原子物理学 专项测试-2026届高考物理二轮复习备考

《原子物理学》测试 一、单选题 1．科学家探究自然界的物理规律，为人类的科学事业做出了巨大贡献．下列描述符合物理学史实的是（　　） A．贝可勒尔首先发现了X射线 B．库仑首先引入了场的概念和电场线、磁感线的概念 C．普朗克首先把能量子引入了物理学，正确破除了“能量连续变化”的传统观念 D．牛顿给出万有引力公式的同时，首先给出了引力常量的数值 2．天然放射性元素衰变时放出的β射线是 A．氦核流 B．质子流 C．中子流 D．电子流 3．放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。现已知某放射性元素任意时刻的质量m与开始时刻的质量m0的比值随时间变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．该元素的半衰期约为200天B．温度能改变原子的衰变进程 C．若该元素发生β衰变，说明该元素原子核中有电子 D．若该元素衰变产生α射线，则该元素可用于钢板探伤 4．如图所示，已知用光子能量为2.82eV的紫光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转，若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，电压表读数为1V，则该金属涂层的逸出功约为（　　） A．2.9×10﹣19J B．6.1×10﹣19J C．1.6×10﹣19J D．4.5×10﹣19J 5．在某种有生命的动物体内，每克动物活体大约有500亿个碳14原子，其中每小时有600个碳14发生β衰变。在某次考古中发现了该种动物的遗骸，取该遗骸样本2g，利用粒子计数器测量出该遗骸样本中每小时碳14的衰变个数为300个，已知碳14的半衰期为5730年，则下列说法正确的是（　　） A．碳14衰变方程为 B．碳14发生β衰变产生的电子与光电效应逸出的光电子本质一样，都来源于核外电子 C．该遗骸距今大约5730年 D．伴随碳14衰变释放的γ光子是处于高能级的碳14核向低能级跃迁时产生的 6．氢原子的能级图如图所示。已知红光的光子能量范围为1.61-2.00eV，绿光能量范围为2.14-2.53eV，蓝光能量范围为2.53-2.76eV，紫光能量范围为2.76-3.10eV。用能量为12.09eV的光子照射处于基态的氢原子，能发出哪种颜色的光（　　） A．红光 B．绿光 C．蓝光 D．紫光 7．下列哪些现象或者效应能说明光具有粒子性（　　） A．偏振现象 B．干涉现象 C．康普顿效应 D．衍射现象 8．a、b两种单色光以相同的入射角从半圆形玻璃砖的圆心O射向空气，其光路如图所示．下列说法正确的是（　　） A．a光由玻璃射向空气发生全反射时的临界角较小 B．该玻璃对a光的折射率较小 C．b光的光子能量较小 D．b光在该玻璃中传播的速度较大 9．图甲为研究光电效应的电路图，其中光电管阴极K的材料的逸出功。图乙为实验中用某一频率的光照射光电管时，光电流随电压变化的曲线，当U=-2.5V时，光电流刚好为0。已知普朗克常量，电子电荷量，质量。下列说法正确的是（　　） A．入射光的频率为 B．以最大初动能逸出的光电子的德布罗意波的波长约为 C．当电压U=2.5V时，光电子到达阳极A的最大动能为 D．每秒射到光电管阴极K的光子至少为个 10．根据玻尔的氢原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后（ ） A．氢原子所在的能级下降 B．氢原子的电势能增加 C．电子绕核运动的半径减小 D．电子绕核运动的动能增加 11．波长为的光子与一静止电子发生正碰，测得碰撞后（未反弹）的光子波长增大了，普朗克常量为h，不考虑相对论效应，碰后电子的动量为（　　） A． B． C． D． 12．如图所示，一细光束通过玻璃三棱镜折射后分成a、b、c三束单色光，且都能让同一装置发生光电效应，关于这三束单色光，下列说法正确的是（　　） A．单色光a的频率最小，照射同一装置时，形成的饱和光电流强度小 B．单色光c在玻璃中的传播速度最大 C．通过同一双缝产生的干涉条纹的间距，单色光c的最大 D．单色光a从玻璃射向空气的全反射临界角最大 13．我国的“祝融号”火星车，它的电源来自于太阳能电池，在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家正在研究用放射性材料，作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素是，其半衰期是87.7年，可衰变为，下列说法正确的是（  ） A．Pu元素衰变所放出的高能粒子为高速电子线 B．衰变为，比结合能变小 C．Pu的同位素的半衰期为87.7年 D．的衰变方程为 二、多选题 14．对于原子、原子核，人们无法直接观察到其内部结构，只能通过对各种实验事实提供的信息进行分析、猜想、提出微观模型，并进一步接受实验事实的检验，进而再对模型进行修正。下列实验事实支持相应观点的是（　　） A．电子的发现，说明原子是可以再分的 B．康普顿散射现象及规律，说明原子具有核式结构 C．玻尔依据氢原子光谱的实验规律，将量子观念引入原子领域 D．天然放射现象，说明原子核内部是有结构的 15．居室装修中常用的大理石等天然石材，若含有铀、钍等元素就会释放出放射性气体氡．氡会经呼吸进入人体并停留于在体内发生衰变，放射出α、β、γ射线．这些射线会导致细胞发生变异，引起疾病．下列相关说法正确的是（　　） A．放射性元素发生衰变时放出的α射线具有波粒二象性 B．铀衰变为镭要经过4次α衰变和2次β衰变 C．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的 D．处于激发态的氧原子发出的某一单色光照射到某金属表面能发生光电效应，若这束光通过玻璃砖折射后，再射到此金属表面将不会再产生光电效应 16．刘辉同学在家里的厚玻璃茶几上就餐时，观察到一细束阳光照射在茶几面上，在水平地面上有一彩色光带．根据所学光学有关知识作出了这束阳光的光路图，如图所示，则下列说法正确的是 A．射出璃后a、b两光束一定平行 B．b光在玻璃中的传播速度大 C．b光的光子能量大 D．若增大入射角i,单色光a可能在玻璃砖的下表面发生全反射 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D A A A A C B B B 题号 11 12 13 14 15 16 答案 D D D ACD AB AC 1．C 【详解】A、伦琴最早发现了伦琴射线，也叫X射线；故A错误. B、法拉第首先引入了场的概念和电场线、磁感线的概念；故B错误. C、普朗克为了解释黑体辐射，把能量子的概念引入，认为能量是不连续的；故C正确. D、牛顿推出万有引力公式后，卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量G的数值；故D错误. 2．D 【详解】天然放射性元素衰变时放出的β射线是电子流，故选D. 3．A 【详解】A．一半物质衰变所用的时间叫半衰期，由图像可知半衰期是200 天，故A正确； B．一切物理、化学手段均不能改变元素的半衰期，B错误； C．β衰变的实质是中子变为质子与电子，质子留在原子核，电子释放出来，C错误； D．α粒子（氦的原子核）电荷量大质量大速度小，电离能力强而穿透能力弱，D错误。 故选A。 4．A 【详解】毫安表的读数恰好减小到零说明逸出的电子的动能恰好能克服电场力做功，为 Ek=eU=1eV 由爱因斯坦光电效应方程有 联立解得 W0=2.9×10-19J 故选A。 5．A 【详解】A．碳14发生β衰变产生电子，根据电荷数守恒、质量数守恒，A正确； B．碳14发生β衰变产生的电子与光电效应逸出的光电子都是电子，其本质一样；但β衰变产生的电子是由原子核内一个中子转化成质子而产生的，来源于原子核；光电效应逸出的光电子是核外电子，B错误； C．每克活体内每小时有600个碳14发生β衰变，而每克遗骸每小时碳14的衰变个数为150个，原子数为原来的，可估测经历了两个半衰期，该遗骸距今11460年，C错误； D．衰变过程释放的光子是由于衰变产生的新核由高能级向低能级跃迁时产生的，D错误。 故选A。 6．A 【详解】由于基态与第3能级的能量差为 所以用能量为12.09eV的光子照射处于基态的氢原子，则刚好跃迁到第3能级。当原子处于第3能级时，会自发的向低能级跃迁，产生的三种光子的能量为第3能级—第2能级的1.89eV，第2能级—第1能级的10.20eV，第3能级—第1能级的12.09eV。其中1.89eV的光刚好对应可见光中的红光。 故选A。 7．C 【详解】A．光的偏振现象说明光是一种横波而不是纵波，A错误； B．光的干涉现象说明光具有波动性，B错误； C．康普顿效应证明了光不仅仅具有能量，光还具有动量，说明光具有粒子性，C正确； D．光的衍射现象说明光具有波动性，D错误。 故选C。 8．B 【详解】B．从玻璃射入空气中会发生全反射现象，由光路图可知，a、b光入射角相同，在分界面上a光发生反射及折射，而b光发生全反射，因此a光的折射率小于b光折射率，故B正确； A．a光折射率小，因此a光发生全反射的临界角大，故A错误； CD．b光折射率大，根据 则b光在玻璃中的传播速度小，b光的波长小，根据 知b光的光子能量大，故CD均错误。 故选B。 9．B 【详解】A．根据图乙可知，遏止电压 根据 解得 故A错误； B．结合上述有 电子动能与动量分别为 ， 以最大初动能逸出的光电子的德布罗意波的波长 解得 故B正确； C．光电子逸出的最大初动能 当电压U=2.5V时，光电子到达阳极A过程，根据动能定理有 解得 故C错误； D．根据图乙可知，没有加电压时的电流为5.0μA，根据电流的定义式有 解得 即每秒射到光电管阴极K的光子至少为个，故D错误。 故选B。 10．B 【详解】AC.根据玻尔的氢原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后，氢原子的能级上升，半径增大，A、C错误； B.电子与原子核间的距离增大，库仑力做负功，电势能增大，B正确； D.电子围绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力，由，可得，半径增大，动能减小，故D错误． 11．D 【详解】根据动量和波长的关系      设碰后电子的动量为p0，光子与电子碰撞过程满足动量守恒，因为光子碰后未反弹，所以 解得 故选D。 12．D 【详解】A．由题图可以看出，c光的偏折程度最大，a光的偏折程度最小，则c光的折射率最大，频率最大，a光的折射率最小，频率最小，饱和光电流强度只跟光照强度有关，A错； B．由公式可知，c光的折射率最大，在玻璃中的传播速度最小，B错误； C．光的频率越大，则波长越小，c光的频率最大，则波长最短，根据双缝干涉条纹的间距公式可知c光产生的条纹间距最小，C错误； D．又由公式可知，折射率越小，临界角越大，由于a光的折射率最小，则a光的临界角最大，D正确。 故选D。 13．D 【详解】AD．根据质量数守恒，电荷数守恒，的衰变方程为 Pu元素衰变放出α射线，故A错误，D正确； B．Pu元素衰变后，核子数减少，比结合能变大，故B错误； C．不同的原子核半衰期不一定相同，故C错误； 故选D。 14．ACD 【详解】A．汤姆孙发现电子，电子带负电，而原子呈现电中性，说明原子是可以再分的，故A正确； B．康普顿散射现象及规律，说明光具有粒子性，故B错误； C．玻尔依据氢原子光谱的实验规律，提出了波尔理论，将量子观念引入原子领域，故C正确； D．天然放射现象与元素的物理性质和化学性质无关，说明原子核内部是有结构的，故D正确。 故选ACD。 15．AB 【详解】A、放射性元素发生衰变时放出的α射线，属于实物粒子，也具有波粒二象性，故A正确； B、铀衰变为氡，质量数减小16，而质子数减小6，经过一次α衰变，质量数减小4，质子数减小2，而一次β衰变质量数不变，则质子数增大1，因此要经过4次α衰变和2次β衰变，故B正确； C、β衰变时所释放的电子是原子核内的中子衰变为质子时产生的，故C错误； D、发出的某一单色光照射到某金属表面能发生光电效应，若这束光通过玻璃砖折射后，虽光速变化了，但其频率不变，再射到此金属表面，仍将会再产生光电效应，故D错误． 16．AC 【详解】由于玻璃砖上下表面平行，所以两次折射的法线也平行，第一次的折射角等于第二次的入射角，所以出射光线与入射光线平行，进而两出射光线相互平行，故A正确；由光路图可知，光线b的偏折程度较大，则玻璃砖对b光的折射率较大，b光的频率较大，由v＝c/n知b光在玻璃中的传播速度较小，由ɛ=hγ知，b光的光子能量大，故B错误，C正确；因第二次的折射角等于第一次的入射角，小于临界角，所以第二次不会发生全反射，故D错误；故选AC． 点睛：解决本题的突破口在于通过光的偏折程度比较出折射率的大小，知道光子的能量公式ɛ=hγ，以及知道折射率、频率、在介质中的速度之间的关系． 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $