专题15 原子物理-2021年高考北京市高三下学期4月一模物理试题汇编（解析版）

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2021 年高考北京市高三下学期 4 月一模物理试题汇编

专题 15 原子物理

1、（2021·北京市西城区高三下学期 4 月一模）对于爱因斯坦提出的质能方程 E=mc2，下列说法中不正确

的是

A．E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比

B．根据 ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能

C．若 m表示核电站参与反应的铀 235 的质量，则 E表示核反应释放的核能

D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，因此太阳的质量在不断减少

【答案】C

【解析】在爱因斯坦的质能方程中，能量与质量成正比，选项 A正确；用该公式可以计算核反应中释

放的核能，式中的 m是核反应中的质量亏损，但它并是核反应材料中的初始质量，选项 C错误；太阳上进

行的是聚变反应，并释放能量，故太阳的质量在减少，选项 D正确；所以该题 C符合题意。

2、（2021·北京市房山区高三下学期 4 月一模）关于原子和原子核下列说法正确的是

A．β射线是原子被电离后核外电子形成的电子流

B．太阳辐射的能量主要来源于太阳内部的重核裂变

C．氢原子的核外电子从高能级跃迁到低能级时，放出光子，电子的动能增加

D．两个质子和两个中子结合成一个 α粒子，两个质子与两个中子的质量之和小于 α粒子的质量

【答案】C

【解析】β射线是原子核的中子衰变成质子和电子后释放出来的电子流，选项 A错误；太阳辐射的能

量主要来自于太阳内部的聚变，选项 B错误；氢原子的核外电子从高能级跃迁到低能级时，放出光子，电

子的轨道变低，半径减小，它也有与卫星绕地球运行同样的低轨、高速的规律，所以电子的动能增大，选

项C正确；两个质子和两个中子结合成一个 α粒子时，两个质子与两个中子的质量之和会大于 α粒子的质

量，选项 D错误。

3、（2021·北京市丰台区高三下学期 4 月一模）如图所示为氢原子的能级图。一群氢原子处于 n＝3的激

发态上，下列说法正确的是

A.原子向 n＝2的能级跃迁需要吸收能量

B.原子向低能级跃迁只能发出 2种不同频率的光子

C.原子跃迁到低能级后电子动能减小

D.原子至少需要吸收 1.51eV 的能量才能发生电离

【答案】D

【解析】原子由 n=3 向n＝2的能级跃迁需要放出能量，选项 A错误；原子由 n=3 向低能级跃迁时能

发出 3种不同频率的光子，选项 B错误；原子跃迁到低能级后，电子的轨道半径减小，故它的动能增大，

选项 C错误；因为 n=3 能级的能量是-1.51eV，所以原子至少需要吸收 1.51eV 的能量才能发生电离，选项 D

正确。

4、（2021·北京市丰台区高三下学期 4 月一模）下列说法正确的是

A. 是裂变 B. 是聚变

C. 是衰变 D. 是裂变

【答案】C

【解析】是人工转变，是卢瑟福发现质子的方程，选项 A错误；

是裂变，选项 B错误；是衰变方程，选项 C正确；

是 β 衰变方程，选项 D错误。

5、（2021·北京市朝阳区高三下学期 4 月一模）一个氢原子从 n=2 能级跃迁到 n=3 能级，也就是氢原子核

外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道，该原子

A．吸收光子，能量增大 B．吸收光子，能量减小

C．放出光子，能量增大 D．放出光子，能量减小

【答案】A

【解析】n=2 能级的能量较小，如果它跃迁到 n=3 能级上，则需要吸收光子，氢原子吸收能量后，总

能量增加，选项 A正确。

6、（2021·北京市石景山区高三下学期 4 月一模）1909 年，物理学家卢瑟福和他的学生用 α粒子轰击金

箔，研究 α粒子被散射的情况，其实验装置如图所示。关于 α粒子散射实验，下列说法正确的是

A．α粒子发生偏转是由于它跟电子发生了碰撞

B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞

C．α粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量

D．通过 α粒子散射实验还可以估计原子核半径的数量级是 10-10m

【答案】C

【解析】在 α粒子散射实验中，α粒子相对于电子的质量较大，故它与电子发生碰撞不会使它发生偏

转和大角度散射，而是直线穿过，选项 AB 错误；

α粒子

源

金箔

探测器

α粒子散射实验装置示意图

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