2021年高考物理真题分类汇编 原子物理(含解析)

2021年高考物理真题分类汇编原子物理（含解析）
(xx新课标I-35（1）).【物理—选修3-5】（15分）
（5分）在某次光电效应实验中，得到的遏制电压U
c
与入射光的频率的关系如图所示，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。

【答案】 ek (2分) -eb (3分)
【考点】光电效应；爱因斯坦光电效应方程；动能和动能定理
【解析】根据动能定理有:m
e v
e
2= eU
c
, 和爱因斯坦光电效应方程：m
e
v
e
2= h- W
可得：
遏制电压U c = - ,结合U C-图，斜率即k = , 截距为b = , 可得：普朗克常量h = ek ,所用材料的逸出功W0 = -eb .
【xx新课标II-35】35..[物理选修3-5]（15分）
（1）（5分）实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是。

（填正确答案标号，选对1个给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0分）
A.电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样
B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹
C.人们利慢中子衍射来研究晶体的结构
D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
E.光电效应实验中，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
【答案】ACD
考点：波粒二象性
【xx重庆-1】. 题1图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。

以下判断可能正确的是
A.a、b为粒子的经迹
B. a、b为粒子的经迹
C. c、d为粒子的经迹
D. c、d为粒子的经迹
【答案】D
考点：本题考查放射线的性质、带电粒子在磁场中的运动。

【xx山东-39（1）】.【物理-物理3-5】
发生放射性衰变为，半衰期约为5700年。

已知植物存活其间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。

现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。

下列说法正确的是_____。

（双选，填正确答案标号）
a.该古木的年代距今约为5700年
b. 、、具有相同的中子数
c. 衰变为的过程中放出β射线
d. 增加样品测量环境的压强将加速的衰变
【答案】ac
【解析】
试题分析：因古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5700年，选项a正确；、、具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项b错误；根据核反应方程可知，衰变为的过程中放出电子，即发出β射线，选项c正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项d错误；故选ac. 考点：半衰期；核反应方程.
【xx广东-18】18.科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为：
X + Y + + 4.9MeV和+ + X + 17.6MeV，下列表述正确的有
A.X是中子
B.Y的质子数是3，中子数是6
C.两个核反应都没有质量亏损
D.氘和氚的核反应是核聚变反应
【答案】AD
【考点】核反应方程；结合能、质量亏损；聚变反应
【解析】本题中考查了原子物理的基础知识。

题目中有原子物理的两个核反应方程，根据质量数和电荷数守恒规律，由第二个核反应方程得到X为中子()，选项A正确；再由第一个方程得到Y质子数为3，质量数为6，则中子数 = 质量数–质子数 = 3 ，选项B错误；两个核反应都产生了能量，根据爱因斯坦质能方程可知一定有质量亏损，选项C错误；氘和氚的核反应是核聚变反应，选项D正确。

【xx北京-14】．下列核反应方程中，属于α衰变的是（）
A. B.
C. D.
【答案】B
【难度】★
【考点】原子物理衰变
【解析】α衰变是指某一原子核自发的变成另一种原子核，并放出α粒子的过程。

可以很容易的选出 B 正确；A 选项为人工转变方程；C 选项为轻核聚变；D 选项
为β衰变
【xx北京-17】．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
【答案】D
【难度】★★
【考点】β衰变，动量守恒，带电粒子在磁场中的圆周运动
【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，得，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。

【xx安徽-14】．图示是α粒子（氦原子核）被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q 是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。

图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是
A．M点 B．N点 C．P点 D．Q点
【答案】C
考点：考查库仑定律和牛顿第二定律。

【xx江苏-12】 C．【选修3-5】（12分）
（1）波粒二象性时微观世界的基本特征，以下说法正确的有_______
A．光电效应现象揭示了光的粒子性
B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性
C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释
D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波也相等
（2）核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，是常用的核燃料。

受一个中子轰击后裂变成和两部分，并产生_____个中子。

要使链式反应发生，裂变物质的体积要
_________（选填“大于”或者“小于”）它的临界体积。

（3）取质子的质量，中子的质量，粒子的质量，光速，请计算粒子的结合能，（计算结果保留两位有效数字）
（1）【解析】光电效应说明光的粒子性，所以A正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据的德布罗意波长公式，，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波较短，所以D错误。

（2）由质量数和电荷数守可知：，可见产生了3个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积。

（3）根据爱因斯坦质能方程，可求：()
J c m m m E n p 122103.422-⨯=-+=∆α
【xx 海南-17】17.模块3-5试题（12分）
（1）氢原子基态的能量为。

大量氢原子处于某一激发态。

由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为0.96，频率最小的光子的能量为 eV （保留2位有效数字），这些光子可具有 种不同的频率。

【答案】，10
【解析】
频率最小的光子是从跃迁，即频率最小的光子的能量为
频率最大的光子能量为0.96，即，解得
即，从能级开始，共有，，，，，，，，，，10种不同频率的光子
【xx 海南-17】（2）运动的原子核放出粒子后变成静止的原子核Y 。

已知X 、Y 和粒子的质量分别是M 、和，真空中的光速为c ，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粒子的动能。

【答案】，
【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 ①
反应过程中三个粒子组成的系统动量守恒，故有，②
联立①②可得
【xx 天津-1】1．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 ．粒子散射实验
D ．氢原子光谱的发现
【答案】C
【解析】光电效应实验说明光具有粒子性；伦琴射线的发现说明原子核内也有结构；氢原子
光谱的发现说明原子中的电子轨道量子化和定态，不同元素的原子具有不同的特征谱线。

粒子散射实验揭示原子具有核式结构。

选项C 正确。

【考点】氢原子光谱；光电效应；原子的核式结构
【xx 天津-1】1.物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是
A .天然放射现象说明原子核内部是有结构的
B .电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
C .a 粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的
D .密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
【答案】A :20730 50FA 僺28682 700A 瀊 #38783 977F 靿 `J30384 76B0 皰25110 6216 或5 ;。