2020--2022年全国高考物理三年真题汇编：原子物理

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日期: 2024-12-25

二轮复习

单选题

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 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ ，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 $\text{[math]}$

B、 X为氚核 $\text{[math]}$

C、 $\text{[math]}$

D、 $\text{[math]}$

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 $\text{[math]}$ 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ν_e ，即 $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ →X+ $\text{[math]}$ 。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 $\text{[math]}$

B、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ν_e的电荷量与电子的相同

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10.80eV

B、 n=3跃迁到n=1放出的光电子动量最大

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

碘125衰变时产生 $\text{[math]}$ 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、 $\text{[math]}$

B、 $\text{[math]}$

C、 $\text{[math]}$

D、 $\text{[math]}$

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

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 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 。如图是按能量排列的电磁波谱，要使 $\text{[math]}$ 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

两种放射性元素的半衰期分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 时刻这两种元素的原子核总数为N，在 $\text{[math]}$ 时刻，尚未衰变的原子核总数为 $\text{[math]}$ ，则在 $\text{[math]}$ 时刻，尚未衰变的原子核总数为（）

A、 $\text{[math]}$

B、 $\text{[math]}$

C、 $\text{[math]}$

D、 $\text{[math]}$

20世纪60年代，我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。1964年，我国第一颗原子弹试爆成功；1967年，我国第一颗氢弹试爆成功。关于原子弹和氢弹，下列说法正确的是（）

A、原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的

B、原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的

C、原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是根据核聚变原理研制的

D、原子弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是根据核裂变原理研制的

核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（）

A、放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽

B、原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒

C、改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期

D、过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害

科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A、 Y是氦核

B、 Y是质子

C、再经过72万年，现有的铝26衰变一半

D、再经过144万年，现有的铝26全部衰变

医学治疗中常用放射性核素 $\text{[math]}$ 产生 $\text{[math]}$ 射线，而 $\text{[math]}$ 是由半衰期相对较长的 $\text{[math]}$ 衰变产生的。对于质量为 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ ，经过时间t后剩余的 $\text{[math]}$ 质量为m，其 $\text{[math]}$ 图线如图所示。从图中可以得到 $\text{[math]}$ 的半衰期为（）

A、 $\text{[math]}$

B、 $\text{[math]}$

C、 $\text{[math]}$

D、 $\text{[math]}$

如图，一个原子核X经图中所示的一系列 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为（）

1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、X的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（）

A、质量亏损 $\text{[math]}$

B、释放的核能 $\text{[math]}$

C、铍原子核内的中子数是5

D、 X表示的是氚原子核

银河系中存在大量的铝同位素 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 核 $\text{[math]}$ 衰变的衰变方程为 $\text{[math]}$ ，测得 $\text{[math]}$ 核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（　　）

A、 $\text{[math]}$ 核的质量等于 $\text{[math]}$ 核的质量

B、 $\text{[math]}$ 核的中子数大于 $\text{[math]}$ 核的中子数

C、将铝同位素 $\text{[math]}$ 放置在低温低压的环境中，其半衰期不变

D、银河系中现有的铝同位素 $\text{[math]}$ 将在144万年后全部衰变为 $\text{[math]}$

在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的 $\text{[math]}$ ，其衰变方程为 $\text{[math]}$ 。以下说法正确的是（）

A、衰变方程中的X是电子

B、升高温度可以加快 $\text{[math]}$ 的衰变

C、 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的质量差等于衰变的质量亏损

D、方程中的X来自于 $\text{[math]}$ 内质子向中子的转化

下列说法正确的是（）

A、光的波动性是光子之间相互作用的结果

B、玻尔第一次将“量子”入原子领域，提出了定态和跃迁的概念

C、光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量

D、 α射线经过置于空气中带正电验电器金属小球的上方，验电器金属箔的张角会变大

氘核 $\text{[math]}$ 可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式 $\text{[math]}$ 表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核约为1.0×10²²个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×10⁷J，1 MeV= 1.6×10^–13J，则M约为（）

下列说法正确的是（）

A、质子的德布罗意波长与其动能成正比

B、天然放射的三种射线，穿透能力最强的是 $\text{[math]}$ 射线

C、光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关

D、电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性

在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。下列图示的实验中导致发现原子具有核式结构的是（）

氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 能级跃迁到 $\text{[math]}$ 能级比跃迁到 $\text{[math]}$ 能级辐射的光子频率低

C、从 $\text{[math]}$ 能级跃迁到 $\text{[math]}$ 能级需吸收 $\text{[math]}$ 的能量

D、 $\text{[math]}$ 能级的氢原子电离至少需要吸收 $\text{[math]}$ 的能量

多选题

秦山核电站生产 $\text{[math]}$ 的核反应方程为 $\text{[math]}$ ，其产物 $\text{[math]}$ 的衰变方程为 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

对四个核反应方程（1） $\text{[math]}$ ；（2） $\text{[math]}$ ；（3） $\text{[math]}$ ；（4） $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（　　）

如图所示是我国全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月，该装置实现了1×10⁸℃等离子体运行等多项重大突破，为未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变，下列说法正确的是（）

1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为： $\text{[math]}$ 。X会衰变成原子核Y，衰变方程为 $\text{[math]}$ ，则（）

下列核反应方程中，X₁ ， X₂ ， X₃ ， X₄代表α粒子的有（）

太阳辐射的总功率约为 $\text{[math]}$ ，其辐射的能量来自于聚变反应。在聚变反应中，一个质量为 $\text{[math]}$ （c为真空中的光速）的氘核（ $\text{[math]}$ ）和一个质量为 $\text{[math]}$ 的氚核（ $\text{[math]}$ ）结合为一个质量为 $\text{[math]}$ 的氦核（ $\text{[math]}$ ），并放出一个X粒子，同时释放大约 $\text{[math]}$ 的能量。下列说法正确的是（）

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