2024年高考物理真題模擬題匯編14原子結(jié)構(gòu)原子核和波粒二象性含解析

PAGEPAGE11專題14原子結(jié)構(gòu)、原子核和波粒二象性1．（2024·新課標(biāo)Ⅱ卷）氘核可通過(guò)一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式表示。海水中富含氘，已知1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個(gè)，若全都發(fā)生聚變反應(yīng)，其釋放的能量與質(zhì)量為M的標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒時(shí)釋放的熱量相等；已知1kg標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒釋放的熱量約為2.9×107J，1MeV=1.6×10–13J，則M約為A．40kg B．100kg C．400kg D．1000kg【答案】C【解析】氘核可通過(guò)一系列聚變反應(yīng)釋放能量，其總效果可用反應(yīng)式則平均每個(gè)氘核聚變釋放的能量為1kg海水中含有的氘核約為1.0×1022個(gè)，可以放出的總能量為由可得，要釋放的相同的熱量，須要燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒的質(zhì)量2．（2024·江蘇卷）“測(cè)溫槍”（學(xué)名“紅外線輻射測(cè)溫儀”）具有響應(yīng)快、非接觸和操作便利等優(yōu)點(diǎn)。它是依據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計(jì)出來(lái)的，能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度上升，則人體熱輻射強(qiáng)度I及其極大值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的變更狀況是A．I增大，增大 B．I增大，減小 C．I減小，增大 D．I誠(chéng)小，減小【答案】B【解析】黑體輻射的試驗(yàn)規(guī)律如圖特點(diǎn)是，隨著溫度上升，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，所以人體熱輻射的強(qiáng)度增大；隨著溫度的上升，輻射強(qiáng)度的峰值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，所以減小。故選B。3．（2024·浙江卷）下列說(shuō)法正確的是A．質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)與其動(dòng)能成正比B．自然放射的三種射線，穿透實(shí)力最強(qiáng)的是射線C．光電效應(yīng)試驗(yàn)中的截止頻率與入射光的頻率有關(guān)D．電子束穿過(guò)鋁箔后的衍射圖樣說(shuō)明電子具有波動(dòng)性【答案】D【解析】A．由公式可知質(zhì)子的德布羅意波長(zhǎng)，，故A錯(cuò)誤；B．自然放射的三種射線，穿透實(shí)力最強(qiáng)的是射線，故B錯(cuò)誤；C．由當(dāng)，可知截止頻率與入射光頻率無(wú)關(guān)，由材料確定，故C錯(cuò)誤；D．電子束穿過(guò)鋁箱后的衍射圖樣說(shuō)明電子具有波動(dòng)性，故D正確。故選D。4．（2024·山東卷）氚核發(fā)生β衰變成為氦核。假設(shè)含氚材料中發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動(dòng)，在3.2104s時(shí)間內(nèi)形成的平均電流為5.010-8A。已知電子電荷量為1.610-19C，在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生β衰變的氚核的個(gè)數(shù)為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】依據(jù)，可得產(chǎn)生的電子數(shù)為個(gè)因在β衰變中，一個(gè)氚核產(chǎn)生一個(gè)電子，可知氚核的個(gè)數(shù)為1.0×1016個(gè)。故選B．5．（2024·天津卷）在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，人們通過(guò)對(duì)某些重要物理試驗(yàn)的深化視察和探討，獲得正確的理論相識(shí)。下列圖示的試驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)覺(jué)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是A． B．C． D．【答案】D【解析】A．雙縫干涉試驗(yàn)說(shuō)明白光具有波動(dòng)性，故A錯(cuò)誤；B．光電效應(yīng)試驗(yàn)，說(shuō)明白光具有粒子性，故B錯(cuò)誤；C．試驗(yàn)是有關(guān)電磁波的放射與接收，與原子核無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．盧瑟福的α粒子散射試驗(yàn)導(dǎo)致發(fā)覺(jué)了原子具有核式結(jié)構(gòu)，故D正確；故選D。6．（2024·新課標(biāo)Ⅰ卷）下列核反應(yīng)方程中，X1，X2，X3，X4代表α粒子的有A． B．C． D．【答案】BD【解析】α粒子為氦原子核He，依據(jù)核反應(yīng)方程遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，A選項(xiàng)中的X1為He，B選項(xiàng)中的X2為He，C選項(xiàng)中的X3為中子n，D選項(xiàng)中的X4為He。故選BD。7．（2024·新課標(biāo)Ⅲ卷）1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應(yīng)方程為：。X會(huì)衰變成原子核Y，衰變方程為，則A．X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等 B．X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1C．X的電荷數(shù)比的電荷數(shù)多2 D．X的質(zhì)量數(shù)與的質(zhì)量數(shù)相等【答案】AC【解析】設(shè)和的質(zhì)子數(shù)分別為和，質(zhì)量數(shù)分別為和，則反應(yīng)方程為，依據(jù)反應(yīng)方程質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，解得，，解得，，，AC．的質(zhì)量數(shù)（）與的質(zhì)量數(shù)（）相等，比的質(zhì)量數(shù)多3，故A正確，D錯(cuò)誤；BC．X的電荷數(shù)（）比Y的電荷數(shù)（）多1，比的電荷數(shù)多2，故B錯(cuò)誤，C正確；故選AC。8．（2024·浙江省1月學(xué)業(yè)水平測(cè)試選考）由玻爾原子模型求得氫原子能級(jí)如圖所示，已知可見(jiàn)光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，則A．氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可能輻射出射線B．氫原子從的能級(jí)向的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紅外線C．處于能級(jí)的氫原子可以汲取隨意頻率的紫外線并發(fā)生電離D．大量氫原子從能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出2種頻率的可見(jiàn)光【答案】CD【解析】A．射線為重核衰變或裂變時(shí)才會(huì)放出，氫原子躍遷無(wú)法輻射射線，故A錯(cuò)誤；B．氫原子從的能級(jí)向的能級(jí)輻射光子的能量：在可見(jiàn)光范圍之內(nèi)，故B錯(cuò)誤；C．氫原子在能級(jí)汲取的光子能量就可以電離，紫外線的最小頻率大于，可以使處于能級(jí)的氫原子電離，故C正確；D．氫原子從能級(jí)躍遷至能級(jí)輻射光子的能量：在可見(jiàn)光范圍之內(nèi)；同理，從的能級(jí)向的能級(jí)輻射光子的能量也在可見(jiàn)光范圍之內(nèi)，所以大量氫原子從能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)可輻射出2種頻率的可見(jiàn)光，故D正確。故選CD．9．（2024·浙江卷）太陽(yáng)輻射的總功率約為，其輻射的能量來(lái)自于聚變反應(yīng)。在聚變反應(yīng)中，一個(gè)質(zhì)量為（c為真空中的光速）的氘核（）和一個(gè)質(zhì)量為的氚核（）結(jié)合為一個(gè)質(zhì)量為的氦核（），并放出一個(gè)X粒子，同時(shí)釋放大約的能量。下列說(shuō)法正確的是（）A．X粒子是質(zhì)子B．X粒子的質(zhì)量為C．太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為D．太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量約為【答案】BC【解析】A．由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，則X為中子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．依據(jù)能量關(guān)系可知解得，選項(xiàng)B正確；C．太陽(yáng)每秒放出的能量損失的質(zhì)量選項(xiàng)C正確；D．因?yàn)閯t太陽(yáng)每秒因?yàn)檩椛鋼p失的質(zhì)量為選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。10．（2024·河北省唐山市高三下學(xué)期第一次模擬）用金屬銣為陰極的光電管，觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象，試驗(yàn)裝置示意如圖甲所示，試驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓UC與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為5.15×1014Hz。已知普朗克常量h=6.63×10－34J·s。則下列說(shuō)法中正確的是A．欲測(cè)遏止電壓，應(yīng)選擇電源左端為正極B．當(dāng)電源左端為正極時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)持續(xù)增大C．增大照耀光的強(qiáng)度，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能肯定增大D．假如試驗(yàn)中入射光的頻率ν=7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek=1.2×10－19J【答案】D【解析】A、圖甲所示的試驗(yàn)裝置測(cè)量銣的遏止電壓與入射光頻率，因此光電管左端應(yīng)當(dāng)是陰極，則電源左端為負(fù)極，故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)電源左端為正極時(shí)，將滑動(dòng)變阻器的滑片從圖示位置向右滑動(dòng)的過(guò)程中，則電壓增大，光電流增大，當(dāng)電流達(dá)到飽和值，不再增大，即電流表讀數(shù)的變更是先增大，后不變，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率和金屬的逸出功有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、依據(jù)圖象可知，銣的截止頻率，依據(jù)，則可求出該金屬的逸出功大小依據(jù)光電效應(yīng)方程，當(dāng)入射光的頻率為時(shí)，則最大初動(dòng)能為：，故選項(xiàng)D正確。11．（2024·陜西省西安市高二下學(xué)期期中）一個(gè)原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為，則下列敘述正確的是A．X原子核中含有86個(gè)中子B．X原子核中含有141個(gè)核子C．因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，依據(jù)，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D．因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)削減【答案】A【解析】A．設(shè)X的原子核中含有x個(gè)質(zhì)子，質(zhì)量數(shù)為y，依據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒有：92=x+38，235+1=y+94+2解得x=54，y=140，所以X的中子數(shù)為y-x=86故A正確；B．依據(jù)A選項(xiàng)的論述可知X含義質(zhì)量數(shù)為140，即核子數(shù)為140，故B錯(cuò)誤；CD．裂變反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不會(huì)增加，裂變過(guò)程存在質(zhì)量有虧損，質(zhì)量不守恒，故CD錯(cuò)誤．故選A。12．（2024·四川省成都第七中學(xué)高三綜合實(shí)力測(cè)試）下列各種關(guān)于近代物理學(xué)的現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變更有關(guān)的是A．紫外線照耀鋅板時(shí)，鋅板向外放射光電子的現(xiàn)象B．a(chǎn)粒子轟擊金箔時(shí)，少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象C．氫原子發(fā)光時(shí)，形成不連續(xù)的線狀光譜的現(xiàn)象D．含鈾的礦物質(zhì)自發(fā)向外放出β射線（高速電子流）的現(xiàn)象【答案】D【解析】A為光電效應(yīng)現(xiàn)象，原子核外層電子汲取光子能量后從金屬表面逸出；B為α粒子的散射試驗(yàn)，少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)說(shuō)明白原子的核式結(jié)構(gòu)；C中氫原子光譜不連續(xù)是其原子的能量狀態(tài)不連續(xù)導(dǎo)致的；D中含鈾的礦物質(zhì)自發(fā)向外放出的β射線叫β衰變，它來(lái)自原子核內(nèi)部，是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)了時(shí)放出的。故答案選D。13．（2024·寧夏銀川市高三質(zhì)量檢測(cè)）國(guó)產(chǎn)科幻大片《流浪地球》講解并描述了太陽(yáng)即將在將來(lái)出現(xiàn)“核燃燒”現(xiàn)象，從而導(dǎo)致人類無(wú)法生存，確定移民到半人馬座比鄰星的故事．據(jù)科學(xué)家論證，太陽(yáng)向外輻射的能量來(lái)自其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)太陽(yáng)內(nèi)部達(dá)到肯定溫度時(shí)，會(huì)發(fā)生“核燃燒”，其中“核燃燒”的核反應(yīng)方程為，方程中X表示某種粒子，是不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為T，則下列說(shuō)法正確的是A．X粒子是B．若使的溫度降低，其半衰期會(huì)減小C．經(jīng)過(guò)2T，肯定質(zhì)量的占起先時(shí)的D．“核燃燒”的核反應(yīng)是裂變反應(yīng)【答案】A【解析】依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X粒子的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為，選項(xiàng)A正確；溫度不能變更放射性元素的半衰期，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)2T，肯定質(zhì)量的占起先時(shí)的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；“核燃燒”的核反應(yīng)是輕核聚變反應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選A.14．（2024·四川省廣元市高三第三次高考適應(yīng)性統(tǒng)考）釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)（TMSR）是第四代核能系統(tǒng)之一．其中釷基核燃料鈾由較難裂變的釷汲取一個(gè)中子后經(jīng)過(guò)若干次β衰變而來(lái)；鈾的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇和氪．以下說(shuō)法正確的是A．題中鈾核裂變的核反應(yīng)方程為B．釷核衰變的快慢由原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件確定C．釷核經(jīng)過(guò)2次β衰變可變成鏷D．在鈾核裂變成鋇和氪的核反應(yīng)中，核子的比結(jié)合能減小【答案】A【解析】A．依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，鈾核裂變的核反應(yīng)方程為：，選項(xiàng)A正確；B．原子核的半衰期由核內(nèi)部自身因素確定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；C．釷核()經(jīng)過(guò)1次β衰變可變成鏷()，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．重核裂變的過(guò)程中釋放能量，所以重核分裂成中等大小的核，核子的比結(jié)合能增大，故D錯(cuò)誤；15．（2024·江西省上饒縣中學(xué)高二下學(xué)期其次次月考）用中子轟擊92235U原子核產(chǎn)生裂變反應(yīng)，可能的裂變方程為92235U+01n→Y+3689Kr+301n，方程中的單個(gè)原子核92235U、Y、3689Kr及單個(gè)中子01n的質(zhì)量分別為m1A．Y原子核中含有56個(gè)中子B．若提高92235U的溫度，92C．方程中的核反應(yīng)釋放的能量為(m1－m2－m3－2m4)c2D．92235【答案】C【解析】A．由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得：Y原子核的質(zhì)量數(shù)A=235+1-89-3=144，核電荷數(shù)Z=92-36=56，故中子數(shù)N=144-56=88，故A錯(cuò)誤；B．半衰期的大小與溫度、壓強(qiáng)等因素?zé)o關(guān)，由原子核內(nèi)部因素確定，故B錯(cuò)誤；C．依據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知，裂變時(shí)釋放的能量ΔE=ΔmcD．92235U原子核的比結(jié)合能小于Y原子核的比結(jié)合能，故Y原子核比16．（2024·天津市濱海新區(qū)高三畢業(yè)班質(zhì)量監(jiān)測(cè)）關(guān)于核反應(yīng)的類型，下列表述正確的是A．是衰變B．是衰變C．是核聚變D．是核裂變【答案】A【解析】A、是衰變，故選項(xiàng)A正確；B、是人工轉(zhuǎn)變，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、是人工轉(zhuǎn)變，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、是衰變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。17．（2024·廣東省惠州市惠東高級(jí)中學(xué)高三其次次模擬）下列說(shuō)法正確的是A．原子的核式結(jié)構(gòu)模型是湯姆遜最早提出的B．鈾核（）衰變?yōu)殂U核（）的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)8次衰變和6次衰變C．一個(gè)氫原子從量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)最多可輻射2種不同頻率的光子D．一束光照耀到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能因?yàn)檫@束光的強(qiáng)度太小E.考古專家發(fā)覺(jué)某一骸骨中C14的含量為活著的生物體中C14的1/4，，已知C14的半衰期為5730年,則確定該生物死亡時(shí)距今約11460年【答案】BCE【解析】A