专题18 原子物理 题组2-【区块练】2021-2025年五年高考真题分类汇编物理

1.(2025·山东卷)在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的金属，所得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能Ek的大小关系正确的是(　　) A.Ek1>Ek2>Ek3　　　 B.Ek2>Ek3>Ek1 C.Ek3>Ek2>Ek1 D.Ek3>Ek1>Ek2 2.(2025·广西卷)已知金属铷、钾、钠、钙的逸出功分别为2.13 eV、2.25 eV、2.29 eV、3.20 eV。用光子能量为2.20 eV的单色光照射这些金属的表面，能逸出光电子的金属是(　　) A.铷　 B.钾 C.钠 D.钙 3.(2025·云南卷)2025年3月，我国科学家研制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得突破。碳14的衰变方程为6C→7N＋X，则(　　) A.X为电子，是在核内中子转化为质子的过程中产生的 B.X为电子，是在核内质子转化为中子的过程中产生的 C.X为质子，是由核内中子转化而来的 D.X为中子，是由核内质子转化而来的 4.(2025·安徽卷)2025年4月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核(Th)俘获x个中子(n)，共发生y次β衰变，转化为易裂变的铀核(U)，则(　　) A.x＝1，y＝1 B.x＝1，y＝2 C.x＝2，y＝1 D.x＝2，y＝2 5.(2024·湖南卷)量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是(　　) A.普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B.光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出 C.康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D.德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 6.(2024·湖北卷)硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一，B＋n→X＋Y是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则(　　) A.a＝7，b＝1 B.a＝7，b＝2 C.a＝6，b＝1 D.a＝6，b＝2 7.(2023·湖北卷)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121.6 nm的氢原子谱线(对应的光子能量为10.2 eV)。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.n＝2和n＝1能级之间的跃迁 B.n＝3和n＝1能级之间的跃迁 C.n＝3和n＝2能级之间的跃迁 D.n＝4和n＝2能级之间的跃迁 8.(2022·湖南卷)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电子的粒子性 9.(2022·山东卷)碘125衰变时产生γ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(　　) A. B. C. D. 10.(2022·广东卷)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En＝，其中E1＝－13.6 eV。下图是按能量排列的电磁波谱，要使n＝20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 D.X射线波段的光子 11.(2022·全国甲卷)两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在t＝4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为(　　) A. B. C. D. 12.(2021·全国卷Ⅰ)医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。对于质量为m0的113Sn，经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其-t图线如图所示。从图中可以得到113Sn的半衰期为(　　) A.67.3d B.101.0d C.115.1d D.124.9d ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题18　题组二 1.解析　根据光电子最大初动能与遏止电压的关系Ek＝eUc 根据图像有|Uc2|>|Uc3|>|Uc1| 故Ek2>Ek3>Ek1，B正确。 答案　B 2.解析　当光照射金属表面时，电子会吸收光的能量，若金属表面的电子吸收的能量超过逸出功，电子就能从金属表面逸出，成为光电子。由题意可知照射这些金属的单色光的光子能量2.20 eV只大于金属铷的逸出功，故能逸出光电子的金属是铷，A正确。 答案　A 3.解析　根据质量数和电荷数守恒有6C→7N＋e 可知X为电子，电子是在核内中子转化为质子的过程中产生的。故选A。 答案　A 4.解析　根据题意可知，钍核每俘获1个中子质量数加1，电荷数不变，每发生一次β衰变，质量数不变，电荷数加1，钍核变成铀核，质量数加1，电荷数加2，则俘获1个中子，发生2次β衰变，即x＝1，y＝2，B正确。 答案　B 5.解析　普朗克认为黑体辐射的能量是量子化的，A错误；紫光的频率大于红光的频率，由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，若改用紫光照射此金属表面，一定能发生光电效应，即电子从金属表面逸出，B正确；康普顿散射实验发现，X射线被较轻物质(石墨、石蜡)等散射后除了有波长与原波长相同的成分外还有波长较长的成分，C错误；德布罗意认为实物粒子具有波粒二象性，D错误。 答案　B 6.解析　 答案　B 7.解析　由题图中可知n＝2和n＝1的能级差之间的能量差值为ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－＝10.2 eV 与探测器探测到的谱线能量相等，故可知此谱线来源于太阳中氢原子n＝2和n＝1能级之间的跃迁。故选A。 答案　A 8.解析　波尔的量子化模型很好地解释了原子光谱的分立特征，A错误；玻尔的原子理论成功的解释了氢原子的分立光谱，但不足之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，还不能完全揭示微观粒子的运动规律，B错误；光电效应揭示了光的粒子性，C正确；电子束穿过铝箔后的衍射图样，证实了电子的波动性，质子、中子及原子、分子均具有波动性，D错误。故选C。 答案　C 9.解析　设刚植入时碘的质量为m0，经过180天后的质量为m，根据m＝m0，代入数据解得m＝m0＝ m0＝m0，故选B。 答案　B 10.解析　要使处于n＝20的氢原子吸收一个光子后恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子的能量为 E＝0－eV＝0.034 eV 则被吸收的光子是红外线波段的光子。 故选A。 答案　A 11.解析　根据题意设半衰期为t0的元素原子核数为x，另一种元素原子核数为y，依题意有 x＋y＝N 经历2t0后有x＋y＝ 联立可得x＝N，y＝N 在t＝4t0时，原子核数为x的元素经历了4个半衰期，原子核数为y的元素经历了2个半衰期，则此时未衰变的原子核总数为 n＝x＋y＝ 故选C。 答案　C 12.解析　由图可知从＝到＝恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为 T＝182.4d－67.3d＝115.1d 故选C。 答案　C 1 学科网（北京）股份有限公司 $