2023年高考真題分類匯編：原子物理學(xué)

更新時間：2023-07-27 瀏覽次數(shù)：66 類型：二輪復(fù)習(xí)

一、選擇題

1. (2024高三上·西城開學(xué)考) 下列核反應(yīng)方程中括號內(nèi)的粒子為中子的是（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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2. (2023·北京) 在發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象后，人們往往試圖用不同的理論方法來解釋，比如，當發(fā)現(xiàn)光在地球附近的重力場中傳播時其頻率會發(fā)生變化這種現(xiàn)象后，科學(xué)家分別用兩種方法做出了解釋。
現(xiàn)象：從地面P點向上發(fā)出一束頻率為 $\text{[math]}$ 的光，射向離地面高為H（遠小于地球半徑）的Q點處的接收器上，接收器接收到的光的頻率為 $\text{[math]}$ 。

方法一：根據(jù)光子能量 $\text{[math]}$ （式中h為普朗克常量，m為光子的等效質(zhì)量，c為真空中的光速）和重力場中能量守恒定律，可得接收器接收到的光的頻率 $\text{[math]}$ 。

方法二：根據(jù)廣義相對論，光在有萬有引力的空間中運動時，其頻率會發(fā)生變化，將該理論應(yīng)用于地球附近，可得接收器接收到的光的頻率 $\text{[math]}$ ，式中G為引力常量，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑。

下列說法正確的是（　?。?/p>

A . 由方法一得到 $\text{[math]}$ ， g為地球表面附近的重力加速度 B . 由方法二可知，接收器接收到的光的波長大于發(fā)出時光的波長 C . 若從Q點發(fā)出一束光照射到P點，從以上兩種方法均可知，其頻率會變小 D . 通過類比，可知太陽表面發(fā)出的光的頻率在傳播過程中變大

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3. (2023·山東) “夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發(fā)射升空，對提升我國導(dǎo)航定位、深空探測等技術(shù)具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系，原子吸收頻率為 $\text{[math]}$ 的光子從基態(tài)能級I躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為 $\text{[math]}$ 的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1，實現(xiàn)受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為 $\text{[math]}$ 的光子回到基態(tài)。該原子鐘產(chǎn)生的鐘激光的頻率 $\text{[math]}$ 為（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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4. (2023·海南) 釷元素衰變時會放出 $\text{[math]}$ 粒子，其中 $\text{[math]}$ 粒子是（）

A . 中子 B . 質(zhì)子 C . 電子 D . 光子

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5. (2023·海南) 已知一個激光發(fā)射器功率為 $\text{[math]}$ ，發(fā)射波長為 $\text{[math]}$ 的光，光速為 $\text{[math]}$ ，普朗克常量為 $\text{[math]}$ ，則（）

A . 光的頻率為 $\text{[math]}$ B . 光子的能量為 $\text{[math]}$ C . 光子的動量為 $\text{[math]}$ D . 在時間 $\text{[math]}$ 內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為 $\text{[math]}$

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6. (2023·浙江) “玉兔二號”裝有核電池，不懼漫長寒冷的月夜。核電池將 $\text{[math]}$ 衰變釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能。 $\text{[math]}$ 的衰變方程為 $\text{[math]}$ ，則（　　）

A . 衰變方程中的X等于233 B . $\text{[math]}$ 的穿透能力比γ射線強 C . $\text{[math]}$ 比 $\text{[math]}$ 的比結(jié)合能小 D . 月夜的寒冷導(dǎo)致 $\text{[math]}$ 的半衰期變大

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7. (2023·浙江) 有一種新型光電效應(yīng)量子材料，其逸出功為W₀。當紫外光照射該材料時，只產(chǎn)生動能和動量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L的觀測屏上形成干涉條紋，測得條紋間距為?x。已知電子質(zhì)量為m ，普朗克常量為h ，光速為c ，則（）

A . 電子的動量 $\text{[math]}$ B . 電子的動能 $\text{[math]}$ C . 光子的能量 $\text{[math]}$ D . 光子的動量 $\text{[math]}$

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8. (2023·上海) 關(guān)于α粒子散射實驗正確的是（）

A . 實驗要在真空中進行 B . 熒光屏是為了阻擋α粒子 C . 實驗中顯微鏡必須正對放射源 D . 證明了原子核中有質(zhì)子存在

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9. (2023·湖北) 2022年10月，我國自主研發(fā)的“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠鏡可用于探測波長為 $\text{[math]}$ 的氫原子譜線（對應(yīng)的光子能量為 $\text{[math]}$ ）。根據(jù)如圖所示的氫原子能級圖，可知此譜線來源于太陽中氫原子（）

A . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 能級之間的躍遷 B . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 能級之間的躍遷 C . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 能級之間的躍遷 D . $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 能級之間的躍遷

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10. (2023·遼寧) 原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂。某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應(yīng)能級躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則（）。

A . ① 和③的能量相等 B . ② 的頻率大于④的頻率 C . 用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng) D . 用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于E_k

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11. (2023·新課標卷) 銫原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷發(fā)射的光子具有穩(wěn)定的頻率，銫原子鐘利用的兩能級的能量差量級為10^-5eV，躍遷發(fā)射的光子的頻率量級為（普朗克常量 $\text{[math]}$ ，元電荷 $\text{[math]}$ ）（　　）

A . 10³Hz B . 10⁶Hz C . 10⁹Hz D . 10¹²Hz

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12. (2024高三下·河?xùn)|模擬) 2023年4月13日，中國“人造太陽”反應(yīng)堆中科院環(huán)流器裝置 $\text{[math]}$ 創(chuàng)下新紀錄，實現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，為可控核聚變的最終實現(xiàn)又向前邁出了重要的一步，下列關(guān)于核反應(yīng)的說法正確的是（）

A . 相同質(zhì)量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多 B . 氘氚核聚變的核反應(yīng)方程為 $\text{[math]}$ C . 核聚變的核反應(yīng)燃料主要是鈾235 D . 核聚變反應(yīng)過程中沒有質(zhì)量虧損

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13. (2023·全國乙卷) 2022年10月，全球眾多天文設(shè)施觀測到迄今最亮伽馬射線暴，其中我國的“慧眼”衛(wèi)星、“極目”空間望遠鏡等裝置在該事件觀測中作出重要貢獻。由觀測結(jié)果推斷，該伽馬射線暴在1分鐘內(nèi)釋放的能量量級為10⁴⁸J 。假設(shè)釋放的能量來自于物質(zhì)質(zhì)量的減少，則每秒鐘平均減少的質(zhì)量量級為（光速為3×10⁸m/s）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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14. (2023·全國甲卷) 在下列兩個核反應(yīng)方程中
X+ $\text{[math]}$ →Y+ $\text{[math]}$ ，

Y+ $\text{[math]}$ →2X

X和Y代表兩種不同的原子核，以Z和A分別表示X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)則（）

A . Z=1，A=1 B . Z=1，A=2 C . Z=2，A=3 D . Z=2，A=4

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15. (2023·浙江選考) 宇宙射線進入地球大氣層與大氣作用會產(chǎn)生中子，中子與大氣中的氮14會產(chǎn)生以下核反應(yīng)： $\text{[math]}$ ，產(chǎn)生的 $\text{[math]}$ 能自發(fā)進行 $\text{[math]}$ 衰變，其半衰期為5730年，利用碳14的衰變規(guī)律可推斷古木的年代．下列說法正確的是（　?。?

A . $\text{[math]}$ 發(fā)生 $\text{[math]}$ 衰變的產(chǎn)物是 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 衰變輻射出的電子來自于碳原子的核外電子 C . 近年來由于地球的溫室效應(yīng)，引起 $\text{[math]}$ 的半衰期發(fā)生微小變化 D . 若測得一古木樣品的 $\text{[math]}$ 含量為活體植物的 $\text{[math]}$ ，則該古木距今約為11460年

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16. (2023·浙江選考) 被譽為“中國天眼”的大口徑球面射電望遠鏡已發(fā)現(xiàn)660余顆新脈沖星，領(lǐng)先世界。天眼對距地球為L的天體進行觀測，其接收光子的橫截面半徑為R。若天體射向天眼的輻射光子中，有 $\text{[math]}$ 倍被天眼接收，天眼每秒接收到該天體發(fā)出的頻率為v的N個光子。普朗克常量為h，則該天體發(fā)射頻率為v光子的功率為（　?。?

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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二、非選擇題

17. (2023·上海) 能量為8eV的光子的波長為，下一代超高精度原子鐘的工作原理依據(jù)核反應(yīng)方程 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ +。(已知：h=6.63×10^-34Js，1eV=1.6×10^-19J)

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18. (2023·江蘇) “夸父一號”太陽探測衛(wèi)星可以觀測太陽輻射的硬X射線。硬X射線是波長很短的光子，設(shè)波長為 $\text{[math]}$ 。若太陽均勻地向各個方向輻射硬X射線，衛(wèi)星探測儀鏡頭正對著太陽，每秒接收到N個該種光子。已知探測儀鏡頭面積為S ，衛(wèi)星離太陽中心的距離為R ，普朗克常量為h ，光速為c ，求：
1. （1）每個光子的動量p和能量E；
2. （2）太陽輻射硬X射線的總功率P。
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三、多項選擇題

19. (2023·浙江選考) 氫原子從高能級向低能級躍遷時，會產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖1所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光I，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ。用同一雙縫干涉裝置研究兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖2和圖3所示的干涉條紋。用兩種光分別照射如圖4所示的實驗裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是（　?。?

A . 圖1中的 $\text{[math]}$ 對應(yīng)的是Ⅰ B . 圖2中的干涉條紋對應(yīng)的是Ⅱ C . Ⅰ的光子動量大于Ⅱ的光子動量 D . P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大

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試卷信息

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