原子物理高考真题

原子物理高考真题

一、选择题 ‎1、（2010）(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 (填入正确选项前的字母)‎ A． B． 　C． 　D.‎ ‎2、（2011大纲）已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En=E1/n2，其中n=2，3，…。用 h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长 为 ‎ A． B． C． D．‎ ‎3、（2012大纲）15．U经过m次α衰变和n次β衰变Pb,则 A．m=7，n=3 B．m=7，n=4 ‎ C．m=14，n=9 D．m=14，n=18‎ ‎4、（2013大纲）放射性元素氡（）经α衰变成为钋，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的矿石，其原因是（ ）‎ A．目前地壳中的主要来自于其它放射元素的衰变 B．在地球形成的初期，地壳中元素的含量足够高 C．当衰变产物积累到一定量以后，的增加会减慢的衰变进程 D．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 ‎5、（2012福建）关于近代物理，下列说法正确的是________‎ A．射线是高速运动的氦原子 B.核聚变反应方程表示质子 C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征 ‎6、（2012天津）下列说法正确的是 A. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B. 由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C. 从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D. 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量 ‎7、（2015福建）下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 ‎ A.射线是高速运动的电子流 ‎ B.氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 D. 的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下‎50克 ‎8、（2012四川）如图为氢原子能级图示意图的一部分，则氢原子 A.从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的电磁波的波长长 B.从n=5能级跃迁到n=1能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出的电磁波的速度大 C.处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的 D.从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外辐射出能量 ‎9、(2013福建)在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是____。（填选图下方的字母）‎ ‎10、（2014福建）如图，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 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 ‎11、（双选）（2014山东）氢原子能级如图，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是 ‎ A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射光的波长大于656nm B.用波长为325nm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633nm的光照射，不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级 ‎（12-15题填正确答案标号，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）‎ ‎12、（2014）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唯独无关 C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 D．和三种射线中，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和三种射线 ‎13、（2013全国卷II）（5分）关于原子核的结合能，下列说法正确的是_________‎ A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 C．铯原子核（Cs）的结合能小于铅原子核（Pb）的结合能 D．比结合能越大，原子核越不稳定 E．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 ‎14、（2014全国卷II） ( 5分）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的偏转实验，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 ‎15、（2015全国卷II）（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 。‎ 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 二、填空 ‎16、（2011）（在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为______。若用波长为（<0）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。‎ ‎17、（2012）（6分）氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子。已知：、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，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）‎ ‎18、（2013）（6分）一质子束入射到能止靶核上，产生如下核反应:P+→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 ；‎ ‎19、（2015）（5分）在某次光电效应实验中，得到的遏制电压Uc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和，电子电荷量的绝对值为，则普朗克常量可表示为 ，所用材料的逸出功可表示为 。‎ ‎20、（2012山东）（1）氢原子第能级的能量为，其中为基 态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为，则 。‎ ‎21、（2012江苏）(1)如图所示是某原子的能级图,a、b、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光. 在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是 _____________.‎ ‎(2)一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为 _____________. 该反应放 出的能量为Q,则氘核的比结合能为 _____________.‎ ‎(3)A、B 两种光子的能量之比为2 :1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光 电子最大初动能分别为EA 、EB . 求A、B 两种光子的动量之比和该金属的逸出功.‎ ‎22、（2013山东）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”。‎ 完成“氦燃烧”的核反应方程：。‎ 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10-16s。一定质量的，经7.8×10-16s后所剩下的占开始时的 。‎ ‎23、（2013江苏）（1）如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的______也相等。 ‎ ‎（A）速度 （B）动能 （C）动量 （D）总能量 ‎（2）根据玻尔原子结构理论，氦离子（）的能级图如题‎12C-1图所示。 电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离_______ （选填“近”或“远”）。 当大量 处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有_______条。 ‎ ‎24、 (2014江苏) (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 。已知的半衰期约为3. 8天，则约经过 天，‎16 g的衰变后还剩‎1g。‎ ‎25、 (2015江苏) （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）‎ ‎16、解析：（1）由和得 由爱因斯坦质能方程和得 ‎17、　答案：（或中子），17.6　　解析：由质量守恒，电荷数守恒得，粒子x为中子，由爱因斯坦质能方程得:‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎18、【答案】27；13．‎ ‎【解析】发生核反应的方程 由质量数守恒和电荷数守恒，得：‎ ‎1＋27＝ｂ＋1‎ ‎1＋13＝ａ＋0‎ 解得质子数a=14；质量数b=27；则中子数c=b-a=13‎ ‎19【答案】ek ek ‎ 解析：光电效应中，入射光子能量，克服逸出功后多余的能量转换为电子动能，反向遏制电压；整理得，斜率即，所以普朗克常量，截距为，即，所以逸出功 ‎20、解析：根据跃迁公式即可解得。‎ ‎21‎ ‎22、（1） ①由质量数和电荷数守恒可得答案为或；②由题意可知经过了3个半衰期，故剩余的的质量，故应填或12.5%。‎ ‎23、答案：(1)C (2)近 6‎ ‎24.【答案】（1）A（2）（α ） 15.2 ‎ ‎25、（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： ‎