十年高考真题分类汇编(2010－2019) 物理 专题 14原子结构、原子核和波粒二象性
选择题：
1.(2019?全国Ⅱ卷?T2)太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循坏，循环的结果可表示
14140为41H?2He+21e+2v，已知1H和2He的质量分别为mP?1.0078u和m??4.0026u，
1u=931MeV/c2，c为光速。在4个1H转变成1个2He的过程中，释放的能量约为 A. 8 MeV 【答案】C
【详解】由?E??mC2知?E?4?mp?m??2me?c，
B. 16 MeV
C. 26 MeV
D. 52 MeV
14??2?E931?106?1.6?10?19J?27?31?m?2=?1.7?10kg?0.9?10kg，忽略电子质量， 16c9?10则：?E??4?1.0078u?4.0026u??c?26MeV，故C选项符合题意；
22.(2019?全国Ⅰ卷?T1)氢原子能级示意图如图所示。光子能量在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 eV 【答案】A
B. 10.20 eV C. 1.89 eV D. 1.5l eV
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?E??1.51?(?13.60)eV?12.09eV。故本题选A。
1
3.(2019?北京卷?T7)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。
入射光子的能量组 次 /eV 第 一 组 第 二 组 1 2 3 4 5 6 4.0 4.0 4.0 6.0 6.0 6.0 弱 中 强 弱 中 强 29 43 60 27 40 55 相对光强 光电流大小/mA 动能/eV 0.9 0.9 0.9 2.9 2.9 2.9 逸出光电子的最大由表中数据得出的论断中不正确的是 A. 两组实验采用了不同频率的入射光 B. 两组实验所用的金属板材质不同
C. 若入射光子的能量为5.0 eV，逸出光电子的最大动能为1.9 eV D. 若入射光子的能量为5.0 eV，相对光强越强，光电流越大 【答案】B
由爱因斯坦质能方程Ek?h??W0比较两次实验时的逸出功和光电流与光强的关系解题 由题表格中数据可知，两组实验所用入射光的能量不同，由公式E?h?可知，两组实验中所用的入射光的频率不同，故A正确；
由爱因斯坦质能方程Ek?h??W0可得：第一组实验：0.9?4.0?W01，第二组实验：
2.9?6.0?W02，解得：W01?W02?3.1eV，即两种材料的逸出功相同也即材料相同，故B
错误；
由爱因斯坦质能方程Ek?h??W0可得：Ek?(5.0?3.1)eV=1.9eV，故C正确；
由题表格中数据可知，入射光能量相同时，相对光越强，光电流越大，故D正确。
4.(2019?天津卷?T6)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离
子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下
的2
列关于聚变的说法正确的是
A. 核聚变比核裂变更为安全、清洁 B. 任何两个原子核都可以发生聚变
C. 两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加 D. 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 【答案】AD
核聚变的最终产物时氦气无污染，而核裂变会产生固体核废料，因此核聚变更加清洁和安全，A正确；发生核聚变需要在高温高压下进行，大核不能发生核聚变，故B错误；核聚变反应会放出大量的能量，根据质能关系可知反应会发生质量亏损，故C错误；因聚变反应放出能量，因此反应前的比结合能小于反应后的比结合能，故D正确。
5.(2019?江苏卷?T13)100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子.后来，人们用α粒子轰
60621击28Ni核也打出了质子：42He+28Ni?29Cu+1H?X；该反应中的X是______(选填“电子”“正
60电子”或“中子”).此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能.目前人类获得核能的主要方式是_______(选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”). 【答案】(1).中子 (2).核裂变
由质量数和电荷数守恒得：X应为：0n 即为中子，由于衰变是自发的，且周期与外界因素无关，核聚变目前还无法控制，所以目前获得核能的主要方式是核裂变；
6.(2019?海南卷?T7)对于钠和钙两种金属，其遏止电压Uc与入射光频率v的关系如图所示。用h、e分别表示普朗克常量和电子电荷量，则
1
3
A.钠的逸出功小于钙的逸出功 B.图中直线的斜率为
h eC.在得到这两条直线时，必须保证入射光的光强相同
D.若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较高 【答案】AB
解：A、根据光电效应方程得：Ekm?h??W0?h??h?0，又Ekm?eUC 解得：
Wh?hhUC???0???0；当遏止电压为0时，对应的频率为金属的极限频率，结合图
eeee可知钠的极限频率小，则钠的逸出功小。故A正确；
h?hh??0知U0-γ图线的斜率k?，故B正确； eeeh?hC、由UC???0知图线的特点与光的强度无关。故C错误；
eeB、由UC?D、钠的逸出功小，结合Ekm?h??W0可知，若这两种金属产生的光电子具有相同的最大初动能，则照射到钠的光频率较小。故D错误 故选：AB。
7.(2019?天津卷?T5)如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系。由a、b、c组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
由光电效应的方程Ek?hv?W，动能定理eU?Ek，两式联立可得U?hvW?，故截止ee电压越大说明光的频率越大，则有三种光的频率vb?vc?va，则可知三种光的折射率的关系为nb?nc?na，因此光穿过三棱镜时b光偏折最大，c光次之，a光最小，故选C，ABD错误。
4
8.(2019?江苏卷?T14)在“焊接”视网膜的眼科手术中，所用激光的波长λ=6.4×107m，每个激光10－2J.求每个脉冲中的光子数目.(已知普朗克常量h=6.63×l0－34J·s，光速脉冲的能量E=1.5×
c=3×108m/s.计算结果保留一位有效数字) 【答案】光子能量??
每个光子的能量为E0?hv?h为：N?hc?，光子数目n=
E1016 ，代入数据得n=5×
?c? ，每个激光脉冲的能量为E，所以每个脉冲中的光子个数
E ，联立且代入数据解得：N?5?1016个。 E041479.(2018·北京卷)在核反应方程2He?N??178O?X中，X表示的是
A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. α粒子 【答案】A 设X为：
，根据核反应的质量数守恒：
，则
，即X为：
，则：
电荷数守恒：为质子，故选项A正确，BCD错误。
点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X的种类。
10.(2016·上海卷)卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在 A.电子 【答案】D
卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。故选项D正确。 【考点定位】原子核式结构模型
【方法技巧】本题需要熟悉α粒子散射实验和原子核式结构模型。
11.(2016·上海卷·T1)放射性元素A经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了
A.1位 B.2位 C.3位 D.4位 【答案】C
α粒子是2He，β 粒子是?1e，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β 衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：?2?2?1??3，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动
5
40 B.中子 C.质子 D.原子核
2010-2019十年高考真题分类汇编物理专题14原子结构、原子核和波粒二象性
