2024年高考物理专题特训：原子物理学（难题篇）

2024年高考物理专题特训：原子物理学（难题篇） 一、选择题 1． 核聚变发电有望提供人类需要的丰富清洁能源，氢核聚变可以简化为如下过程，4个氢核（）聚变生成氦核（），并放出2个X和2个中微子，同时伴随着光子的产生，光子照射到逸出功为的金属上，逸出光电子的最大初动能为。其中中微子的性质十分特别，在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的反应，产生中子和正电子，间接地证实了中微子的存在。已知光电子的质量为m，光速为c，普朗克常量为h。下列说法正确的是（　　） A．中微子的质量数为0，电荷数为1 B．X为电子 C．光子的波长为 D．光电子的德布罗意波波长为 2．2023年12月14日，我国宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放，邀请全世界科学家来中国集智攻关，共同追逐“人造太阳”能源梦想。“人造太阳”物理本质就是核聚变，其发生核聚变的原理和太阳发光发热的原理很相似，核反应方程为。下列说法正确的是（　　） A．X是质子 B．的比结合能比H的大 C．该反应为链式反应 D．的结合能为17.6MeV 3．物理实验是物理理论研究的基石。关于下面几幅图说法正确的是（　　） A．图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压一定小 B．图乙说明在粒子散射实验中，大多数粒子都有了明显偏转 C．图丙说明氡原子核衰变时，每过3.8天，发生衰变的原子核数目保持不变 D．由图丁可以推断出，氧原子核比锂原子核更稳定 4．某原子的部分能级图如图，大量处于某激发态的该原子向低能级跃迁时，发出三种波长的光如图所示，它们的波长分别为λa、λb、λc。下列说法正确的是（　　） A．同样条件下，a光比b光衍射现象更明显 B．三种光的波长关系为 C．用同一套装置做双缝干涉实验，b光相邻亮纹的间距最大 D．若c光照射某种金属能发生光电效应，b光照射该金属也能发生光电效应 5． 核电池是利用同位素自然衰变产生的热量，通过温差热电效应将核能转化为电能的装置，其基本结构如图所示。某款核电池是利用锶90（半衰期约为28年）的衰变来工作的，其中锶90的衰变方程为：，下列说法正确的是（　　） A．锶90发生的是衰变 B．经过56年，核电池的质量约减小 C．锶90衰变产生的射线X是一种电磁波 D．射线X本质是高速电子流 6． 如图为氢原子能级示意图，下列说法正确的是（　　） A．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以发出6种频率的光 B．当处于基态的氢原子受到动能为13.6eV的粒子轰击时，氢原子一定会电离 C．处于基态的氢原子可以吸收能量为12.1eV的光子并发生跃迁 D．处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量减小 7．图甲是氢原子的能级图，一群处于激发态的氢原子自发跃迁，辐射出的光子中仅有一种能使图乙中的光电管产生光电效应，测得在电路中的光电流与对应光电管两端电压的关系如图丙所示。则阴极的逸出功等于（　　） A． B． C． D． 8． 下列关于原子物理知识说法正确的是（　　） A．如图1为氢原子的能级结构图，当氢原子从基态跃迁到激发态时，放出能量 B．如图2中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为 C．如图3为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线，图线的斜率为普朗克常量h D．核反应方程中，X是质子 二、多项选择题 9． 下列说法正确的是（　　） A．相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱 B．具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同 C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量 D．自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化 10．核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。是反应堆中发生的许多核反应中的一种，X是某种粒子，a是X粒子的个数，用mu、mBa、mKr分别表示核的质量，mx 表示X粒子的质量，c为真空中的光速，以下说法正确的是（　　） A．X为中子，a=2 B．X为中子，a=3 C．上述核反应中放出的核能△E=△mc2=（mu-mBa-mKr-2mx）c2 D．上述核反应中放出的核能△E=△mc2=（mu-mBa-mKr-3mx）c2 11．如图1所示是一款光电烟雾探测器的原理图。当有烟雾进入时，来自光源S的光被烟雾散射后进入光电管C，光射到光电管中的钠表面时会产生光电流。如果产生的光电流大于，便会触发报警系统。金属钠的遏止电压随入射光频率的变化规律如图2所示，则（　　） A．要使该探测器正常工作，光源S发出的光波波长不能小于 B．图2中图像斜率的物理意义为普朗克常量h C．触发报警系统时钠表面每秒释放出的光电子数最少是个 D．通过