高考原子物理历年真题-汇编
(2016年-2011年共72道)原子物理部分高考题
原子物理部分高考题1.（2015·广东高考）在同一匀强磁场中，a粒子（4He）和质子（11H）2做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则a粒子和质子A、运动半径之比是2:1B、运动周期之比是2:1C、运动速度大小之比是4:1D. 受到的洛伦兹力之比是2:1【解析】a粒子和质子质量之比为4 ：1，电荷量之比为2 ：1 ，由于动量相同，故速度之比为1 ：4，选项C错误；在同一匀强磁场B中，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径r = ，得两者的运动半径之比为1 ：2，选项A错误；带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T = ，得周期之比为2 ：1，选项B正确；由带电粒子在匀强磁场中受到的洛伦兹力f = qvB，得受到的洛伦兹力之比为1 ：2，选项D错误。
【答案】B2.（2015·北京高考）实验观察到，静止在匀强磁场中 A 点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。
则（）A.轨迹 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外B.轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外C.轨迹 1 是新核的，磁场方向垂直纸面向里D.轨迹 2 是新核的，磁场方向垂直纸面向里【解析】由动量守恒可知，原子核静止在磁场中，发生β衰变后的新核与电子的动量大小相等，方向相反。
由R mv qBv 2= ，得qBmvR =，粒子运动的半径与电荷量成反比。
新核带电量大于电子，因此 R 较小，知轨迹 2 为新核轨迹，由左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里。
【答案】D3.（2015·海南高考）运动的原子核Az X 放出α粒子后变成静止的原子核Y 。
已知X 、Y 和α粒子的质量分别是M 、1m 和2m ，真空中的光速为c ，α粒子的速度远小于光速。
求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动能。
【解析】反应后由于存在质量亏损，所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量，故根据爱因斯坦质能方程可得()2222121122X m v Mv M m m c α-=-- ①反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有2X Mv m v α=，②联立①②可得()22212212Mm v M m m c M m α=--- 【答案】()212k E M m m c ∆=--，()2122MM m m c M m --- 4.(2014·大纲版全国卷)一中子与一质量数为A(A>1)的原子核发生弹性正碰。
十年高考(2010-2019年)之高三物理真题精选分类汇编专题18-原子物理(解析版)
专题18 、原子物理（2010-2019）题型一、光电效应1.（2019北京）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. 若入射光子的能量为5.0 eV ，逸出光电子的最大动能为1.9 eVD. 若入射光子的能量为5.0 eV ，相对光强越强，光电流越大 【答案】B【解析】：本题可以结合爱因斯坦光电效应方程比较比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系来处理，表格显示两组中入射光的能量不同，结合公式υh E =可知，由题表格中数据可知，两组实验所用的入射光的能量不同，故入射光的频率不同，由公式0W h E k -=υ可知，k E h W -=υ0代入相关参数得eV W 1.30=,说明两种材料的逸出功相等，故B 选项错误，结合爱因斯坦光电效应方程：0W h E k -=υ，当eV h E 5.0==υ时，代入eV W 1.30=时，得eV E K 9.1=,故C 选项正确，由图表可知增大入射光的光强，光电流增大故D 选项正确。
2.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是（ ）【答案】：C【解析】由光电效应的方程k E hv W =-，动能定理k eU E =，两式联立可得hv WU e e=-，故截止电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率b c a v v v >>，则可知三种光的折射率的关系为b c a n n n >>，因此光穿过三棱镜时b 光偏折最大，c 光次之，a 光最小，故选C ，ABD 错误。
3.（2018全国2）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 。
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.。
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）。
高考原子物理历年真题-汇编
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
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++→。
专题16 原子和原子核波粒二象性 (解析版)--高考物理5年真题分项汇编(2019-2023)
专题16原子和原子核波粒二象性高考物理5年真题分项汇编（2019-2023）一、单选题1．（2023·全国·统考高考真题）在下列两个核反应方程中141778X N Y O +→+、73Y Li 2X +→，X 和Y 代表两种不同的原子核，以Z 和A 分别表示X 的电荷数和质量数，则（）A ．1Z =，1A =B ．1Z =，2A =C ．2Z =，3A =D ．2Z =，4A =【答案】D【详解】设Y 电荷数和质量数分别为m 和n ，根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程的核电荷数和质量数满足1417A n +=+，78Z m +=+第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足72n A +=，32m Z+=联立解得2Z =，4A =故选D 。
2．（2023·山东·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--故选A 。
5．（2023·海南·统考高考真题）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【答案】C【详解】放射性元素衰变时放出的三种射线α、β、γ分别是氦核流、电子流和光子流。
故选C 。
6．（2023·辽宁·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。
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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 00hc 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CDA.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。
下列光电流I 与A 、K 之间的电压ak U 的关系图象中，正确的是 c .例8.（2011上海物理第17题）.用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则(A)图像(a)表明光具有粒子性(B)图像(c)表明光具有波动性(C)用紫外光观察不到类似的图像光电管 电源 Gab(D)实验表明光是一种概率波【解析】图像(a)只有分散的亮点，表明光具有粒子性；图像(c)呈现干涉条纹，表明光具有波动性；用紫外光也可以观察到类似的图像，实验表明光是一种概率波，选项ABD 正确。
【答案】ABD7.（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E km 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）A ．逸出功与ν有关B ．E km 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（1）在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为0λ，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（1）由极限逸νh w =和λνc=得0λc h w =逸 由爱因斯坦质能方程逸w c hE k -=λ和Ue E k =得λλλλ00-=e hc U 截止 原子结构与原子核1．（2011年高考·上海卷）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(Ｄ)O ν ν0 E kmA ．B ．C ．D ．3．（2011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（D ）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．（2011年高考·重庆理综卷）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，发生衰变期时会辐射γ射线。
下列说法正确的是(.D)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 ．铯133和铯137含有相同的质子数（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)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(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_ B ______.(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 =+（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4.（2008·全国Ⅱ理综·20）中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m∆，相应的能量2mcE∆=∆=2.2MeV是氘核的结合能。
下列说法正确的是( AD )A.用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B.用能量等于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C.用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D.用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零（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ＣA．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A.HeThU422349023892+→是α衰变 B.HOHeN1117842147+→+是β衰变C.nHeHH1423121+→+是轻核聚变 D .eHeKrSe0142823682342-+→是重核裂变答案：AC解析：B 为人工核转变，D为衰变，选AC。
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7.（2008·广东物理·6)有关氢原子光谱的说法正确的是 （ BC ）A ．氢原子的发射光谱是连续谱B ．氢原子光谱说明氢原子只发出特点频率的光C ．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D ．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关11．（2011年高考·浙江理综卷）关于天然放射现象，下列说法正确的是ＤA ．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12．（2011年高考·上海卷）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(D)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（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 ．α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32He （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331422122He He H He +→+。
关于32He 聚变下列表述正确的是（B ）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32He 聚变反应发电纸铝 铅 三种射线 ①②③1、（09年全国卷Ⅰ）氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为1λ=0.6328µm ，2λ=3.39µm ，已知波长为1λ的激光是氖原子在能级间隔为1E ∆=1.96eV 的两个能级之间跃迁产生的。
用2E ∆表示产生波长为2λ的激光所对应的跃迁的能级间隔，则2E ∆的近似值为A ．10.50eVB ．0.98eVC ．0.53eVD ．0.36eV答案：D解析：本题考查波尔的原子跃迁理论.根据λυυch E ==∆,,可知当,6328.0,196m ev E μλ==∆当m μλ39.3=时,连立可知ev E 36.02=∆。
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)A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光4、（09年上海物理）放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是(B)A ．α射线，β射线，γ射线B ．γ射线，β射线，α射线，C ．γ射线，α射线，β射线D ．β射线，α射线，γ射线5．（2011全国卷1）．已知氢原子的基态能量为E ，激发态能量21/n E E n =，其中n=2,3…。