假期作业12 原子结构、原子核-【快乐假期】2025年高二物理暑假大作业

８．C　[由题意可知,亮条纹是电子到达概率大的地方,暗条 纹是粒子到达概率小的地方,故 A 正确;电子是实物粒 子,能发生衍射现象,该实验说明物质波理论是正确的, 不能说明光子的波动性,故 B、D正确,C错误．本题选错 误的,故选C．] ９．解析:因为是研究遏止电压Uc 的装置,所以所加电压应 为反向电压,阻止光电子到达 A极板形成光电流,所以 A 极板接电源负极,K 极板接电源正极,电源右端为正极; 根据图像乙可知,当频率为５．１×１０１４ Hz时,所需遏止电 压为零,说明此时对应频率为截止频率νc,所以逸出功: W０＝hνc＝６．６３×１０－３４×５．１×１０１４J＝３．３８×１０－１９J． 答案:右　３．３８×１０－１９ 高考在线 １．B　[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,故 A 错误;产生光电效应的条件是ν＞ νc,紫光的频率大于红光,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,故B正确;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＝hp 可知波长变 长,故C错误;德布罗意认为物质都具有波动性,包括质 子和电子,故 D错误．] ２．A　[由于红光的频率小于蓝光的频率,则红光的波长大 于蓝光的波长,根据E＝hν, 可知蓝光光子的能量大于红光光子的能量;根据p＝hλ , 可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量,故 A 正确,B 错误;由于红光的折射率小于蓝光,根据v＝cn ,可知在玻 璃中传播时,蓝光的速度小于 红 光 的 速 度,故 C 错 误; 光从一种介质射入另一种介质中频率不变,故 D错误．] 假期作业１２ 情境辨析 (１)×　(２)√　(３)√　(４)×　(５)√　(６)√　(７)× (８)×　(９)×　(１０)× 技能提升 素能提升 １．B ２．C　[对于 A、B,核聚变反应过程中存在质量亏损,核聚变 反应后原子核的总质量减少,故 A、B错误;对于 C、D,核 聚变反应后,反应后的原子核比反应前的原子核更稳定, 核子的比结合能增加,故C正确,D错误．] ３．C ４．AB　[卢瑟福由α粒子散射实验提出了原子核式结构模 型:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全 部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的 电子在核外空间绕着核旋转,即原子是可分的,A 正确; 经过一次β衰变,电荷数多１,质量数不变,质子数等于电 荷数,则质子数增加１个,B正确;原子的半衰期与外界因 素无关,C错误;据玻尔理论可知,氢原子从高能级向低 能级跃迁时,可以辐射特定频率的光子,D错误．] ５．D　[对于 A,这群氢原子自发跃迁时能辐射出的光的种 数为C２５＝１０,即能辐射出１０种不同频率的光,故A错误; 对于B,氢原子从n＝５能级跃迁到n＝１能级时辐射出的 光的频率最大,故B错误;对于 C,氢原子从n＝５能级跃 迁到n＝２能级时辐射出的光子的能量为２．８６eV,小于 金属钙的逸出功３．２０eV,所以不能使金属钙发生光电效 应,故C错误;对于D,氢原子从n＝４能级跃迁到n＝２能 级时辐射出的光子的能量为２．５５eV,大于钠、钾和铷的 逸出功,小于金属钨、钙的逸出功,所以可以使表格中的３ 种金属发生光电效应,故 D正确．] ６．CD　[半衰期的时间与元素的物理状态无关,若使某放射 性物质的温度升高,其半衰期不变,故A错误．β衰变所释 放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的,故 B 错误．在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α 射线的电离能力最强,故C正确．铀核(２３８９２U)衰变为铅核 (２０６８２Pb)的过程中,每经过一次α衰变质子数少２,质量数 少４;而每经过一次β衰变质子数增加１,质量数不变;由质量 数和核电荷数守恒,可知要经过８次α衰变和６次β衰变,故 D正确．] ７．D　[根据质量数、电荷数守恒可补全该衰变方程有１４６C →１４７N＋ ０－１e可知 X 为电子,A 错误;衰变是可以自发发 生的且在衰变过程中会释放能量,B错误;某种元素的半 衰期长短由其本身因素决定,与它所处的物理、化学状态 无关,C错误;由于在衰变过程中要释放能量,质量要亏 损,则１４７N与 X的质量之和小于１４６C的质量,D正确．] ８．B　[２３８９２U→２３４９０Th＋４２He是衰变方程,选项 A 错误;２１H ＋３１H→４２He＋１０n是核聚变反应,选项B正确;核反应２７１３Al ＋４２He→３０１５P＋X中的 X质量数为１,电荷数为零,则 X是 中子,选项C错误;卢瑟福发现质子的核反应方程是:４２He ＋１４７N→１７８O＋１１H,选项 D错误．] ９．解析:(１)因hνc＝W０＝ １ ４E１－E１＝－ ３ ４E１ ,所以νc＝ － ３E１ ４h ; 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １５ (２)氢原子从n＝３能级向n＝１能级跃迁辐射出的光子能量 最大,此时从金属表面逸出的光电子的最大初动能为Ekm, hν＝１９E１－E１＝－ ８ ９E１ , Ekm＝hν－W０＝－ ８ ９E１－ － ３ ４E１( )＝－ ５ ３６E１． 答案:(１)－ ３E１ ４h 　 (２)－５３６E１ １０．解析:(１)由质量数和核电荷数守恒,写出核反应方程式 为２１H＋２１H→３２He＋１０n． (２)反应过程中质量减少了 Δm＝２×２．０１３６u－１．００８７u－３．０１５０u＝０．００３５u, 反应过程中释放的核能 ΔE＝０．００３５×９３１．５MeV＝３．２６MeV． (３)设１０n和３２He核的动量分别为p１ 和p２,由动量守恒 定律得０＝p１＋p２, 由此得p１ 和p２ 大小相等, 由动能和动量关系E＝p ２ ２m 及３２He核和１０n质量关系得, 中子的动能E１ 是３２He核的动能E２ 的３倍,即E１∶E２ ＝３∶１,由 能 量 守 恒 定 律 得 E１ ＋E２ ＝ΔE＋２× ０．３５MeV, 由以上可以算出E２＝０．９９MeV． 答案:(１)２１H＋２１H→３２He＋１０n (２)３．２６MeV　(３)０．９９MeV 高考在线 １．C　[根据光电效应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．] ２．D　[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４２He,D 正确．] ３．D　[根据质量数守恒和电荷数守恒可知９０３８Sr衰变为９０３９Y 时产生电子,即β粒子,故 A 错误;根据质量数守恒和电 荷数守恒可知２３８９４Pu衰变为２３４９２U 时产生４２He,即α粒子,故 B错误;根据题意可知２３８９４Pu的半衰期大于９０３８Sr的半衰期, 现用相同数目的９０３８Sr和２３８９４Pu各做一块核电池,经过相同 的时间,９０３８Sr经过的半衰期的次数多,所以剩余９０３８Sr数目 小于剩余２３８９４Pu的数目,故 D正确,C错误．] [第二部分]　高三入学衔接检测卷 １．C　[太阳内部发生的是核聚变,A 错误;典型的裂变方 程为２３５９２U＋１０n→１４４５６Ba＋８９３６Kr＋３１０n,B 错误;裂变释放核 能是因为新核的比结合能大于原来重核的比结合能,C 正确;经过５６年锶９０剩下原来的四分之一,D错误．] ２．D　[a、c两点分别位于正、负电荷附近,则有φa＞φc,故 A 错误;a、c两点关于中轴对称,由等量异种电荷电场分布 可知,两点场强大小相同,方向不同,故B错误;在M 到达 等势线b时,竖直方向速度为不为０,在b右侧仍有一段 向下运动的过程,所以不可能对称,故 C错误;M 穿越a、 b、c,M 带 负 电,所 以 电 场 力 做 负 功,电 势 能 变 大,故 D 正确．] ３．B　[当小球对水平桌面压力恰好为零 时,以小球为研究对象,受力分析如图 由几何关系cosθ＝hL ＝ ０．８ １．０＝０􀆰８ ,所 以θ＝３７°,小 球 圆 周 运 动 的 半 径r＝ Lsin３７°＝１􀆰０m×０􀆰６＝０􀆰６m,由牛顿 第二定律mgtanθ＝mω２r,解得ω＝５２ ２rad /s,所以要让 小球对水平桌面压力为零,匀速圆周运动的角速度ω 应 满足ω≥５２ ２rad /s,故B正确,A、C、D错误．] ４．B　[状态D 对应的压强为p０,状态C到状态D 发生等容 变化,由题图可得pC ２t０ ＝ p０ t０ ,解得pC＝２p０,由V－t图像分 析可知气体从状态A 到状态B,状态C 到状态D 均发生 等容变化,故有WAB＝０,WCD＝０,从状态B 到状态C 发 生等压变化,外界对气体做的功为 WBC＝pC(２V０－V０) ＝２p０V０,从状态D 到状态A 发生等压变化,外界对气体 做的功为WDA＝－p０(２V０－V０)＝－p０V０,故一个循环 内外界对气体做的功为W＝WAB＋WBC＋WCD＋WDA＝ p０V０,故选B．] ５．D　[对于 A,由振动图像可知,t＝０时刻质点 M 沿y 轴 负向振动,结合波形图可知波沿x轴正方向传播,故 A 错 误;对于B,由振动图像可知周期为T＝４s,由波形图可 知波长为λ＝６m;波速为v＝λT ＝１．５m /s,可知０~６s 波传播的距离为x＝vt＝９m,故 B错误;对于 C,由图可 知振幅为A＝１．７cm,０~６s质点M 通过的路程为s＝１．５× ４A＝６×１．７cm＝１０．２cm,故C错误;对于 D,由ω＝２πT＝ ０．５π,可知质点M 的振动方程是y＝－１．７sin０．５πt(cm),故 D正确．] ６．A　[第一次 B固定在地面上,将 A 拉到 B的右 端 时, A 相对于地面移动的距离等于 B板的 长 度;第 二 次 B 可以在光滑地面上自 由 滑 动,A、B间 存 在 摩 擦,在 摩 擦力作用下 B要向右运动,则将 A 拉 到 B的 右 端 时, A 相对于地面移 动 的 距 离 将 大 于 B板 的 长 度;所 以, 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２５ 　　　　假期作业１２　原子结构、原子核　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [情境１]　１９０３年,居里 夫 妇 和 贝 克 勒 尔 由 于 对 放 射 性 的 研 究 而 共 同 获 得诺贝尔物理学奖． (１)β衰变中的电子来源于原子核外电子．(　　) (２)半衰期是一个统计规律,对少数原子核不 适用． (　　) (３)三种射线,按穿透能力由强到弱的排列顺 序是γ射线、β射线、α射线． (　　) (４)目前核电站多数是采用核聚变反应发电． (　　) (５)轻核聚变比重核裂变的产能效率更高． (　　) [情境２]　丹麦物理学家玻尔在１９１３年把微 观世界中物理量取分立值的观念应用到原予 系统,提出了自己的原子结构假说． (６)氢原子光谱是由不连续的亮线组成的． (　　) (７)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱,也成 功地解释了氦原子光谱． (　　) (８)按照玻尔理论,核外电子均匀地分布在各 个不连续的轨道上． (　　) (９)氢原子吸收光子后,将从高能级向低能级 跃迁． (　　) (１０)氢原子可以吸收任何能量的光子而发生 跃迁． (　　) 一、选择题 １．物理学家通过对实验的深入观察和研究,获 得正确的科学认知,推动物理学的发展．下 列说法符合事实的是 (　　) A．汤姆孙发现了电子,并提出了“原子的核式 结构模型” B．卢 瑟 福 用 α 粒 子 轰 击１４７N 获 得 反 冲 核１７８O,发现了质子 C．查德威克发现了天然放射性现象,说明 原子核有复杂结构 D．普朗克提出的“光子说”成功解释了光电 效应 ２．位于安徽省合肥的核聚变大科学装置“夸 父”预计于２０２５年底全面建成,它将用来验 证我国“人造太阳”实验的关键技术．下列关 于核聚变反应的说法正确的是 (　　) A．核聚变反应过程中没有质量亏损 B．核聚变反应后原子核的总质量增加 C．核聚变反应后,核子的比结合能增加 D．核聚变反应后,核子的比结合能减小 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ２３ ３．下列四幅图涉及不同的物理知识,如图所 示,其中说法正确的是 (　　) A．图甲,卢瑟福通过分析α粒子散射实验 结果,发现了质子和中子 B．图乙,用中子轰击铀核使其发生聚变,链 式反应会释放出巨大的核能 C．图丙,玻尔理论指出氢原子能级是分立的, 所以原子发射光子的频率也是不连续的 D．图丁,汤姆孙通过电子的发现揭示了原 子核内还有复杂结构 ４．(多选)关于原子和原子核,下列说法正确 的是 (　　) A．α粒子散射实验表明,原子是可分的 B．原子核发生β衰变,原子核的质子数会 增加 C．外界的温度越高,原子半衰期越短 D．根据玻尔理论可知,氢原子从高能级向低 能级跃迁时,可以辐射各种不同频率的 光子 ５．２０２４年１２月３０日下午３时起,哈尔滨兆麟 公园第５１届冰灯游园会正式开园．公园内 处处流光溢彩,将冰城装扮得美不胜收．霓 虹灯发出五颜六色的光是由于不同气体原 子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异 的光子．如图为氢原子的能级示意图,表格 中为５种金属的逸出功,若一群氢原子处于 n＝５能级,则下列说法正确的是 (　　) 金属 钨 钙 钠 钾 铷 W０/eV ４．５４ ３．２０ ２．２９ ２．２５ ２．１３ A．这群氢原子自发跃迁时最多能辐射出４ 种不同频率的光 B．氢原子从n＝２能级跃迁到n＝１能级辐 射出的光的频率在辐射出的光中最大 C．氢原子从n＝５能级跃迁到n＝２能级辐 射出的光可以使金属钙发生光电效应 D．氢原子从n＝４能级跃迁到n＝２能级辐 射出的光可以使表格中的３种金属发生 光电效应 ６．(多选)关于天然放射现象,以下叙述正确 的是 (　　) A．若使放射性物质的温度升高,其半衰期 将变大 B．β衰变所释放的电子是原子核内的质子 转变为中子时产生的 C．在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能 力最强,α射线的电离能力最强 D．铀核(２３８９２U)衰变为铅核(２０６８２Pb)的过程中, 要经过８次α衰变和６次β衰变 ７．通过检测发现三星堆 遗址出土的文物,年代 从公元前３０００年延续 至公元前１２００年,跨 越了近２０００年,用实 物展示了连绵５０００年的中华文化．考古通 常用１４６C 年代检测法推算出土文物的 年 代．１４６C的衰变方程为１４６C→１４７N＋X,下列说 法正确的是 (　　 ) A．衰变方程中的X是中子 B．１４６C需吸收能量才能发生衰变 C．随着１４６C 的不断衰变,其半衰期会逐渐 变长 D．１４７N与X的质量之和小于１４６C的质量 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ３３ ８．下列关于核反应的说法正确的是 (　　) A．２３８９２U→２３４９０Th＋４２He是铀核的裂变 B．２１H＋３１H→４２He＋１０n是核聚变反应 C．核反应２７１３Al＋４２He→３０１５P＋X 中的 X 是 质子 D．卢瑟福发现中子的核反应方程是:４２He ＋１４７N→１７８O＋１０n 二、非选择题 ９．已知氢原子的基态能量为E１(E１＜０),量子 数为n的激发态的能量为 E１ n２ ．现有一群氢原 子处于n＝３的能级,在向低能级跃迁过程 中,其中从n＝２能级向n＝１能级跃迁辐射 出的光照射某金属的表面恰能发生光电效 应,求: (１)该金属的极限频率; (２)能从该金属表面逸出的光电子的最大初 动能． １０．太阳中含有大量的氘核,氘核不断发生核反 应放出核能,以光和热的形式向外辐射．已知 两个氘核发生核反应可以产生一个新核,并 放出一个中子．该新核质量为３．０１５０u,氘核 质量为２．０１３６u,中子质量为１．００８７u, １u的质量相当于９３１．５MeV的能量． (１)写出该核反应方程式; (２)求该核反应中释放的核能;(结果保留 三位有效数字) (３)若两氘核以相等的动能０．３５MeV 进 行对心碰撞,假设核能全部转化为机械能, 求反应后新核的动能．(结果保留两位有效 数字) １．(２０２４􀅰 江 苏 卷, ５T)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 (　　) A．λ１　　B．λ２　　C．λ３　　D．λ４ ２．(２０２４􀅰河北卷,１T)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:１２６C＋１１H→７３Li＋２１１H＋X,式中 的X为 (　　) A．１０n B．０－１e C．０１e D．４２He ３．(２０２４􀅰山东卷,１T)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９０３８Sr衰变为９０３９Y 的半衰期约为２９年; ２３８ ９４Pu衰变为２３４９２U 的半衰期约８７年．现用相 同数目的９０３８Sr和２３８９４Pu各做一块核电池,下 列说法正确的是 (　　) A．９０３８Sr衰变为９０３９Y时产生α粒子 B．２３８９４Pu衰变为２３４９２U时产生β粒子 C．５０年后,剩余的９０３８Sr数目大于２３８９４Pu的 数目 D．８７年后,剩余的９０３８Sr数目小于２３８９４Pu的 数目 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４３