2020年高考试题分项版解析物理专题17原子物理(选修3-5)

1、2020年高考试题分项版解析物理专题（2020?重庆）以下是物理学史上3个著名的核反户应方程：x + 37Li>2y, y +714N>x+8 17O, y + 49Be>z+612C.x、y 和 z 是 3 种不同的粒子，其中 z 是（）A. a粒子B.质子 C .中子 D .电子【答案】C【解析】将上述三个方程相加，整理后得挑一厂04-C+不根据电荷数 守恒和质罐放守恒，二的质量数为L电荷数为为中子，C正确，【考点定位】原子物理（2020 上海）1 .在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的（）（A）频率（B）强度（C）

2、照射时间（D）光子数目【答案】a【解析】根据蓑因斯坦的光电敕应方程！如.瓯加光电子的最大初动能只与入射2光的频率在关,与其它无关,选项鼻正确.【考点定位】光电/应、光的本性(2020 上海)2.( )下图为红光或紫光通过双缝或单缝所呈现的图样，则甲巴小里一 W 一 yy _ rj;中-您，二（A）甲为紫光的干涉图样（C）内为红光的干涉图样（B）乙为紫光的干涉图样（D） 丁为红光的干涉图样【答案】B【解析】当单色光通过双细j形成的干涉图样为等r即距的，而通过单缝时的图案是中间宽两 边窄的衍射图样，因此甲、乙为干涉图案.而丙' 丁为衍射图案.笄且红光的波长袖长，干 涉图样中，相究条域FKE

3、巨弦大，而紫光的波长菽姮，干涉图样中相邻条院间距较小，因此3 选师正确。考点定位】原子枷理(2020 上海)3.与原子核内部变化有关的现象是()(A)电离现象(B)光电效应现象(C)天然放射现象(D) a粒子散射现象【答案】C【解析】电离现象是原子核外的电子脱离原子核的束缚，与原子核内部无关因此A不对光电效应说明光的粒子性同样也与原子核内部无关，B不对天然放射现象是从原子核内部放出、 三种射线，说明原子核内部的复杂结构，放出、后原子核就变成了新的原子核，因此 C正确a粒子散射现象说明原子有核式结构模型，与原子核内部变化无关，Q不对【考点定位】原子物理(2020 上海)4.根据爱因斯坦的“光子说

4、”可知()(A) “光子说”本质就是牛顿的“微粒说”(B)光的波长越大，光子的能量越小(C) 一束单色光的能量可以连续变化(D)只有光子数很多时，光才具有粒子性【答案】3【解析】爱因斯坦的"光子说.认为光是一份一份的不连嫉的它并不否定光的波动性，而牛顿的”微粒说一而波由说是对立的，因此A不对C 在襄因斯坦的洸子说.中光了的能量；与=如=电±可知波长越长，光子的能量越小，因兄此C正确.某一单色光，波长恒定，光子的能量也是恒定的，因此C不对大量光子表现为波动性，而少数光子才表现为粒子性，因此D不对.【碧点定位】原子物理（2020 上海）9.某种元素具有多种同位素，反映这些同位素

5、的质量数 A与中子数N关系的是图（）【答案】B【解析】某种元素中质子数与中子数基本相当，质量数等于质子数与中子数之和，因此当中 子数N噌务时，质量数A也会赠大，因此A. 两个选项不对，只能从国C西个耐中 选，又因为氢原子中只有一个质子，无中子，也就是中子数N为零时，质量数3不为零， 因此只有B正踊【考点定位】原子物理（2020 上海）5.在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，具检测装置由放射源、 探测器等构成，如图所示。该装置中探测器接收到的是（B） 口射线（D）:射线（A）工射线CO声射线【答案1 D【解析】首先，放射源放出的是建射线、月射线 一射娘 无工射券A不对，另外夜射 线穿透本领最弱，

6、一张纸就能挡住，而产射线穿透本领较强能穿透几奎米厚的相板，射线穿透本领隈幅可以穿透几厘米厚的铝板，而要穿过轧制钢板只能是射线，因此D正确【考点定位】庾子锄理（2020 广东）18.能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一,卜列释放核能的反应方程，表述正确的有A法+ ：B 一：加+"是核聚变反应*B :N - 的十版是E壹变门 /C图7 + ；界T"是+a+ 2；融是核裂变反应- -二:-r r -”，r -，r , , , r 1 rJID,十M T嘤跟十翁即十2M是口衰变l答案】AC【解析】两个轻核聚合成一个较重的核的反应为核聚变反应故AkB错。重楼被中子袭

7、 击后分裂成二个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应为核裂变反应，故C对D错. 原子核就出口或£粒子后变成另一种原子核的反应称为原子核的食变口原子核的衰变的反应 物）只有一种，故色C选应正确口【考点定位】原子枷理（2020 山东）38.式8分【物理一物理3-5（1）氢原子第n能级的能量为En其中Ei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1 若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为 2,则一1 (2)光滑水平轨道上有三个木块 A B> C,质量分别为mA 3m、mB mC m ,开始时B、C均静止，A以初速度向右运动，A与B相撞后分开，B又与C发

8、生碰撞 并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小13S. (I)；【解析】根据跃迁公式人1 =斗-玛即可解得.C2)设AB碰撞后，A的速度为，E与C碰撞前3的速度为，B与V碰撞后粘在一起的速度为，由动量守恒定律得对a13木块: >附 =+ msvs”F对 艮 c木块： 叫, = ms +由A与3间的距离保持不变可知黄上=v6联立式，代入数据得% 二事” ©【善点定位】原子物理9.模块3-5试题(12分)（1） (2020 海南)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能E，下列说法正确的是A.对于同种金属,R与照射光的强度无关B.对于同种金属,国与照射

9、光的波长成反比C.对于同种金属,国与光照射的时间成正比D.对于同种金属,R与照射光的频率成线性关系E.对于不同种金属，若照射光频率不变，R与金属的逸出功成线性关系【答案】ADE【解析】根据光电敕应规律，对于同种金属.反与照射光的强度无关，卧与光照射的时国 无关，耳与照射光的频率成线性关系，4.与照射光的波长有关，但不是成反比，选项AD 正崩me错误1对于不同种金属，若照射光频率不变，根据光电效应方程.附-跖 &与 金属的逸出功成线性关系，选项E正确.【考点定位】此题考查光电效应及其相关知识.（2） （2020 海南）一静止的238 U核经a衰变成为294Th核，释放出的总动能为4.27

10、MeM问此衰变后234Th核的动能为多少MeV（呆留1位有效数字）？【答案】0.07 MeV【解析T根据题意知，此Q装变的晨变方程为始匚一雷Th-；瓦.根据动量守恒定律得， ，%=明,式;中，明和因f分别为ce棱子和1：Th核的质量，v：和工分划为u粒子和胃：Th核的速度的大小.由题设条件知，工叫丁fL叱i'e 二江产 22消一4如234式中£产4.丁心、是&粒子和用Th核的总动想联立解得：- IF'二Em2 叫F1代人数据得，菽变后党飞核的动能为L-E二W【考点定位】此题考查动量守恒定律、衰变及具相关知识.（2020 福建）29、【原题】物理-选彳3-5（本

11、题共有两小题，每小题 6分，共12分。每小题只有一个选项符合题意）（1）关于近代物理，下列说法正确的,是。（填选项前的字母）A. 射线是高速运动的氢原子B.核聚变反应方程：中，仙表示质子C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D.玻尔将量子观念引一入原子领域，其理论能够解释氯原子光谱的特征（2）如图，质量为M的小船在静止水面上以速率 V0向右匀速行驶，一质量为 m的救生员站在船尾，相对小船静止。若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中，则救生员跃出后小船的速率为。（填选项前的字母）A,小帚“氐.万岁C.%+券（%+ u）D. +方（%-廿）簪案（1） D ;（2）C解析1s山

12、匕射线是高速运荀的冢原子核，答案3卷 排是甲子而不是质子；答案3 错；从光电效应方程& = hy-/可知最大初动能和人射光的频率或一次釐关系而北正 上哑毅关系所以C错；正确答案选2口i由动量守恒可知。+触二鲍-加岁解得小船的速度为答案c【考点定位工柱反应、动量守恒等（2020 天津）1 .下列说法正确的是A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量工等嘉1 B【解析I放射性元素的半衰期是由原子核决定的，温度、压强、是否

13、与苴他元素化合能不 能改变原子楂，因此采用物理或化学方法不能改变半衰期，A错误.由魏尔理论知道氢原子 麻发态既迂到基惠时，能量减少,会放出光子，B正确.以高空对地面进行遥感摄影是利 用红勺燃良好的穿透能力，C错i吴.核子结合成原子核时，质量亏损，因此原子核所含核子 单独存在时的总质量大于该原子核的质量，D错误.【考点定位】本题考查半衰期，玻尔氢原子模型、能级跃迁，红外建、紫外线的性脂殛应用， 防量亏损.（2020 四川）17.如图为氢原子能级示意图的一部分， 门KfeV则氢原子I-0：翁1-L 51A.从n = 4能级跃迁到n = 3能级比从n = 3.能级,42-3, 4跃迁到n = 2能级

14、辐射出电磁波的波长长B.从n = 5能级跃迁到n = 1能级比从n = 5能B. 6级跃迁到n = 4能级辐射出电磁波的速度大C.处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D.从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量【答案】：A解析；由如=岛-/和蹑-三户二-三，可知uma再根据5=为所以上口 A 正询.所有电磁波的速度都相同，B错误.处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率不 一样，出现不同形状的电子云，c错俣.从高E绕向11氐能级跃迁时，氢原子向外放出能量， D错误.考点定位】本题考查蒙水氢原子模型.民绒跃5£，电子云，波长、频窣、波速的关系.（2020 北京）20

15、. ”约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成。若在结两端加包 定电压U,则它会辐射频率为v的电磁波，且与U成正比，即v = kU。已知比 例系数k仅与元电荷e的2倍和普朗克常量h有关。你可能不了解此现象为机 理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k的值可能为A.B.C. 2ehD HE汽7«h【卷案1 B【解析1根据题中给出的Uki二和普朗克能量子氏hr可知E=hMJ,则仁号 再根据扫海做功W=m2qu, k*"二将 选民 另外本题也可根据单位制判断 由可簿k的单位为拶二/m选项中常的单位为£二土：二之，所以e正确口 V v 5J1 5 L*

16、* 5 *V 5【考点定位】本题属于新信息题，萼查普朗克能量子E=hv公式，同时也考查单位制.属于 中等难度题。（2020 北京）13. 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，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，能量增加【答案】：B【解析】：氢原子.从n 丁 3的高能级跃迁到n = 2的低能级，能量减少，减少的能量以光子的形式放出，B正确【考点定位】本题考查了玻尔氢原子模型，能级跃迁。（2020 江苏）C.选修 3-5（12 分）D如图所示是某原子的能级图疝b，为原子跃迁所发出的三种波长的光,在下列该原子光谱的各选项中:谐线从左向右

17、的波长依次噌大贝J正确的是(A>(C)(11)(2) 一个中子与某原子核发生核反应，生成一个笊核，其核反应方程式为 .该反应放出的能量为Q,则笊核的比结合能为 .(3)A、B两种光子的能量之比为2 :1,它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生 的光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出 功.【解析】12C (1) C,.+出=访Q1(小光子能量皆=动量p = 上且得到尸=工，则户r#f = 2:l % kc遮射时觉电子的最大初动能当二立一%同理/三外一% ,解得峪=4 2见【考点定位】光的偏振测定驶璃的折射率波的传播原子能级理论原子核聚变动邕 守恒等等

18、(2020 全国新课标卷)35.物理一一选修3-5 (15分)(1) (6分)笊核和瓶核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：2 34. . .234lH)H2He+x ，式中x是某种粒子。已知：1H、产 2H丽粒子x的质重分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u 和 1.0087u; 1u=931.5MeV/c2, c 是真空中的光速。由 上述反应方程和数据可知，粒子x是,该反应释放出的能量为 MeV(结果保留3位有效数字)(2) (9分)如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点 Q让球a静止下 垂，将球b向右拉起，使细线水平。从静止释放球 b,两球碰后粘在一起向左摆动， 此后细线与竖直方向之间的最大偏角为 60。忽略空气阻笥修O力，求L(i )两球a、b的质量之比；(ii )两球在碰撞过程中损失的机械能与球 b在碰前 白O的最大动能之比。1答案】一(或中子)17.6 个2E解析】CL)*魏柩反应