專題14 原子和原子核-【好題匯編】5年（2020-2024）高考1年模擬物理真題分類匯編（原卷版）

專題14原子和原子核一、單選題1．（2024·北京·高考）已知釷234的半衰期是24天。1g釷234經(jīng)過(guò)48天后，剩余釷234的質(zhì)量為（

）A．0g B．0.25g C．0.5g D．0.75g2．（2023·北京·高考）下列核反應(yīng)方程中括號(hào)內(nèi)的粒子為中子的是（

）A． B．C． D．3．（2022·北京·高考）氫原子從某激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，則該氫原子（

）A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量減少C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量減少4．（2022·北京·高考）2021年5月，中國(guó)科學(xué)院全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（）取得新突破，成功實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行，創(chuàng)造托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行新的世界紀(jì)錄，向核聚變能源應(yīng)用邁出重要一步。等離子體狀態(tài)不同于固體、液體和氣體的狀態(tài)，被認(rèn)為是物質(zhì)的第四態(tài)。當(dāng)物質(zhì)處于氣態(tài)時(shí)，如果溫度進(jìn)一步升高，幾乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而離解為電子和正離子，此時(shí)物質(zhì)稱為等離子體。在自然界里，火焰、閃電、極光中都會(huì)形成等離子體，太陽(yáng)和所有恒星都是等離子體。下列說(shuō)法不正確的是（）A．核聚變釋放的能量源于等離子體中離子的動(dòng)能B．可以用磁場(chǎng)來(lái)約束等離子體C．盡管等離子體整體是電中性的，但它是電的良導(dǎo)體D．提高托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行溫度有利于克服等離子體中正離子間的庫(kù)侖斥力5．（2021·北京·高考）硼（B）中子俘獲治療是目前最先進(jìn)的癌癥治療手段之一、治療時(shí)先給病人注射一種含硼的藥物，隨后用中子照射，硼俘獲中子后，產(chǎn)生高殺傷力的α粒子和鋰（Li）離子。這個(gè)核反應(yīng)的方程是（

）A． B．C． D．6．（2021·北京·高考）北京高能光源是我國(guó)首個(gè)第四代同步輻射光源，計(jì)劃于2025年建成。同步輻射光具有光譜范圍寬（從遠(yuǎn)紅外到X光波段，波長(zhǎng)范圍約為10-5m～10-11m，對(duì)應(yīng)能量范圍約為10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等諸多特點(diǎn)，在基礎(chǔ)科學(xué)研究、應(yīng)用科學(xué)和工藝學(xué)等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。速度接近光速的電子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射，這個(gè)現(xiàn)象最初是在同步加速器上觀察到的，稱為“同步輻射”。以接近光速運(yùn)動(dòng)的單個(gè)電子能量約為109eV，回旋一圈輻射的總能量約為104eV。下列說(shuō)法正確的是（）A．同步輻射的機(jī)理與氫原子發(fā)光的機(jī)理一樣B．用同步輻射光照射氫原子，不能使氫原子電離C．蛋白質(zhì)分子的線度約為10-8m，不能用同步輻射光得到其衍射圖樣D．盡管向外輻射能量，但電子回旋一圈后能量不會(huì)明顯減小7．（2020·北京·高考）氫原子能級(jí)示意如圖?，F(xiàn)有大量氫原子處于能級(jí)上，下列說(shuō)法正確的是（）A．這些原子躍遷過(guò)程中最多可輻射出2種頻率的光子B．從能級(jí)躍遷到能級(jí)比躍遷到能級(jí)輻射的光子頻率低C．從能級(jí)躍遷到能級(jí)需吸收的能量D．能級(jí)的氫原子電離至少需要吸收的能量一、單選題1．（2024·北京海淀·統(tǒng)考一模）關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）A．天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的 B．β射線是原子核外電子形成的電子流C．升高溫度可以減小放射性元素的半衰期 D．β射線比α射線的穿透能力弱2．（2024·北京海淀·統(tǒng)考一模）同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)的一種光電煙霧報(bào)警器的結(jié)構(gòu)和原理如圖1和圖2所示。光源S向外發(fā)射某一特定頻率的光，發(fā)生火情時(shí)有煙霧進(jìn)入報(bào)警器內(nèi)，由于煙霧對(duì)光的散射作用，會(huì)使部分光改變方向進(jìn)入光電管C從而發(fā)生光電效應(yīng)，于是有電流輸入報(bào)警系統(tǒng)，電流大于就會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警。某次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P處于圖2所示位置、煙霧濃度增大到n時(shí)恰好報(bào)警。假設(shè)煙霧濃度越大，單位時(shí)間內(nèi)光電管接收到的光子個(gè)數(shù)越多。已知元電荷為e，下列說(shuō)法正確的是（）A．僅將圖2中電源的正負(fù)極反接，在煙霧濃度為n時(shí)也可能觸發(fā)報(bào)警B．為使煙霧濃度達(dá)到1.2n時(shí)才觸發(fā)報(bào)警，可以僅將滑片P向左移動(dòng)到合適的位置C．單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入光電管的光子個(gè)數(shù)為時(shí)，一定會(huì)觸發(fā)報(bào)警D．報(bào)警器恰好報(bào)警時(shí)，將圖2中的滑片P向右移動(dòng)后，警報(bào)有可能會(huì)被解除3．（2024·北京西城·統(tǒng)考一模）100年前，盧瑟福猜想在原子核內(nèi)除質(zhì)子外還存在著另一種粒子X(jué)，后來(lái)科學(xué)家用粒子轟擊鈹核證實(shí)了這一猜想，該核反應(yīng)方程為：，則（

）A．，，X是中子B．，，X是電子C．，，X是中子D．，，X是電子4．（2024·北京西城·統(tǒng)考一模）研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置如圖所示。圖中K、A是密封在真空玻璃管中的兩個(gè)電極，K極受到光照時(shí)能夠發(fā)射電子。當(dāng)用光子能量為2.82eV的光照射K極時(shí)，電流表的讀數(shù)為30μA，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于1V時(shí)，電流表讀數(shù)為零，保持滑片位置不變。下列說(shuō)法中正確的是（

）A．光電子的最大初動(dòng)能為1.82eVB．K極材料的逸出功為1eVC．電流表的讀數(shù)為30μA時(shí)，電壓表的示數(shù)大于1VD．僅將電源正負(fù)極對(duì)調(diào)，電流表示數(shù)一定大于30μA5．（2024·北京東城·統(tǒng)考一模）下列說(shuō)法正確的是（）A．衰變中釋放的電子是核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子過(guò)程中產(chǎn)生的B．陽(yáng)光下看到細(xì)小的塵埃飛揚(yáng)，是固體顆粒在空氣中做布朗運(yùn)動(dòng)C．由于原子核衰變時(shí)釋放能量，根據(jù)，衰變過(guò)程質(zhì)量增加D．發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比6．（2024·北京東城·統(tǒng)考一模）科學(xué)家發(fā)現(xiàn)一種只由四個(gè)中子構(gòu)成的粒子，這種粒子稱為“四中子”，用表示?！八闹凶印笔峭ㄟ^(guò)向液態(tài)氫靶上發(fā)射原子核而產(chǎn)生的，與H碰撞可將一個(gè)核分裂成一個(gè)粒子和一個(gè)“四中子”。由于核由四個(gè)核子組成，與“四中子”體系很相近，所以早在上個(gè)世紀(jì)50年代就有人根據(jù)核的結(jié)合能，估算“四中子”的結(jié)合能最大約為，其后有很多實(shí)驗(yàn)對(duì)四中子體系進(jìn)行探測(cè)，但多數(shù)結(jié)論是否定的。2022年，由數(shù)十個(gè)國(guó)家的科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了“四中子態(tài)”存在的明確證據(jù)。下列有關(guān)“四中子”粒子的說(shuō)法正確的是（）A．可以通過(guò)電磁場(chǎng)使形成高速粒子束B(niǎo)．產(chǎn)生“四中子”的核反應(yīng)為C．從核子間相互作用來(lái)看，“四中子”與核的區(qū)別在于是否存在電磁力D．按上世紀(jì)50年代的估算，4個(gè)中子結(jié)合成“四中子”至多需要吸收的能量7．（2024·北京朝陽(yáng)·統(tǒng)考一模）下列核反應(yīng)中屬于核裂變的是（）A．B．C．D．8．（2024·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考一模）如圖所示為氫原子能級(jí)示意圖，一群處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．躍遷過(guò)程中最多可輻射出4種頻率的光子B．從n=4能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)的氫原子能量增大C．從n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)D．有三種頻率的光子可使逸出功為4.54eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)9．（2024·北京石景山·統(tǒng)考一模）工業(yè)部門可以使用放射性同位素發(fā)出的射線來(lái)測(cè)厚度。某軋鋼廠的熱軋機(jī)上安裝的射線測(cè)厚裝置如圖所示，讓?duì)蒙渚€穿過(guò)鋼板，探測(cè)器探測(cè)到的γ射線強(qiáng)度與鋼板的厚度有關(guān)，將射線強(qiáng)度的信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，可對(duì)鋼板的厚度進(jìn)行自動(dòng)控制。下列說(shuō)法正確的是（）A．若鋼板變厚，則探測(cè)到γ射線變?nèi)魾．若鋼板內(nèi)部有裂縫，則探測(cè)到γ射線變?nèi)魿．該裝置主要利用γ射線的電離能力D．若僅把γ射線換為射線，該裝置仍正常運(yùn)行10．（2024·北京石景山·統(tǒng)考一模）處于n=1能級(jí)的氫原子，向n=3能級(jí)躍遷時(shí)（）A．吸收光子，能量減少 B．吸收光子，能量增加C．放出光子，能量減少 D．放出光子，能量增加11．（2024·北京石景山·統(tǒng)考一模）研究光電效應(yīng)的電路如圖所示，用藍(lán)光、較強(qiáng)的黃光和較弱的黃光分別照射密封真空管中的金屬極板K，極板發(fā)射出的光電子在電路中形成的光電流I與AK之間的電壓U的關(guān)系圖像如圖乙所示。關(guān)于1、2、3三條曲線，下列說(shuō)法正確的是（）A．1、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線，曲線1對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)B．1、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線，曲線3對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)C．2、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線，曲線2對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)D．2、3為用黃光照射時(shí)得到的曲線，曲線3對(duì)應(yīng)的黃光較強(qiáng)12．（2024·北京通州·統(tǒng)考一模）蘭州重離子加速器能合成超重核，在核反應(yīng)方程中，X表示的是（??）A． B． C． D．13．（2024·北京順義·統(tǒng)考一模）下列說(shuō)法正確的是（）A．若放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小B．盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子核內(nèi)部存在質(zhì)子C．在核反應(yīng)方程中，X表示的是中子D．天然放射現(xiàn)象中的α射線是高速電子流14．（2024·北京順義·統(tǒng)考一模）1899年，蘇聯(lián)物理學(xué)家列別捷夫首先從實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“光射到物體表面上時(shí)會(huì)產(chǎn)生壓力”，和大量氣體分子與器壁的頻繁碰撞類似，將產(chǎn)生持續(xù)均勻的壓力，這種壓力會(huì)對(duì)物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的探測(cè)器，利用太陽(yáng)光的“光壓”為探測(cè)器提供動(dòng)力，以使太陽(yáng)光對(duì)太陽(yáng)帆的壓力超過(guò)太陽(yáng)對(duì)探測(cè)器的引力，將太陽(yáng)系中的探測(cè)器送到太陽(yáng)系以外。假設(shè)質(zhì)量為m的探測(cè)器正朝遠(yuǎn)離太陽(yáng)的方向運(yùn)動(dòng)，帆面的面積為S，且始終與太陽(yáng)光垂直，探測(cè)器到太陽(yáng)中心的距離為r，不考慮行星對(duì)探測(cè)器的引力。已知：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從太陽(yáng)單位面積輻射的電磁波的總能量與太陽(yáng)絕對(duì)溫度的四次方成正比，即，其中T為太陽(yáng)表面的溫度，為常量。引力常量為G，太陽(yáng)的質(zhì)量為M，太陽(yáng)的半徑為R，光子的動(dòng)量，光速為c。下列說(shuō)法正確的是（）A．常量的單位為B．t時(shí)間內(nèi)探測(cè)器在r處太陽(yáng)帆受到太陽(yáng)輻射的能量C．若照射到太陽(yáng)帆上的光一半被太陽(yáng)帆吸收一半被反射，探測(cè)器太陽(yáng)帆的面積S至少為D．若照射到太陽(yáng)帆上的光全部被太陽(yáng)帆吸收，探測(cè)器在r處太陽(yáng)帆受到的太陽(yáng)光對(duì)光帆的壓力15．（2024·北京房山·統(tǒng)考一模）圖為氫原子的能級(jí)圖。大量處于的激發(fā)態(tài)的氫原子，下列說(shuō)法正確的是（）A．原子向低能級(jí)躍遷只能放出2種不同頻率的光子B．原子躍遷到低能級(jí)后電子動(dòng)能變大C．原子至少需要吸收13.6eV的能量才能發(fā)生電離D．從的激發(fā)態(tài)躍遷到的激發(fā)態(tài)放出的光子頻率最高16．（2024·北京門頭溝·統(tǒng)考一模）如圖為氫原子的能級(jí)圖，現(xiàn)有大量氫原子處于能級(jí)上。下列說(shuō)法正確的是（

）A．氫原子所處能級(jí)越高，越穩(wěn)定B．氫原子在向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，能量增加C．這些原子躍遷過(guò)程中最多可輻射出2種頻率的光子D．從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)輻射出的光子頻率最大17．（2024·北京延慶·統(tǒng)考一模）下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是（）A．B．C．D．18．（2024·北京海淀·統(tǒng)考二模）下列核反應(yīng)方程中，屬于核裂變的是（）A． B．C． D．19．（2024·北京西城·統(tǒng)考二模）氫原子的能級(jí)圖如圖所示，大量氫原子處于能級(jí)，關(guān)于這些氫原子，下列說(shuō)法正確的是（

）A．氫原子向低能級(jí)躍遷只能發(fā)出2種不同頻率的光子B．氫原子躍遷到能級(jí)，輻射光子的能量最大C．氫原子躍遷到能緩，輻射光子的頻率最高D．氫原子躍遷到能級(jí)，需吸收1.5leV的能量20．（2024·北京東城·統(tǒng)考二模）如圖為氫原子能級(jí)的示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n＝4的激發(fā)態(tài)，向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光。關(guān)于這些光，下列說(shuō)法正確的是（）A．這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光B．粒子性最強(qiáng)的光是由n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的C．最容易發(fā)生衍射的光是由n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)產(chǎn)生的D．這群氫原子發(fā)出的光子中，能量的最大值為12.75eV21．（2024·北京東城·統(tǒng)考二模）如圖所示為研究光電效應(yīng)的電路圖。開(kāi)關(guān)閉合后，當(dāng)用波長(zhǎng)為的單色光照射光電管的陰極K時(shí)，電流表有示數(shù)。下列說(shuō)法正確的是（）

A．若只讓滑片向端移動(dòng)，則電流表的示數(shù)一定增大B．若只增加該單色光的強(qiáng)度，則電流表示數(shù)一定增大C．若改用波長(zhǎng)小于的單色光照射光電管的陰極K，則陰極K的逸出功變大D．若改用波長(zhǎng)大于的單色光照射光電管的陰極K，則電流表的示數(shù)一定為零22．（2024·北京朝陽(yáng)·統(tǒng)考二模）根據(jù)玻爾原子理論，一個(gè)氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)，該氫原子（）A．放出光子，庫(kù)侖力做正功B．放出光子，庫(kù)侖力做負(fù)功C．吸收光子，庫(kù)侖力做負(fù)功D．吸收光子，庫(kù)侖力做正功23．（2024·北京豐臺(tái)·統(tǒng)考二模）位于我國(guó)廣東江門的中微子實(shí)驗(yàn)室正在有序建設(shè)中，中微子是科學(xué)家在研究