专题16 原子与原子核-【名师大课堂】2025年高考物理艺术生总复习必备训练册（word课时作业）

专题十六　原子与原子核 1．(2024·安徽卷)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征．如图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于3.11 eV，当大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有(　B　) A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 解析：E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，E3－E1＝－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，故大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有2种，B正确． 2．(2024·湖南卷)量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是(　B　) A．普朗克认为黑体辐射的能量是连续的 B．光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出 C．康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分 D．德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性 解析： A 普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化的，并不连续 × B 产生光电效应的条件是ν>νc，紫光的频率高于红光，红光能使金属产生光电效应，则紫光也能使该金属产生光电效应 √ C 石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获得一定动量，光子动量变小，根据波长λ＝可知波长变长 × D 德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子 × 3．(2024·河北卷)锂是新能源汽车、储能和信息通信等新兴产业的关键材料．研究表明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核反应方程为6C＋H→Li＋2H＋X，式中的X为(　D　) A．n B．e C．e D．He 解析：根据核反应前后质量数和电荷数守恒得，A＝12＋1－7－2×1＝4，Z＝6＋1－3－2×1＝2，则X为He，D正确． 4．(2024·广西卷)近期，我国科研人员首次合成了新核素锇－160 (Os)和钨－156(W).若锇－160经过1次α衰变，钨－156经过1次β＋衰变(放出一个正电子)，则上述两新核素衰变后的新核有相同的(　C　) A．电荷数 B．中子数 C．质量数 D．质子数 解析：锇－160经过1次α衰变后产生的新核素质量数为156，质子数为74，钨－156经过1次β＋衰变后质量数为156，质子数为73，可知两新核素衰变后的新核有相同的质量数．故选C. 5．(2024·江西卷)近年来，江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管(LED)，开创了国际上第三条LED技术路线．某氮化镓基LED材料的简化能级如图所示，若能级差为2.20 eV(约3.52×10-19J)，普朗克常量h＝6.63×10-34J·s，则发光频率约为(　C　) A．6.38×1014Hz　　　 B．5.67×1014Hz C．5.31×1014Hz D．4.67×1014Hz 解析：根据题意可知，辐射出的光子能量ε＝3.52×10-19J，由ε＝hν代入数据解得ν＝5.31×1014Hz，C正确． 6．(2024·山东卷)2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池．已知Sr衰变为Y的半衰期约为29年；Pu衰变为U的半衰期约为87年．现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池，下列说法正确的是(　D　) A．Sr衰变为Y时产生α粒子 B．Pu衰变为U时产生β粒子 C．50年后，剩余的Sr数目大于Pu的数目 D．87年后，剩余的Sr数目小于Pu的数目 解析： C错D对． 7．(2024·广东卷)我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”．其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应Y＋Am→X＋2n产生该元素．关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是(　C　) A．Y为Fe，A＝299 B．Y为Fe，A＝301 C．Y为Cr，A＝295 D．Y为Cr，A＝297 解析：根据核反应方程Y＋Am→X＋2n，根据质子数守恒设Y的质子数为y，则有y＋95＝119＋0，可得y＝24，即Y为Cr；根据质量数守恒，则有54＋243＝A＋2，可得A＝295，故选C. 8．氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用6H→2He＋xn＋yp＋43.15MeV表示，式中x、y的值分别为(　C　) A．x＝1，y＝2 B．x＝1，y＝3 C．x＝2，y＝2 D．x＝3，y＝1 解析：根据反应前后质量数和电荷数守恒可得6×2＝2×4＋x＋y，6＝2×2＋y，解得x＝2，y＝2，故选C. 9．(2024·福建卷)Ni→Cu＋X，则其中的X表示(　B　) A．He B．e C．e D．n 解析：根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数－1，则X为e.故选B. 10．(2024·江苏卷)在原子跃迁中，辐射如图所示的4种光子，其中只有一种光子可使某金属发生光电效应，是哪一种(　C　) A．λ1 B．λ2 C．λ3 D．λ4 解析：根据光电方程可知当只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据图中能级图可知跃迁时对应波长为λ3的光子能量最大．故选C. 11．(2024·浙江卷)已知氘核质量为2.014lu，氚核质量为3.016lu，氦核质量为4.0026u，中子质量为1.0087u，阿伏加德罗常数NA取6.0×1023mol-1，氘核摩尔质量为2 g·mol-1，lu相当于931.5MeV.关于氘与氚聚变成氦，下列说法正确的是(　D　) A．核反应方程式为H＋H→He＋n B．氘核的比结合能比氦核的大 C．氘核与氚核的间距达到10-10m就能发生核聚变 D．4 g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025MeV 解析：核反应方程式为H＋H→He＋n，故A错误；氘核的比结合能比氦核的小，故B错误；氘核与氚核发生核聚变，要使它们间的距离达到10-15m以内，故C错误；一个氘核与一个氚核聚变反应质量亏损Δm＝(2.0141＋3.0161－4.0026－1.0087)u＝0.0189u，聚变反应释放的能量是ΔE＝Δm·931.5 MeV≈17.6 MeV 4 g氘完全参与聚变释放出能量E＝×6×1023×ΔE≈2.11×1025MeV，数量级为1025MeV，故D正确．故选D. 12．(多选)(2024·辽宁卷)X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器．用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则(　BD　) A．该金属的逸出功增大 B．X光的光子能量不变 C．逸出的光电子最大初动能增大 D．单位时间逸出的光电子数增多 解析：金属的逸出功与金属本身有关，与入射光无关，A错误；光子的能量E＝hν，与入射光强度无关，B正确；根据爱因斯坦光电效应方程hν＝Ek0＋W0可知，逸出的光电子最大初动能与入射光的强度无关，C错误；入射光的强度增加，可知单位时间内入射的总能量增加，每个光子的能量不变，故单位时间内入射的光子数增多，则单位时间内逸出的光电子数增多，D正确． 13．(多选)(2024·浙江卷)下列说法正确的是(　CD　) A．相同温度下，黑体吸收能力最强，但辐射能力最弱 B．具有相同动能的中子和电子，其德布罗意波长相同 C．电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量 D．自然光经玻璃表面反射后，透过偏振片观察，转动偏振片时可观察到明暗变化 解析：相同温度下，黑体吸收能力和辐射能力都最强，A错误；Ek＝，德布罗意波长λ＝，联立解得λ＝，中子的质量与电子质量不同，故具有相同动能的中子和电子的德布罗意波长不同，B错误；电磁场是真实存在的物质，电磁波具有动量和能量，C正确；自然光经玻璃表面反射后成为偏振光，透过偏振片观察，转动偏振片可观察到明暗变化，D正确． 学科网（北京）股份有限公司 $$