高考原子物理历年真题-汇编
专题11 原子物理-2022年高考真题汇编(浙江、全国甲、全国乙、山东、湖南、广东、河北、湖北、辽宁
专题11 原子物理1. 【答案】C【详解】A ．波尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征，A 错误； B ．玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不成完全揭示微观粒子的运动规律，B 错误；C ．光电效应揭示了光的粒子性，C 正确；D ．电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，质子、中子及原子、分子均具有波动性，D 错误。
2. 【答案】D【详解】AB ．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X 的质量数为1，电荷数为1，为氕核11H ，AB 错误；CD ．根据质能方程可知，由于质量亏损核反应放出的能量为22123()E mc m m m c =∆=+-C 错误、D 正确。
3. 【答案】A【详解】要使处于n =20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为213.60()eV 0.034eV 20E -=-= 则被吸收的光子是红外线波段的光子。
4. 【答案】B【详解】设刚植入时碘的质量为0m ，经过180天后的质量为m ，根据012t Tm m ⎛⎫ ⎪⎝⎭=代入数据解得180360000111228m m m m ⎛⎫⎛⎫=== ⎪⎪⎝⎭⎝⎭5. 【答案】C【详解】根据题意设半衰期为t 0的元素原子核数为x ，另一种元素原子核数为y ，依题意有x y N +=经历2t 0后有11423N x y += 联立可得23x N =，13y N = 在04t t =时，原子核数为x 的元素经历了4个半衰期，原子核数为y 的元素经历了2个半衰期，则此时未衰变的原子核总数为4211228N n x y =+= 6. 【答案】AB【详解】A ．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X 的质子数为1，中子数为1，即为11H ，故A 正确；B ．常用的示踪原子有：146C ，168O ，31H ，故B 正确；C ．01e -由原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，电子被释放出来，所以01e -来自原子核内，故C 错误；D ．半衰期是一个统计规律，对于大量原子核衰变是成立的，个数较少时规律不成立，故D 错误。
高考物理原子和原子核复习试题及答案
专题十三原子和原子核( 附参照答案 )一、选择题1.以下说法错误的选项是()A．原子核分裂成核子时会放出核能B．α粒子散射实验令人们认识到原子核自己有复杂的构造C．依据玻尔的原子理论，在氢原子中，量子数n 越大，原子能级的能量也越大D．氡222 衰变为钋218，半衰期为 3.8 天，所以200 个氡222 原子核经过 3.8 天后剩下90 个2. 一群处于A．3条n=4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时，可能发射的谱线为B ．4条C．5条D．6条()3. 已知氢原子核外电子的第一条可能轨道半径为r l，此时氢原子的能量为E1，当核外电子在第 n 条可能轨道上时，有( )A．其轨道半径为r n=n2r1B．氢原子的能量为E2n 越大，能量越小=E / n ，因而可知n1C．氢原子在不一样能量状态之间跃迁时，总能辐射出必定波长的光子D．氢原子由能量状态E n跃迁到能量状态E n-1时，其辐射光子的波长为hcE n E n 14.某放射性元素，在15h 内衰变了所有原子核的7/8，则其半衰期为()A．10h B．7.5h C．5h D．3h5.23290Th(钍 ) 经过一系列α和β衰变，变为20882Pb(铅 ) ，以下说法正确的选项是()A．铅核比钍核少8 个质子B C．共经过 4 次α衰变和 6 次β 衰变．铅核比钍核少16 其中子D．共经过 6 次α衰变和 4 次β衰变6．卢瑟福提出原子的核式构造学说的依照是用α 粒子轰击金铂，实验中发现α粒子() A．所有穿过或发生很小偏转B．绝大部分穿过，只有少量发生较大偏转，有的甚至被弹回C．所有发生很大偏转D．绝大部分发生很大偏转，甚至被弹回，只有少量穿过7．在极短的距离上，核力将一个质子和一其中子吸引在一同形成一个氘核，下陈述法中正确的是( )A．氘核的能量大于一个质子和一其中子能量之和B．氘核的能量等于一个质子和一其中子能量之和C．氘核的能量小于一个质子和一其中子能量之和D．氘核若分裂为一个质子和一其中子时，必定要放出能量8．对于质能方程，以下说法正确的选项是( )A．人质量减少，能量就会增添，在必定条件下质量转变为能量B．物体获取必定的能量，它的质量也相应地增添必定值C．物体必定有质量，但不必定有能量，所以质能方程仅是某种特别条件下的数目关系D．某必定量的质量老是与必定量的能量相联系的9．当一其中子和一个质子联合成氘核时，产生γ 光子辐射，对这一实验事实，以下说法正确的是()A．核子联合成原子核时，要放出必定的能量B．原子核分裂成核子时，要放出必定的能量C．γ光子的质量为零，氘核的质量等于中子与质子的质量之和D．γ光子拥有必定的能量，氘核的质量小于中子与质子的质量之和10．．原子核A经β 衰变 ( 一次 ) 变为原子核B，原子核 B 再经α衰变(一次)变为原子核C，则以下说法中哪些说法是正确的?( )A．核A的中子数减核C的中子数等于2B．核A的质子数减核C的质子数等于5C．原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子中的电子数少1D．核C的质子数比核 A 的质子数少111．氢原子核外电子由一个轨道向另一个轨道跃迁时，可能发生的状况是() A．原子汲取光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B．原子放出光子，电子的动能减少，原子的电势能减少，原子的能量减少C．原子汲取光子，电子的动能减少，原子的电势能增大，原子的能量增大D．原子放出光子，电子的动能增添，原子的电势能减少，原子的能量减少12．氢原子从第 4 能级跃迁到第 2 能级发出蓝光，那么，当氢原子从第 5 能级跃迁到第2能级应发出()A．X 射线B．红光C．黄光D．紫光13．氢原子第一能级是-13.6eV ，第二能级是-3.4eV ．假如一个处于基态的氢原子遇到一个能量为 11eV 的光子的照耀，则这个氢原子()A．汲取这个光子，跃迁到第二能级，放出剩余的能量B．汲取这个光子，跃迁到比第二能级能量稍高的状态C．汲取这个光子，跃迁到比第二能级能量稍低的状态D．不汲取这个光子二、计算题Y 原子核，放出的粒子垂14.处于静止状态的原子核X 经历一次衰变后变为质量为M的直射人磁感觉强度为 B 的匀强磁场，测得其做圆周运动的半径为r ，已知粒子的质量为m，电量为 q，设衰变过程中出现的能量所有转变为新核和α 粒子的动能．求此衰变过程损失的质量．15.核聚变能是一种拥有经济性能优胜、安全靠谱、无环境污染等优势的新能源. 最近几年来，受控核聚变的科学可行性已获取考证，当前正在打破重点技术，最后将建成商用核聚变电站.一种常有的核聚变反响是由氢的同位素氘( 又叫重氢 ) 和氚 ( 又叫超重氢 ) 聚合成氦，并开释一其中子若已知氘原子的质量为，氚原子的质量为，氦原子的质量为 4.0026 u，中子的质量为 1.0087 u，.(1)写出氘和氚聚合的反响方程 .(2)试计算这个核反响开释出来的能量.(3)若建一座功率为的核聚变电站，假定聚变所产生的能量有一半变为了电能，每年要耗费多少氘的质量？（一年按计算，光速，结果取二位有效数字）16.图示为氢原子能级表示图，现有每个电子的动能都是E e=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一地区，使电子与氢原子发生迎头正碰。
与原子物理有关的高考真题
与原子物理有关的高考真题高考物理试题一共占据60分，其中12分属于原子物理相关内容。
考题主要涉及原子结构、核反应、辐射与辐射防护等方面。
以下将逐一介绍几道与原子物理有关的高考真题。
1. (2019年全国卷III ·选择题) 关于原子结构的描述，下列说法正确的是（）。
A. K层的电子数最多为2B. L层的电子数最多为8C. 外层电子数与能级成正比D. 能级越高，能量越低答案：B。
原子的电子依次填充K、L、M、N...各壳层，K层最多2个电子，L层最多8个电子，N层最多32个电子。
2. (2019年全国卷I ·选择题) 下列能量变化的说法正确的是（）。
A. 电子从能级高降到能级低，释放能量B. 电子从能级低升到能级高，吸收能量C. 电子自能级高升到能级低，吸收能量D. 电子自能级低降到能级高，释放能量答案：A。
电子从能级高降到低时，会释放能量，而从能级低升到高时，则需要吸收能量。
3. (2018年天津卷 ·选择题) 下列元素中，与核能源开发无关的是（）。
A. 铀B. 钚C. 铀-235D. 铀-238答案：D。
铀-238不适合用作核能源开发，只有铀-235和钚等核素才可以在核反应堆中被利用产生核能。
4. (2017年全国卷II ·填空题) β粒子是指( )的带负电荷的粒子；α粒子是指原子核中不带电荷的粒子。
答案：电子。
通过以上高考真题的回顾，我们可以看到原子物理作为高考物理中的重要考点，涉及的内容广泛且深刻。
考生在备考过程中需要对原子结构、核反应、辐射等知识点有深入的理解和掌握，以便在考试中取得较好的成绩。
希望通过认真学习和实践，考生们能够顺利掌握相关知识，取得优异的成绩。
原子物理(2024高考真题及解析)
原子物理、近代物理专题1.[2024·北京卷] 已知钍234的半衰期是24天.1 g 钍234经过48天后,剩余钍234的质量为 ( ) A .0 g B .0.25 g C .0.5 g D .0.75 g 1.B [解析] 1 g 钍234经过48天后,剩余质量m =(12)tτm 0=0.25 g,故选B .2.[2024·北京卷] 产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖,阿秒(as)是时间单位,1 as=1×10-18 s,阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光,提供了阿秒量级的超快“光快门”,使探测原子内电子的动态过程成为可能.设有一个持续时间为100 as 的阿秒光脉冲,持续时间内至少包含一个完整的光波周期.取真空中光速c =3.0×108 m/s,普朗克常量h =6.6×10-34 J·s,下列说法正确的是 ( )A .对于0.1 mm 宽的单缝,此阿秒光脉冲比波长为550 nm 的可见光的衍射现象更明显B .此阿秒光脉冲和波长为550 nm 的可见光束总能量相等时,阿秒光脉冲的光子数更多C .此阿秒光脉冲可以使能量为-13.6 eV(-2.2×10-18 J)的基态氢原子电离D .为了探测原子内电子的动态过程,阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期2.C [解析] 此阿秒光脉冲的波长为λ≤cT =30 nm<550 nm,由障碍物尺寸与波长相差不多或比波长小时,衍射现象越明显知,波长为550 nm 的可见光比此阿秒光脉冲的衍射现象更明显,故A 错误;由ε=h cλ知,阿秒光脉冲的光子能量大,故总能量相等时,阿秒光脉冲的光子数更少,故B 错误;阿秒光脉冲的光子能量最小值ε=hν=ℎT=6.6×10-18 J>2.2×10-18 J,故此阿秒光脉冲可以使能量为-13.6 eV(-2.2×10-18 J)的基态氢原子电离,故C 正确;为了探测原子内电子的动态过程,阿秒光脉冲的持续时间应小于电子的运动周期,故D 错误.3.[2024·北京卷] 电荷量Q 、电压U 、电流I 和磁通量Φ是电磁学中重要的物理量,其中特定的两个物理量之比可用来描述电容器、电阻、电感三种电磁学元件的属性,如图所示.类似地,上世纪七十年代有科学家预言Φ和Q 之比可能也是一种电磁学元件的属性,并将此元件命名为“忆阻器”,近年来实验室已研制出了多种类型的“忆阻器”.由于“忆阻器”对电阻的记忆特性,其在信息存储、人工智能等领域具有广阔的应用前景.下列说法错误的是 ( ) A .QU 的单位和ΦI 的单位不同B .在国际单位制中,图中所定义的M 的单位是欧姆C .可以用I U来描述物体的导电性质D .根据图中电感L 的定义和法拉第电磁感应定律可以推导出自感电动势的表达式E =L ΔI Δt3.A [解析] 由法拉第电磁感应定律可知E =ΔΦΔt,则Φ的单位为V·s,由Q =It 可知,Q 的单位为A·s,则QU 与ΦI 的单位相同,均为V·A·s,故A 错误;由题图可知,从单位角度分析有M =ΦQ =V ·sA ·s =Ω,故B 正确;由R =UI 知I U =1R ,可以用来描述物体的导电性质,故C 正确;由电感的定义L =ΦI =ΔΦΔI ,以及法拉第电磁感应定律E =ΔΦΔt ,解得E =L ΔIΔt ,故D 正确.4.[2024·甘肃卷] 2024年2月,我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素76169Os,核反应方程如下:48106Cd +2858Ni→76160Os+4X,该方程中X 是 ( ) A .质子 B .中子 C .电子 D .α粒子4.B [解析] 根据反应前后质量数和电荷数守恒得X 是 01n,故选B .5.[2024·广东卷] 我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”,其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素.科学家尝试使用核反应Y +95243Am→119A X+201n 产生该元素.关于原子核Y 和质量数A ,下列选项正确的是 ( ) A .Y 为 2658Fe,A =299 B .Y 为 2658Fe,A =301 C .Y 为 2454Cr,A =295 D .Y 为 2454Cr,A =2975.C [解析] 由于核反应过程中质量数守恒且电荷数守恒,故原子核Y 的电荷数为119-95=24,则原子核Y 为 2454Cr,质量数A =54+243-2=295,C 正确.6.[2024·广西卷] 近期,我国科研人员首次合成了新核素锇-160(76160Os)和钨-156(74156W).若锇-160经过1次α衰变,钨-156经过1次β+衰变(放出一个正电子),则上述两新核素衰变后的新核有相同的 ( ) A .电荷数 B .中子数 C .质量数 D .质子数6.C [解析] 锇-160经过1次α衰变后产生的新核素质量数为156,质子数为74,钨-156经过1次β+衰变后质量数为156,质子数为73,可知两新核素衰变后的新核有相同的质量数,故选C .7.[2024·海南卷] 利用如图所示的装置研究光电效应,闭合单刀双掷开关S 1,用频率为ν1的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为U 1,已知电子电荷量为e ,普朗克常量为h ,下列说法正确的是 ( )A .其他条件不变,增大光强,电压表示数增大B .改用比ν1更大频率的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为U 1C .其他条件不变,使开关接S 2,电流表示数仍为零D .光电管阴极材料的截止频率νc =ν1-eU1ℎ7.D [解析] 当开关接S 1时,由爱因斯坦光电效应方程eU 1=hν1-W 0,故其他条件不变时,增大光强,电压表的示数不变,故A 错误;若改用比ν1更大频率的光照射时,调整电流表的示数为零,而金属的逸出功不变,故遏止电压变大,即此时电压表示数大于U 1,故B 错误;其他条件不变时,使开关接S 2,是加速电压,又hν1>W 0,可发生光电效应,故电流表示数不为零,故C 错误;根据爱因斯坦光电效应方程eU 1=hν1-W 0,其中W 0=hνc ,联立解得,光电管阴极材料的截止频率为 νc =ν1-eU1ℎ,故D 正确.8.[2024·河北卷] 锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料.研究表明,锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应,其中一种核反应方程为612C +11H→ 37Li+211H+X,式中的X 为 ( )A . 01nB . -10eC . 10eD . 24He8.D[解析] 根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒得,A=12+1-7-2×1=4,Z=6+1-3-2×1=2,则X为24He,D正确.9.[2024·湖南卷] 量子技术是当前物理学应用研究的热点,下列关于量子论的说法正确的是()A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的B.光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出C.康普顿研究石墨对X射线散射时,发现散射后仅有波长小于原波长的射线部分D.德布罗意认为质子具有波动性,而电子不具有波动性9.B[解析] 普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的,是量子化的,并不连续,A错误;发生光电效应的条件是ν>νc,紫光的频率高于红光的频率,光电效应实验中,红光照射可以让电子从某金属表面逸出,则改用紫光照射也可以让电子从该金属表现逸出,B正确;石墨对X射线散射可知波的过程遵循动量守恒,光子和电子碰撞后,电子获得一定动量,光子动量变小,根据p=ℎλ长应变长,所以散射后除了有与原波长相同的射线部分外,还有波长大于原波长的射线部分,C 错误;德布罗意认为物质都具有波动性,包括质子和电子,D错误.10.[2024·江西卷] 近年来,江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管(LED),开创了国际上第三条LED技术路线.某氮化镓基LED材料的简化能级如图所示,若能级差为2.20 eV(约3.52×10-19 J),普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,则发光频率约为()A.6.38×1014 HzB.5.67×1014 HzC.5.31×1014 HzD.4.67×1014 Hz10.C[解析] 根据题意可知,辐射出的光子能量ε=3.52×10-19J,由ε=hν,解得频率ν≈5.31×1014 Hz,C正确.11.(多选)[2024·辽宁卷] X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子,并对光电子进行分析的科研仪器.用某一频率的X 光照射某种金属表面,逸出了光电子,若增加此X 光的强度,则( )A .该金属的逸出功增大B .X 光的光子能量不变C .逸出的光电子最大初动能增大D .单位时间逸出的光电子数增多11.BD [解析] 金属的逸出功是金属的自身固有属性,仅与金属自身有关,与照射光无关,所以增加此X 光的强度时,该金属逸出功不变,故A 错误;根据光子能量公式ε=hν可知,增加此X 光的强度时,由于光的频率不变,所以X 光的光子能量不变,根据爱因斯坦光电效应方程E k =hν-W 0可知,逸出的光电子最大初动能不变,故B 正确,C 错误;增加此X 光的强度时,单位时间照射到金属表面的光子变多,则单位时间逸出的光电子数增多,故D 正确.12.[2024·山东卷] 2024年是中国航天大年,神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天,部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池.已知 3890Sr 衰变为 3990Y 的半衰期约为29年;94238Pu 衰变为 92234U的半衰期约87年.现用相同数目的 3890Sr 和 94238Pu 各做一块核电池,下列说法正确的是( )A . 3890Sr 衰变为 3990Y 时产生α粒子B . 94238Pu 衰变为 92234U 时产生β粒子C .50年后,剩余的 3890Sr 数目大于 94238Pu 的数目D .87年后,剩余的 3890Sr 数目小于 94238Pu 的数目12.D [解析] 由质量数守恒和电荷数守恒可知,3890Sr→3990Y +-10e ⇒β衰变,94238Pu→92234U +24He ⇒α衰变,A 、B 错误;由于 3890Sr 的半衰期小于 94238Pu 的半衰期,所以初始数目相同的两者经过相同时间后剩余的 3890Sr 数目小于 94238Pu 的数目,C 错误,D 正确.13.[2024·新课标卷] 三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献,荣获了2023年诺贝尔化学奖.不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光.现有两种量子点分别发出蓝光和红光,下列说法正确的是 ( )A .蓝光光子的能量大于红光光子的能量B .蓝光光子的动量小于红光光子的动量C .在玻璃中传播时,蓝光的速度大于红光的速度D .蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率13.A [解析] 由于红光的频率小于蓝光的频率,则根据ε=hν可知,蓝光光子的能量大于红光光子的能量,根据p =ℎλ=ℎνc 可知,蓝光光子的动量大于红光光子的动量,故A 正确,B 错误;由于红光的折射率小于蓝光的折射率,根据v =cn 可知,在玻璃中传播时,蓝光的速度小于红光的速度,故C 错误;光从一种介质射入另一种介质中,其频率不变,故D 错误.14.[2024·浙江6月选考] 发现中子的核反应方程为 24He +49Be→X +01n,“玉免二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为 94238Pu →92234U+Y ,正确的是( ) A .核反应方程中的X 为 612C B .衰变方程中的Y 为 23He C .中子 01n 的质量数为零 D .钚238的衰变吸收能量14.A [解析] 根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒知X 的电荷数为6,质量数为12,故X 为 612C,A 正确;同理可知Y 应为 24He,B 错误;中子 01n 的质量数为1,C 错误;衰变过程中释放能量,D 错误.15.[2024·浙江6月选考] 玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示,处于n =3能级的原子向低能级跃迁,会产生频率为ν31、ν32、 ν21的三种光,下标数字表示相应的能级.已知普朗克常量为h ,光速为c.正确的是 ( )A .频率为ν31的光,其光子动量为E 3-E 1ℎcB .频率为ν31和ν21的两种光分别射入同一光电效应装置,均产生光电子,其最大初动能之差为hν32C .频率为ν31和ν21的两种光分别射入双缝间距为d 、双缝到屏的距离为l 的干涉装置,产生的干涉条纹间距之差为lcdν32D .若原子从n =3 跃迁至 n =4 能级,入射光的频率ν34'>E 4-E 3ℎ15.B [解析] 根据p =ℎλ,λ=c ν,可得频率为ν31的光其光子动量为p 31=ℎν31c =E 3-E 1c,A 错误.根据光电效应方程E km =hν-W 0,对于同一光电效应装置来说,逸出功W 0相同,两种光射入时逸出光电子最大初动能之差ΔE km =h Δν=h (ν31-ν21)=hν32,B 正确.根据双缝干涉条纹间距Δx =l dλ可知,两种光分别发生干涉时的条纹间距之差为Δx 21-Δx 31=l d(λ21-λ31)=l d (c ν21-c ν31)=lcd (1ν21-1ν31)=lcν32dν21ν31,C 错误.因为入射的是光子,所以跃迁时氢原子吸收的能量必为两能级的差值,则对应入射光的频率为ν34'=E 4-E 3ℎ,D 错误.16.(多选)[2024·浙江6月选考] 下列说法正确的是( ) A .中子整体呈电中性,但内部有复杂结构B .真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同C .增加接收电路的线圈匝数,可接收更高频率的电台信号D .分子间作用力从斥力变为引力的过程中,分子势能先增加后减少16.AB [解析] 中子整体呈电中性,但内部有复杂结构,由夸克组成,A 正确;根据光速不变原理,真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同,B 正确;增加接收电路的线圈匝数,则线圈的自感系数增大,由f =2π√LC可知,接收电路的固有频率减小,可接收更低频率的电台信号,C错误;分子间作用力从斥力变为引力的过程中,分子力先做正功后做负功,分子势能先减少后增加,D 错误.。
历年(2020-2024)全国高考物理真题分类(原子结构)汇编(附答案)
历年(2020-2024)全国高考物理真题分类(原子结构)汇编一、单选题1．（2023ꞏ山东ꞏ统考高考真题）“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0ν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1ν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3ν的光子回到基态。
该原子钟产生的钟激光的频率2ν为（ ）A ．013ννν++B ．013ννν+-C ．013ννν-+D ．013ννν--2．（2023ꞏ辽宁ꞏ统考高考真题）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E k ，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E k3．（2023ꞏ湖北ꞏ统考高考真题）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1216nm ．的氢原子谱线（对应的光子能量为102eV ．）。
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 ．2n =和1n =能级之间的跃迁B ．3n =和1n =能级之间的跃迁C ．3n =和2n =能级之间的跃迁D ．4n =和2n =能级之间的跃迁4．（2022ꞏ重庆ꞏ高考真题）如图为氢原子的能级示意图。
已知蓝光光子的能量范围为2.53 ~ 2.76eV ，紫光光子的能量范围为2.76 ~ 3.10eV 。
若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为（ ）A ．10.20eVB ．12.09eVC ．12.75eVD ．13.06eV5．（2022ꞏ北京ꞏ高考真题）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ） A ．放出光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．吸收光子，能量增加D ．吸收光子，能量减少6．（2022ꞏ浙江ꞏ统考高考真题）如图为氢原子的能级图。
近高考物理试题分类--原子.docx
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）原子物理高考专题一、单项选择题1、（92年）卢瑟福a粒子散射实验的结果（）(A)证明了质子的存在(B)证明了原子核是由质子和中子组成的(C)说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上(D)说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动2、（93年）若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比m A:m B=()(A)30:31 (B)31:30 (C)1:2 (D)2:13、(95年)放射性元素的样品经过6小时后还有1/8没有衰变它的半衰期是( )A、2小时;B、1.5小时;C、1.17小时;D、0.75小时、4、（96年）下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是( )。
5、（96年）根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后( )。
(A)原子的能量增加，电子的动能减少(B)原子的能量增加，电子的动能增加(C)原子的能量减少，电子的动能减少(D)原子的能量减少，电子的动能增加6、(97年)在卢瑟福的a粒子散射实验中，有少数a粒子发生大角度偏转，其原因是（）（A）原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上（B）正电荷在原子中是均匀分布的（C）原子中存在着带负电的电子（D）原子只能处于一系列不连续的能量状态中7、（2000年）最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展。
1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核经过6次a衰变后的产物是。
由此，可在判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是（）（A）124，259（B）124，265（C）112，265（D）112，277答案：一、单项选择题1、C2、C3、A4、B5、D6、A7、D二、不定项选择题1、(97年)在下列核反应方程中，x代表质子的方程是（）（A）（B）（C）（D）2、（98年）天然放射性元素Th（钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成Pb（铅）。
10年(2012-2021)高考物理真题分项汇编专题14 原子物理(原卷版+解析版)
110年（2021-2012）高考物理真题分项汇编专题14 原子物理1、（2012·全国I 卷（湖南）·T35）氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：234112H H He x +→+，式中x 是某种粒子。
已知：21H 、31H 、42He 和粒子x 的质量分别为2.0141u 、3.0161u 、4.0026u 和1.0087u ；1u=931.5MeV/c 2，c 是真空中的光速。
由上述反应方程和资料可知，粒子x 是，该反应释放出的能量为MeV(结果保留3位有效数字)。
2、（2013·全国I 卷（湖南）·T35）一质子束入射到静止靶核2713Al 上，产生如下核反应：p ＋2713Al ―→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______。
3、（2014·全国I 卷（湖南）·T35）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。
每选错一个扣3 分，最低得分为0 分）A.所有元素都有可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D ．α、β和γ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α、β和γ三种射线4、（2015·全国I 卷（湖南）·T35）在某次光电效应实验中，得到的遏制电压0u 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。
5、（2017·全国I卷（湖南）·T17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。
氘核聚变反应方程是22311120H H He n++→。
2004-2020北京高考物理试题分类汇编 原子物理(解析版)
十二、原子物理考试要求及考题分布13. （2006年北京）目前核电站利用的核反应是（）A．裂变，核燃料为铀B．聚变，核燃烧为铀C．裂变，核燃烧为氘D．聚变，核燃料为氘【答案】A【解析】目前核电站利用的核反应是核裂变，而核裂变用的燃料是铀，故选项A正确。
而聚变反应的条件很严格，目前人类还没有掌握和平利用聚变释放的能量而做成的电站。
13．（2016年北京）处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有A．1种B．2种C．3种D．4种【答案】C【解析】因为是大量处于n=3能级的氢原子，所以根据可得辐射光的频率可能有3种，故C正确。
也可以用画图的方法解决，如图所示先是n=3向n=2跃迁，或者n=3向n=1跃迁，还有n=2向n=1跃迁等，共3种。
2Cn13．（2012年北京）一个氢原子从n =3能级跃迁到n =2能级，该氢原子 A ．放出光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．吸收光子，能量增加 D ．吸收光子，能量减少 【答案】B【解析】一个氢原子从n =3能级跃迁到n =2能级，即从高能级向低能级跃迁，故需要放释放能量，放出光子，能量减少，选项B 正确。
2. （2020年北京）氢原子能级示意如图。
现有大量氢原子处于3n =能级上，下列说法正确的是（ ）A. 这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子B. 从3n =能级跃迁到1n =能级比跃迁到2n =能级辐射的光子频率低C. 从3n =能级跃迁到4n =能级需吸收0.66eV 的能量D. 3n =能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV 的能量 【答案】C【解析】大量氢原子处于3n =能级跃迁到1n =最多可辐射出23C 3=种不同频率的光子，故A 错误；根据能级图可知从3n =能级跃迁到1n =能级辐射的光子能量为113.6eV 1.51eV h ν；从3n =能级跃迁到2n =能级辐射的光子能量为23.4eV 1.51eV h ν；比较可知从3n =能级跃迁到1n =能级比跃迁到2n =能级辐射的光子频率高，故B 错误；根据能级图可知从3n =能级跃迁到4n =能级，需要吸收的能量为 1.51eV 0.85eV=0.66eV E ，故C 正确；根据能级图可知氢原子处于3n =能级的能量为-1.51e V ，故要使其电离至少需要吸收1.51e V 的能量，故D 错误。
2024全国高考真题物理汇编：原子核章节综合
2024全国高考真题物理汇编原子核章节综合一、单选题 1．（2024江苏高考真题）用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是14117718X N H O +→+，粒子X 为（ ） A ．正电子01e B ．中子10n C ．氘核12HD ．氦核42He2．（2024广西高考真题）近期，我国科研人员首次合成了新核素锇-160（16076Os ）和钨-156（15674W ）。
若锇-160经过1次α衰变，钨-156经过1次+β衰变（放出一个正电子），则上述两新核素衰变后的新核有相同的（ ） A ．电荷数B ．中子数C ．质量数D ．质子数3．（2024甘肃高考真题）2024年2月，我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素16976Os ，核反应方程如下：10658160482876Cd Ni Os 4X +→+该方程中X 是（ ）A ．质子B ．中子C ．电子D ．α粒子4．（2024海南高考真题）人工核反应3013014115Si H X P +→+中的X 是（ ）A ．中子B ．质子C ．电子D ．α粒子5．（2024北京高考真题）已知钍234的半衰期是24天。
1g 钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（ ） A ．0gB ．0.25gC ．0.5gD ．0.75g6．（2024浙江高考真题）发现中子的核反应方程为491240He+Be X n →+，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚 238的衰变方程为型2349238942Pu U+Y →，下列正确的是（ ）A ．核反应方程中的X 为126CB ．衰变方程中的Y 为32He C ．中子10n 的质量数为零 D ．钚238的衰变吸收能量7．（2024山东高考真题）2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。
已知9038Sr 衰变为9039Y 的半衰期约为29年；23894Pu 衰变为23492U 的半衰期约87年。
高考物理专题近代物理知识点之原子结构真题汇编附答案
高考物理专题近代物理知识点之原子结构真题汇编附答案一、选择题1．下列说法正确的是A ．23411120H+H He+n →是α衰变B ．α粒子散射实验中，极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C ．核反应方程：9412426Be+He C+x →中的x 为质子D ．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核 2．如图是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是:A ．卢瑟福α粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型B ．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强C ．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D ．铀235只要俘获中子就能进行链式反应 3．下列说法正确的是（ ） A ．“光电效应”现象表明光具有波动性B ．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒C ．天然放射现象表明原子可以再分D ．卢瑟福根据“α粒子散射”实验建立原子结构“枣糕模型” 4．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 ． A ．γ射线是高速运动的电子流B ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C ．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D ．21083Bi 的半衰期是5天，100克21083Bi 经过10天后还剩下50克5．一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级，该氢原子 A ．吸收光子，能量增加 B ．放出光子，能量减少 C ．放出光子，能量增加D ．吸收光子，能量减少6．关于近代物理学，下列说法正确的是( )A ．查德威克发现质子的核反应方程为4141712781He N O H +→+B ．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C ．氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要放出光子，氢原子的能量减小， 电子的动能减小D ．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量7．氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是A．当氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级时，需要吸收0. 89eV的能量B．处于n=2能级的氢原子可以被能量为2eV的电子碰撞而向高能级跃迁C．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出6 种不同頻率的光子D．n=4能级的氢原子跃迁到n=3能级时辐射出电磁波的波长比n=3能级的氢原子跃迁到n=2能级时辐射出电磁波的波长短8．如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2. 49 eV的金属钠，下列说法正确的是（）A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11. 11 eVD．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9. 60 eV9．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是( ) A．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用．B．正电荷在原子中是均匀分布的．C．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．D．原子是不可再分的．10．下列说法正确的是( )A．天然放射性现象表明了原子内部是有复杂的结构B．一个氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中,该氢原子辐射光子,总能量减少C．某放射性元素由单质变为化合物后,其半衰期会变短D．目前核电站的能量主要来自轻核的聚变11．氢原子发光时，能级间存在不同的跃迁方式，图中①②③三种跃迁方式对应的光谱线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，下列 A、B、C、D 光谱图中，与上述三种跃迁方式对应的光谱图应当是下图中的（图中下方的数值和短线是波长的标尺）A．B．C．D．12．图甲所示为氢原子能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则A．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K发生光电效应B．改用从n=3能级向n=1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K发生光电效应C．改用从n=4能级向n=1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变D．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大13．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径．利用氢气放电管可以获得氢原子光谱，根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量为12n E E n =，其中n = 2，3，4…．1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写做221112R n λ⎛⎫=- ⎪⎝⎭，n = 3，4，5，…．式中R 叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式．用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则里德伯常量R 可以表示为（ ） A ．12E hc-B ．12E hcC ．1E hc-D ．1E hc14．氢原子能级示意图如图所示，大量氢原子从n ＝4的能级向 n ＝2 的能级跃迁时辐射出光a ，从n ＝3的能级向n ＝2的能级跃迁时辐射出光b ，光a 和b 都是可见光，则A ．光a 的频率小于光b 的频率B ．从n ＝4的能级向n ＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C ．n=1能级的氢原子吸收14 eV 的光子后将电离D ．n ＝2能级的氢原子吸收10.2 eV 的光子可跃迁到n=1能级 15．关于下列四幅图说法不正确的是（ ）A ．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径可以是任意的B ．光电效应实验说明了光具有粒子性C ．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性D．发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小空间范围16．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好的解释光谱的分立特征和原子的稳定性D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的17．使某种金属X发生光电效应所需的光子最小的能量为2.60eV.已知一群氢原子处于量子数n=3的激发态，其能级如图所示.这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光.那么，若用这些氢原子辐射的光照射这种金属X，能够使这种金属X发生光电效应的不同频率的光有（）A．一种B．两种C．三种D．四种18．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 eV19．氢原子能级如图所示，则下列说法正确的是A ．氢原子能级越高原子的能量越大，电子绕核运动的轨道半径越大，动能也越大B ．用动能为12.3eV 的电子射向一群处于基态的氢原子，原子有可能跃迁到n=2的能级C ．用光子能量为12.3eV 的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子有可能跃迁到n=2的能级D ．用光子能量为1.75eV 的可见光照射大量处于n=3能级的氢原子时，氢原子不能发生电离20．原子从a 能级跃迁到b 能级时辐射波长为λ1的光子，原子从b 能级跃迁到c 能级时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要( )A ．辐射波长为1212λλλλ-的光子B ．辐射波长为λ1－λ2的光子C ．吸收波长为λ1－λ2的光子D ．吸收波长为1212λλλλ-的光子 21．下列论述中不正确的是（ ）A ．天然放射性现象表明了原子核内部是有复杂的结构的B ．α粒子散射实验的结果表明了原子核内部是有复杂的结构的C ．汤姆生发现电子表明原子内部是有复杂的结构的D ．α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础22．氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h ，若氢原子从能级k 跃迁到能级m ，则( ) A ．吸收光子的能量为hν1+hν2 B ．辐射光子的能量为hν2-hν1 C ．吸收光子的能量为hν2-hν1D ．辐射光子的能量为hν1+hν223．图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于以n =4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是A ．最容易表现出衍射现象的光是由，n =4能级跃迁到n =1能级产生的B ．频率最小的光是由n =2能级跃迁到n =1能级产生的C ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D ．用n =2能级跃迁到n =1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV 的金属铂能发生光电效应 24．氢原子分能级示意图如题所示，不同色光的光子能量如下表所示．色光赤橙黄绿蓝—靛紫光子能量范围（eV ）1.61~2.002.00~2.072.07~2.142.14~2.532.53~2.762.76~3.10处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为 A ．红、蓝靛 B ．黄、绿 C ．红、紫 D ．蓝靛、紫25．物理学家通过对现象的深入观察和研究，获得正确的科学认识，推动了物理学的发展．下列说法正确的是A ．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子的核式结构模型B ．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律C ．爱因斯坦通过对光电效应的研究，揭示了光具有波粒二象性D ．德布罗意提出微观粒子动量越大，其对应的波长越长【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．B 解析：B 【解析】 【详解】A. 23411120H+H He+n 是聚变方程，A 错误。
专题16 原子物理-2024年高考真题和模拟题物理分类汇编(学生卷)
专题16原子物理1.(2024年河北卷考题)1.锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料．研究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核反应方程为121716131C H Li 2H X +→++，式中的X 为（）A.10nB.01e - C.1eD.42He【答案】D【解析】根据核反应前后质量数和电荷数守恒得1217214A =+--⨯=，613212Z =+--⨯=故式中的X 为42He ，故选D。
2.(2024年湖北卷考题)2.硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一、1014503B n X Yab +→+是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y 代表两种不同的原子核，则（）A.a =7，b =1B.a =7，b =2C.a =6，b =1D.a =6，b =2【答案】B【解析】由质量数和电荷数守恒可得1014a +=+，503b+=+解得7,2a b ==故选B。
3.（2024年广东卷考题）2.我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。
其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应243A 1951190Y Am X+2n +→产生该元素。
关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是（）A.Y 为5826Fe,A 299= B.Y 为5826Fe,A 301=C.Y 为为5424Cr,A 295= D.Y 为5424Cr,A 297=【答案】C 【解析】根据核反应方程243A 1951190Y Am X+2n+→根据质子数守恒设Y 的质子数为y，则有951190y +=+可得24y =，即Y 为5424Cr ；根据质量数守恒，则有54243A 2+=+可得A 295=故选C。
4.（2024年安徽卷考题）1.大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射所C.3种能级的氢原子向低能级跃迁时，能够辐射出不同频率的种类为31 1.51eV (13.6eV)E E -=---32 1.51eV (3.4eV)E E =-=---3.4eV (13.6eV)E E =-=---1410Hz C.145.3110⨯【解析】根据题意可知，辐射出的光子能量193.5210J ε-=⨯，由光子的能量故选C。
2024年高考物理原子物理的现代实验技术历年真题
2024年高考物理原子物理的现代实验技术历年真题近年来，原子物理实验技术在科学研究和技术应用中发挥着重要作用。
作为高考物理的一部分，了解和掌握原子物理的现代实验技术对于学生而言至关重要。
本文将回顾2024年高考物理原子物理的现代实验技术历年真题，帮助同学们更好地理解和应对考试。
1. 【2024年高考物理】某实验室使用原子力显微镜（AFM）对一块金属表面进行观测，以下为观测结果：（a）请用所学知识判断该金属的表面形貌，并简要解释你的判断依据。
（b）根据图示，估算金属表面的粗糙度。
解析：（a）根据观测结果可以看到在金属表面有许多高低起伏的小山和小谷，说明该金属的表面是凹凸不平的，即具有明显的粗糙度。
这种观测结果表明原子力显微镜具有纳米级别的空间分辨率，可以观测到物体表面的微观结构。
（b）通过图示中两个峰顶之间的距离，我们可以估算金属表面的粗糙度。
粗糙度通常用Ra值表示，即表面的平均粗糙度。
我们可以选取几个峰顶之间的距离，计算出其平均值，然后除以顶点数量，即可得到粗糙度的估计值。
2. 【2024年高考物理】某学生在实验室中进行了一项测量任务，需要使用激光共聚焦显微镜（LCM）来观测细胞内的蛋白质分布。
以下是该学生从LPM中获得的一张图像：图像描述：在该图像中，观察到了许多分散的亮点，这些亮点代表了细胞内的蛋白质。
（a）请简要解释激光共聚焦显微镜的原理，并解释为什么使用该显微镜可以观察到细胞内的蛋白质。
（b）该图像上的亮点如何反映细胞内蛋白质的分布情况？解析：（a）激光共聚焦显微镜利用激光束的聚焦和反射原理来实现高分辨率的三维图像获取。
它与传统显微镜的不同之处在于采用了共聚焦技术和激光扫描的方式。
共聚焦技术可消除样品和光源的散焦或扩展，提高了空间分辨率；激光扫描则通过扫描样品上的一点来获取图像，可以得到更清晰地细胞结构和分布。
使用激光共聚焦显微镜可以观察到细胞内的蛋白质，是因为蛋白质分子具有荧光标记物，这些标记物受到激光的激发后会发出荧光信号，而激光共聚焦显微镜可以将这些信号聚焦到非常小的体积中，使其成像。
高中物理原子结构专题(2017-2019)三年高考真题物理分类汇编(解析版)
专题14原子结构、原子核和波粒二象性1.〔2021新课标全国I卷〕氢原子能级示意图如下图.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£7cVA . 12.09 eVB . 10.20 eV C. 1.89 eV D , 1.5l eV【答案】A【解析】由题意可知,基态〔n=1〕氢原子被激发后,至少被激发到n=3能级后,跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV 的可见光.故AE =-1.51 -〔-13.60〕eV =12.09eV o故此题选A.2.〔2021新课标全国n卷〕太阳内部核反响的主要模式之一是质子一质子循环,循环的结果可表示为41HT4He+20e+2v,1H 和2He 的质量分另为m「=1.0078u 和m Of=4.0026u , 1u=931MeV/c2, c为光速.在4个1H转变成1个2He的过程中,释放的能量约为A. 8 MeVB. 16 MeVC. 26 MeV D . 52 MeV【答案】C2 E【解析】由AE =AmC2知AE =(4Mmp—m0f— 2me)c , im = —= c_ _ _ 6 _ 910 J- *1 0.9 10%931 109 ；06,忽略电子质量,那么:6△E =(4M1.0078u—4.0026u >c2定26MeV ,故C选项符合题意;3.〔2021天津卷〕如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系.由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时,下述光路图中正确的选项是压越大说明光的频率越大,那么有三种光的频率V b AV cA V a,那么可知三种光的折射率的关系为n b > n c > R a,因此光穿过三棱镜时 b 光偏折最大,c 光次之,a 光最小,应选 C, ABD 错误.4.〔2021天津卷〕我国核聚变反响研究大科学装置人造太阳〞2021年获得重大突破,等离子体中央电子温度首次到达1亿度,为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术根底.以下关于聚变的说法正确的A.核聚变比核裂变更为平安、清洁B.任何两个原子核都可以发生聚变C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加【答案】AD【解析】核聚变的最终产物时氨气无污染,而核裂变会产生固体核废料,因此核聚变更加清洁和平安,A 正确；发生核聚变需要在高温高压下进行,大核不能发生核聚变,故B 错误；核聚变反响会放出大量【解析】由光电效应的方程 E k = hv -W ,动能定理eU = E k ,两式联立可得hv W --—一,故截止电 e e的能量,根据质能关系可知反响会发生质量亏损,故C错误；因聚变反响放出能量,因此反响前的比结合能小于反响后的比结合能,故D正确.5.〔2021江苏卷〕100年前,卢瑟福用淞子轰击氮核打出了质子.后来,人们用瓶子轰击28Ni核也打出了质子：4He+20NiT 22Cu+1H +X ;该反响中的X是〔选填电子〞正电子〞或中子〞〕.此后,对原子核反响的持续研究为核能利用提供了可能. 目前人类获得核能的主要方式是〔选填核衰变〞核裂变"或核聚变〞〕.【答案】中子核裂变1【解析】由质量数和电荷数守恒得：X应为：0n即为中子,由于衰变是自发的,且周期与外界因素无关, 核聚变目前还无法限制,所以目前获得核能的主要方式是核裂变；6.〔2021江苏卷〕在焊接〞视网膜的眼科手术中,所用激光的波长入=6.4 X7im,每个激光脉冲的能量E=1.5 10-2J.求每个脉冲中的光子数目.〔普朗克常量h=6.63相-34Js,光速c=3X108m/s.计算结果保存一位有效数字〕【答案】光子能量；=hc ,光子数目n=-,代入数据得n=5 X1016 九zc【斛析】母个无子的目匕重为E°=hv = h—,每个激光脉冲的能量为E,所以每个脉冲中的光子个数为：九N ,联立且代入数据解得：N =5父1016个.E07.〔2021浙江选考〕处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时,能辐射出a、b两种可见光,a光照射某金属外表时有光电子逸出, b光照射该金属外表时没有光电子逸出,那么A.以相同的入射角射向一平行玻璃砖, a光的侧移量小于b光的B.垂直入射到同一单缝衍射装置, a光的衍射中央亮条纹宽度小于b光的C,a光和b光的频率之比可能是20/27D,a光子的动量大于b光子的【答案】BD【解析】根据题意可知a光频率低于b光频率,玻璃砖对a光的折射率大于对b光的折射率,b 光的折射率较小,以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行外表后, b光的折射角较大,所以b 光侧移量小,即a光的侧移量大于b光的,A错误；频率越大,波长越小,通过同一单缝衍射装置时,中央亮条纹宽度越小, B正确；a光的频率大,故频率之比不可能为空,C错误；频27h .率越大,波长越小,即九a <,也,根据儿=一可知Pa > Pb , D正确.P【点睛】此题关键是知道光的频率越大,那么其波长越小,同一光学器件对其的折射率越大,通过同一单缝衍射装置时中央亮条纹宽度越小.8.〔2021浙江选考〕一个被原子核〔7Be〕俘获一个核外电子〔通常是最靠近原子核的K壳层的电子〕后发生衰变,生成一个锂核〔7Li〕,并放出一个不带电的质量接近零的中微子洋人们把这种衰变称为“K俘获〞.静止的被核发生零“K俘获〞,其核反响方程为：Be+teT ；Li+v e被原子的质量为MBe=7.016929u ,锂原子的质量为Mu=7.016004u, 1u相当于9.31 102MeV o以下说法正确的选项是A,中微子的质量数和电荷数均为零B.锂核〔7Li〕获得的动能约为0.86MeVC.中微子与锂核〔7Li 〕的动量之和等于反响前电子的动量D.中微子与锂核〔7Li 〕的能量之和等于反响前电子的能量【答案】AC【解析】反响方程为；Be+-0eT ；Li+V e,根据质量数和电荷数守恒可知中微子的质量数和电荷数均为零,A 正确；根据质能方程,质量减少 2.△m=〔7.016929u-7.016004尸9.31父10 MeV >0.86MeV ,为释放的核能,不是锂核获得的动能,B错误；衰变过程中内力远大于外力,故反响前后动量守恒,故中微子与锂核〔；Li 〕的动量之和等于反响前电子的动量, C正确；由于反响过程中存在质量亏损,所以中微子与锂核〔；Li 〕的能量之和小于反响前电子的能量, D错误.4,, 14 —17八、.,9.〔2021北京卷〕在核反响方程2He+ 7N t8O+X中,X表小的是A.质子B.中子C.电子D. “粒子【答案】A【解析】设X为：；Z X,根据核反响的质量数守恒：4+14=17+Z,那么：Z =1,电荷数守恒：2 + 7 = 8+A,1那么A =1 ,即X为：I H为质子,应选项A正确,BCD错误.点睛：此题考查了核反响方程式,要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数,从而确定X的种类.19 10.〔2021全国II卷〕用波长为300 nm的光照射锌板,电子逸出锌板外表的最大初动能为 1.28*10 J. 普朗克常量为6.63 x 10$4 J s,真空中的光速为3.00X 108msL能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为A. 1 x 1014HzB.8 1014HzC. 2 1015HzD.8 1015Hz【答案】B【解析】知道光电效应方程E k =h v -W O；知道逸出功W0 = hY0并结合两个公式求解.由光电效应方c程式得：Ek =h" -W0,得：W0 =h v — Ek =h—— Ek,刚好发生光电效应的临界频率为汽,那么W0 = hv0,九代入数据可得：V O =8父1014Hz ,故B正确.11.〔2021天津卷〕氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线H「Hp、H ? H s,都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定A. H a对应的前后能级之差最小B.同一介质对Ha的折射率最大C.同一介质中H 6的传播速度最大D .用H 丫照射某一金属能发生光电效应,那么H B也一定能【答案】A【解析】根据h v = E m -E n分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率的大小；根g c据V =一判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断n是否会发生光电效应. 波长越大,频率越小,故Ha的频率最小,根据E = hv可知H &对应的能量最小,根据h v =E m -巳可知H 0对应的前后能级之差最小, A正确；H 0的频率最小,同一介质对应的折射c率最小,根据v =—可知Ha的传播速度最大,BC错误；Hy的波长小于H§的波长,故H?的频率大于Hp的频率,假设用Hy照射某一金属能发生光电效应,那么Hp不一定能,D错误.【点睛】光的波长越大,频率越小,同一介质对其的折射率越小,光子的能量越小.12.〔2021天津卷〕国家大科学过程一一中国散裂中子源〔CSNS〕于2021年8月28日首次打靶成功,获得中子束流,可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台,以下核反响中放出的粒子为中子的是14 17 . .............................A.7 N俘获一个a粒子,产生8.并放出一个粒子27 30 .............................B.13AI俘获一个a粒子,产生15P并放出一个粒子C.51B俘获一个质子,产生4 Be并放出一个粒子D.3Li俘获一个质子,产生3He并放出一个粒子【答案】B【解析】根据质量数和电荷数守恒可知四个核反响方程分别为74N +4 He T 87O +1 H、27 …4,> 30 _1 11 4,・8_ 7,. 6.. 4.. 3.. 7..13 AI +2 He T 15 P +o n、5 B +2 HeT 4 Be+3 Li , 3U +2 He T 2 He+3 Li ,故只有B 选项符合题意；【点睛】核反响过程中,质量数与核电荷数守恒,应用质量数与核电荷数守恒即可写出核反响方程式. 27…13.〔2021全国III卷〕1934年,约里奥吊里夫妇用a粒子轰击铝核13AI ,产生了第一个人工放射性核素27 .X：廿13AI T n+X.X的原子序数和质量数分别为A. 15 和28B. 15 和30C. 16 和30D. 17 和31【答案】B【解析】根据核反响遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知, X的电荷数为2+13=15,质量数为4+27 1 =30,根据原子核的电荷数等于原子序数,可知X的原子序数为15,质量数为30,选项B正确.14.〔2021天津卷〕我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变工程的重大奉献.以下核反响方程中属于聚变反响的是2 3 4 1 14 4 17 1 IA. 1H +〔H T2He + 0n B, 7N +2He T 8O+1H4,, 27 A , 30 1 235 .. 1 144 89 1C. 2He 13AI 1 15P , 0nD. 92U 0n * 56Ba 36Kr 30n【答案】A2 一一3 一一4 一一1【解析】1H+〔H T2H e十0是一个笊核与一个瓶核结合成一个氨核,同时放出一个中子, 属于聚变反响,故A 正确；17N +4He T 17O +；H 是卢瑟福发现质子的核反响,他用“粒子轰击氮原子核,产生氧的同位素 一一氧17和一个质子,是人类第一次实现的原子核的人工转变,属于人工核反响,故…427301B 错误；2He +13AI t 15P 十 °n 是小居里夫妇用 “粒子轰击铝片时发现了放射性磷(磷 30),属于人2351144891工核反响,故C 错误；92U +°n T 56Ba + 36Kr +3.n 是一种典型的铀核裂变,属于裂变反响,故 D 错误.【名师点睛】此题的关键是知道核反响的分类,区别衰变和核反响.(2021新课标I 卷)大科学工程 人造太阳〞主要是将笊核聚变反响释放的能量用来发电.笊核聚变反 2・23・1231应万程是1H + 1 H-2He+o n .〔H 的质量为2.013 6 u, 2He 的质量为3.015 0 u, o n 的质量为1.008 7 u, 1 u=931 MeV/c2.笊核聚变反响中释放的核能约为 A.3.7 MeV B , 3.3 MeV C, 2.7 MeV D , 0.93 MeV【答案】B【解析】根据质能方程,释放的核能A E = Amc 2 , A m =2m H —m^ -m n = 0.003 5u ,那么2 2EE =0.0035ux931 MeV/c 2x c 2=3.2585MeV 也3.3MeV ,故 B 正确,ACD 错误.【名师点睛】此题考查质能方程,注意原子核的质量单位不是 k g,由质能方程求核能时要细心.(2021江苏卷)原子核的比结合能曲线如下图,根据该曲线,以下判断中正确的有4(A) 2He 核的结合能约为14 MeV (B) 2He 核比3Li 核更稳定(C)两个2H 核结合成4He 核时释放能量(D) 235U 核中核子的平均结合能比 36Kr 核中的大【答案】BC44・,【解析】由图知2He 核的比结合能约为 7 MeV,所以结合能约为 4X7=28 MeV,故A 错误；2 He 核比15.16.10 20 5tt 100 150 200 250：Li核的比结合能大,所以4He核比6Li核更稳定,B正确；两个2H核结合成4He核时,即由比结合能小的反响生成比结合能大的释放能量, C正确；由图知235U核中核子的平均结合能比36Kr核中的小, 所以D错误.【名师点睛】此题主要是要理解比结合能的含义,知道结合能与比结合能的区分与关系.以及在核反应过程中由比结合能小的反响生成比结合能大的要释放能量.17.〔2021新课标出卷〕在光电效应实验中,分别用频率为培、力的单色光a、b照射到同种金属上,测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb.h为普朗克常量.以下说法正确的是A.假设w>也那么一■定有U a<U bB.假设汨> 那么一■定有E ka>E kbC.假设U a<U b,那么一定有E ka<E kbD.假设山> 场那么一■定有h ^a -E ka>h J D -E kb【答案】BC【解析】由爱因斯坦光电效应方程E km =hv —W,又由动能定理有E km =eU,当V a >九时,E ka > E^ ,U a >U b, A错误,B正确；假设U a <U b,那么有E ka < E kb , C正确；同种金属的逸出功不变,那么W=hv—E km不变,D错误.【名师点睛】此题主要考查光电效应.发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,光的强弱只影响单位时间内发出光电子的数目；光电子的最大初动能和遏止电压由照射光的频率和金属的逸出功决定；逸出功由金属本身决定,与光的频率无关.18.〔2021北京卷〕2021年年初,我国研制的大连光源〞一一极紫外自由电子激光装置,发出了波长在1-900 nm 〔1 nm=10 m〕附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲.大连光源因其光子的能量大、密度高,可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用.一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子,但又不会把分子打碎.据此判断,能够电离一个分子的能量约为〔取普朗克常量h=6.6M0S4 J s,真空光速c=3M08m/s〕_ . _ _21 _ _ / ——18 . 八1 ——15 . _ / ——12 .A. 10 JB. 10 JC. 10 JD. 10 J【答案】Bhc【解析】一个处于极紫外波段的光子的能量约为 E = —％2父1078 J ,由题意可知,光子的能量应比电九离一个分子的能量稍大,因此数量级应相同,应选B o【名师点睛】根据题意可知光子的能量足以电离一个分子,因此该光子的能量应比该分子的电离能大, 同时又不能把分子打碎,因此两者能量具有相同的数量级,不能大太多.19. 〔2021新课标n 卷〕一静止的铀核放出一个 a 粒子衰变成社核,衰变方程为2；；U T 23；0Th+：He .下列说法正确的选项是A,衰变后社核的动能等于 a 粒子的动能B.衰变后社核的动量大小等于 a 粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个a 粒子所经历的时间D,衰变后“粒子与社核的质量之和等于衰变前铀核的质量【答案】B【解析】根据动量守恒定律可知,生成的社核的动量与a 粒子的动量等大反向,选项 B 正确；根据2E k=上一可知,衰变后社核的动能小于a 粒子的动能,选项 A 错误；铀核的半衰期等于一半数量的铀2m核衰变需要的时间,而放出一个 a 粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间,故两者不等,选项 C错误；由于该反响放出能量,由质能方程可知,衰变后a 粒子与社核的质量之和小于衰变前铀核的质量, 选项D 错误；应选B .【名师点睛】此题考查了原子核的反冲问题以及对半衰期的理解；对于有能量放出的核反响,质量数-一 一 1・・ 一 4・20 . 〔2021江苏卷〕质子〔i H 〕和a 粒子〔2H 〕被加速到相同动能时,质子的动量 〔选填 夭于、小于〞或 等于“〕a 粒子的动量,质子和 a 粒子的德布罗意波波长之比为 .【答案】小于 2:1【解析】动量与动能的关系： p 2 =2mEk ,又质子的质量小于 a 粒子的质量所以质子的动量小于 a 粒子的动量,且 坨=J m =1；根据h=~,可得质子和a 粒子的德布罗意波波长之比为2:1.P 2 , m 2 2 p【名师点睛】考查公式,动量与动能的关系以及物质的波的波长和公式,较容易.21 . 〔2021北京卷〕在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次a 衰变.放射出的a 粒子〔4He 〕在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为 Ro 以m 、q 分别表示a 粒子的质量和电荷量.守恒,但是质量不守恒；知道动量和动能的关系E k2P 2m(1)放射性原子核用A X 表示,新核的元素符号用 丫表示,写出该 “衰变的核反响方程. (2) a 粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小. (3)设该衰变过程释放的核能都转为为a 粒子和新核的动能,新核的质量为 M,求衰变过程的质量亏损Am .A A 4 4“衰变的核反响方程为Z X T Z ^Y +2He2(2)设a 粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v,由洛伦兹力提供向心力有 qvB = m--R.......................... 2市根据圆周运动的参量关系有 T =MRv得a 粒子在磁场中运动的周期 T =2变qB根据电流强度定义式,可得环形电流大小为। =?=〞■T 2 7ml.4 v 2qBR(3)由 qvB =m —,得 v = —m-设衰变后新核 Y 的速度大小为v',核反响前后系统动量守恒,有 Mv' mv=0........................................................................................ c 1 .c 1c 根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律有 Amc 2=1Mv 2+」mv 22 2____ 2解得」.：m =(M m)(qB R) 2mMc 2.................... A - 4说明：假设利用M =——m 解答,亦可.4【名师点睛】(1)无论哪种核反响方程,都必须遵循质量数、电荷数守恒.(2) a 衰变的生成物是两种带电荷量不同的带电粒子〞,反响前后系统动量守恒,因此反响后的两产物向相反方向运动,在匀强磁场中,受洛伦兹力作用将各自做匀速圆周运动,且两轨迹圆相外切,应 用洛伦兹力计算公式和向心力公式即可求解运动周期,根据电流强度的定义式可求解电流大小.【答案】(1)「X T号丫 +2He2 Tim⑵二q 2B 2 Tim____ 2(M +m)(qBR) \ 3 / 92mMc【解析】(1)根据核反响中质量数与电荷数守恒可知,该可得v .=mvMqBR M(3)核反响中释放的核能应利用爱因斯坦质能方程求解,在结合动量守恒定律与能量守恒定律即可解得质量亏损.。
高考物理历年原子物理真题
高考物理历年原子物理真题1、选自《2020全国I 卷》19．下列核反应方程中，X 1，X 2，X 3，X 4代表α粒子的有 【BD 】A ．2211101H +H n +X →B ．2311102H +H n +X →C ．23511448992056363U +n Ba +Kr +3X → D ．1630314n +Li H +X →2、选自《2020全国II 卷》18．氘核21H 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式241112106H 2He 2H+2n+43.15MeV →+表示。
海水中富含氘，已知1kg 海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M 的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1kg 标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107J ，1MeV= 1.6×10–13J ，则M 约为 【C 】 A ．40 kgB ．100 kgC ．400 kgD ．1 000 kg3、选自《2020全国III 卷》19．1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X ，反应方程为：42712130He +Al X n +→。
X 会衰变成原子核Y ，衰变方程为X Y e +０１→，则【AC 】 A ．X 的质量数与Y 的质量数相等 B ．X 的电荷数比Y 的电荷数少1 C ．X 的电荷数比2713Al 的电荷数多2D ．X 的质量数与2713Al 的质量数相等4、选自《2020北京》2.氢原子能级示意如图。
现有大量氢原子处于3n =能级上，下列说法正确的是【C 】 A.这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子B.从3n =能级跃迁到1n =能级比跃迁到2n =能级辐射的光子频率低C.从3n =能级跃迁到4n =能级需吸收0.66eV 的能量D. 3n =能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV 的能量 5、选自《2020江苏》12. [选修3-5]（12分）（1）“测温枪”（学名“红外线辐射测温仪”）具有响应快、非接触和操作方便等优点.它是根据黑体辐射规律设计出来的，能将接收到的人体热辐射转换成温度显示.若人体温度升高，则人体热辐射强度I 及其极大值对应的波长λ的变化情况是______________________. 【B 】 A. I 增大，λ增大 B. I 增大，λ减小 C. I 减小，λ增大 D. I 减小，λ减小（2）大量处于某激发态的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最短波长分别为1λ和2λ，则该激发态与基态的能量差为_【2hcλ】__，波长为1λ的光子的动量为_【1hλ】_.（已知普朗克常量为h ，光速为c ）6、选自《2020山东（新高考）》2．氚核31H 发生β衰变成为氦核32He 。
(完整版)高考原子物理历年真题-汇编
选修3—5波粒二象性1、（2011新课标卷35题（1））在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为______。
若用波长为λ（λ<λ0）单色光做实验，则其截止电压为______。
已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e ，c 和h 。
7答案: hc/λ000hc e λλλλ-6 . （2010天津理综物理）用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图。
则这两种光 A.照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大 B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大 C.通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大 D.通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大 【答案】BC4．（2012·上海物理）根据爱因斯坦的“光子说”可知（ B ）（A ）“光子说”本质就是牛顿的“微粒说” （B ）光的波长越大，光子的能量越小 （C ）一束单色光的能量可以连续变化（D ）只有光子数很多时，光才具有粒子性3. （2011广东理综卷第18题）光电效应实验中，下列表述正确的是CD A.光照时间越长光电流越大 B.入射光足够强就可以有光电流 C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子1．（2012·上海物理）在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的 （ ） （A ）频率（B ）强度（C ）照射时间（D ）光子数目2.（2011江苏物理）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是(A)例5、03上海15.（5分）在右图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A 单色光照射光电管式，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B 单色光照射时不发生光电效应，那么 （A C ）A.A 光的频率大于B 光的频率B.B 光的频率大于A 光的频率C.用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是a 流向bD.用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是b 流向a例4.（2010江苏物理卷第12C 题）研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K ），钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流。
2024高考物理原子物理学练习题及答案精选
2024高考物理原子物理学练习题及答案精选一、选择题1. 下列元素中，属于惰性气体的是：A) 氢气 (H2)B) 氮气 (N2)C) 氧气 (O2)D) 氩气 (Ar)答案：D2. 以下哪种粒子在原子核中的数量最多？A) 质子B) 中子C) 电子D) 引力子答案：B3. 以下关于原子核的说法哪个是错误的？A) 原子核带有正电荷B) 原子核由质子和中子组成C) 原子核占据整个原子的体积D) 原子核的质量约等于整个原子的质量答案：C4. 电离能是指：A) 电子从原子中进入自由状态所需的能量B) 两个原子之间发生化学反应所需要的能量C) 电子在原子核附近运动所受到的力D) 电子在金属中的自由运动所需的能量答案：A5. 以下关于原子核中质子和中子的说法哪个是正确的？A) 质子质量和中子质量相等B) 质子带有正电荷，中子带有负电荷C) 质子和中子的质量和电荷都相等D) 质子带有正电荷，中子不带电荷答案：D二、填空题1. 原子序数为20的钙元素的简化电子结构为_________。
答案：2, 8, 8, 22. 原子核中质子的数量等于_________。
答案：电子的数量3. 电离能越大，原子结构中的电子越_________。
答案：稳定4. 氢原子的质子数为_________，中子数为_________。
答案：1，05. 氯元素的电子结构为_________。
答案：2, 8, 7三、解答题1. 将下列原子按照质子数从小到大排列：氢、铜、锌、氧。
答案：氢、氧、铜、锌2. 简要说明半导体材料与导体材料以及绝缘体材料的区别。
答案：半导体材料具有介于导体材料和绝缘体材料之间的电导率，在适当的条件下可以导电。
导体材料具有很高的电导率，能够自由传导电流。
绝缘体材料的电导率非常低，不容易传导电流。
3. 简述原子核聚变与原子核裂变。
答案：原子核聚变是指两个或两个以上轻原子核融合成较重的新原子核的过程，同时产生巨大能量。
原子核裂变是指重原子核分裂成两个或多个轻原子核的过程，同样会释放大量能量。
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答案γ2T2：2T1
选修3—5
例5、03上海15.（5分）在右图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管式，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光பைடு நூலகம்效应，那么（AC）
A.A光的频率大于B光的频率
B.B光的频率大于A光的频率
C.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b
D.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a
A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a光的临界角大
(II)（7分）钚的放射性同位素 静止时衰变为铀核激发态 和 粒子，而铀核激发态 立即衰变为铀核 ，并放出能量为 的 光子。已知： 、 和 粒子的质量分别为 、 和
（1）写出衰变方程；
（2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，球 粒子的动能。
解析：
（2）上述衰变过程的质量亏损为
放出的能量为
由⑦⑩式得
代入题给数据得（改为+）
A．光电效应实验B．伦琴射线的发现
C．α粒子散射实验D．氢原子光谱的发现
（广东卷）18.关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（AC）
A. 是α衰变B. 是β衰变
C. 是轻核聚变D . 是重核裂变
5.（2008·四川理综·15）下列说法正确的是（A）
A.γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转B.β射线比α射线更容易使气体电离
A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。
B．升高温度可以使半衰期缩短
C．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天就只剩下1个
D．氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克
46.如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象.下列说法中正确的是（AC）
A.若D和E能结合成F,结合过程一定要释放能量
A．原子A可能辐射出3种频率的光子
B．原子B可能辐射出3种频率的光子
C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁道能级E4
D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁道能级E4
4.(07江苏·4)μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子，原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为γ1、γ2、γ3、γ4、γ5、和γ6的光，且频率依次增大，则E等于（C）
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短
D．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加
3.（07·广东A卷·2）如图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是(B)
A．h（γ3－γ1）B．h（γ5＋γ6）
C．hγ3D．hγ4
7.（07·全国理综Ⅱ·18）氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发生三种不同波长的辐射光。已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1＞λ2，则另一个波长可能是（CD）
A．λ1＋λ2B．λ1－λ2C． D．
23.关于半衰期，以下说法正确的是（D）
B.若D和E能结合成F,结合过程一定要吸收能量
C.若A能分裂成B和C,分裂过程一定要释放能量
D.若A能分裂成B和C,分裂过程一定要吸收能量
27．放射性元素的半衰期以下说法中止确的是：（B）
A．半衰期是指原子核中核子数减少一半所需的时间
B．半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间
C．半衰期是指原子核全部衰变所需时间的一半贯穿能力最强
C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变D.核反应堆产生的能量来自轻核聚变
（09年北京卷）14．下列现象中，与原子核内部变化有关的是（B）
A． 粒子散射现象 B．天然放射现象
C．光电效应现象 D．原子发光现象(原子外层电子受激发)
5.（09·广东物理·2）科学家发现在月球上含有丰富的 （氦3）。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为 。关于 聚变下列表述正确的是（B）
选修3—5
波粒二象性
1、（2011新课标卷35题（1））在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为______。若用波长为λ（λ<λ0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e，c和h。
7答案:hc/λ0
6.（2010天津理综物理）用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光
广东2．下列说法不正确的是D
Ａ． 是聚变
Ｂ． 是裂变
Ｃ． 是α衰变
Ｄ． 是裂变
16.（06·重庆理综·17）14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的 ，则该古树死亡时间距今大约（B）
A.22920年B.11460年C.5730年D.2865年
31.（05·全国Ⅱ·17）图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。
A.裂变，核燃料为铀B.聚变，核燃烧为铀
C.裂变，核燃烧为氘D.聚变，核燃料为氘
24.（05·江苏理综·23）下列四个方程中，表示重核裂变的是（C）
A． B．
C． D．
15.（06·四川·16）某核反应方程为 H+ H→ He+X.已知 H的质量为2.0136u. H的质量为3.018u, He的质量为4.0026u,X的质量为1.0087u.则下列说法中正确的是（B）
波粒二象性
1、（2011新课标卷35题（1））在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为______。若用波长为λ（λ<λ0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e，c和h。
6.（2010天津理综物理）用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光
A． B． C． D．
解析：原子从n=2跃迁到+ 所以 故： 选C
6、（09年浙江卷）氮原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库伦力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是（D）
A．核力、万有引力、库伦力B．万有引力、库伦力、核力
C．库伦力、核力、万有引力D．核力、库伦力、万有引力
B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
（上海物理）4.现已建成的核电站的能量来自于(C)
（A）天然放射性元素衰变放出的能量 （B）人工放射性同位素放出的的能量
（C）重核裂变放出的能量 （D）化学反应放出的能量
9．（2011年高考·天津理综卷）下列能揭示原子具有核式结构的实验是Ｃ
B.入射光足够强就可以有光电流
C.遏止电压与入射光的频率有关
D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子
1．（2012·上海物理）在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（ ）
（A）频率（B）强度（C）照射时间 （D）光子数目
2.（2011江苏物理）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是(A)
D．半衰期是指具有放射性的物体总质量减少一半所需的时间
13.（06·全国理综Ⅱ·14）现有三个核反应
①
②
③
下列说法正确的是（ C）
A．①是裂变，②是 衰变，③是聚变
B．①是聚变，②是裂变，③是 衰变
C．①是 衰变，②是裂变，③是聚变
D．①是 衰变，②是聚变，③是裂变
20.（06·北京·13）目前核电站利用的核反应是（A）
例4.（2010江苏物理卷第12C题）研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K），钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压 的关系图象中，正确的是c.
7.（2011年高考·福建理综卷）爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率。从图中可以确定的是__Ｄ____。（填选项前的字母）
C．β衰变、α衰变和β衰变D．α衰变、β衰变和α衰变
(1)(5分)用频率为 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 的三条谱线，且 ，则_B______.(填入正确选项前的字母)
A、 B、 C、 D、
（天津卷）2.下列关于原子和原子核的说法正确的是(B)
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
A．逸出功与ν有关B．Ekm与入射光强度成正比
C．ν <ν0时，会逸出光电子D．图中直线的斜率与普朗克常量有关
原子结构与原子核
（全国卷1）14．原子核 经放射性衰变①变为原子核 ，继而经放射性衰变②变为原子核 ，再经放射性衰变③变为原子核 。放射性衰变①、②和③依次为(A)
A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、β衰变和α衰变
A．聚变反应不会释放能量B.聚变反应产生了新的原子核
C．聚变反应没有质量亏损D.目前核电站都采用 聚变反应发电
2、（09年全国卷Ⅱ）氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间。由此可推知,氢原子(AD)