专题28 原子物理-2021年高考物理冲刺阶段考点培优练（教师版含解析）

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1、20212021 年高考高三下学期开学考试物理试题汇编年高考高三下学期开学考试物理试题汇编 专题 29 原子物理 1 1、(2021(2021天津市三中高三下学期天津市三中高三下学期 2 2 月月考月月考) )下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是 A. 甲图中，原子核 D 和 E聚变成原子核 F要放出能量 B. 乙图中，若氢原子从 n=2 能级跃迁到 n=1 能级时辐射出 A 光，只要用波长小于 A光波长的光照射，都能 使氢原子从 n=1跃迁到 n=2 C. 丙图中，卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，发现了质子和中子 D. 丁图中，汤姆孙通过对阴极射线的研究揭示了原子核内还有复杂结

2、构 【答案】A 【解析】 A、甲图中，原子核 D 和 E 聚变成原子核 F的过程属于聚变反应，是该反应的过程中要放出能量，故 A 正 确； B、根据能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，若氢原子从 n=2能级跃迁到 n=1能级时辐射出 A 光，只要有用波长等于 A光波长的光照射，才能使氢原子从 n=1跃迁到 n=2，故 B错误； C、 卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，故 C错误； D、丁图中，汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂 结构，故 D错误； 故选 A 【点睛】卢瑟福通过分析 粒子散射实验结果，得出原子的核式

3、结构模型；在聚变反应的过程中要释放能 量；汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构 2 2、(2021(2021浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三下学期返校联考浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三下学期返校联考) )下列关于电磁波、原子物理方面的知识， 正确的是( ) A. 电磁波信号在被发射前要被图象信号调制，调制后的电磁波频率高于原图象信号频率 B. 红外线的频率高于伦琴射线的频率，射线的波长小于紫光的波长 C. 卢瑟福提出了原子的核式结构模型并发现了质子和中子 D. 人类目前已经大量和平利用裂变及聚变产生的能量 【答案】A 【解析】 A图像信号在被

4、发射前要调制成高频信号，以便更有效地发射到远处，故 A正确： B红外线频率低于伦琴射线的频率，B错误； C中子是卢瑟福的学生查德威克发现的，C错误； D人类目前还不能大量和平利用聚变产生的能量，D 错误； 故选 A。 3 3、(2021(2021江苏省名校联盟高三下江苏省名校联盟高三下学期开学考试学期开学考试) )在 2011年 3 月日本发生 9级大地震，在日本核电站周围检 测到放射性物质铯 137(Cs)和 239钚(Pu)。 核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的元素， 钚的一种同位素 239 94 Pu的半衰期为 24100年，其衰变方程为 2394 942 PuX+ He+，则下列说

5、法中正确的是( ) A. 铀 235 裂变的方程可能为 2351137881 92055270 U+ nCs+ Rb+10 n B. 10 个 239 94 Pu经过 24100年后一定还剩余 5 个 C. 衰变过程中总静质量不变 D. 衰变方程中的 X含有 143 个中子 【答案】D 【解析】 A由质量数和电荷数守恒可知， 2351137881 92055270 U+ nCs+ Rb+10 n此方程不可能，故 A 错误； B半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对 10 个原子核不适用，故 B错误； C衰变过程中有能量放出，由爱因斯坦质能方程可知，衰变过程中总静质量发生亏损，故 C错误；

6、D由质量数和电荷数守恒可知 X 具有 92 个质子，质量数应为 235，所以中子数为 143，故 D正确。 故选 D。 4 4、 ( (20212021 江苏省苏州市高三下学期期初调研 江苏省苏州市高三下学期期初调研) )关于核反应方程 238 92U 234 90ThX， 下列说法正确的是( ) A. 此核反应一定会释放能量 B. 通过降低温度的方法，一定能缩短 U 的半衰期 C. 此核反应方程中的 X代表的粒子为氢原子核 D. 铀核的比结合能大于钍核的比结合能 【答案】A 【解析】 A此核反应是 衰变方程，一定会释放能量，A正确； B外部条件不能改变 U的半衰期，B错误； C此核反应方程中

7、的 X质量数为4，电荷数为 2，则 X 为 粒子，代表的粒子为氦原子核，C错误； D因反应释放能量，则铀核比结合能小于钍核的比结合能，D错误。 故选 A。 5 5、(2021(2021江苏省苏州市高三下学期期初调研江苏省苏州市高三下学期期初调研) )下列说法错误的是( ) A. 射线能消除纺织过程产生的静电 B. 射线可用于探测高铁轨道是否有裂缝 C. 若质子、电子具有相同动能，则它们的物质波波长相等 D. 普朗克认为黑体辐射的能量是不连续的 【答案】C 【解析】 A 射线有较强的电离能力，所以能消除纺织过程产生的静电，则 A 正确，不符合题意； B射线有较强的穿透能力，所以可用于探测高铁轨道

8、是否有裂缝，则 B 正确，不符合题意； C根据德布罗意波长公式 = h p ，所以若质子、电子具有相同动量，则它们的物质波波长才相等，所以 C 错误，符合题意； D普朗克认为黑体辐射的能量是不连续的，所以 D正确，不符合题意； 故选 C。 6 6、(2021(2021湖北省名校联盟高三下学期开学考试湖北省名校联盟高三下学期开学考试) )下列说法中错误的是( ) A. 若氢原子从 n=6能级向 n=1 能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应 B. 原子核发生一次 衰变，该原子外层就一定失去一个电子 C. 核

9、泄漏事故污染物137 55 Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为137 137 5556a BxCs ，可以判断 x 为电子 D. 质子、中子、 粒子的质量分别是 m1、m2、m3，质子和中子结合成一个 粒子，释放的能量是 2 123 22mmm c 【答案】B 【解析】 An=6 与 n=1 间能级差大于 n=6与 n=2间的能级差，则氢原子从 n=6 能级向 n=1 能级跃迁时辐射出的 光子频率大于氢原子从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁时辐射出的光子频率，可知从 n=6 能级向 n=2 能级跃迁 时辐射出的光不能使金属发生光电效应，故 A正确，不符合题意； B 衰变的本质是核

10、内中子转化为质子时放出负电子，而不是原子外层失去一个电子，故 B错误，符合题 意； C根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为 55-56=-1，质量数为 137-137=0，可知 x为电子，故 C 正确，不符合题意； D质子和中子结合成一个 粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损 123 22mmmm 由质能方程可知，释放的能量 22 123) 22(Emcmmm c 故 D 正确，不符合题意。 故选 B。 7 7、 (2021(2021 湖北省宜昌市高三下学期开学考试 湖北省宜昌市高三下学期开学考试) )2020年 12 月 4日 14时 02分， 新一代“人造太阳”装置 中国环流器二号

11、 M装置(HL-2M)在成都建成并实现首次放电，标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装 置的设计、建造和运行技术，其发生的可控核聚变方程为： 324 213 HeHLiX(X 表示某种粒子)，则下 列说法正确的是( ) A. X为质子 B. 该核反应不存在质量亏损 C. 该核反应是我国秦山核电站利用核能的方式 D. 4 3Li原子核比 3 2He原子核稳定 【答案】D 【解析】 A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 0，为中子，选项 A错误； B该核反应放出能量，存在质量亏损，选项 B错误； C我国秦山核电站利用核能方式是重核裂变，选项 C错误； D该核反应放出能量，

12、则 4 3Li原子核比 3 2He原子核稳定，选项 D正确。 故选 D。 8 8、(2021(2021湖北省宜昌一中龙泉中学高三下学期开学考试湖北省宜昌一中龙泉中学高三下学期开学考试) )根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是 A. 相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越大 B. 已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为 12.09eV， 则动能等于 12.09eV 的另一个氢原子与 这个氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态 C. 在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合的越牢固 D. 铀核( 23

13、8 92U)衰变为铅核( 206 82Pb)的过程中，中子数减少 21 个 【答案】C 【解析】 A根据光电效应方程 0k EhW，金属的逸出功越大， 逸出的光电子的最大初动能就越小， 故 A 错误； B根据动量守恒，若使另一个初速度不为零的氢原子与这个氢原子发生碰撞，则碰后动总量不为 0，总动 能不为零，无法使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态，故 B 错误； C.根据比结合能的含义可知，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，C 正确； D由质量数守恒和电荷数守恒知铀核( 238 92U)衰变为铅核( 206 82Pb)的过程中， 质量数减小 32， 而质子数减小 10，因此中子

14、减小 22，故D错误 故选 C 9 9、(2021(2021河南省名校联盟高三下学期开学考试河南省名校联盟高三下学期开学考试) )下列关于衰变与核反应的说法正确的是( ) A. 234 90Th衰变为 222 86Rn，经过 3 次衰变，2次 衰变 B. 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 C. 核聚变反应方程 234 112 HHHeX中，X表示质子 D. 高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为 414161 2780 HeNOn 【答案】A 【解析】 A设发生 n 次衰变，m次 衰变，根据电荷数和质量数守恒，则有 2342224n 9086 2n m 解得 n=3，m=2

15、，故 A 正确； B衰变所释放的电子是原子核内一个中子转变成一个质子和一个电子，故 B错误； C根据质量数守恒和电荷数守恒可知，聚变反应方程 234 112 HHHeX中，X的质量数为 2 3 4 1m 电荷数为 1 1 20z 可知 X表示中子，故 C错误； D高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，不是中子，核反应方程为 414 81 171 27 HeNOH 故 D 错误。 故选 A。 1010、(2021(2021河北省“五个一名校联盟”高三下学期河北省“五个一名校联盟”高三下学期第二次联考第二次联考) )氢原子能级图如图所示，大量处于 n=4能 级上的氢原子向低能级跃迁时会发出不同频率的

16、光。下列说法正确的是( ) A. 这些光中波长最长的光对应的光子能量为 10.2eV B. 这些光中频率最高的光对应的光子能量为 12.75eV C. 用这些光照射逸出功为 3.20eV 的钙金属表面，能照射出光电子的光最多有 4 种 D. 用这些光照射逸出功为 3.20eV 的钙金属表面，出射光电子初动能的最大值为 8.19eV 【答案】B 【解析】 A这些光中波长最长的光，频率最小，能量最小，对应的光子能量为 0.66eV，故 A 错误； B这些光中频率最高的光对应的光子能量为 13.6eV 0.85eV=12.75eV 故 B 正确； C用这些光照射逸出功为 3.20eV 的钙金属表面，

17、能照射出光电子的光最多有 3种，故 C错误； D用这些光照射逸出功为 3.20eV 的钙金属表面，出射光电子初动能的最大值为 12.75eV3.20eV=9.55eV k EhW 故 D 错误。 故选 B。 1111、(2021(2021福建省名校联盟高三下学期开学考试福建省名校联盟高三下学期开学考试) )下列关于衰变与核反应的说法正确的是( ) A. 234 90Th衰变为 222 86Rn，经过 3 次衰变，2次 衰变 B. 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 C. 核聚变反应方程 234 112 HHHeX中，X表示质子 D. 高速粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为 4

18、14161 2780 HeNOn 【答案】A 【解析】 A设发生 n 次衰变，m次 衰变，根据电荷数和质量数守恒，则有 2342224n 9086 2n m 解得 n=3，m=2，故 A 正确； B衰变所释放的电子是原子核内一个中子转变成一个质子和一个电子，故 B错误； C根据质量数守恒和电荷数守恒可知，聚变反应方程 234 112 HHHeX中，X的质量数为 2 3 4 1m 电荷数为 1 1 20z 可知 X表示中子，故 C错误； D高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，不是中子，核反应方程为 414 81 171 27 HeNOH 故 D 错误。 故选 A。 1212、(2021(2021

19、福建省罗源一中高三下学期开学考试福建省罗源一中高三下学期开学考试) )下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是 ( ) A. 图甲：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了原子核的结构 B. 图乙：用质子轰击铀核使其发生裂变反应，能放出巨大的能量 C. 图丙：玻尔理论把量子化观点引入到原子结构理论中，很好地解释了氢原子光谱的分立性 D. 图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂的内部结构 【答案】C 【解析】 A卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型，选项 A错误； B用中子轰击铀核使其发生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能，选项 B 错误； C玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，选项 C正确； D汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有复杂结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构，选 项 D 错误。 故选 C。