正确。
D．由于电子受静电力方向水平向左，加速度恒定，其方向与电子速度方向间的夹角为钝角（当电子的速度方向沿金属板M板面方向时，静电力方向与电子速度方向间的夹角为直角，该方向射出的电子是不会在两板间做直线运动），故电子在两板间均做匀变速曲线运动，不是匀减速直线运动，只有垂直板面射出的电子在板间才做匀减速运动，故D错误；
故答案为：C。
【分析】结合光电效应中光电子的运动、电场力做功与动能变化的关系，分析电流方向、电流随电压的变化规律。
7．【答案】D
【知识点】动量守恒定律；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能；核裂变
【解析】【解答】A．方程式甲中，根据质量数和电荷数守恒，可计算出x=3；
钡144衰变为镧144和Y粒子，电荷数变化56→57，说明Y为β粒子，即−10e，故A错误；
B．甲是铀核裂变，乙是β衰变，故B错误；
C． 比结合能越大越稳定，裂变产物（如Ba、Kr）的比结合能高于铀235，因裂变释放能量后产物更稳定，故C错误；
D．衰变过程中系统动量守恒，56144Ba的动量等于57144La与Y的动量之和，故D正确。
故选D。
【分析】根据质量数和电荷数守恒、重核裂变以及比结合能、动量守恒定律进行分析解答。
8．【答案】D
【知识点】含容电路分析；光电效应
【解析】【解答】A．要使微安表的示数恰好为零，光电管应接入反向电压，即K板电势高于A板电势，则滑片P应由图示位置向a端移动，故A错误；
B．根据eUc=Ek=hν−W0可知不同频率的光子照射电极K，只要能发生光电效应，遏止电压是不同的，故B错误；
C．用光子能量为12.09eV照射到光电管电极K上，当电压表的示数为7V时，微安表的示数恰好为零，可知遏止电压为7V，根据eUc=Ek=hν−W0，可得逸出功为W0=hν−eUc=12.09eV−7eV=5.09eV，故C错误；
D．图示电压趋近于零，未能达到饱和电流，若从图示位置向b端滑动滑片P，正向电压增大，则微安表的读数会先增加后不变，故D正确。
故答案为：D。
【分析】结合光电效应的遏止电压公式分析遏止电压与光子频率、逸出功的关系；通过电路分析判断滑片移动对电压和光电流的影响，明确光电流 “先增后饱和” 的规律。
9．【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期；放射性同位素及其应用；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．由核反应方程可知，X为11H，故A错误；
B．放射性元素衰变是物质固有属性，与外界的物理和化学等状态无关，故B错误；
C．质量数守恒、电荷数守恒，其衰变方程为614C→714N+−10e所以14C发生的是β衰变，故C正确；
D．生物死后时间11400年，半衰期T为5700年，刚好经过了两个半衰期，体内14C剩余质量为m=(12)tτ·m0=(12)114005700·m0=122m0=14m0，即还保留了原来14的碳14，故D错误；
故选C；
【分析】（1）解题关键是根据核反应方程的质量数和电荷数守恒判断粒子类型，β衰变产生电子；隐含知识是半衰期公式m=(12)tτ·m0，剩余量不会为零；生物体内14C比例恒定是由于代谢补充与衰变平衡；
（2）易错点是将β衰变误判为其他衰变，或错误认为半衰期后放射性完全消失。
10．【答案】B
【知识点】原子核的组成；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能
【解析】【解答】知道衰变过程中质量数、电荷数守恒，核反应是朝着比结合能大的方向进行的，质量数等于质子数加中子数等是解题的基础。
A．根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程中的x等于4，故A错误；
B．α射线（24He）的电离能力比γ射线的强，故B正确；
C．比结合能越大原子核越稳定，由于94238Pu衰变成为了92234U，故92234U比94238Pu稳定，即94238Pu的比结合能比92234U的比结合能小，故C错误；
D．92234U的质子数为92，中子数
n=234-92=142
故D错误。
故选B。
【分析】根据衰变过程中的质量数守恒计算；α粒子的电离能力最强，γ射线的电离能力最弱；核反应是朝着比结合能大的方向进行的；根据质量数等于质子数加中子数计算。
11．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能
【解析】【解答】本题考查了原子核衰变及动量守恒定律等知识点。这种题型知识点广，多以基础为主，只要平时多加积累，难度不大。A．原子核衰变的周期，由原子核本身的性质决定，与外界因素比如压强无关，与原子核所处的状态无关，故A错误；
B．根据洛伦兹力提供向心力
qvB=mv2r
可得
r=mvqB=pqB
衰变过程满足动量守恒而且总动量为0，则衰变刚结束时，α粒子与新核X的动量等大反向，
由于α粒子的电荷量较小，所以半径较大，故B正确；
C．由图可知，两粒子在相切的位置受到相反方向的洛伦兹力，且两粒子的速度方向相反，所以粒子的电性相同，则两粒子应该都带正电，故C错误；
D．原子核衰变时会发生质量亏损，反应前的质量不等于反应后的，放出能量，故D错误。
故选B。
【分析】原子核衰变的周期，由原子核本身的性质决定，衰变过程满足动量守恒而且总动量为0，洛伦兹力提供向心力，根据轨迹判断电性以及电荷量大小，原子核衰变时会发生质量亏损，反应前后质量不相等。
12．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期；质量亏损与质能方程；α、β、γ射线及特点；结合能与比结合能
【解析】【解答】本题考查比结合能，质量数和电荷数守恒，半衰期等知识，会根据题意进行准确分析解答。A．β衰变释放能量，反应后的原子核更稳定，故614C的比结合能比714N的小，故A错误；
B．原子核衰变时质量数守恒，但会出现质量亏损，释放能量，故B正确；
C．衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，与化学状态无关，故C错误；
D．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知X为电子，属于β衰变，故D错误。
故选B。
【分析】根据比结合能，质量数和电荷数守恒，半衰期等知识进行分析解答。
13．【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
【解析】【解答】解决该题需熟记光电效应方程，能通过能级图判断可能的跃迁情况。A．图乙中不知道电源正负极，没办法判断在光电管AK之间加的是正向还是反向电压，所以滑片P向右滑动时，电流变化情况没法判断，故A错误；
B．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生C42=6种光子，故B错误；
C．只有频率为νa和νb的光能使它发生光电效应，那么这两种光子必定是n=4能级向n=1能级跃迁和n=3能级向n=1能级跃迁产生的，由图丙可知b光的频率较大，则a光为n=3能级向n=1能级跃迁产生的，所以a光的光子能量Ea=E3−E1=12.09eV
故C正确；
D．根据p=hνc可得，b光的频率较大，b光光子动量大，故D错误。
故选C。
【分析】无法判断在光电管AK之间加的是正向还是反向电压，根据跃迁理论和光电效应现象结合光子动量表达式分析。
14．【答案】C
【知识点】光电效应
【解析】【解答】解决本题的关键理解遏止电压的含义，掌握光电效应方程以及光电效应发生条件，并能灵活运用。A．根据最大初动能
Ek=Uce=7.6eV
故A错误；
B．处于n=2能级的氢原子跃迁到基态时发射出的光子能量为
ε=hν=−3.4eV−(−13.6eV)=10.2eV
据
Ek=hν−W0
得
W0=hν−Ek=10.2eV−7.6eV=2.6eV
故B错误；
C．根据
hνc=W0
得极限频率为
νc=W0h=6.27×1014Hz
故C正确；
D．从n=4能级跃迁到n=2能级，发射出的光子能量
ε'=hν'=−0.85eV−(−3.4eV)=2.55eV
ε'