专题03 选择题专题讲练 - 原子物理部分-2019年高考物理北京各区二模真题专题汇编（解析版）

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2019高考北京各区物理二模真题汇编 专题03 选择题——原子物理部分

【2019海淀二模】14．α粒子散射实验说明了（ ） A. 原子具有核式结构

B. 原子内存在着带负电的电子 D. 正电荷均匀分布在整个原子内

C. 原子核由质子和中子组成 【答案】：A

【考点】：卢瑟福的α粒子散射实验

【解析】：α粒子散射实验，说明了原子具有核式结构，选项A正确。B选项“原子内存在着带负电的电子”和D选项“正电荷均匀分布在整个原子内”是汤姆孙在研究阴极射线时提出的原子枣糕模型里面提到的。关于C选项是这样的，卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子。并且预言原子核内还有另一种粒子（即中子），后来被其学生查德威克用α粒子轰击铍核时发现，由此人们认识到原子核由质子和中子组成。

【2019海淀二模反馈】14. 下列关于α粒子的说法正确的是 （ ） A．卢瑟福的α粒子散射实验说明了原子核有结构 B．放射性元素的α衰变中，α粒子来自于原子核内部 C．α粒子由四个质子和两个电子组成

D．铀238的原子核可直接通过放出α粒子成为铀235的原子核 【答案】：B

【考点】：关于α粒子的认识

【解析】：α粒子散射实验，说明了原子具有核式结构，选项A错误。放射性元素的α衰变，放出的α粒子

114是由原子核内部的质子和中子结合生成的，即21H?20n?2He，所以B选项正确、C选项错误。根据核

反应过程中电荷数和质量数守恒原则可知，铀238的原子核不能直接通过放出α粒子成为铀235的原子核，D选项错误。

【2019东城二模】13．氢原子的能级图如图所示，如果大量氢原子处在n =3能级的激发态，则下列说法正确的是（ ）

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A．这群氢原子能辐射出3种不同频率的光子

B．波长最长的辐射光是氢原子从n =3能级跃迁到能级n =1能级产生的 C．辐射光子的最小能量为12.09 eV

D．处于该能级的氢原子至少需吸收13.6 eV能量的光子才能电离 【答案】：A

【考点】：玻尔的氢原子模型。

2【解析】：大量的氢原子自发地从n =3能级跃迁，可以辐射出C3?3种不同频率的光子，即3?2、3?1、

2?1，选项A正确。其中，氢原子从n?3能级跃迁到n?2能级辐射的光子能量最小，即：E3?E2?(?1.51eV)?(?3.4eV)?1.89eV，所以C选项错误。由跃迁规律En?Em?h??hc?可知， 辐

射出的光子能量越小，频率越低，波长越长，所以氢原子也是从n?3能级跃迁到n?2能级辐射出的光子对应的波长最长，选项B错误。处在n =3能级的氢原子发生电离，就是从该能级跃迁到n??处，所以至少需吸收?E?E??E3?0?(?1.51eV)?1.51eV的能量，所以D选项错误。

【2019海淀二模】20．“通过观测的结果，间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段，如通过光电效应实验确定了光具有粒子性。

弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，GA间加有0.5V电压的反向电场使电子减速，电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入汞蒸汽后，发现KG间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图2所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释。仅依据本实验结果构建的微观图景合理的是 （ ）

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A．汞原子的能量是连续变化的

B．存在同一个电子使多个汞原子发生跃迁的可能 C．相对于G极，在K极附近时电子更容易使汞原子跃迁

D．电流上升，是因为单位时间内使汞原子发生跃迁的电子个数减少 【答案】：B

【考点】：通过弗兰克—赫兹实验研究汞原子能量是否具有量子化特点

【解析】：由题意结合图2，KG间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，这说明，电子在与汞原子碰撞时，电子损失的能量是分立的、不连续的，也就是说汞原子吸收的能量是分立的，不连续的，所以选项A错误。汞原子发生跃迁吸收的能量来自于与电子碰撞时电子的动能，电子的动能越大，越容易使汞原子获得足够的能量发生跃迁；KG间加的电压使电子加速，因此相对于G极，在K极附近时电子动能较小，不容易使汞原子发生跃迁，选项C错误。电流上升，是因为电子通过KG电场加速，与汞原子碰撞后，剩余动能较多，以至于在GA间运动时，有足够的能量克服其间的反向电场力做功，到达A处的电子数较多，所以选项D错误。如果电子经过加速后所具有的动能较大，就会存在同一个电子使多个汞原子发生跃迁的可能，所以选项B正确。

【2019海淀二模反馈】20．“通过观测的结果，间接构建微观世界图景”是现代物理学研究的重要手段，如通过光电效应实验确定了光具有粒子性。

弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所示，灯丝K发射出初速度不计的电子，K与栅极G间的电场使电子加速，GA间加有0.5V电压的反向电场使电子减速，电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入汞蒸汽后，发现KG间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，如图2所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关，玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释。下列说法错误的是（ ）

A．汞原子基态和第一激发态的能级之差可能是4.9eV

B．KG间电压低于4.9V时，电流随电压增大而上升，是因为电子能量越高，越容易克服反向电压到达A

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极

C．KG间电压在5~10V之间时，出现电流随电压增大而上升的一段图线，是因为单位时间使汞原子发生跃迁的电子个数增加

D．即使KG间电压高于4.9V，电子也存在始终不与汞原子发生碰撞的可能性 【答案】：C

【考点】：通过弗兰克—赫兹实验研究汞原子能量是否具有量子化特点

【解析】：因为KG间电压U每升高4.9V时，电流表的示数I就会显著下降，这说明电子经过加速后获得的动能正好达到汞原子跃迁的最低能量，也就是从基态跃迁到第一激发态所吸收的能量，所以A选项正确。当KG间的电压低于4.9 V时，电子在KG间被加速而获得的能量低于4.9 eV。电子与汞原子碰撞时，不能使汞原子跃迁到激发态。同时电子不会因为碰撞而损失能量，电子能量越高越容易克服GA间的反向电压抵达A极，因此电流随着 KG间电压的升高也越来越大，B选项正确。当KG间电压在5~10V之间时，电流随电压增大而上升，是因为电子在KG空间与汞原子碰撞而转移掉4.9 eV的能量后，还留有足够的能量，又能克服反向电压从G极到达A极，电流又上升了，所以C选项错误。因为原子不是实心体，所以当电子进入汞原子内部时，即使KG间电压高于4.9V，电子也存在着始终不与汞原子发生碰撞的可能性，D选项正确。该题问错误的选项，所以答案应选C。

【2019房山二模】13．下列有关原子结构和原子核的认识，正确的是（ ） A．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能减小 B．?衰变说明原子核内有电子

144171C．卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，其核反应方程为7N+2He?8O+1H

D．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核由质子和中子组成 【答案】：C

【考点】：有关原子结构和原子核的认识

e2v212e2【解析】：氢原子辐射光子后，能级降低，轨道半径减小，由k2?m得EK?mv?k，由此可知，

rr22r其绕核运动的电子动能增大，A选项错误。β衰变的实质是核内的两个质子和两个中子结合生成氦核，以射

114线的形式放出来，即：21H?20n?2He，因此B选项错误。C选项所说正确无误。卢瑟福α粒子散射实

验说明了原子具有核式结构，D选项错误。

【2019朝阳二模】14．关于α、β、γ三种射线，下列说法正确的是（ ） A．α射线是一种波长很短的电磁波

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B．γ射线是一种波长很短的电磁波

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C．β射线的电离能力最强 【答案】：B

D．γ射线的电离能力最强

【考点】：α、β、γ三种射线的基本认识。

【解析】：α射线是由氦核形成的高速粒子流，不是电磁波，A选项错误。γ射线是一种波长很短能量很高的电磁波，B选项正确。三种射线中，α的电离能力最强，γ的穿透能力最强。所以C、D选项错误。

【2019顺义二模】15．下列说法正确的是 A．γ射线比α射线的贯穿本领强

B．外界环境温度升高，原子核的半衰期变大

C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应 D．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子 【答案】：A

【考点】：三种射线的贯穿本领、半衰期、太阳内部核反应、β衰变的实质。

【解析】：γ射线是能量很高的电磁波，速度是光速，α射线是氦核形成的高速粒子流，速度是光速的十分之一，因此γ射线比α射线的贯穿本领强，A选项正确；半衰期由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，B选项错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，C选项错

11误；β衰变的实质是原子核内中子的转化，即0n?1H?0?1（ ）

e，不是原子外层失去一个电子，D选项错误。

【2019昌平二模】13．图1所示为“东方超环”可控核聚变实验装置，它通过高温高压的方式使氘核与

34氚核发生聚变，其核反应方程为21H?1H?2He+X。X表示的是（ ）

A．质子 【答案】：B

B．中子

C．电子

D．?粒子

【考点】：以“东方超环”为背景考查核反应方程的配平原则：电荷数和质量数守恒；掌握几个微观粒子本身的电荷量和质量数。

【解析】：根据核反应过程中的电荷数和质量数守恒的原则可知，X为中子，即0n，因此选项B正确，A、

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C、D错误。质子为1H，电子为?1e，正电子为?1e，?粒子为2He。

【2019丰台二模】15．中国大科学装置——“东方超环”（EAST）近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。由于其内部核反应原理与太阳类似，因此“东方超环”也被称为“人造太阳”。则下列说法中正确的是（ ）

A．“人造太阳”与目前核电站的核反应原理相同 B．“人造太阳”释放的能量可用E=mc计算

341C．“人造太阳”的核反应方程可能是21H?1H?2He?0n 1144891D．“人造太阳”的核反应方程可能是23592U?0n?56Ba?36Kr?30n

1004【答案】：C

【考点】：轻核聚变反应原理、核能计算和核反应方程。

【解析】：题中说“人造太阳”内部反应原理与太阳类似，我们知道太阳内部发生的主要是轻核聚变反应，

2341核反应方程为：1H?1H?2He?0n，所以C选项正确，D选项错误；核电站发生的是重核裂变反应，

与“人造太阳”的反应原理不同，所以A选项错误；“人造太阳”核反应释放的能量利用?E??mc来计算，其中?m是反应过程中的质量亏损，c是光速，所以B选项错误。

【2019西城二模】15．人类一直在追求能源的开发和有效利用，太阳能的利用非常广泛，而太阳的巨大能量来源于太阳内部所发生的核聚变反应，该核反应可能是 （ ）

341238A．21H+1H?2He?0n B．92U?1141C．23592U+0n?56Ba?92362234904Th?2He

1Kr?30n D．23490Th?23491Pa?-01e

【答案】：A

【考点】：各种类型核反应方程的区分

341【解析】：太阳内部发生的核聚变反应为：21H+1H?2He?0n，因此答案选A。B选项是α衰变方程，C

选项是重核裂变方程，D选项是β衰变方程。课本上我们在原子物理的内容中，共学了五种类型的核反应方程，分别是：α衰变、β衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。请注意它们的区别。

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