(26)原子结构和波粒二象性、原子核-【衡水金卷·先享题】2026年高考物理一轮复习周测卷（J）

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 (二十六)原子结构和波粒二象性、原子核 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共8小题，每题8分，共64分。每题只有一个选项最符合题意） 1.下列说法正确的是 A.在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞后，动量会变小，因此，这些光子散射后 波长变小 B.α粒子散射实验表明原子中心的核带有原子的全部正电荷及全部质量 C.动能相等的电子和质子，电子的物质波波长更短 D.光的干涉和衍射实验表明，光是一种电磁波，具有波动性，光电效应和康普顿效应则表明光在 与物体相互作用时，光表现出粒子性 2.关于宇宙起源的大爆炸理论认为，宇宙在最初三分钟内，只存在氢和氦两种元素，其中氦元素的 获得有几种途径，其中一种为H+X→He十2Y,关于原子核X和电荷数Z,下列组合可能正 确的是 A.X为H,Z=0B.X为H,Z=0 C.X为H,Z=1 D.X为H,Z=1 3.钠盐在酒精灯上灼烧时会发出黄光，这种现象叫焰色反应，其原理是：钠原子被灼烧时，原子中 的电子跃迁到高能级，因不稳定，又向低能级跃迁并辐射出电磁波。下列说法正确的是 A.钠原子光谱是连续谱 B.钠原子向高能级跃迁时不需要吸收能量 C.钠原子发光是衰变过程 D.钠原子辐射出的可见光有黄光波段的电磁波 4.如图甲所示为利用光电效应工作的一种光电传感器，可以将光信号转换为电信号，主要用在自 动控制电路中，其原理电路如图乙所示。正常工作时，可见光照在阴极K上，电路导通，电信号 由电阻R两端输出，下列说法正确的是 光电管 40 电源 甲 乙 A.正常工作时，A端接电源负极，B端接电源正极 B.换用紫外线照射光电管时，电路不会有电信号输出 C.正常工作时，光照强度越大，电阻R两端的电压越大 D.正常工作时，流过电阻R的电流方向由下向上 物理第1页（共4页) 衡水金卷·先享题·高三一 5.如图所示为α、b、c三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系，关于这三种光，下 列说法正确的是 A.三种光中，a光光子的能量最大 B.三种光中，b光光子的动量最大 C.在同种均匀介质中传播，b光的速度比c光大 Uh Uc Uao D.照射同一单缝，c光在屏上形成的衍射条纹宽度比b光窄 6.氦原子被电离一个核外电子后，形成类氢结构的氦离子H+,其能级跃迁遵循玻尔原子理论，能 级图如图甲所示。大量处于=3能级的氦离子跃迁并辐射出光，用释放的所有光照射光电管 的K极，调节滑动变阻器的滑片P使电流表的示数恰好为零，如图乙所示。已知K极板的逸出 功为4.54eV,下列说法正确的是 He+ EleV 窗口 00----------------0 光束 -2.18 -3.40 -6.04 A -13.6 -54.4 电源 乙 A.氦离子跃迁时，可以产生2种不同频率的光 B.图乙中左端为电源正极 C.仅增加光照强度，为使电流表的示数依旧恰好为零，则需向右移动滑动变阻器的滑片P D.图乙中电压表的读数为43.82V 7.某款条形码扫描笔的工作原理如图所示，将扫描笔在条形码上匀速移动，发光二极管发出的光 遇到黑色线条几乎全部被吸收，遇到白色线条被大量反射到光电管中的金属表面（截止频率为 ),产生光电流，如果光电流大于某个值，会使信号处理系统导通，将条形码变成一个个脉冲电 信号。下列说法正确的是 移动方向扫描 光电管 发光二极管 接信号处理系统 扫描笔外壳 A.扫描笔在条形码上移动的速度会影响光电流的产生 B.条形码扫描笔的工作原理说明光是一种具有能量的粒子 C.若发光二极管发出频率为1.2o的光，则光电子最大初动能为ho D.若发光二极管发出频率为0.7o的光，则可以通过增加光强，使其正常识别条形码 轮复习40分钟周测卷二十六 物理第2页（共4页） 可 8.人体暴露于强烈的中子辐射中会在血浆中产生Na,可以通过测量Na的数量来确定患者吸收 的辐射剂量。Na具有放射性，某次研究其放射特性的实验中，将孤立Na原子核静置于匀强磁 场中，衰变后在磁场中形成两条圆周径迹，如图所示。已知粒子重力及粒子间的相互作用力均 可忽略不计，下列说法正确的是 X××××X ×××× ××(×人× ×××X ×××××× A.小圆对应的粒子的运动方向为顺时针方向 B.将Na置于磁场中可以加速衰变的发生 C.小圆和大圆的轨迹半径之比为1：12 D.衰变后两种粒子的动能相等 班级 姓名 分数 题号 6 答案 二、非选择题（本题共3小题，共36分。请按要求完成下列各题） 9.(12分)某无毒的放射性元素经过9天后，只剩下。没有衰变，它的半衰期是多少天？为估算某 水库的库容，可取一瓶该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变8×10？次。现将这瓶 溶液倒入水库，9天后在水库中取水样13（可认为溶液已均匀分布），测得水样每分钟衰变20 次，请估算水库中水的体积V。 物理第3页（共4页） 衡水金卷·先享题·高三一轮 10.(12分)掌握并采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太阳上的一种核 反应为两个氘核(H)聚变成一个He核。已知氘核的质量为2.0136u,中子的质量为 1.0087u,He核的质量为3.0150u,1u对应的能量为931.5MeV。 (1)写出该核反应方程； (2)求上述核反应中释放的核能；（结果保留三位有效数字） (3)若两个动能均为0.45MV的氘核做对心碰撞，发生上述核反应，且释放的核能全部转化 成动能，则反应中生成的：He核和中子的动能分别为多少？ 11.(12分)康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量。根据狭义相 对论，光子的能量E与其动量p的关系为E=c,其中c为真空中的光速。 (1)已知普朗克常量为A,推导波长为入的单色光光子的动量表达式p一会， (2)如同大量气体分子与器壁频繁碰撞产生压力一样，当光照射到物体表面时，也将产生持续 均匀的压力，这种压力会对物体表面产生压强，这就是“光压”。有科学家设想利用太空中阻力 很小的特点，可以在宇宙飞船上安装太阳帆，利用光压推动飞船前进，实现星际旅行，将一个材 质很轻、面积足够大的太阳帆完全展开，调整帆面方向，使其与太阳光照方向垂直。已知帆面 处单位面积接收的太阳光辐射功率为P。,其中被太阳帆表面反射的光占入射光的比例为K,其 余的入射光均被太阳帆面吸收，不考虑光子被反射前、后的能量变化。推导太阳帆受到的光压 p光的表达式。 复习40分钟周测卷二十六 物理第4页（共4页） 可高三一轮复习J ·物理· 高三一轮复习40分钟周测卷/物理（二十六） 9 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) T ① ② ③④ 档次 系数 1 单项选择题 8 原子物理中基本概念的理解 易 0.90 2 单项选择题 8 核反应方程 易 0.85 3 单项选择题 8 钠原子光谱、跃迁 中 0.75 4 单项选择题 光电效应的实际应用 中 0.70 单项选择题 光电流的I-U图像 中 0.65 6 单项选择题 跃迁、光电效应 中 0.62 单项选择题 光电效应的能量计算 0.75 放射性元素的衰变、带电粒子在 8 单项选择题8 难 0.55 磁场中的偏转问题 9 非选择题 12 半衰期的相关计算 易 0.80 10 非选择题 12 核能的计算 / 中 0.65 11 非选择题 12 康普顿效应的理解、动量定理 难 0.55 香考答案及解折 一、单项选择题 波长公式X=冬，可知电子的物质波波长更长，C项 1.D【解析】在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中 错误；光是一种电磁波，既有波动性又有粒子性，光的 的电子碰撞后，动量会变小，由入=合，可知波长变 传播主要表现波动性，如光的干涉和衍射现象，光与 长，A项错误；α粒子散射实验表明原子中心的核带 物质作用主要表现为粒子性，如光电效应和康普顿效 有原子的全部正电和绝大部分质量，B项错误；根据 应，D项正确。 动量和动能关系有p2=2mEk,动能相等的电子和质 2.A【解析】根据质量数和电荷数守恒，可知X为H, 子，电子的质量小，可知电子的动量小，根据物质波的 Z=0,A项正确。 ·99· ·物理· 参考答案及解析 3.D【解析】钠原子光谱是线状谱，A项错误：钠原子 止频率为，若发光二极管发出频率为1.2的光， 向高能级跃迁时需要吸收能量，B项错误：钠原子发 根据爱因斯坦光电效应方程，可得光电子最大初动能 光是钠原子中的电子从高能级跃迁到低能级时辐射 Em=1.2hw。一h%=0.2hwo,C项错误；若发光二极管 出的，不是衰变过程，C项错误；钠盐在酒精灯上灼烧 发出频率为0.7的光，小于光电管中的金属表面的 时会发出黄光，说明钠原子辐射出的可见光有黄光波 截止频率，不能发生光电效应现象，即使增加光强， 段的电磁波，D项正确。 也不会产生光电子，所以不能正常识别条形码，D项 4.C【解析】正常工作时，光电管的阴极K上逸出光 错误。 电子，因此A端接电源正极，B端接电源负极，流过 8.C【解析】由于Na衰变过程中动量守恒，故衰变后 电阻R的电流方向由上向下，A、D项错误：紫外线的 两种粒子的动量大小相等、方向相反，动能不相等，衰 频率比可见光大，则换用紫外线照射光电管时有光电 变后的两种粒子速度方向相反，在磁场中运动的轨迹 效应发生，电路有电信号输出，B项错误；正常工作 v2 相切于一点，由洛伦兹力提供向心力有Bgu=mR' 时，光照强度越大，光电流越大，电阻R两端的电 越大，C项正确。 解得R一常，可知所带电荷量越大，其运动时的轨迹 5.B【解析】由图可知a光对应的遏止电压最小，根据 半径越小，小圆对应的粒子所带电荷较大，其所带电 eU=Ek=hy一W。,可知a光的频率最小，能量最小， 荷为正电荷，根据左手定则可知，小圆对应的粒子的 A项错误；由于b光的频率最大，故波长最短，根据p 运动方向为逆时针方向，A、D项错误；外界环境并不 ，可知6光光子的动量最大，B项正确：b光的频 h 能影响粒子的半衰期，故不能加速衰变，B项错误；根 据左手定则结合偏转轨迹，可知大圆对应的粒子带负 率最大，折射率最大，根据一无，可知在同种均匀介 电，故该衰变为B衰变，其衰变方程为Na→Mg 质中传播，b光的速度最小，C项错误：b光波长最短， 十-e,产生的新核与3粒子的电荷量之比为12：1，根 照射同一单缝，c光在屏上形成的衍射条纹宽度比b 光宽，D项错误。 据R一常可知粒子运动的轨迹半径之比等于其所 6.D【解析】根据排列组合知识，可以产生V=C号=3 带电荷量的反比，故小圆和大圆的轨迹半径之比为 种不同频率的光，A项错误；图乙中的电路要求使电 1:12,C项正确。 流减小为零，为反向电压，则右端为电源正极，B项错 二、非选择题 误：由光电效应方程cU=子m2=w一W,可知仅 9.【解析】由半襄期公式m=(受)fm。= (3分) 增加光照强度，遏止电压不会增大，C项错误：从=3 结合t=9天，解得T=3天 (3分) 能级向n=1能级跃迁辐射出的光子能量最大，为hy 由题可知 =-6.04eV-(-54.4eV)=48.36eV,根据动能定 1 1 8mX 理有eU=hv-W。,解得U=43.82V,D项正确 8×10 20 (3分) 7.B【解析】光照到光电管发生光电效应是瞬间的，即 解得V=5×10im (3分) 立刻产生光电子，若快速移动扫描笔，会使相邻脉冲 10.【解析】(1)根据电荷数、质量数守恒，可知核反应方 电信号的时间间隔变短，但不会影响光电流的产生， 程为H十H→He十n (2分) A项错误；条形码扫描笔的工作原理说明光是一种具 (2)设核反应的质量亏损为△，则有 有能量的粒子，B项正确：光电管中的金属表面的截 △m=2.0136u×2-(3.0150+1.0087)u= ·100· 高三一轮复习J ·物理· 0.0035u (2分) c=λy (1分) 解得AE≈3.26MeV (2分) 联立解得p=￡=：=么 ccλ (2分) (3)设核反应后He核和中子的质量分别为3m、m, (2)一小段时间△t内，太阳帆接收的光子数n= 动量分别为p1、p2,动能分别为Ek1,Ek2,有 P。·△t·S p1十p2=0 (2分) (1分) h子 一品 根据动量定理有 器 F·=2K冬+I-K0n号 (2分) Eu+Ek2=2Ek十△E (2分) 光产生的压强P:=号 (2分) 解得Ek1=1.04MeV,Ek2=3.12MeV (2分) 11.【解析】(1)根据E=pc (1分) 解得p=1十K)卫 (2分) c E=hy (1分) ·101·