专题14 原子和原子核-5年（2020年-2024年）高考1年模拟物理真题分项汇编（北京地区专用）

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一、单选题
1．（2024·北京·高考）已知钍234的半衰期是24天。1g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（ ）
A．0gB．0.25gC．0.5gD．0.75g
2．（2023·北京·高考）下列核反应方程中括号内的粒子为中子的是（ ）
A．B．
C．D．
3．（2022·北京·高考）氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子（ ）
A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少
4．（2022·北京·高考）2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步。等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态。当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体。在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体。下列说法不正确的是（ ）
A．核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能
B．可以用磁场来约束等离子体
C．尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体
D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力
5．（2021·北京·高考）硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一、治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（ ）
A．B．
C．D．
6．（2021·北京·高考）北京高能光源是我国首个第四代同步辐射光源，计划于2025年建成。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围约为10-5m～10-11m，对应能量范围约为10-1eV～105eV）、光源亮度高、偏振性好等诸多特点，在基础科学研究、应用科学和工艺学等领域已得到广泛应用。速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。以接近光速运动的单个电子能量约为109eV，回旋一圈辐射的总能量约为104eV。下列说法正确的是（ ）
A．同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样
B．用同步辐射光照射氢原子，不能使氢原子电离
C．蛋白质分子的线度约为10-8 m，不能用同步辐射光得到其衍射图样
D．尽管向外辐射能量，但电子回旋一圈后能量不会明显减小
7．（2020·北京·高考）氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是（ ）
A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B．从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低
C．从能级跃迁到能级需吸收的能量
D．能级的氢原子电离至少需要吸收的能量
一、单选题
1．（2024·北京海淀·统考一模）关于天然放射现象，下列说法正确的是（ ）
A．天然放射现象表明原子核内部是有结构的B．β 射线是原子核外电子形成的电子流
C．升高温度可以减小放射性元素的半衰期D．β 射线比α射线的穿透能力弱
2．（2024·北京海淀·统考一模）同学们设计的一种光电烟雾报警器的结构和原理如图1和图2所示。光源S向外发射某一特定频率的光，发生火情时有烟雾进入报警器内，由于烟雾对光的散射作用，会使部分光改变方向进入光电管C从而发生光电效应，于是有电流输入报警系统，电流大于就会触发报警系统报警。某次实验中，当滑动变阻器的滑片P处于图2所示位置、烟雾浓度增大到n时恰好报警。假设烟雾浓度越大，单位时间内光电管接收到的光子个数越多。已知元电荷为e，下列说法正确的是（ ）
A．仅将图2中电源的正负极反接，在烟雾浓度为n时也可能触发报警
B．为使烟雾浓度达到1.2n时才触发报警，可以仅将滑片P向左移动到合适的位置
C．单位时间内进入光电管的光子个数为时，一定会触发报警
D．报警器恰好报警时，将图2中的滑片P向右移动后，警报有可能会被解除
3．（2024·北京西城·统考一模）100年前，卢瑟福猜想在原子核内除质子外还存在着另一种粒子X，后来科学家用粒子轰击铍核证实了这一猜想，该核反应方程为：，则（ ）
A．，，X是中子
B．，，X是电子
C．，，X是中子
D．，，X是电子
4．（2024·北京西城·统考一模）研究光电效应现象的装置如图所示。图中K、A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K极受到光照时能够发射电子。当用光子能量为2.82eV的光照射K极时，电流表的读数为30μA，移动滑动变阻器的滑片，当电压表的示数等于1V时，电流表读数为零，保持滑片位置不变。下列说法中正确的是（ ）
A．光电子的最大初动能为1.82eV
B．K极材料的逸出功为1eV
C．电流表的读数为30μA时，电压表的示数大于1V
D．仅将电源正负极对调，电流表示数一定大于30μA
5．（2024·北京东城·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．衰变中释放的电子是核内中子转化为质子过程中产生的
B．阳光下看到细小的尘埃飞扬，是固体颗粒在空气中做布朗运动
C．由于原子核衰变时释放能量，根据，衰变过程质量增加
D．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
6．（2024·北京东城·统考一模）科学家发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，用表示。“四中子”是通过向液态氢靶上发射原子核而产生的，与H碰撞可将一个核分裂成一个粒子和一个“四中子”。由于核由四个核子组成，与“四中子”体系很相近，所以早在上个世纪50年代就有人根据核的结合能，估算“四中子”的结合能最大约为，其后有很多实验对四中子体系进行探测，但多数结论是否定的。2022年，由数十个国家的科学家组成的团队发现了“四中子态”存在的明确证据。下列有关“四中子”粒子的说法正确的是（ ）
A．可以通过电磁场使形成高速粒子束
B．产生“四中子”的核反应为
C．从核子间相互作用来看，“四中子”与核的区别在于是否存在电磁力
D．按上世纪50年代的估算，4个中子结合成“四中子”至多需要吸收的能量
7．（2024·北京朝阳·统考一模）下列核反应中属于核裂变的是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．（2024·北京丰台·统考一模）如图所示为氢原子能级示意图，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，下列说法正确的是（ ）
A．跃迁过程中最多可辐射出4种频率的光子
B．从n=4能级跃迁到n=2能级的氢原子能量增大
C．从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光子波长最长
D．有三种频率的光子可使逸出功为4.54eV的金属发生光电效应
9．（2024·北京石景山·统考一模）工业部门可以使用放射性同位素发出的射线来测厚度。某轧钢厂的热轧机上安装的射线测厚装置如图所示，让γ射线穿过钢板，探测器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，将射线强度的信号输入计算机，可对钢板的厚度进行自动控制。下列说法正确的是（ ）
A．若钢板变厚，则探测到γ射线变弱
B．若钢板内部有裂缝，则探测到γ射线变弱
C．该装置主要利用γ射线的电离能力
D．若仅把γ射线换为射线，该装置仍正常运行
10．（2024·北京石景山·统考一模）处于 n=1能级的氢原子，向 n=3能级跃迁时（ ）
A．吸收光子，能量减少B．吸收光子，能量增加
C．放出光子，能量减少D．放出光子，能量增加
11．（2024·北京石景山·统考一模）研究光电效应的电路如图所示，用蓝光、较强的黄光和较弱的黄光分别照射密封真空管中的金属极板K，极板发射出的光电子在电路中形成的光电流I与AK之间的电压U的关系图像如图乙所示。关于1、2、3三条曲线，下列说法正确的是（ ）
A．1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线1对应的黄光较强
B．1、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线3对应的黄光较强
C．2、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线2对应的黄光较强
D．2、3为用黄光照射时得到的曲线，曲线3对应的黄光较强
12．（2024·北京通州·统考一模）兰州重离子加速器能合成超重核，在核反应方程中，X表示的是（ ）
A．B．C．D．
13．（2024·北京顺义·统考一模）下列说法正确的是（ ）
A．若放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
B．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子核内部存在质子
C．在核反应方程中，X表示的是中子
D．天然放射现象中的α射线是高速电子流
14．（2024·北京顺义·统考一模）1899年，苏联物理学家列别捷夫首先从实验上证实了“光射到物体表面上时会产生压力”，和大量气体分子与器壁的频繁碰撞类似，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”。某同学设计了如图所示的探测器，利用太阳光的“光压”为探测器提供动力，以使太阳光对太阳帆的压力超过太阳对探测器的引力，将太阳系中的探测器送到太阳系以外。假设质量为m的探测器正朝远离太阳的方向运动，帆面的面积为S，且始终与太阳光垂直，探测器到太阳中心的距离为r，不考虑行星对探测器的引力。已知：单位时间内从太阳单位面积辐射的电磁波的总能量与太阳绝对温度的四次方成正比，即，其中T为太阳表面的温度，为常量。引力常量为G，太阳的质量为M，太阳的半径为R，光子的动量，光速为c。下列说法正确的是（ ）
A．常量的单位为
B．t时间内探测器在r处太阳帆受到太阳辐射的能量
C．若照射到太阳帆上的光一半被太阳帆吸收一半被反射，探测器太阳帆的面积S至少为
D．若照射到太阳帆上的光全部被太阳帆吸收，探测器在r处太阳帆受到的太阳光对光帆的压力
15．（2024·北京房山·统考一模）图为氢原子的能级图。大量处于的激发态的氢原子，下列说法正确的是（ ）
A．原子向低能级跃迁只能放出2种不同频率的光子
B．原子跃迁到低能级后电子动能变大
C．原子至少需要吸收13.6eV的能量才能发生电离
D．从的激发态跃迁到的激发态放出的光子频率最高
16．（2024·北京门头沟·统考一模）如图为氢原子的能级图，现有大量氢原子处于能级上。下列说法正确的是（ ）
A．氢原子所处能级越高，越稳定
B．氢原子在向低能级跃迁时放出光子，能量增加
C．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
D．从能级跃迁到能级时辐射出的光子频率最大
17．（2024·北京延庆·统考一模）下列核反应方程中属于聚变反应的是（ ）
A．
B．
C．
D．
18．（2024·北京海淀·统考二模）下列核反应方程中，属于核裂变的是（ ）
A．B．
C．D．
19．（2024·北京西城·统考二模）氢原子的能级图如图所示，大量氢原子处于能级，关于这些氢原子，下列说法正确的是（ ）
A．氢原子向低能级跃迁只能发出2种不同频率的光子
B．氢原子跃迁到能级，辐射光子的能量最大
C．氢原子跃迁到能缓，辐射光子的频率最高
D．氢原子跃迁到能级，需吸收1.5leV的能量
20．（2024·北京东城·统考二模）如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光。关于这些光，下列说法正确的是（ ）
A．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
B．粒子性最强的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的
C．最容易发生衍射的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的
D．这群氢原子发出的光子中，能量的最大值为12.75eV
21．（2024·北京东城·统考二模）如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（ ）

A．若只让滑片向端移动，则电流表的示数一定增大
B．若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大
C．若改用波长小于的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大
D．若改用波长大于的单色光照射光电管的阴极K，则电流表的示数一定为零
22．（2024·北京朝阳·统考二模）根据玻尔原子理论，一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（ ）
A．放出光子，库仑力做正功
B．放出光子，库仑力做负功
C．吸收光子，库仑力做负功
D．吸收光子，库仑力做正功
23．（2024·北京丰台·统考二模）位于我国广东江门的中微子实验室正在有序建设中，中微子是科学家在研究衰变过程中预言并发现的一种粒子，对人类了解物质的微观结构和宇宙的起源与演化具有重要意义。以下核反应方程属于衰变的是（ ）
A．B．
C．D．
24．（2024·北京丰台·统考二模）用图甲所示的电路研究光电效应中电子发射的情况与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量之间的关系.分别用三束光照射同一阴极K进行了三次实验，得到电流表示数I与电压表示数U之间的关系如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．入射光光子的能量①＞②＞③
B．光电子的最大初动能①＞②＞③
C．单位时间照射到K上的光子数①＞③
D．照射到K上时金属的逸出功②最大