2020十年高考物理大全分类解析 专题28 原子物理
2020届高三一轮复习物理典型例题分类精讲：原子物理
2020届高三一轮复习物理典型例题分类精讲：原子物理一、选择题在每题给出的四个选项中，有的只有一项为哪一项正确的，有的有多个选项正确，全选对的得5分，选对但不全的得3分，选错的得0分。
1. 2005年是”世界物理年"，100年前的1905年是爱因斯坦的”奇迹'’之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功地讲明了光电效应现象。
关于光电效应，以下讲法正确的选项是〔〕A. 当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C. 光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D. 某单色光照耀一金属时不能发生光电效应，改用波长较短的光照耀该金属可能发生光电效应2•从原子核中能放出a、B、丫射线，关于原子核的组成，以下讲法中正确的选项是〔〕A. 原子核中，有质子、中子，还有a粒子B. 原子核中，有质子、中子，还有B粒子C. 原子核中，有质子、中子，还有丫粒子D. 原子核中，只有质子和中子3. 某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功为2.21eV，用波长为2.5 x 10-7m的紫外线照耀阴极，真空中光速为3.0 x 108m/s，元电荷为1.6 x 10-19C,普朗克常量为6.63 x 10-34J s，求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分不是〔〕14 14 -19A. 5.3 X 10 HZ 2.2J B . 5.3 x 10 HZ 4.4 x 10 J33 33 19C. 3.3 x 10 H z, 2.2J D . 3.3 x 10 H z, 4.4 x 10- J4. 以下讲法正确的选项是〔〕A. 2H+3H T：He + ；n 是聚变B. 29；U+；n £4Xe +9；Sr+20n 是裂变C. 24 Ra 288 Rn +：He 是a衰变D. 24Na T24Mg +：e是裂变5. 在演示光电效应的实验中，原先不带电的一块锌板与灵敏验电器相连。
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.。
高考物理专题近代物理知识点之原子结构分类汇编及答案解析
高考物理专题近代物理知识点之原子结构分类汇编及答案解析一、选择题1．可见光光子的能量在1. 61～3.10 eV 范围内。
若氢原子从高能级跃迁到量子数为n 的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图可判断n 为( )A ．1B ．2C ．3D ．42．如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。
下列说法正确的是（ ）A ．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B ．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C ．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D ．绝大多数的α粒子发生大角度偏转 3．下列说法正确的是（ ）A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B ．在光电效应实验中，只增加入射光的强度，饱和光电流不变C ．在核反应方程41417278He N O X +→+中，X 表示的是中子D ．根据玻尔理论，处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后，其电子的动能减少 4．关于近代物理，下列说法正确的是（ ） A ．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 B ．α粒子散射实验证明了原子的核式结构 C ．α、β、γ射线比较，α射线的穿透能力最强 D ．光电效应现象揭示了光的波动性5．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 6．下列说法正确的是：（ ）A ．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而建立了核式结构模型B ．贝克勒尔通过对天然放射现象的硏究，发现了原子中存在原子核C ．原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定小于质子数D ．大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中必有一种与入射光频率相同7．若用｜E 1｜表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n 能级的能量为12n E E n=，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是（ ）A ．114E B ．134E C ．178E D ．1116E 8．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )A ．由图可知，原子核D 和E 聚变成原子核F 时会有质量亏损，要吸收能量B ．由图可知，原子核A 裂变成原子核B 和C 时会有质量亏损，要放出核能C ．已知原子核A 裂变成原子核B 和C 时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大D ．卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 9．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 eV10．我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是A．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象B．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念C．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念D．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性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．氢原子能级图的一部分如图所示，A、B、C分别表示原子在三种跃迁过程中辐射出的光子．其中E A表示原子从n=3能级向n=2能级跃迁的能量，E B表示原子从n=2能级向n=1能级跃迁的能量，E C 表示原子从n=3能级向n=1能级跃迁的能量，则下述关系中正确的是A ．E A < EB < EC B ．E A < E C < E B C ．E C < E B < E AD ．E B <E A < E C13．下列叙述中符合物理学史的有（ ） A ．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子B ．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子核是可以再分的C ．法国物理学家库仑测出元电荷e 的电荷量D ．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构模型14．如图所示为氢原子能级图以及从n =3、4、5、6能级跃迁到2n =能级时辐射的四条谱线，下列叙述正确的是（ ）A ．四条谱线中αH 对应的光子能量最大B ．四条谱线中αH 对应的光的频率最大C ．用能量为12.75eV 的光子照射基态的氢原子，氢原子有可能跃迁到n =3的激发态上D ．大量处于n =3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种频率不同的光子 15．一个氢原子从2n =能级跃迁到4n =能级，该氢原子（ ） A ．吸收光子，能量减少 B ．吸收光子，能量增加 C ．放出光子，能量增加D ．放出光子，能量减少16．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为A ．α粒子与电子根本无相互作用B ．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C ．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D ．电子很小，α粒子碰撞不到电子17．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是A．B．C．D．18．下列能揭示原子具有核式结构的实验是()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19．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20．氢原子的能级如图所示，下列说法不正确的是：( )A．一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子，这时电子动能减少，原子势能减少B．已知可见光的光子能量范围约为 1.62 eV—3.11 ev，处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发出电离C．有一群处于n=4能级的氢原子．如果原子n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发出的光谱中共有3条谱线能使该金属产生光电效应D．有一群处于n=4能级的氢原子．如果原子n=2向n=1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，从能级n=4向n=1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为 2.55eV21．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22．一个氢原子从基态跃迁到n=2的激发态。
2010年高考物理试题原子物理学部分分类评析
2010年高考物理试题原子物理学部分分类评析徐建强河南省卢氏县第一高级中学 472200来源人教网在新课改的实施下，原子物理学部分被编排到选修3-5模块中，但其知识的考查仍是高考的必然。
难度适中，学生容易得分。
在出题形式上以选择为主，填空为辅，以往也出现过计算题。
内容考查主要从以下五个方面进行。
一、氢原子能级跃迁问题（重庆卷）19.氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下所示：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【答案】A【解析】如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝—靛，A 正确。
（山东卷）38．[物理—物理3-5]（1）大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1．89eV,10．2eV,12．09eV。
跃迁发生前这些原子分布在_______个激发态能级上，其中最高能级的能量值是______eV（基态能量为-13．6eV）。
【答案】（1）2,0.7【解析】因为发生跃迁时放出三种光子，所以之前原子分布在两个激发态能级上；由公式1m E E h ν-=得(13.6)12.9m E --=，0.7m E eV =（新课标卷）34.[物理——选修3-5](1)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123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，则_______.(填入正确选项前的字母)A 、01v v ＜B 、321v v v =+C 、0123v v v v =++D 、123111v v v =+ 【答案】B【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，根据能量守恒有，123νννh h h +=，解得：321v v v =+，选项B 正确。
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。
2020高考备考物理重难点《原子结构和原子核》(附答案解析版)
重难点10 原子结构和原子核【知识梳理】一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式 1．原子的核式结构（1）电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。
（2）α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。
（3）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
2．光谱 （1）光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。
（2）光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。
（3）氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，（n ＝3,4,5，…），R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数。
3．玻尔理论（1）定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
（2）跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m －E n 。
（h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s ） （3）轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。
4．氢原子的能级、能级公式 （1）氢原子的能级 能级图如图所示（2）氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1（n＝1,2,3，…），其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV。
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。
(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(原卷版)
11年高考（2010-2020年）全国1卷物理试题分类解析（原卷版）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，X 2，X 3，X 4代表á粒子的有（）A.2211101H +H n +X → B.2311102H +H n +X →C.23511448992056363U +n Ba +Kr +3X → D.1630314n +Li H +X →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123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，则。
(填入正确选项前的字母)A ．01v v ＜B ．321v v v =+C ．0123v v v v =++ D.123111v v v =+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D ．βα、和γ三种射线中，γ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βα、和γ三种射线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22311120H H He n ++→，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/c 2。
2004-2013高考物理分类 专题28 原子物理教程
2004-2013十年高考物理大全分类解析专题28 原子物理一．2013年高考题1．（2013全国新课标理综II第35题）（1）关于原子核的结合能，下列说法正确的是A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核（13355Cs）的结合能小于铅原子核（20882Pb）的结合能D．比结合能越大，原子核约不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量小于该原子核的结合能2．（2013高考上海物理第7题）在一个23892U原子核衰变为一个20682Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为(A)6次(B)10次(C)22次(D)32次3．（2013高考上海物理第9题）小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。
则经过足够长的时间后，小行星运动的(A)半径变大(B)速率变大(C)角速度变大(D)加速度变大4．（2013高考重庆理综第2题）铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：n 2b a n U 101023592++→+则a+b 可能是A ．Kr Xe 933614054+B ．Kr Ba 923614156+ C ．Sr Ba 933814156+ D ．Sr Xe 493814054+5（2013高考福建理综第30题）(1)在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是____。
（填选图下方的字母）6．（2013全国高考大纲版理综第16题）放射性元素氡（22286Rn ）经α衰变成为钋21884Po ，半衰期为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn 的矿石，其原因是（ ）A ．目前地壳中的22286Rn 主要来自于其它放射元素的衰变B ．在地球形成的初期，地壳中元素22286Rn 的含量足够高C．当衰变产物21884Po积累到一定量以后，21884Po的增加会减慢22286Rn的衰变进程D．22286Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期7（2013全国新课标理综1第35题）(1)(6分)一质子束入射到能止靶核上，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。
高中物理-专题 原子物理-2020高考真题(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练（选修3-5）第六部分 原子物理专题6.19原子物理-2020高考真题一．填空题1.（2020高考江苏物理）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_______，波长为1λ的光子的动量为_______.（已知普朗克常量为h ，光速为c ）【参考答案】 （2）2hc λ 1h λ 【名师解析】激发态与基态的能量差最大，对应最短波长2λ，该激发态与基态的能量差为△E=2hc λ。
由光子动量公式可知，波长为1λ的光子的动量为p1=1h λ。
二．选择题2. （2020高考北京卷）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【参考答案】C【命题意图】本题考查能级、光的辐射、电离及其相关知识点。
【解题思路】大量氢原子处于n=3能级上，最多可以辐射出2+1=3种频率的光子，选项A 错误；根据h 31=E 3-E 1，h 32=E 3-E 2，可知从n=3能级跃迁到n=1能级比跃迁到n=2能级辐射的光子的频率高，选项B 错误；从n=3能级跃迁到n=4能级需要吸收能量△E= E 4-E 3=（-0.85eV ）-（-1.51eV ）=0.66eV ，选项C 正确；n=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51eV 的能量，选项D 错误。
3.（2020高考江苏物理）“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______________________.A. I 增大，λ增大B. I 增大，λ减小C. I 减小，λ增大D. I 诚小，λ减小【参考答案】B【名师解析】若人体温度升高，则人体热辐射强度I 增大，光子能量增大，频率增大，热辐射强度I 极大值对应的波长λ减小，选项B 正确。
2020年高考物理真题分类汇编 原子结构、原子核、波粒二象性
2020年高考物理真题分类汇编（详解+精校）原子结构、原子核、波粒二象性1.（2020年高考•上海卷）卢瑟福利用a粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是A. B. D.1.D解析：本题考查a粒子散射实验的原理，主要考查学生对该实验的轨迹分析和理解。
由于a粒子轰击金箔时，正对金箔中原子核打上去的一定原路返回，故排除A、C选项；越靠近金原子核的a粒子受力越大，轨迹弯曲程度越大，故D正确。
2.（2020年高考•上海卷）用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是（）A.改用频率更小的紫外线照射B.改用X射线照射C.改用强度更大的原紫外线照射D.延长原紫外线的照射时间2.B解析：本题考查光电效应现象，要求学生知道光电效应发生的条件。
根据爱因斯坦对光电效应的研究结论可知光子的频率必须大于金属的极限频率，A错；与光照射时间无关，D错；与光强度无关，C错；X射线的频率比紫外线频率较高，故B对。
3.（2020年高考•上海卷）在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物。
则（）A.措施①可减缓放射性元素衰变B.措施②可减缓放射性元素衰变C.措施③可减缓放射性元素衰变D.上述措施均无法减缓放射性元素衰变4.D解析：本题考查衰变及半衰期，要求学生理解半衰期。
原子核的衰变是核内进行的，故半衰期与元素处于化合态、游离态等任何状态无关，与外界温度、压强等任何环境无关，故不改变元素本身，其半衰期不会发生变化，A、B、C三种措施均无法改变，故D对。
5.（2020年高考•北京理综卷）表示放射性元素碘131（i3i I）6衰变的方程是53A.1311—127Sb+4HeB.1311—131Xe+o eC.1311—130I+1n535125354-153530D.131I—130Te+1H535214.B解析：A选项是a衰变，A错误；B选项是6衰变，B正确；C选项放射的是中子，C错误；D选项放射的是质子，D错误。
2020-2024年高考物理五年真题知识点分类汇编：原子物理(附答案解析)
第1页（共63页）2020-2024年高考物理五年真题知识点分类汇编：原子物理
一．选择题（共49小题）
1．2022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H α谱线精细结构。
H α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n ＝2
B ．从n ＝5跃迁到n ＝2
C ．从n ＝4跃迁到n ＝2
D ．从n ＝3跃迁到n ＝2
2
．理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应
C+Y
→O 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
3．被誉为“中国天眼”的大口径球面射电望远镜已发现660余颗新脉冲星，领先世界。
天眼对距地球为L 的天体进行观测，其接收光子的横截面半径为R 。
若天体射向天眼的辐射光子中，有η（η＜1）倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为ν的N 个光子。
普朗克常量为h ，则该天体发射频率为ν光子的功率为（
）
A ．
B ．。
十年高考分类解析原子和原子核.docx
高中物理学习材料桑水制作十年高考分类解析原子和原子核总题数：81 题第1题(2006年普通高等学校夏季招生考试理综全国卷Ⅰ（新课程）)题目14.某原子核吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子。
由此可知A.A=7，Z＝3B.A=7，Z＝4C.A=8，Z＝3D.A=8，Z＝4答案C解析：由核反应方程：，遵循质量数和电荷数守恒，，所以C选项正确。
第2题(2006年普通高等学校夏季招生考试理综全国卷Ⅱ（新课程）)题目14.现有三个核反应：①②③下列说法正确的是A ①是裂变，②是β衰变，③是聚变B ①是聚变，②是裂变，③是β衰变C ①是β衰变，②是裂变，③是聚变D ①是β衰变，②是聚变，③是裂变答案C解析：当原子核自发的放出某种粒子成为新的原子核，叫做衰变,①为衰变.原子序数较大的重核分解成原子序数小的原子核，叫做重核裂变，②为裂变。
原子序数很小的原子核聚合成原子序数较大的原子核，叫做轻核聚变，③为聚变。
所以C选项正确。
第3题(2006年普通高等学校夏季招生考试理综北京卷（新课程）)题目13.目前核电站利用的核反应是A.裂变，核燃料为铀B.聚变，核燃料为铀C.裂变，核燃料为氘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重核裂变，主要原料是铀核。
所以A选项正确。
第4题(2006年普通高等学校夏季招生考试理综天津卷（新课程）)题目18.一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为U+n→X+Sr+2n，则下列叙述正确的是A.X原子核中含有86个中子B.X原子核中含有141个核子C.因为裂变时释放能量，根据E=mc2，所以裂变后的总质量数增加D.因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少答案A解析：核反应方程必须遵循电荷数和质量数守恒，则该核反应方程为：，则x原子核中有140个核子，有140-54=86个中子，所以A正确，B错误。
因为裂变时放出能量，由爱因斯坦质能方程，一定有质量的减少，而原子核反应中的质量数仍守恒，所以C、D均错误。
专题17 原子和原子核(解析版) 11年(2010-2020)高考全国1卷物理试题分类解析
10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，X 2，X 3，X 4代表á粒子的有（ ）A. 2211101H +H n +X → B. 2311102H +H n +X →C. 23511448992056363U +n Ba +Kr +3X → D. 1630314n +Li H +X →【答案】BD【解析】á粒子为氦原子核42He ，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X 1为32He ，B选项中的X 2为42He ，C 选项中的X 3为中子10n ，D 选项中的X 4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123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，则 。
(填入正确选项前的字母)A ．01v v ＜B ．321v v v =+C ．0123v v v v =++ D.123111v v v =+ 【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，123νννh h h +=，解得：321v v v =+，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D ．βα、和γ三种射线中，γ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βα、和γ三种射线【答案】 BCD3.（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。
高考物理新近代物理知识点之原子核分类汇编附答案
高考物理新近代物理知识点之原子核分类汇编附答案一、选择题1．如图所示，X 为未知放射源．若将由N 、S 磁极产生的强力磁场M 移开，发现计数器单位时间接收到的射线粒子数保持不变；若再将铝薄片也移开，发现计数器单位时间接收到的射线粒子数大幅度上升．则X 为（ ）A ．α、β混合放射源B ．α、γ混合放射源C ．纯β放射源D ．纯γ放射源2．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：234112H+H He+x →，若已知21H 的质量为1m ，31H 的质量为2m ，42He 的质量为3m ，x 的质量为4m ，则下列说法中正确的是A ．x 是质子B ．x 是电子C ．这个反应释放的核能为()21234E m m m m c ∆=+--D ．21H 和31H 在常温下就能够发生聚变3．关于天然放射性，下列说法正确的是 A ．天然放射现象说明原子是可分的B ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关，温度越高半衰期越短C ．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D ．机场、车站进行安检时，能发现箱内危险物品，是利用了α射线较强的穿透能力 4．关于天然放射性，下列说法正确的是 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的温度有关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，γ射线的穿透能力最弱 5．关于原子物理知识，下列说法正确的是（ ） A ．γ射线是高速运动的电子流B ．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部发生的轻核聚变C ．的半衰期为5天，10g经过10天后还剩下5gD ．由爱因斯坦质能方程E ＝mc 2可知质量与能量可以相互转化 6．由于放射性元素镎的半衰期很短，在自然界很难被发现，只有通过人工的方法制造，已知镎经过一系列α衰变和β衰变后变成铋，下列说法正确的是（ ）A ．镎原子核比铋原子核多28个质子B ．发生了7次α衰变和6次衰变C ．一定量的放射性该元素，随着存放时间的推移，放射线的穿透力越来越弱D ．镎原子核的平均结合能小于衰变后生成的原子核的平均结合能7．下列四幅图是教材中的几个实验装置图，科学家提出原子核式结构的实验装置是（ ）A ．B ．C ．D ．8．从法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线开始，人类开启了对原子核的研究并和平利用核能，以下说法正确的是（ ）A ．核聚变反应中平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损小B ．查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121042611Be He C H e -+→++C ．人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：1441717281N He O H +→+D ．α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核外电子跃迁时辐射出的光子流 9．对原子的认识，错误．．的是 A ．原子由原子核和核外电子组成 B ．原子核的质量就是原子的质量 C ．原子核的电荷数就是核中的质子数 D ．原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值10．实验观察到，静止在匀强磁场中A 点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与释放出的粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。
(-)十年高考物理真题分类汇编 专题14 原子结构、原子核和波粒二象性(含解斩)-人教版高三全册物理
专题 14原子结构、原子核和波粒二象性选择题：1.(2019•全国Ⅱ卷•T2)太阳内部核反响的主要模式之一是质子-质子循坏，循环的结果可表示为1401214H He+2e+2v →，11H 和42He 的质量分别为P 1.0078u m =和 4.0026u m α=，1u=931MeV/c 2，c 为光速。
在4个11H 转变成1个42He 的过程中，释放的能量约为A. 8 MeVB. 16 MeVC. 26 MeVD. 52 MeV【答案】C 【解析】【详解】由2E mC ∆=∆知()242p e E m m m c α∆=⨯--⋅，2E m c ∆∆==6191693110 1.610J 910-⨯⨯⨯⨯27311.710kg 0.910kg --≈⨯⨯，忽略电子质量，如此：()24 1.0078 4.0026MeV 26E u u c ≈∆=⨯-⋅，故C 选项符合题意；2.(2019•全国Ⅰ卷•T1)氢原子能级示意图如下列图。
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A. 12.09 eVB. 10.20 eVC. 1.89 eVD. 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 1.51(13.60)eV 12.09eV E ∆=---=。
故此题选A 。
3.(2019•卷•T7)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。
表中给出了6次实验的结果。
由表中数据得出的论断中不正确的答案是 A. 两组实验采用了不同频率的入射光 B. 两组实验所用的金属板材质不同C. 假设入射光子的能量为5.0 eV ，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD. 假设入射光子的能量为5.0 eV ，相对光强越强，光电流越大 【答案】B 【解析】由爱因斯坦质能方程0k E h W ν=-比拟两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系解题 由题表格中数据可知，两组实验所用入射光的能量不同，由公式E h ν=可知，两组实验中所用的入射光的频率不同，故A 正确；由爱因斯坦质能方程0k E h W ν=-可得：第一组实验：100.9 4.0W =-，第二组实验：022.9 6.0W =-，解得：0102 3.1eV W W ==，即两种材料的逸出功一样也即材料一样，故B错误；由爱因斯坦质能方程0k E h W ν=-可得：k (5.0 3.1)eV=1.9eV E =-，故C 正确； 由题表格中数据可知，入射光能量一样时，相对光越强，光电流越大，故D 正确。
2020年高考物理试题分类汇编——原子物理学
2020年高考物理试题分类汇编——原子物理学〔全国卷1〕14．原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核23490Th ，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492U 。
放射性衰变 ①、②和③依次为A ．α衰变、β衰变和β衰变B ．β衰变、β衰变和α衰变C ．β衰变、α衰变和β衰变D ．α衰变、β衰变和α衰变 【答案】A【解析】Th U 2349023892−→−①,质量数少4,电荷数少2,讲明①为α衰变.Pa Th 2349123490−→−②,质子数加1,讲明②为β衰变,中子转化成质子.U Pa 2349223491−→−③,质子数加1,讲明③为β衰变,中子转化成质子.【命题意图与考点定位】要紧考查依照原子核的衰变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。
〔全国卷2〕14. 原子核AZ X 与氘核21H 反应生成一个α粒子和一个质子。
由此可知A ．A=2，Z=1 B. A=2，Z=2 C. A=3，Z=3 D. A=3，Z=2 【答案】D 【解析】H He H X A Z114221+→+，应用质量数与电荷数的守恒121,142+=++=+Z A ，解得2,3==Z A ，答案D 。
【命题意图与考点定位】要紧考查依照原子核的聚变反应方程，应用质量数与电荷数的守恒分析解决。
〔新课标卷〕34.[物理——选修3-5](1)(5分)用频率为0v 的光照耀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不为123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，那么_______.(填入正确选项前的字母)A 、01v v ＜B 、321v v v =+C 、0123v v v v =++D 、123111v v v =+ 答案：B解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这讲明是从n=3能级向低能级跃迁，依照能量守恒有，123νννh h h +=，解得：321v v v =+，选项B 正确。
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2020十年高考物理大全分类解析专题28 原子物理一．2020年高考题1．（2020全国新课标理综II第35题）（1）关于原子核的结合能，下列说法正确的是A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B．一重原子核变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C．铯原子核（13355Cs）的结合能小于铅原子核（20882Pb）的结合能D．比结合能越大，原子核约不稳定E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量小于该原子核的结合能2．（2020高考上海物理第7题）在一个23892U原子核衰变为一个20682Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为(A)6次(B)10次(C)22次(D)32次3．（2020高考上海物理第9题）小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。
则经过足够长的时间后，小行星运动的(A)半径变大 (B)速率变大 (C)角速度变大(D)加速度变大4．（2020高考重庆理综第2题）铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：n 2b a n U 101023592++→+则a+b 可能是 A ．Kr Xe 933614054+ B ．Kr Ba 923614156+ C ．Sr Ba 933814156+ D ．Sr Xe 493814054+5（2020高考福建理综第30题）(1)在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是____。
（填选图下方的字母）6．（2020全国高考大纲版理综第16题）放射性元素氡（22286Rn ）经α衰变成为钋21884Po ，半衰期为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn 的矿石，其原因是（ ）A ．目前地壳中的22286Rn 主要来自于其它放射元素的衰变B ．在地球形成的初期，地壳中元素22286Rn 的含量足够高C．当衰变产物21884Po积累到一定量以后，21884Po的增加会减慢22286Rn的衰变进程D．22286Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期7（2020全国新课标理综1第35题）(1)(6分)一质子束入射到能止靶核上，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。
8．（2020高考上海物理第21题）放射性元素21084Po衰变为20682Pb，此衰变过程的核反应方程是＿＿＿＿；用此衰变过程中发出的射线轰击199F，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是＿＿＿＿。
9（2020高考山东理综第38（1）题）（1）恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应。
当温度达到108K时，可以发生“氦燃烧”。
①完成“氦燃烧”的核反应方程：42He+ →84Be+γ。
②84Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10-16s。
一定质量的84Be，经7.8×10-16s后所剩84Be 占开始时的 。
10．（2020高考天津理综物理第1题）下列说法正确的是 A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 B. α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流 C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 D ．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关11、（2020高考广东理综第17题）铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应n Kr Ba n U 1089361445610235923++→+，下列说法正确的有A ．上述裂变反应中伴随着中子放出B ．铀块体积对链式反应的发生无影响C ．铀核的链式反应可人工控制D ．铀核的半衰期会受到环境温度的影响二．2020年高考题1（2020·福建理综）关于近代物理，下列说法正确的是________。
（填选项前的字母） A ．α射线是高速运动的氦原子B ．.核聚变反应方程21H+31H →42He+10n ，10n 表示质子C ．.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D ．.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征2．（2020·上海物理）在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。
该装置中探测器接收到的是 （ ） （A ）x 射线（B ）α射线 （C ）β射线（D ）γ射线3. （2020·广东理综物理）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有A.H+H →42He+10n 是核聚变反应B. 31H+21H →42He+10n 是β衰变 C. 23592U+10n →14456Ba+8936Kr+310n 是核裂变反应 D ．23592U+10n →14054Xe+9438Sr+210n 是α衰变31214. (2020·天津理综)下列说法正确的是A.采用物理和化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期B.由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C.从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量5．（2020·上海物理）某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N 关系的是图（）6. （2020·全国理综）23592U经过m次α衰变和n次β衰变20782Pb,则A.m=7，n=3B.m=7，n=4C.m=14，n=9D.m=14，n=187．（2020·重庆理综）以下是物理学史上3个著名的核反应方程 x+73Li →2y ，y+147N →x+178O ，y+94Be →z+126C 。
x 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子8（2020·江苏物理）一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为 _____________. 该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为 _____________.9（6分）（2020·新课标理综）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：21H+31H →42He+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。
由上述反应方程和数据可知，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）10．（2020·上海物理）6027Co 发生一次β衰变后变为Ni 核，其衰变方程为______________；在该衰变过程中还发出频率为ν1、ν2的两个光子，其总能量为_____________________。
11（2020·海南物理）一静止的23892U核经α衰变成为23490Th核，释放出的总动能为4.27MeV。
问此衰变后23490Th核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)？三．2020年高考题1．（2020·上海物理）卢瑟福利用 粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是2.（2020·浙江理综）关于天然放射现象，下列说法正确的是A. α射线是由氦原子核衰变产生B. β射线是由原子核外电子电离产生C. γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D. 通过化学反应不能改变物质的放射性3. （2020·重庆理综）核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。
.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线。
下列说法正确的是A.碘131释放的β射线由氦核组成B.铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C.与铯137相比，碘131衰变更慢。
D.与铯133和铯137含有相同的质子数4．（2020·上海物理）天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知(A)②来自于原子核外的电子 (B)①的电离作用最强，是一种电磁波 (C)③的电离作用较强，是一种电磁波(D)③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子5．（2020·上海物理）在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物．则 (A)措施①可减缓放射性元素衰变 (B)措施②可减缓放射性元素衰变 (C)措施③可减缓放射性元素衰变 (D)上述措施均无法减缓放射性元素衰变6（2020山东理综卷）碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰变期为8天。
①碘131核的衰变方程：13153I →________（衰变后的元素用X 表示）。
②经过________天有75%的碘131核发生了衰变。
7（2020江苏物理）有些核反应过程是吸收能量的。
例如在14171781X N O H +→+中，核反应吸收的能量20[()()]H X N Q m m m m c =+-+，在该核反应中，X 表示什么粒子？X 粒子以动能E K 轰击静止的147N ，若E K =Q ，则该核反应能否发生？请简要说明理由。
8（4分）（2020·海南物理卷19题（1））2020年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。
在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。
在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是_______和__________（填入正确选项前的字母）。
131I和137Cs原子核中的中子数分别是________和_______.A.X1→13756Ba+1n B.X2→13154Xe+0-1e C.X3→13756Ba+0-1e D.X4→13154Xe+11p9（2020天津理综卷）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展。
（1）当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作为示踪原子。
碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程。
若碳11的半衰期τ为20min，经2.0h剩余碳11的质量占原来的百分之几？（结果取2位有效数字）（2）回旋加速器的原理如图，D1和D2是两个中空的半径为R的半圆金属盒，它们接在电压一定、频率为f的交流电源上。