专题14 原子物理-十年（2012-2021）高考物理真题分项汇编（山东专版）

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2021年，单独命题，单科
2020年，单独命题，单科
2019年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2018年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2017年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2016年，全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷，理综物理
2015年，单独命题，理综物理
2014年，单独命题，理综物理
2013年，单独命题，理综物理
2012年，单独命题，理综物理
二、2012-2021年高考物理试题全解全析：
1、（2012·山东卷·T38）氢原子第n能级的能量为En＝，其中E1为基态能量．当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为ν2，则＝ ．
【考点】氢原子的能级公式和跃迁．
【分析】根据能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差列出等式求解．
【解析】根据玻尔理论△E＝Em﹣En（m＞n）
当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为ν1得
E4﹣E2＝﹣＝hν1，
E2﹣E1＝﹣E1 ＝hν2，
则＝
故答案为：．
【点评】解决本题的关键知道能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差．
2、（2014·山东卷·T39）氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm．以下判断正确的是（ ）
A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm
B．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级
C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级
【考点】氢原子的能级公式和跃迁．
【分析】大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁，可以辐射出3种不同频率的光子，跃迁释放能量满足△E＝Em﹣En．既不能多于能级差，也不能少于此值，同时根据λ＝，即可求解．
【解析】A、从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm，即有：
h＝（﹣1.51﹣（﹣3.4））×1.6×10﹣19，而当从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射能量更多，则频率更高，则波长小于656nm。故A错误。
B、当从n＝1跃迁到n＝2的能级，需要吸收的能量为△E＝（﹣3.4﹣（﹣13.6））×1.6×10﹣19J，根据A选项分析，则有：＝（﹣3.4﹣（﹣13.6））×1.6×10﹣19J，解得：λ＝122nm；故B错误；
C、根据数学组合＝3，可知一群n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线。故C正确。
D、同理，氢原子的电子从n＝2跃迁到n＝3的能级，必须吸收的能量为△E′，与从n＝3跃迁到n＝2的能级，放出能量相等，因此只能用波长656nm的光照射，才能使得电子从n＝2跃迁到n＝3的能级。故D正确。
故选：CD。
【点评】解决本题的关键掌握光电效应的条件，以及知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差．
3、（2015·山东卷·T38）14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是（ ）
A．该古木的年代距今约5700年
B．12C、13C、14C具有相同的中子数
C．14C衰变为14N的过程中放出β射线
D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
【考点】原子核衰变及半衰期、衰变速度．
【分析】根据半衰期的物理意义以及剩余质量和总质量之间的关系可正确求解。放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关。
【解析】解：A、设原来C的质量为M0，衰变后剩余质量为M则有：，其中n为发生半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的，故n＝1，所以死亡时间为：5700年，故A正确；
B、12C、13C、14C具有相同的质子数和不同的中子数。故B错误；
C、14C衰变为14N的过程中质量数没有变化而核电荷数增加1，所以是其中的一个中子变成了一个质子和一个电子，所以放出β射线。故C正确；
D、放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查了半衰期的计算，要明确公式中各个物理量的含义，理解放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关。注意平时多加练习，加深对公式的理解。
4、（2017·全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷（山东）·T17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是。已知的质量为2.013 6 u，的质量为3.015 0 u，的质量为1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为（ ）
A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV
【答案】B
【解析】根据质能方程，释放的核能，，则，故B正确，ACD 错误。
5、（2019·全国 = 1 \* ROMAN \* MERGEFORMAT I卷（山东）·T14)氢原子能级示意图如图所示。光子能景在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（ ）
A．12.09 eVB．10.20 eVC．1.89 eV D．1.5l eV
【答案】A
【解析】由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV的可见光。故。
6、（2020·山东卷·T2） 氚核发生β衰变成为氦核。假设含氚材料中发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2104 s时间内形成的平均电流为5.010-8 A。已知电子电荷量为1.610-19 C，在这段时间内发生β衰变的氚核的个数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
根据
可得产生的电子数为
个
因在β衰变中，一个氚核产生一个电子，可知氚核的个数为1.0×1016个。
故选B．
7、（2021·山东卷·T1）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的，其衰变方程为。以下说法正确的是（ ）
A. 衰变方程中的X是电子
B. 升高温度可以加快的衰变
C. 与的质量差等于衰变的质量亏损
D. 方程中的X来自于内质子向中子的转化
【答案】A
【解析】
A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，A正确；
B．半衰期非常稳定，不受温度，压强，以及该物质是单质还是化合物的影响，B错误；
C．与和电子X的质量差等于衰变的质量亏损，C错误；
D．方程中的X来自于内中子向质子的转化，D错误。
故选A。