(2010-2020)高考全国1卷物理试题分类解析——专题17 原子和原子核(解析版)

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11年高考（2010-2020年）全国1卷物理试题分类解析（解析版）
第17章 波粒二象性 原子和原子核
一、 选择题
（2020年第6题）6.下列核反应方程中，
X
1，X2，X3，X4
代表á粒子的有（ ）

A. 2211101H+Hn+X→ B. 2311102H+Hn+X→
C. 23511448992056363U+nBa+Kr+3X→ D. 1630314n+LiH+X→
【答案】
BD
【解析】á粒子为氦原子核
4
2
He，根据核反应方程遵守电荷数守恒和质量数守恒，A选项中的X1为32He，B

选项中的
X
2为42He，C选项中的X3为中子10n，D选项中的X4
为42He。

故选BD。

1.（2010年）35．[物理——选修3-5]
（1）(5分)用频率为0v的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为

123vvv、、的三条谱线，且321
vvv＞＞
，则 。(填入正确选项前的字母)

A．01vv＜ B．321vvv C．0123vvvv D.123111vvv
【解析】大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n=3能级向低能级跃迁，根据玻尔理论有，
123

hhh

，解得：321vvv，选项B正确

【答案】B
本题考查玻尔理论：氢原子的能级和跃迁。
2.（2014年）35．［物理—选修3-5］（1）（6分）
关于天然放射性，下列说法正确的是 。（填正确答案标号，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3
个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．所有元素都可能发生衰变
B．放射性元素的半衰期与外界唯独无关
C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
2

D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强
E．一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线
【答案】
BCD

3.（2016年）35.【物理——选修3-5】（1）（5分）
现用一光电管进行光电效应的实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是。（填正
确答案标号。选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大
B．入射光的频率变高，饱和光电流变大
C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关
【解析】饱和电流由光的强度决定，与光的频率无关，A正确，B错误；根据爱因斯坦光电效应方程

0WhEkm，C正确，D错误；遏止电压km
EeU
，E正确。

【答案】ACE
【点评】本题考查光电效应方程原理及遏止电压与什么因素有关，难度：容易。
4.（2017年）17．
大科学工程“人造太阳”主要是将氚核聚变反应释放的能量用来发电，氚核聚变反应方程是
2231
1120
HHHen→
，已知21H的质量为2.0136u，32He的质量为3.0150u，10n的质量为1.0087u，1u＝

931MeV/c2。氚核聚变反应中释放的核能约为
A．3.7MeV B．3.3MeV C．2.7MeV D．0.93MeV
【解析】根据爱因斯坦质能方程2cmE，得
MeVE5.931)]0087.10150.3(20136.2[
3.26MeV

【答案】B
5.（2018年全国2卷）17．
用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.2810-19 J。已知普朗克常量为
6.6310-34 J·s，真空中的光速为3.00108 m·s-1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为
A．11014 Hz B．81014 Hz C．21015 Hz D．81015 Hz
3

【解析】根据爱因斯坦光电效应方程0WchEkm即min0hW得hEckmmin，代入数据得

min


81014 Hz。

【答案】17．
B
6（2018年全国3卷）14．
1934年，约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：
27
13
α+Aln+X
。X的

原子序数和质量数分别为
A．15和28 B．15和30 C．16和30 D．17和31
【解析】核反应方程XnAlHe301510271342
【答案】14．B
7. 2019. 全国1卷14．氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~3.10 eV
的光为可见光。要使处于基态

（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为

A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.5l eV
【答案】14．
A
【解析】光子从n=3能级跃迁到n=2能级时产生的光是可见光，因为eV89.140.3--51.1-）（。光子能量在
1.63 eV~3.10 eV之间。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后跃迁到n=3
能级，可辐射出可见光光子，

最少应给氢原子提供的能量为eV09.126.13-51.1-）（，答案为A。

二、填空题
1.（2011年）35.[物理选修3-5]
4

（1）（6分）在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为_________.。若用
波长为（<0）的单色光做该实验，则其遏止电压为_________.。已知电子的电荷量、真空中的光速和
普朗克常量分别为e、c和h。

【答案】
0


hc

， 00ehc
2.（2012年）17．
氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：H+H→He+x，式中x是某种粒子．已

知：HH、He和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c
是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x是 中子 ，该反应释放出的能量为 17.6 MeV（结
果保留3位有效数字）
【解答】解：由核电荷数守恒可知，x粒子的核电荷数为：1+1﹣2=0，
由质量数守恒可知，x粒子的质量数为：2+3﹣4=1，则x粒子是或中子；

核反应过程中释放的能量为E=△mc
2
=17.6MeV；

【答案】中子；17.6
3.（2013年）35．【物理—选修3-5】（1）（6分）

一质子束入射到静止靶核上，产生如下核反应：P+→X+n。式中P代表质子，n代表中子，x代表
核反应产生的新核。由反应式可知，新核X的质子数为 ，中子数为 。
【解析】本题考查核反应方程。较简单。由核子总数守恒、电荷数（质子数）守恒可知，X的电荷数（质
子数）为14，核子总数为27，则中子数为27-14=13。
【答案】14，13

3.（2015年）35．[物理——选修3—5](1)(5分)
在某次光电效应买验中，得到的遏止电压U
C
与入射光的频率ν的关系如图

所示。
若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普
朗克常量可表示为——，所用材料的逸出功可表示为——。
【解析】爱因斯坦光电效应方程0WhEkm
5

遏止电压kmCEeU
所以CeU0Wh，则eWehUC0
所以遏止电压UC与入射光的频率ν的关系图象中，斜率为ehk，所以普朗克常量ekh。截距

h
W
b0

，所以hbW0

【答案】
(1)ek hb