《五年（2019-2023）高考物理真题分项汇编专题16 原子和原子核波粒二象性 (解析版).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《五年（2019-2023）高考物理真题分项汇编专题16 原子和原子核波粒二象性 (解析版).pdf（52页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、原子和原子核 波粒二象性原子和原子核 波粒二象性一、单选题一、单选题1(2023全国统考高考真题)在下列两个核反应方程中X+147NY+178O、Y+73Li2X，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.Z=1，A=1B.Z=1，A=2C.Z=2，A=3D.Z=2，A=42(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0的光子从基态能级I跃迁至激发态能级，然后自发辐射出频率为1的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下
2、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3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率2为()A.0+1+3B.0+1-3C.0-1+3D.0-1-33(2023北京统考高考真题)在发现新的物理现象后，人们往往试图用不同的理论方法来解释，比如，当发现光在地球附近的重力场中传播时其频率会发生变化这种现象后，科学家分别用两种方法做出了解释。现象：从地面P点向上发出一束频率为v0的光，射向离地面高为H(远小于地球半径)的Q点处的接收器上，接收器接收到的光的频率为。方法一：根据光子能量E=h=mc2(式中h为普朗克常量，m为光子的等效质量，c为真空中的光速)和重力场中能量守恒
3、定律，可得接收器接收到的光的频率。方法二：根据广义相对论，光在有万有引力的空间中运动时，其频率会发生变化，将该理论应用于地球附近，可得接收器接收到的光的频率=01-2GMc2R1-2GMc2R+H，式中G为引力常量，M为地球质量，R为地球半径。下列说法正确的是()A.由方法一得到=01+gHc2，g为地球表面附近的重力加速度B.由方法二可知，接收器接收到的光的波长大于发出时光的波长C.若从Q点发出一束光照射到P点，从以上两种方法均可知，其频率会变小D.通过类比，可知太阳表面发出的光的频率在传播过程中变大4(2023北京统考高考真题)下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是()A.23592U+1
4、0n14456Ba+8936Kr+()B.23892U23490Th+()C.147N+42He178O+()D.146C147N+()5(2023海南统考高考真题)钍元素衰变时会放出粒子，其中粒子是()1五年（2019-2023）高考物理真题分项汇编专题16 原子和原子核波粒二象性(解析版)A.中子B.质子C.电子D.光子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。若用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Ek，则()A.和的能量相等B.的频率大于的频率C.用照射该金属一定能发
5、生光电效应D.用照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek7(2023天津统考高考真题)关于太阳上进行的核聚变，下列说法正确的是()A.核聚变需要在高温下进行B.核聚变中电荷不守恒C.太阳质量不变D.太阳核反应方程式：21592U+10n14186Ba+9236Kr+310n8(2023山西统考高考真题)一电子和一粒子从铅盒上的小孔O竖直向上射出后，打到铅盒上方水平放置的屏幕P上的a和b两点，a点在小孔O的正上方，b点在a点的右侧，如图所示。已知粒子的速度约为电子速度的110，铅盒与屏幕之间存在匀强电场和匀强磁场，则电场和磁场方向可能为()A.电场方向水平向左、磁场方向垂直纸面向里B.电场方向水
6、平向左、磁场方向垂直纸面向外C.电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向里D.电场方向水平向右、磁场方向垂直纸面向外9(2023湖北统考高考真题)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.n=2和n=1能级之间的跃迁B.n=3和n=1能级之间的跃迁试卷第48页，共48页2C.n=3和n=2能级之间的跃迁D.n=4和n=2能级之间的跃迁10(2023山西统考高考真题)铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子
7、具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量h=6.6310-34Js，元电荷e=1.6010-19C)()A.103HzB.106HzC.109HzD.1012Hz11(2023浙江统考高考真题)“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将23894Pu衰变释放的核能一部分转换成电能。23894Pu的衰变方程为23894PuX92U+42He，则()A.衰变方程中的X等于233B.42He的穿透能力比射线强C.23894Pu比X92U的比结合能小D.月夜的寒冷导致23894Pu的半衰期变大12(2023湖南统考高考真题)202
8、3年4月13日，中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置 EAST创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是()A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多B.氘氚核聚变的核反应方程为21H+31H42He+0-1eC.核聚变的核反应燃料主要是铀235D.核聚变反应过程中没有质量亏损13(2023全国统考高考真题)2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级
9、为1048J。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为3108m/s)A.1019kgB.1024kgC.1029kgD.1034kg14(2023浙江高考真题)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(1)倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为v光子的功率为()A.4NL2hR2B.2NL2hR2C.L2h4R2ND.L2h2R2N15(2023浙江高考真题)宇宙射线进入地球大气层
10、与大气作用会产生中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：147N+10n146C+11H，产生的146C能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代下列说法正确的是()A.146C发生衰变的产物是157NB.衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子3C.近年来由于地球的温室效应，引起146C的半衰期发生微小变化D.若测得一古木样品的146C含量为活体植物的14，则该古木距今约为11460年16(2022天津高考真题)从夸父逐日到羲和探日，中华民族对太阳的求知探索从未停歇。2021年10月，我国第一颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”顺利升空。太阳的能量由核反应提
11、供，其中一种反应序列包含核反应：32He+32He42He+2X，下列说法正确的是()A.X是中子B.该反应有质量亏损C.42He比32He的质子数多D.该反应是裂变反应17(2022福建高考真题)2011年3月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄露的污染物中含有大量放射性元素13153I，其衰变方程为13153I13154Xe+0-1e，半衰期为8天，已知mI=131.03721u，mXe=131.03186u，me=0.000549u，则下列说法正确的是()A.衰变产生的射线来自于13153I原子的核外电子B.该反应前后质量亏损0.00535uC.放射性元素13153I发生的衰变
12、为衰变D.经过16天，75%的13153I原子核发生了衰变18(2022重庆高考真题)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.13.06eV19(2022北京高考真题)2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重
13、要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是()A.核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能B.可以用磁场来约束等离子体C.尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体D.提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力20(2022北京高考真题)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
14、光子，能量增加D.吸收光子，能量减少试卷第48页，共48页421(2022江苏高考真题)上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后()A.频率减小B.波长减小C.动量减小D.速度减小22(2022海南高考真题)下列属于衰变的是()A.23892U23490Th+42HeB.147N+42He178O+11HC.23490Th23491Pa+0-1eD.23592U+10n14456Ba+8936Kr+310n23(2022河北统考高考真题)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应
15、实验测定了普朗克常量h。由图像可知()A.钠的逸出功为hcB.钠的截止频率为8.51014HzC.图中直线的斜率为普朗克常量hD.遏止电压Uc与入射光频率成正比24(2022辽宁高考真题)2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为X+2512Mg2613Al，已知X、2512Mg、2613Al的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是()A.X为氘核21HB.X为氚核31HC.E=m1+m2+m3c2D.E=m1+m2-m3c225(2022湖北统考高考真题
16、)上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核74Be俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子e，即74Be+0-1eX+00e。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是()A.原子核X是73LiB.核反应前后的总质子数不变C.核反应前后总质量数不同D.中微子e的电荷量与电子的相同26(2022浙江统考高考真题)如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是()5A.逸出光电子的最大初
17、动能为10.80eVB.n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D.用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态27(2022广东高考真题)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为En=E1n2，其中E1=-13.6eV。图是按能量排列的电磁波谱，要使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，被吸收的光子是()A.红外线波段的光子B.可见光波段的光子C.紫外线波段的光子D.X射线波段的光子28(2022湖南统考高考真题)关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是()A.卢瑟福的核式结构模型解释
18、了原子光谱的分立特征B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C.光电效应揭示了光的粒子性D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性29(2022山东统考高考真题)碘125衰变时产生射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的()A.116B.18C.14D.1230(2022全国统考高考真题)两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t=0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t=2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为N3，则在t=4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为()A.N12B.N9
19、C.N8D.N631(2022全国统考高考真题)一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 10-7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 1014个。普朗克常量为h=6.63 10-34Js。R约为()A.1 102mB.3 102mC.6 102mD.9 102m32(2021重庆高考真题)放射性元素123I会衰变为稳定的123Te，半衰期约为13h，可以用于检测人体的甲试卷第48页，共48页6状腺对碘的吸收。若某时刻123I与123Te的原子数量之比为4:1，则通过26h后123I与123Te的质量之比()A.1:2B.1:4C.1:8D.1:163
20、3(2021江苏高考真题)如图所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，其截止频率1p2B.这两束光从玻璃射向真空时，其临界角C1C2C.这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压U1U2D.这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生，则相应激发态的电离能E1E217原子和原子核原子和原子核 波粒二象性波粒二象性一、单选题一、单选题1(2023全国统考高考真题)在下列两个核反应方程中X+147NY+178O、Y+73Li2X，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.Z=1，A=1B.Z=1，A=2C.Z=2，A=3D.Z=2，A=4【答案】
21、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A+14=n+17，Z+7=m+8第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足n+7=2A，m+3=2Z联立解得Z=2，A=4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0的光子从基态能级I跃迁至激发态能级，然后自发辐射出频率为1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
22、频率为3的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率2为()A.0+1+3B.0+1-3C.0-1+3D.0-1-3【答案】D【详解】原子吸收频率为0的光子从基态能级I跃迁至激发态能级时有E-EI=h0且从激发态能级向下跃迁到基态I的过程有E-EI=h1+h2+h3联立解得2=0-1-3故选D。3(2023北京统考高考真题)在发现新的物理现象后，人们往往试图用不同的理论方法来解释，比如，当发现光在地球附近的重力场中传播时其频率会发生变化这种现象后，科学家分别用两种方法做出了解释。现象：从地面P点向上发出一束频率为v0的光，射向离地面高为H(远小于地球半径)的Q点处的接收器上，接收器接收到的光的频
23、率为。1方法一：根据光子能量E=h=mc2(式中h为普朗克常量，m为光子的等效质量，c为真空中的光速)和重力场中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的频率。方法二：根据广义相对论，光在有万有引力的空间中运动时，其频率会发生变化，将该理论应用于地球附近，可得接收器接收到的光的频率=01-2GMc2R1-2GMc2R+H，式中G为引力常量，M为地球质量，R为地球半径。下列说法正确的是()A.由方法一得到=01+gHc2，g为地球表面附近的重力加速度B.由方法二可知，接收器接收到的光的波长大于发出时光的波长C.若从Q点发出一束光照射到P点，从以上两种方法均可知，其频率会变小D.通过类比，可知太阳表面发
24、出的光的频率在传播过程中变大【答案】B【详解】A由能量守恒定律可得h+mgH=h0h0=mc2解得=v01-gHc2选项A错误；B由表达式=01-2GMc2R1-2GMc2(R+H)可知v，若电场方向向左，磁场方向向外，则如果粒子打在a点则受到向左的电场力和向右的洛伦兹力平衡2qE=2qvBv=EB因电子带负电，电量-q，且电子速度大，受到向左的洛伦兹力qvB大于向右的电场力qE，则电子从而向左偏转；同理如果电子打在a点，则qE=qvB，所以此时粒子向左的电场力2qE大于向右的洛伦兹力2qvB，则向左偏转，不会打在b点，B错误；CD电场方向向右，磁场垂直纸面向里，如果粒子打在a点，即向右的电场
25、力和向左的洛伦兹力平衡2qE=2qvBv=EB电子速度大，受到向右的洛伦兹力qvB大于向左的电场力qE则向右偏转，从而达到b点；同理如果电子打在a，qE=qvB则粒子向右的电场力2qE大于向左的洛伦兹力2qvB从而向右偏转，会打在b点；同理电场向右磁场垂直纸面向外时，粒子受到向右的电场力和洛伦兹力，电子受到向左的电场力和洛伦兹力不能受力平衡打到a点，故C正确，D错误；故选C。9(2023湖北统考高考真题)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)。根试卷第48页，共48
26、页4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.n=2和n=1能级之间的跃迁B.n=3和n=1能级之间的跃迁C.n=3和n=2能级之间的跃迁D.n=4和n=2能级之间的跃迁【答案】A【详解】由图中可知n=2和n=1的能级差之间的能量差值为E=E2-E1=-3.4eV-13.6eV=10.2eV与探测器探测到的谱线能量相等，故可知此谱线来源于太阳中氢原子n=2和n=1能级之间的跃迁。故选A。10(2023山西统考高考真题)铯原子基态的两个超精细能级之间跃迁发射的光子具有稳定的频率，铯原子钟利用的两能级的能量差量级为10-5eV，跃迁发射的光子的频率量级为(普朗克常量h=6.63
27、10-34Js，元电荷e=1.6010-19C)()A.103HzB.106HzC.109HzD.1012Hz【答案】C【详解】铯原子利用的两能极的能量差量级对应的能量为=10-5eV=10-51.610-19J=1.610-24J由光子能量的表达式=h可得，跃迁发射的光子的频率量级为=h=1.610-246.6310-34Hz2.4109Hz跃迁发射的光子的频率量级为109Hz。故选C。11(2023浙江统考高考真题)“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将23894Pu衰变释放的核能一部分转换成电能。23894Pu的衰变方程为23894PuX92U+42He，则()A.衰变方程
28、中的X等于233B.42He的穿透能力比射线强C.23894Pu比X92U的比结合能小D.月夜的寒冷导致23894Pu的半衰期变大【答案】C【详解】A根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为23894Pu23492U+42He即衰变方程中的X=234，故A错误；B42He是粒子，穿透能力比射线弱，故B错误；C比结合能越大越稳定，由于23894Pu衰变成为了23492U，故23492U比23894Pu稳定，即23894Pu比23492U的比结合能小，故C正确；D半衰期由原子核本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误。故选C。512(2023湖南统考高考真题)2023年4月13日，中国“人造太阳”
29、反应堆中科院环流器装置 EAST创下新纪录，实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的一步，下列关于核反应的说法正确的是()A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多B.氘氚核聚变的核反应方程为21H+31H42He+0-1eC.核聚变的核反应燃料主要是铀235D.核聚变反应过程中没有质量亏损【答案】A【详解】A相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放的核能更多，A正确；B根据质量数守恒和核电荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为21H+31H42He+10nB错误；C核聚变的核反应燃料主要是氘核和氚核，C错误；D核聚变反应过程中放出大量能
30、量，有质量亏损，D错误。故选A。13(2023全国统考高考真题)2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为1048J。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为(光速为3108m/s)A.1019kgB.1024kgC.1029kgD.1034kg【答案】C【详解】根据质能方程E=mc2可知，则每秒钟平均减少的质量为m=E060c2=104860 31082=10305.4kg则每秒钟平均减少的质量量级为1029kg。故选C。
31、14(2023浙江高考真题)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(1)倍被天眼接收，天眼每秒接收到该天体发出的频率为v的N个光子。普朗克常量为h，则该天体发射频率为v光子的功率为()A.4NL2hR2B.2NL2hR2C.L2h4R2ND.L2h2R2N【答案】A【详解】设天体发射频率为v光子的功率为P，由题意可知试卷第48页，共48页6PtR24L2=Nh其中t=1s，解得P=4NL2hR2故选A。15(2023浙江高考真题)宇宙射线进入地球大气层与大气作用会产生
32、中子，中子与大气中的氮14会产生以下核反应：147N+10n146C+11H，产生的146C能自发进行衰变，其半衰期为5730年，利用碳14的衰变规律可推断古木的年代下列说法正确的是()A.146C发生衰变的产物是157NB.衰变辐射出的电子来自于碳原子的核外电子C.近年来由于地球的温室效应，引起146C的半衰期发生微小变化D.若测得一古木样品的146C含量为活体植物的14，则该古木距今约为11460年【答案】D【详解】A根据146C147N+0-1e即146C发生衰变的产物是147N，选项A错误；B衰变辐射出的电子来自于原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；C半衰期是核反应，与外
33、界环境无关，选项C错误；D若测得一古木样品的146C含量为活体植物的14，可知经过了2个半衰期，则该古木距今约为57302年=11460年，选项D正确。故选D。16(2022天津高考真题)从夸父逐日到羲和探日，中华民族对太阳的求知探索从未停歇。2021年10月，我国第一颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”顺利升空。太阳的能量由核反应提供，其中一种反应序列包含核反应：32He+32He42He+2X，下列说法正确的是()A.X是中子B.该反应有质量亏损C.42He比32He的质子数多D.该反应是裂变反应【答案】B【详解】A根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为1，可知
34、X是质子，故A错误；BD两个轻核结合成质量较大的核，核反应属于聚变反应，反应过程存在质量亏损，释放能量，故B正确，D错误；C42He与32He的质子数相同，均为2个质子，故C错误。故选B。17(2022福建高考真题)2011年3月，日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏。在泄露的污染物中含有大量放射性元素13153I，其衰变方程为13153I13154Xe+0-1e，半衰期为8天，已知mI=131.03721u，mXe=131.03186u，me=0.000549u，则下列说法正确的是()A.衰变产生的射线来自于13153I原子的核外电子B.该反应前后质量亏损0.00535uC.放射性元素13
35、153I发生的衰变为衰变D.经过16天，75%的13153I原子核发生了衰变7【答案】D【详解】A13153I衰变时，原子核内中子转化为质子和电子，大量电子从原子核释放出来形成射线，故A错误；B该反应前后质量亏损为m=mI-mXe-me=131.03721u-131.03186u-0.000549u=0.004801u故B错误；C放射性元素13153I发生的衰变为衰变，故C错误；D由于半衰期为8天，可知经过16天，即经过两个半衰期，75%的13153I原子核发生了衰变，故D正确。故选D。18(2022重庆高考真题)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
36、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.13.06eV【答案】C【详解】由题知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光光子能量范围可知从氢原子从n=4能级向低能级跃迁可辐射蓝光，不辐射紫光(即从n=4，跃迁到n=2辐射蓝光)，则需激发氢原子到n=4能级，则激发氢原子的光子能量为DE=E4-E1=12.75eV故选C。19(2022北京高考真题)2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)取得新突破，成功实现了可重复的
37、1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是()A.核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能B.可以用磁场来约束等离子体C.尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体D.提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力【答
38、案】A【详解】A核聚变释放的能量源于来自于原子核的质量亏损，A错误；B带电粒子运动时，在匀强磁场中会受到洛伦兹力的作用而不飞散，故可以用磁场来约束等离子体，B正确；试卷第48页，共48页8C等离子体是各种粒子的混合体，整体是电中性的，但有大量的自由粒子，故它是电的良导体，C正确；D提高托卡马克实验装置运行温度，增大了等离子体的内能，使它们具有足够的动能来克服库仑斥力，有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力，D正确。本题选择错误的，故选A。20(2022北京高考真题)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
39、【答案】B【详解】氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，且放出光子的能量等于两能级之差，能量减少。故选B。21(2022江苏高考真题)上海光源通过电子-光子散射使光子能量增加，光子能量增加后()A.频率减小B.波长减小C.动量减小D.速度减小【答案】B【详解】AB根据E=h可知光子的能量增加后，光子的频率增加，又根据=c可知光子波长减小，故A错误，B正确；CD根据p=h可知光子的动量增加；又因为光子质量不变，根据 p=mv可知光子速度增加，故C错误，D错误。故选B。22(2022海南高考真题)下列属于衰变的是()A.23892U23490Th+42HeB.147N+42He178O+
40、11HC.23490Th23491Pa+0-1eD.23592U+10n14456Ba+8936Kr+310n【答案】C【详解】A该反应属于衰变，放出了氦核(42He)，A错误；B该反应是卢瑟福发现质子(11H)的核反应方程，B错误；C该反应属于衰变，放出了电子(0-1e)，C正确；D该反应是重核裂变的核反应方程，D错误。故选C。23(2022河北统考高考真题)如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率的实验曲线，该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程，并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知()9A.钠的逸出功为hcB.钠的截止频率为8.51014H
41、zC.图中直线的斜率为普朗克常量hD.遏止电压Uc与入射光频率成正比【答案】A【详解】A根据遏止电压与最大初动能的关系有eUc=Ekmax根据电效应方程有Ekmax=h-W0当结合图像可知，当Uc为0时，解得W0=hcA正确；B钠的截止频率为c，根据图像可知，截止频率小于8.51014Hz，B错误；C结合遏止电压与光电效应方程可解得Uc=he-W0e可知，图中直线的斜率表示he，C错误；D根据遏止电压与入射光的频率关系式可知，遏止电压Uc与入射光频率成线性关系，不是成正比，D错误。故选A。24(2022辽宁高考真题)2022年1月，中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果。表明我国核
42、天体物理研究已经跻身国际先进行列。实验中所用核反应方程为X+2512Mg2613Al，已知X、2512Mg、2613Al的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，该反应中释放的能量为E。下列说法正确的是()A.X为氘核21HB.X为氚核31HC.E=m1+m2+m3c2D.E=m1+m2-m3c2【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E=mc2=(m1+m2-m3)c2C错误、D正确。试卷第48页，共48页10故选D。25(2022湖北统考高考真题)上世纪四十年代初
43、，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核74Be俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子e，即74Be+0-1eX+00e。根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是()A.原子核X是73LiB.核反应前后的总质子数不变C.核反应前后总质量数不同D.中微子e的电荷量与电子的相同【答案】A【详解】AC根据质量数守恒和电荷数守恒有，X的质量数为7，电荷数为3，可知原子核X是73Li，A正确、C错误；B由选项A可知，原子核X是73Li，则核反应方程为74Be+0-1e73Li+00e，则反应前的
44、总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误；D中微子不带电，则中微子e的电荷量与电子的不相同，D错误。故选A。26(2022浙江统考高考真题)如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是()A.逸出光电子的最大初动能为10.80eVB.n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D.用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态【答案】B【详解】A从n=3跃迁到n=1放出的光电子能量最大，根据Ek=E-W0可得此时最大初动能为Ek=9.8eV故A错误；B根据p=h
45、=hcE=h又因为从n=3跃迁到n=1放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B正确；C大量氢原子从n=3的激发态跃迁基态能放出C23=3种频率的光子，其中从n=3跃迁到n=2放出的光子能量为Ek=3.4eV-1.51eV=1.89eV2.29eV不能使金属钠产生光电效应，其他两种均可以，故C错误；11D由于从n=3跃迁到n=4能级需要吸收的光子能量为E=1.51eV-0.85eV=0.66eV0.85eV所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到n=4激发态，故D错误。故选B。27(2022广东高考真题)目前科学家已经能够制备出能量量子数n较大的氢原子。氢原子第n能级的能量为En=E1n
46、2，其中E1=-13.6eV。图是按能量排列的电磁波谱，要使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，被吸收的光子是()A.红外线波段的光子B.可见光波段的光子C.紫外线波段的光子D.X射线波段的光子【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E=0-13.6202eV=0.034eV则被吸收的光子是红外线波段的光子。故选A。28(2022湖南统考高考真题)关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是()A.卢瑟福的核式结构模型解释了原子光谱的分立特征B.玻尔的原子理论完全揭示了微观粒子运动的规律C.光电效应
47、揭示了光的粒子性D.电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的粒子性【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。故选C。29(2022山东统考高考真题)碘125衰变时产生射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘
48、125的质量为刚植入时的()A.116B.18C.14D.12【答案】B【详解】设刚植入时碘的质量为m0，经过180天后的质量为m，根据m=m012tT代入数据解得试卷第48页，共48页12m=m01218060=m0123=18m0故选B。30(2022全国统考高考真题)两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t=0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t=2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为N3，则在t=4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为()A.N12B.N9C.N8D.N6【答案】C【详解】根据题意设半衰期为t0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2t0后有1
49、4x+12y=N3联立可得x=23N，y=13N在t=4t0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n=124x+122y=N8故选C。31(2022全国统考高考真题)一点光源以113W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6 10-7m的光，在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3 1014个。普朗克常量为h=6.63 10-34Js。R约为()A.1 102mB.3 102mC.6 102mD.9 102m【答案】B【详解】一个光子的能量为E=h为光的频率，光的波长与频率有以下关系c=光源每秒发出的光子的个数为n=P
50、h=PhcP为光源的功率，光子以球面波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米的光子数为3 1014个，那么此处的球面的表面积为S=4R2则nS=31014联立以上各式解得R 3 102m故选B。1332(2021重庆高考真题)放射性元素123I会衰变为稳定的123Te，半衰期约为13h，可以用于检测人体的甲状腺对碘的吸收。若某时刻123I与123Te的原子数量之比为4:1，则通过26h后123I与123Te的质量之比()A.1:2B.1:4C.1:8D.1:16【答案】B【详解】根据题述，123I与123Te原子数量之比为4:1，则通过2