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。
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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)