专题16 原子和原子核波粒二象性 (原卷版).docx
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- 专题16 原子和原子核波粒二象性 原卷版 专题 16 原子 原子核 二象性 原卷版
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1、专题16 原子和原子核 波粒二象性一、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,B,C,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,最后辐射出频率为的光子回到基态。该原子钟产生的钟激光的频率为()ABCD
2、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(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,式中G为引力常量,M为地球质量,R为
3、地球半径。下列说法正确的是()A由方法一得到,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()ABCD5(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()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
4、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:8(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,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
5、B电场方向水平向左、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的氢原子谱线(对应的光子能量为)。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和能级之间的跃迁B和能级之间的跃迁C和能级之间的跃迁D和能级之间的跃迁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
6、朗克常量,元电荷)()A103HzB106HzC109HzD1012Hz11(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。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为,则()A衰变方程中的X等于233B的穿透能力比射线强C比的比结合能小D月夜的寒冷导致的半衰期变大12(2023湖南统考高考真题)2023年4月13日,中国“人造太阳”反应堆中科院环流器装置创下新纪录,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
7、为C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为 。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)ABCD14(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,有倍被天眼接收,天眼每秒接收到该天
8、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()ABCD15(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中子,中子与大气中的氮14会产生以下核反应:,产生的能自发进行衰变,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发生衰变的产物是B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,引起的半衰期发生微小变化D若测得一古木样品的含量为活体植物的,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
9、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:,下列说法正确的是()AX是中子B该反应有质量亏损C比的质子数多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,其衰变方程为,半衰期为8天,已知,则下列说法正确的是()A衰变产生的射线来自于原子的核外电子B该反应前后质量亏损C放射性元素发生的衰变为衰变D经过16天,75%的原子核发生了衰变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.
10、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()A10.20eVB12.09eVC12.75eVD13.06eV19(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()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
11、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吸收光子,能量增加D吸收光子,能量减少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22(2022海南高考真题)下列属于衰变的是()ABCD23(
12、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()A钠的逸出功为B钠的截止频率为C图中直线的斜率为普朗克常量hD遏止电压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,已知、的质量分别为,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()AX为氘核BX为氚核CD25(2022湖北统考高考真题)上世纪四
13、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 。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()A逸出光电子的最大初动能为10.80eVBn=3跃迁到n=1放出的光子动量最大C有3种
14、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,其中。图是按能量排列的电磁波谱,要使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DX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
15、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()ABCD30(2022全国统考高考真题)两种放射性元素的半衰期分别为和,在时刻这两种元素的原子核总数为N,在时刻,尚未衰变的原子核总数为,则在时刻,尚未衰变的原子核总数为()ABCD31(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
16、 10 - 34Js。R约为()A1 102mB3 102mC6 102mD9 102m32(2021重庆高考真题)放射性元素会衰变为稳定的,半衰期约为,可以用于检测人体的甲状腺对碘的吸收。若某时刻与的原子数量之比为,则通过后与的质量之比()ABCD33(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,保持入射光不变,则光电子到达A极时动能的最大值随电压U变化关系的图像是()ABCD34(2021江苏高考真题)用“中子活化”技术分析某样品的成分,中子轰击样品中的产生和另一种粒子X,则X是()A质子B粒子C粒子D正电子35(2021海南高考真题)1932年
17、,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。已知、X的质量分别为、,光在真空中的传播速度为c,则在该核反应中()A质量亏损B释放的核能C铍原子核内的中子数是5DX表示的是氚原子核36(2021海南高考真题)某金属在一束单色光的照射下发生光电效应,光电子的最大初动能为,已知该金属的逸出功为,普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论,该单色光的频率为()ABCD37(2021湖北统考高考真题)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
18、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38(2021辽宁统考高考真题)赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现,接收电路的电极如果受到光照,就更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象,即照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是()A玻尔B康普顿C爱因斯坦D德布罗意39(2021天津高考真题)光刻机是
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