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，中國科學(xué)院全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（）取得新突破，成功實現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行，創(chuàng)造托卡馬克實驗裝置運行新的世界紀(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，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，此時物質(zhì)稱為等離子體。在自然界里，火焰、閃電、極光中都會形成等離子體，太陽和所有恒星都是等離子體。下列說法不正確的是（）A．核聚變釋放的能量源于等離子體中離子的動能B．可以用磁場來約束等離子體C．盡管等離子體整體是電中性的，但它是電的良導(dǎo)體D．提高托卡馬克實驗裝置運行溫度有利于克服等離子體中正離子間的庫侖斥力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首個第四代同步輻射光源，計劃于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，波長范圍約為10-5m～10-11m，對應(yīng)能量范圍約為10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等諸多特點，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中偏轉(zhuǎn)時，會沿圓弧軌道切線發(fā)出電磁輻射，這個現(xiàn)象最初是在同步加速器上觀察到的，稱為“同步輻射”。以接近光速運動的單個電子能量約為109eV，回旋一圈輻射的總能量約為104eV。下列說法正確的是（）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明顯減小7．（2020·北京·高考）氫原子能級示意如圖?，F(xiàn)有大量氫原子處于能級上，下列說法正確的是（）A．這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子B．從能級躍遷到能級比躍遷到能級輻射的光子頻率低C．從能級躍遷到能級需吸收的能量D．能級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)們設(shè)計的一種光電煙霧報警器的結(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)生火情時有煙霧進(jìn)入報警器內(nèi)，由于煙霧對光的散射作用，會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)，于是有電流輸入報警系統(tǒng)，電流大于就會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警。某次實驗中，當(dāng)滑動變阻器的滑片P處于圖2所示位置、煙霧濃度增大到n時恰好報警。假設(shè)煙霧濃度越大，單位時間內(nèi)光電管接收到的光子個數(shù)越多。已知元電荷為e，下列說法正確的是（）A．僅將圖2中電源的正負(fù)極反接，在煙霧濃度為n時也可能觸發(fā)報警B．為使煙霧濃度達(dá)到1.2n時才觸發(fā)報警，可以僅將滑片P向左移動到合適的位置C．單位時間內(nèi)進(jìn)入光電管的光子個數(shù)為時，一定會觸發(fā)報警D．報警器恰好報警時，將圖2中的滑片P向右移動后，警報有可能會被解除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，后來科學(xué)家用粒子轟擊鈹核證實了這一猜想，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電極，K極受到光照時能夠發(fā)射電子。當(dāng)用光子能量為2.82eV的光照射K極時，電流表的讀數(shù)為30μA，移動滑動變阻器的滑片，當(dāng)電壓表的示數(shù)等于1V時，電流表讀數(shù)為零，保持滑片位置不變。下列說法中正確的是（

）A．光電子的最大初動能為1.82eVB．K極材料的逸出功為1eVC．電流表的讀數(shù)為30μA時，電壓表的示數(shù)大于1VD．僅將電源正負(fù)極對調(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)子過程中產(chǎn)生的B．陽光下看到細(xì)小的塵埃飛揚(yáng)，是固體顆粒在空氣中做布朗運動C．由于原子核衰變時釋放能量，根據(jù)，衰變過程質(zhì)量增加D．發(fā)生光電效應(yīng)時，光電子的最大初動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^向液態(tài)氫靶上發(fā)射原子核而產(chǎn)生的，與H碰撞可將一個核分裂成一個粒子和一個“四中子”。由于核由四個核子組成，與“四中子”體系很相近，所以早在上個世紀(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，其后有很多實驗對四中子體系進(jìn)行探測，但多數(shù)結(jié)論是否定的。2022年，由數(shù)十個國家的科學(xué)家組成的團(tuán)隊發(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”粒子的說法正確的是（）A．可以通過電磁場使形成高速粒子束B．產(chǎn)生“四中子”的核反應(yīng)為C．從核子間相互作用來看，“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個中子結(jié)合成“四中子”至多需要吸收的能量7．（2024·北京朝陽·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·統(tǒng)考一模）如圖所示為氫原子能級示意圖，一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，下列說法正確的是（）A．躍遷過程中最多可輻射出4種頻率的光子B．從n=4能級躍遷到n=2能級的氫原子能量增大C．從n=4能級躍遷到n=1能級輻射出的光子波長最長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)出的射線來測厚度。某軋鋼廠的熱軋機(jī)上安裝的射線測厚裝置如圖所示，讓γ射線穿過鋼板，探測器探測到的γ射線強(qiáng)度與鋼板的厚度有關(guān)，將射線強(qiáng)度的信號輸入計算機(jī)，可對鋼板的厚度進(jìn)行自動控制。下列說法正確的是（）A．若鋼板變厚，則探測到γ射線變?nèi)魾．若鋼板內(nèi)部有裂縫，則探測到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，該裝置仍正常運行10．（2024·北京石景山·統(tǒng)考一模）處于n=1能級的氫原子，向n=3能級躍遷時（）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，下列說法正確的是（）A．1、3為用黃光照射時得到的曲線，曲線1對應(yīng)的黃光較強(qiáng)B．1、3為用黃光照射時得到的曲線，曲線3對應(yīng)的黃光較強(qiáng)C．2、3為用黃光照射時得到的曲線，曲線2對應(yīng)的黃光較強(qiáng)D．2、3為用黃光照射時得到的曲線，曲線3對應(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α粒子散射實驗證實了原子核內(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驗上證實了“光射到物體表面上時會產(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，這種壓力會對物體表面產(chǎn)生壓強(qiáng)，這就是“光壓”。某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的探測器，利用太陽光的“光壓”為探測器提供動力，以使太陽光對太陽帆的壓力超過太陽對探測器的引力，將太陽系中的探測器送到太陽系以外。假設(shè)質(zhì)量為m的探測器正朝遠(yuǎn)離太陽的方向運動，帆面的面積為S，且始終與太陽光垂直，探測器到太陽中心的距離為r，不考慮行星對探測器的引力。已知：單位時間內(nèi)從太陽單位面積輻射的電磁波的總能量與太陽絕對溫度的四次方成正比，即，其中T為太陽表面的溫度，為常量。引力常量為G，太陽的質(zhì)量為M，太陽的半徑為R，光子的動量，光速為c。下列說法正確的是（）A．常量的單位為B．t時間內(nèi)探測器在r處太陽帆受到太陽輻射的能量C．若照射到太陽帆上的光一半被太陽帆吸收一半被反射，探測器太陽帆的面積S至少為D．若照射到太陽帆上的光全部被太陽帆吸收，探測器在r處太陽帆受到的太陽光對光帆的壓力15．（2024·北京房山·統(tǒng)考一模）圖為氫原子的能級圖。大量處于的激發(fā)態(tài)的氫原子，下列說法正確的是（）A．原子向低能級躍遷只能放出2種不同頻率的光子B．原子躍遷到低能級后電子動能變大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圖，現(xiàn)有大量氫原子處于能級上。下列說法正確的是（

）A．氫原子所處能級越高，越穩(wěn)定B．氫原子在向低能級躍遷時放出光子，能量增加C．這些原子躍遷過程中最多可輻射出2種頻率的光子D．從能級躍遷到能級時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）氫原子的能級圖如圖所示，大量氫原子處于能級，關(guān)于這些氫原子，下列說法正確的是（

）A．氫原子向低能級躍遷只能發(fā)出2種不同頻率的光子B．氫原子躍遷到能級，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，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)，向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光。關(guān)于這些光，下列說法正確的是（）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能級躍遷到n＝1能級產(chǎn)生的C．最容易發(fā)生衍射的光是由n＝4能級躍遷到n＝1能級產(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。開關(guān)閉合后，當(dāng)用波長為的單色光照射光電管的陰極K時，電流表有示數(shù)。下列說法正確的是（）

A．若只讓滑片向端移動，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·統(tǒng)考二模）根據(jù)玻爾原子理論，一個氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級，該氫原子（）A．放出光子，庫侖力做正功B．放出光子，庫侖力做負(fù)功C．吸收光子，庫侖力做負(fù)功D．吸收光子，庫侖力做正功23．（2024·北京豐臺·統(tǒng)考二模）位于我國廣東江門的中微子實驗室正在有序建設(shè)中，中微子是科學(xué)家在研究