近6年高考物理真题分项版精解精析：专题15《原子物理》Word版含解析
高中物理原子物理分析题解析
高中物理原子物理分析题解析在高中物理学习中，原子物理是一个重要的知识点，也是学生们经常会遇到的考题类型之一。
本文将通过具体的题目举例，分析原子物理题的考点，并给出解题技巧和指导，帮助高中学生和他们的父母更好地理解和应对这类题目。
一、题目类型一：原子核的结构题目示例：某元素的原子核由16个质子和16个中子组成，该元素的质量数是多少？解析：这类题目考察的是对原子核结构的理解。
根据题目中给出的信息，我们知道该元素的原子核中有16个质子和16个中子，而质量数等于质子数加中子数。
因此，该元素的质量数为16+16=32。
解题技巧：对于原子核的结构问题，要注意理解质子数、中子数和质量数的关系。
质子数决定了元素的原子序数，而质量数则是质子数和中子数的总和。
二、题目类型二：原子核的变化题目示例：某元素的原子核经过α衰变，变为另一种元素的原子核，求衰变后的元素的质子数和中子数。
解析：这类题目考察的是对原子核衰变过程的理解。
α衰变是指原子核中放出一个α粒子（由2个质子和2个中子组成），衰变后的元素的质子数减少2个，中子数减少2个。
解题技巧：对于原子核的变化问题，要注意衰变过程中质子数和中子数的变化。
α衰变是质子数减少2个，中子数减少2个；β衰变是质子数增加1个，中子数减少1个。
三、题目类型三：原子核的能量变化题目示例：某元素的原子核发生裂变，裂变产物的能量是多少？解析：这类题目考察的是对原子核能量变化的理解。
原子核裂变是指原子核分裂成两个或多个较小的核，裂变产物的能量是裂变前后核的质量差乘以光速的平方。
解题技巧：对于原子核的能量变化问题，要注意利用爱因斯坦的质能关系公式E=mc²，其中E表示能量，m表示质量，c表示光速。
通过以上三个具体题目的分析，我们可以看出，高中物理原子物理题主要考察对原子核结构、变化和能量变化的理解和运用。
为了更好地解答这类题目，学生们可以掌握以下解题技巧：1. 理解原子核的基本结构和组成，包括质子数、中子数和质量数的关系。
高考物理新近代物理知识点之原子结构技巧及练习题附答案解析(2)
高考物理新近代物理知识点之原子结构技巧及练习题附答案解析(2)一、选择题1．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性2．如图所示为氢原子的能级结构示意图，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辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠．下列说法正确的是（ )A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最短B．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C．能发生光电效应的光有三种D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV3．下列说法正确的是A．比结合能越小的原子核，核子结合得越牢固，原子核越稳定B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能与动能之和不变C．原子核发生一次β衰变，原子核内的一个质子转变为一个中子D．处于激发态的原子核辐射出γ射线时，原子核的核子数不会发生变化4．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 eV5．下列叙述中不正确的是（）A．光的粒子性被光电效应和康普顿效应所证实B．玻尔建立了量子理论，成功解释了所有原子发光现象C．在光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方D．宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性6．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7．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8．一群氢原子中的电子从较高能级自发地跃迁到较低能级的过程中A．原子要吸收一系列频率的光子B．原子要吸收某一种频率的光子C．原子要发出一系列频率的光子D．原子要发出某一种频率的光子9．下列有关四幅图的说法中，正确的是( )A．α粒子散射实验证实了汤姆逊原子枣糕模型的正确性B ．在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大C ．放射线甲由 α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷D ．该链式反应属于原子核的聚变反应10．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11．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 hc12．下列叙述中符合史实的是 A ．玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱 B ．汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构C ．卢瑟福根据α粒子散射实验的现象，提出了原子的能级假设D ．贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构13．如图所示是玻尔理论中氢原子的能级图,现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子,受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光,则照射氢原子的单色光的光子能量为( )A ．13.6eVB ．12.09eVC ．10.2eVD ．3.4eV14．如图，为氢原子能级图；金属钾的逸出功为2.25eV ，则下面有关说法正确的是A．处于基态的氢原子能吸收13.0eV的光子后跃迁至n=3能级B．大量处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出5种不同频率的光C．用处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的各种色光照射金属钾，都能发生光电效应D．用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的光照射金属钾，所产生光电子的最大初动能为10.5eV15．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．下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是（）A． B．C． D．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．了解科学家发现物理规律的过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要，以下符合物理发展史实的是A．汤姆孙通过对天然放射性现象的研究发现了电子B．玻尔进行了α粒子散射实验并提出了著名的原子核式模型C．约里奥·居里夫妇用α粒子轰击金属铍并发现了中子D．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在20．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.632 8 μm，λ2=3.39μm．已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1=1.96 eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为A．10.50 eV B．0.98 eV C．0.53 eV D．0.37 eV21．已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示，当大量氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是（）A．电子的动能减少，氢原子系统的总能量减少B．氢原子可能辐射4种频率的光子C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应D．从n=4到n=1发出的光的波长最长22．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2．29eV的金属钠，下列说法中正确的是（）A．这群氢原子只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．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9．80eVC．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11．31eVD．这群氢原子只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23．图为氢原子能级图。
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。
近年年高考物理备考 专题15 原子物理(含解析)[1](2021年整理)
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专题15 原子物理第一部分名师综述综合分析近几年的高考物理试题发现,试题在考查主干知识的同时，注重考查必修中的基本概念和基本规律.考纲要求1、知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律;会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量;知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．2、知道两种原子结构模型,会用玻尔理论解释氢原子光谱；掌握氢原子的能级公式并能结合能级图求解原子的跃迁问题。
3、掌握原子核的衰变、半衰期等知识；会书写核反应方程，并能根据质能方程求解核能问题．命题规律1、光电效应现象、实验规律和光电效应方程，光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点,也是考查的热点,一般以选择题形式出现，光电效应方程可能会以填空题或计算题形式出现。
2、核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分出现的几率将会增加，可能单独命题，也可能与其它知识联合出题．3、半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写是高考的热点问题，试题一般以基础知识为主，较简单。
第二部分知识背一背(1）光电效应①光电效应规律（a)每种金属都有一个极限频率．（b)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．(c）光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的．（d)光电流的强度与入射光的强度成正比．（2）爱因斯坦光电效应方程①光电效应方程: E k＝hν－W0。
高考物理近代物理知识点之原子结构真题汇编附答案(2)
高考物理近代物理知识点之原子结构真题汇编附答案(2)一、选择题1．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2．玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时，和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是（）A．电子绕核运动的向心力，就是电子与核之间的静电引力B．电子只能在一些不连续的轨道上运动C．电子在不同轨道上运动时能量不同D．电子在不同轨道上运动时静电引力不同3．如图所示为氢原子的能级结构示意图，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辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.49 eV的金属钠．下列说法正确的是（ )A．这群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长最短B．这群氢原子在辐射光子的过程中电子绕核运动的动能减小，电势能增大C．能发生光电效应的光有三种D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是9.60 eV4．氢原子部分能级的示意图如图所示，不同金属的逸出功如下表所示：铯钙镁铍钛金逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 3.9 4.1 4.8大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时辐射的所有光子中，能够使金属铯发生光电效应的光子有几种A．2B．3C．4D．55．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6．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“ 粒子散射”实验建立原子结构“枣糕模型”7．下列说法正确的是A．比结合能越小的原子核，核子结合得越牢固，原子核越稳定B．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能与动能之和不变C．原子核发生一次β衰变，原子核内的一个质子转变为一个中子D．处于激发态的原子核辐射出γ射线时，原子核的核子数不会发生变化8．下列说法正确的是（）A．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构B．一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4种谱线C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D ．在核反应中，质量数和电荷数都守恒9．下列叙述中不正确的是（ ）A ．光的粒子性被光电效应和康普顿效应所证实B ．玻尔建立了量子理论，成功解释了所有原子发光现象C ．在光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方D ．宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性10．根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（ ）A ．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合的越牢固B ．已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV ，则动能等于12.09eV 的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态C ．相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越大D ．铀核23892(U)衰变为铅核20682(Pb)的过程中，中子数减少21个11．下列说法正确的是( )A ．β衰变现象说明原子核外存在电子B ．只有入射光的波长大于金属的极限波长，光电效应才能产生C ．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子的动能减小D ．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（ ）A ．B ．C ．D ．13．在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了重要贡献，下列叙述正确的是 A ．库仑发现了电子B ．安培发明了电池C ．法拉第最早提出了电场的概念D ．奥斯特首先发现了电磁感应现象14．下列说法正确的是（ ）A ．康普顿在研究X 射线散射时，发现散射光线的波长发生了变化，为波动说提供了依据B ．汤姆孙发现了电子，并测出了电子的荷质比，从而揭示了原子核具有复杂结构C ．查德威克发现了中子，揭开了原子核组成的神秘面纱，开创了人类认识原子核的新纪元D ．伽利略发现了单摆具有等时性，并提出了单摆的周期性公式2gL T =15．图示是氢原子的能级图，大量处于n=5的能级的氢原子，在向低能级跃迁的过程中，下列说法正确的是A．辐射的光子频率最多有5种B．辐射的光子频率最多有8种C．可能辐射能量为2.86eV的光子D．可能辐射能量为11eV的光子16．子与氢原子核（质子）构成的原子称为氢原子（hydrogen muon atom），它在原子核的物理研究中有很重要作用，如图氢原子的能级示意图。
高三物理原子物理试题答案及解析
高三物理原子物理试题答案及解析1.关于下列四幅图的说法正确的是____（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。
每选错一个扣3分，最低得分为0分）A．甲图中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点B．乙图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，说明锌板原来带正电C．丙图中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4eV的光子而发生跃迁D．丙图中处于基态的氢原子能吸收动能为10.4eV的电子的能量而发生跃迁E．丁图中1为α射线，它的电离作用很强，可消除静电【答案】BDE【解析】甲图中α粒子经过散射后，有少数发生大角度偏转，在C处观察到很少的粒子，A错误；乙图中为光电效应演示实验，锌板带正电，当发生光电效应后，电子从锌板飞出，锌板带正电数量增多，验电器的张角增大，B正确；C丙图为氢原子能级图，10.4eV的光子的能量不是两个能级的差值，因此这种光子不能被处于基态的氢原子吸收，C错误；丙图为氢原子能级图，电子碰撞处于基态的氢原子，氢原子吸收10.2eV能量，电子剩余0.2eV动能，D正确；丁图为射线在磁场中偏转，1射线向左偏，带正电，为α粒子，它的电离作用很强，可消除静电，E正确。
【考点】本题考查原子和原子核物理基本知识和实验现象。
2.（6分）下列说法正确的是__________(填入正确答案标号．选对一个得3分，选对两个得4分，选对3个得6分，每选错一个扣3 分，最低得0分)A．原子的核式结构模型是汤姆逊最早提出的B．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次衰变和6次衰变C．一个氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率的光子D．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的强度太小E．考古专家发现某一骸骨中C的含量为活着的生物体中C的1/4，，已知C的半衰期为5730年,则确定该生物死亡时距今约11460年【答案】BCE【解析】原子的核式结构模型是卢瑟福最早提出的，所以A错误；铀核（）衰变为铅核（）质量数减少32，所以需要8次衰变，电荷数应减少16，而铀核（）衰变为铅核（）电荷数只减少10，故有6次衰变，所以B正确；一个氢原子从量子数n=3的激发态往下跃迁时，先跃迁到n=2，再从n=2跃迁到基态，所以最多可辐射2种不同频率的光子，故C正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的频率太小，所以D错误；根据半衰期的定义可知，该生物死亡时距今约两个半衰期即11460年，所以E正确。
高三物理原子物理试题答案及解析
高三物理原子物理试题答案及解析1.(4分)下列说法正确的是A．原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是β衰变B．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定吸收核能C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小。
D．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性。
【答案】AD【解析】考查对原子物理相关概念的理解，原子核内部某个中子转变为质子和电子，产生的电子从原子核中发射出来，这就是β衰变，A正确；比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定放出核能，B错误；根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大；C错误；德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性，D正确；2.下列说法中正确的是A．射线的穿透能力比射线的穿透能力弱B．结合能是由于核子结合成原子核而具有的能量C．若质子、电子具有相同动能，则它们的物质波波长相等D．普朗克认为振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍【答案】AD【解析】结合能是由于核子结合成原子核而吸收的能量，B错；物质波的波长，质子和电子的质量不相等，波长不同，C错；3.已知有核反应方程，则下列说法正确的是（）A．该反应属于衰变B．产物中的电子来源于的核外电子C．原子核的质量比原子核的质量大D 原子核的质量与原子核的质量相等【答案】AC【解析】由方程知，Na原子核中的一个中子变成一个质子和一个电子，所以该反应属于衰变，A对；产物中的电子是Na原子核中的一个中子反应生成的，不是来源于的核外电子，B错；因在反应中Na原子核放出了一个电子，所以原子核的质量比原子核的质量大，C对，D错。
4.6分)在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是( )(选对一个给3分，选对两个给4分，选对三个给6分。
高三物理原子核试题答案及解析
高三物理原子核试题答案及解析1. 假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u ，中子的质量是1.008 7 u ，氦核同位素的质量是3.015 0 u.(1)聚变的核反应方程式是________，在聚变核反应中释放出的能量为______ MeV.(保留两位有效数字)(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，反应方程式为H ＋He→Li ，已知各核子比结合能分别为E H ＝1.112 MeV 、E He ＝7.075 MeV 、E Li ＝5.603 MeV ，求此核反应过程中释放的核能 ． 【答案】(1) H ＋H→He ＋n 3.3 (2)7.585 MeV 【解析】(1)在核反应前后质量数和核电荷数守恒，由爱因斯坦的质能方程可知在聚变核反应中释放出的能量为（2.013 6 u+2.013 6 u-1.008 7 u-3.015 0 u ）×931.5MeV="3.3"MeV(2)比结合能为平均每个核子的能量，所以释放的能量为1.112 MeV×3+7.075 MeV×4-5.603 MeV×7="7.585" MeV2. 中子和质子结合成氘核时,质量亏损为Δm,相应的能量ΔE=Δmc 2="2.2" MeV 是氘核的结合能.下列说法正确的是( )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【答案】AD【解析】用能量小于等于结合能的光子照射氘核时,氘核一定不能分解,所以A 正确,B 错误.用能量大于结合能的光子照射氘核时,氘核可能分解,只要分解,分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了),所以C 错误,D 正确.3. (山东临沂一模)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( )A ．若D ､E 能结合成F,结合过程一定要释放能量B ．若D ､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 ､C,分裂过程一定要释放能量D ．若A 能分裂成B ､C,分裂过程一定要吸收能量【答案】AC【解析】核反应过程中,核子数守恒,反应后比反应前核子平均质量减小,则反应过程一定要放出能量,反之,反应后核子平均质量增大,则反应过程中一定要吸收能量,由图象易知A ､C 正确.实际上在这里A 项为轻核的聚变反应,C 项为重核的裂变反应.4. 放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随__________辐射.已知A､B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经过t=T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比mA mB=__________.【答案】γ 2T22T1【解析】由半衰期公式m=m0结合题意可得mA·mB·所以5.太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(1)写出这个核反应方程．(2)这一核反应能释放出多少能量？(3)已知太阳每秒释放能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少kg?(4)若太阳质量减小万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳还能存在多少年？(mp＝1.0073u，mα＝4.0015 u，me＝0.00055 u，太阳的质量为2×1030 kg)【答案】(1)4H―→He＋2e(2)24.78 MeV (3)4.2×109 kg(4)4.5×109年【解析】(1)核反应方程是4H―→He＋2 e.(2)这一核反应的质量亏损是Δm＝4mp －mα－2me＝0.0266 uΔE＝Δmc2＝0.0266×931.5 MeV≈24.78 MeV.(3)由ΔE＝Δmc2得每秒太阳质量减少Δm＝＝ kg≈4.2×109 kg.(4)太阳的质量为2×1030 kg，太阳还能存在的时间为t＝＝s≈1.4×1017 s即为4.5×109年．6.太阳的能量来源是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，核聚变反应可以看做是4个氢核结合成1个氦核同时放出2个正电子．试写出核反应方程，并由表中数据计算出该聚变反应过程中释放的能量(取1 u＝×10－26 kg)．粒子名称质子pα粒子电子e中子n质量/u 1.0073 4.00150.00055 1.0087【答案】：见解析【解析】核反应方程为4H―→He＋2e,4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损为Δm＝(1.0073×4－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266 u＝4.43×10－29 kg由爱因斯坦质能方程得，聚变反应过程中释放的能量为ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J＝4.0×10－12 J.7.（2010·北京·15）太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。
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【2014高考真题】1.【物理——选修3－5]【2014·新课标全国卷Ⅰ】(1)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，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α、β和γ三种射线2．【2014·新课标Ⅱ卷】【物理——选修3－5](1)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是________．A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷3.【2014·北京卷】质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)()A ．(m 1＋m 2－m 3)cB ．(m 1－m 2－m 3)cC ．(m 1＋m 2－m 3)c 2D ．(m 1－m 2－m 3)c 2 【答案】C【解析】本题考查质能方程，ΔE ＝Δmc 2，其中Δm ＝(m 1＋m 2－m 3)，则ΔE ＝(m 1＋m 2－m 3)c 2 ，C 正确，A 、B 、D 错误．4.【2014·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．若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为( ) A.A ＋1A －1 B.A －1A ＋1 C.4A （A ＋1）2 D.（A ＋1）2（A －1）25.【2014·福建卷Ⅰ】(1)如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是________．(填选项前的字母)A ．①表示γ射线，③表示α射线B ．②表示β射线，③表示α射线C ．④表示α射线，⑤表示γ射线D ．⑤表示β射线，⑥表示α射线 【答案】(1)C【解析】α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．在匀强电场中，α射线与β射线分别在电场力的作用下发生偏转，α射线偏向负极板，β射线偏向正极板，γ射线不受电场力，不发生偏转；在磁场中，由左手定则可以判断α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不受洛伦兹力，不发生偏转．故C 项正确．6.【2014·广东卷】在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大7.【2014·江苏卷】【选修3－5】(1)已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的________．A．波长B．频率C．能量D．动量(2)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是22286Rn→21884Po＋________．已知22286Rn的半衰期约为3.8天，则约经过________天，16 g的22286Rn衰变后还剩1 g.8.【2014·山东卷】【物理35】(1)氢原子能级如图所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________．(双选，填正确答案标号)a．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级c．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级9.【2014·天津卷】下列说法正确的是()A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施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．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同10.【2014·浙江卷】(2)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图2所示，当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为________Hz的光子．用该频率的光照射逸出功为 2.25 eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为________eV.(电子电荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)n E/eV∞ 06——————－0.385——————－0.544—————— －0.85 3—————— －1.512—————— －3.401—————— －13.60 图211.【2014·重庆卷】碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( ) A.m 4 B.m 8 C.m 16 D.m 32【答案】C 【解析】本题考查元素的半衰期．根据半衰期公式m ＝m 0⎝⎛⎭⎫12t T ，将题目中的数据代入可得C 正确，A 、B 、D 错误．12.（2014上海）2.核反应方程式94Be+42He →126C+X 中的X 表示 ( ) （A ）质子 （B ）电子 （C ）光子 （D ）中子 【答案】D【解析]本题考查核反应时电荷数和质量数守恒 【2013高考真题】（2013·天津卷）1、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.射线、射线、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本解析为名师解析团队原创，授权独家使用，如有盗用，依法追责！ 【答案】C【解析】原子核在发生衰变时遵守电荷守恒和质量数守恒规律，质量有亏损，质量不守恒，故A 错误；α射线是氦原子核，β射线是电子，γ是电磁波，故B 错误；氢原子从能量较高的激发态向能量较低的激发态（或基态）跃迁时，由m n hv E E =-知，发出光子的频率由两个能级差决定，所以氢原子从激发态向基态跃迁时只能辐射特定频率的光子，故C 正确；发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故D 错误。
【考点定位】本题查原子核衰变、玻尔理论、光电效应，意在考查考生的理解能力。
（2013·大纲卷）16．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（2013·重庆）2．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+【答案】D【解析】由核电荷数和质量数守恒可知D 项正确。
【考点定位】原子物理（2013·上海卷）7．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【答案】 A【解析】 假设发生x 次α衰变y 次β衰变，依据质量数平衡和电荷数平衡，则有平衡方程2382064092822-1U=Pb+x He+y e ，即238=206+4x+0*y ，92=82+2x+(-1)y ，解方程得y=6，因此答案A 正确【考点定位】 衰变方程的质量数守恒和电荷数守恒（2013·广东卷）17.铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是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（2013·上海卷）21．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＿＿＿＿。
【答案】210206484822Po=Pb+He 41922129101He+F=Ne+H【解析】 质量数守恒和电荷数守恒，配平守恒方程。
关键在于氖的电荷数没有告诉，需要化学知识。
【考点定位】 核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒（2013·北京卷）20.以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子极短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子电效应，这已被实验证实。
光电效应实验装置示意如图。
用频率为v 的普通光源照射阴极k ，没有发生光电效应，换同样频率为v 的强激光照射阴极k ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极k 接电源正极，阳极A 接电源负极，在kA 之间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的（其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电量）A.U=错误！未找到引用源。
-错误！未找到引用源。
B U=错误！未找到引用源。
-错误！未找到引用源。
C.U=2hv-W D. U=错误！未找到引用源。
-错误！未找到引用源。
（2013·山东卷）38. （8分）（物理选修3-5）（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”。