假期必刷32 原子结构和原子核-【快乐假期必刷题】2025年高二物理暑假作业必刷题

　　假期必刷３２　原子结构和原子核　　　　　　　　　 １．氢原子能级之间跃迁时放出(吸收)光子的 频率由hν＝Em－En 求得．波长可由公式c ＝λf求得． ２．核反应中核能由 ΔE＝Δmc２ 或根据核子比 结合能来计算． １．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 ２．(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＋２４３９５Am→ A１１９X＋２１０n产生该 元素．关于原子核 Y和质量数A,下列选项 正确的是 (　　) A．Y为５８２６Fe,A＝２９９ B．Y为５８２６Fe,A＝３０１ C．Y为５４２４Cr,A＝２９５ D．Y为５４２４Cr,A＝２９７ ３．(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．图为氢原子的能级示意 图,已知紫外光的光子能量大于３．１１eV, 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 (　　) A．１种　　B．２种　　C．３种　　D．４种 ４．(２０２４􀅰浙江６月卷)玻尔氢原子电子轨道 示意图如图所示,处于n＝３能级的原子向 低能级跃迁,会产生三种频率分别为ν３１、 ν３２、ν２１的光,下标数字表示相应的能级．已知 普朗克常量为h,光速为c．下列说法正确 的是 (　　) A．频率为ν３１的光,其动量为 E３－E１ hc B．频率为ν３１和ν２１的两种光分别射入同一 光电效应装量,均产生光电子,其最大初 动能之差为hν３２ C．频率为ν３１和ν２１的两种光分别射入双缝 间距为d,双缝到屏的距离为L 的干涉 装置,产生的干涉条纹间距之差为Lc dν３２ ． D．若原子n＝３跃迁至n＝４能级,入射光 的频率ν３４＞ E４－E３ h ５．核废水即使经处理,还是含有氚、锶－９０、铯 －１３７、碘－１２９等放射性元素．其中９０３８Sr半 衰期为３０年,它能通过β衰变变为新核,用 X表示新核的元素符号,下列有关说法错误 的是 (　　) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ４６ A．锶发生β衰变时,产生的β射线不能穿透 几厘米厚的铅板 B．锶发生β衰变的方程为 ９０ ３８Sr→９０３９X＋　０－１e C．１０个锶核发生β衰变时,经过３０年,一 定还有５个锶核未发生衰变 D．新核X的比结合能比９０３８Sr大 ６．科学家发现银河系中存在大量的放射性同 位素铝２６,铝２６的半衰期为７２万年,其衰 变方程为２６１３Al →２６１２Mg＋X,下列说法正确 的是 (　　) A．X是质子 B．经过两个半衰期后现有铝２６将全部衰变 C．一个２６１３Al原子与一个２６１２Mg原子的质量 相等 D．将铝２６置于高温高压环境中,其半衰期 不发生改变 ７．华龙一号全球首堆———中核集团福清核电 ５号机组首次并网成功,标志着中国正式进 入核电技术先进国家行列．核电站的产热核 心是放射性重元素,通常为铀２３５．以下关 于华龙一号的说法正确的是 (　　) A．华龙一号中发生的是核聚变 B．华龙一号中可能发生的一种核反应是 ２３５ ９２U→１４４５６Ba＋８９３６Kr＋２１０n C．核反应堆中可采用重水、石墨作为慢化剂 D．核反应过程中遵循质量守恒 ８．据报道,由我国自行设计、研制的世界第一 套全超导核聚变实验装置(又称“人造太 阳”)已完成了首次工程调试．下列关于“人 造太阳”的说法错误的是 (　　) A．“人造太阳”的核反应是轻核聚变 B．“人 造 太 阳”的 核 反 应 方 程 是２１H＋３１H →４２He＋１０n C．“人造太阳”的核反应方程是２３５９２U＋１０n →１４１５６Ba＋９２３６Kr＋３１０n D．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式 是ΔE＝Δmc２ ９．(科技情境)核动力航空母舰的动力来自核 反应堆,其中主要的核反应方程式是２３５９２U ＋１０n→１４１５６Ba＋９２３６Kr＋(　　)１０n (１)在括号内填写１０n前的系数; (２)用 m１、m２、m３ 均分别表示２３５９２U、１４１５６Ba、 ９２ ３６Kr核的质量,m 表示中子的质量,则上述 核反应过程中一个铀２３５核发生裂变产生 的核能ΔE 是多少? (真空中的光速为c) (３)假设核反应堆的功率P＝６􀆰０×１０５kW, 若一个铀２３５核裂变产生的能量为２􀆰８× １０－１１J,则该航空母舰在海上航行一个月需 要消耗多少千克铀２３５? (铀２３５的摩尔质 量μ＝０􀆰２３５kg/mol,一月约为t＝２􀆰６×１０ ６s) 阿伏加德罗常数 NA＝６􀆰０×１０２３ mol(计算 结果保留２位有效数字)． 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ５６ 假期必刷３２ 素养训练 １．D　[根据质量数、电荷数守恒可补全该衰变方程有１４６C→ １４ ７N ＋ 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．] ２．C　[根据核反应方程 Y＋２４３９５Am→ A１１９X＋２１０n, 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５４２４Cr;根据质量数守恒,则有５４＋２４３＝A＋２, 可得A＝２９５．] ３．B　[大量处于n＝３能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射出 不同频率光子的种类为C２３＝３种,辐射出光子的能量分别为 ΔE１＝E３－E１＝－１．５１eV－(－１３．６eV)＝１２．０９eV,ΔE２ ＝E３－E２＝－１．５１eV－(－３．４eV)＝１．８９eV,ΔE３＝E２－ E１＝－３．４eV－(－１３．６eV)＝１０．２eV,其中 ΔE１＞３．１１ eV,ΔE２＜３．１１eV,ΔE３＞３．１１eV,所以辐射不同频率的紫 外光有２种．] ４．B　[根据玻尔理论可知hν３１＝E３－E１,则频率为ν３１的光其 动量为,p＝hλ ＝ hν３１ c ＝ E３－E１ c ,选项 A 错误;频率为ν３１和 ν２１的两种光分别射入同一光电效应装量,均产生光电子,其 最 大 初 动 能 分 别 为 Ekm１ ＝hν３１ －W 逸出功 ,Ekm２ ＝hν２１ － W 逸出功 ,最大初动能之差为 ΔEkm＝hν３１－hν２１＝hν３２,选项 B 正确;频率为ν３１和ν２１的两种光分别射入双缝间距为d,双缝 到屏的距离为 L 的 干 涉 装 置,根 据 条 纹 间 距 表 达 式 Δx＝ L dλ＝ Lc dν ,产生的干涉条纹间距之差为 Δs＝Lcdν３１ －Lcdν２１ ＝ Lc d １ ν３１ －１ν２１( ) ≠ Lc dν３２ ,选项 C错误;若原子n＝３ 跃迁至n＝ ４能级,则E４－E３＝hν３４,可得入射光的频率ν′３４＝ E４－E３ h , 选项 D错误．] ５．C　[β射线是高速电子流,穿透能力很弱,不能穿透几厘米厚的 铅板,A正确,不符合题意;根据质量数和电荷数守恒可知,锶发 生β衰变的方程为 ９０ ３８Sr→ ９０ ３９X＋ 　０ －１e,B正确,不符合题意;半衰期 是大量原子核衰变的统计规律,对少量的原子核衰变不适用,C 错误,符合题意;衰变后的新核更稳定,其原子核中核子结合更 牢固,比结合能更大,D正确,不符合题意．] ６．D　[由核反应方程和质量数、电荷数守恒得 X是正电子０１e, 故 A错误;两个半衰期后剩余铝２６占原来的n＝ １２( ) ２ ＝ １ ４ ,故B错误;核反应过程中质量数守恒,质量不守恒,衰变 过程释放能量,有质量亏损,所以衰变前铝２６的质量大于镁 ２６的质量,故 C错误;半衰期不受物质所处的物理及化学环 境影响,故 D正确．] ７．C　[核电站是利用重核裂变进行发电的,所以华龙一号中 发生的是核裂变,故 A错误;铀核裂变的条件是反应前有中 子轰击铀２３５,而核反应２３５９２U→ １４４ ５６Ba＋ ８９ ３６Kr＋２ １ ０n中,没有中 子轰击铀２３５,故B错误;核反应堆中可采用重水、石墨作为 慢化剂,故 C正确;核反应过程中出现质量亏损,不遵循质 量守恒,故 D错误．] ８．C　[人造太阳的核聚变是氘核和氚核进行的核聚变反应, 核反应方程是２１H＋ ３ １H→ ４ ２He＋ １ ０n,故 A、B正确,不符合题 意,C错误,符合题意;核聚变的过程中,只有亏损的质量转 化为能量,所以根据质能方程可知,“人造太阳”释放的能量 大小的计算公式是 ΔE＝Δmc２,故 D正确,不符合题意．] 素养培优 ９．解析:(１)由质量数与电荷数守恒可知,２３５＋１＝１４１＋９２＋ x得x＝３． (２)由题意知,质量亏损为 Δm＝m１－m２－m３－２m, 由质能方程可知,释放的核能为 ΔE＝Δmc２＝(m１－m２－m３－２m)c ２． (３)一个月内核反应产生的总能量为E＝Pt, 同时E＝m μ NAΔE, 可得m＝ PtμNAΔE ＝６．０×１０ ８×２．６×１０６×０．２３５ ６．０×１０２３×２．８×１０－１１ kg＝２２kg． 答案:(１)３　(２)(m１－m２－m３－２m)c ２　(３)２２kg 假期必刷３３ 素养训练 １．C　[研究甲图运动员的入水动作时,运动员的形状和体积 对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质 点,故 A错误;研究乙图运动员的空中转体姿态时,运动员 的形状和体积对所研究问题的影响不能够忽略,此时运动员 不能够看为质点,故B错误;研究丙图运动员在百米比赛中 的平均速度时,运动员的形状和体积对所研究问题的影响能 够忽略,此时运动员能够看为质点,故 C 正确;研究丁图运 动员通过某个攀岩支点的动作时,运动员的形状和体积对所 研究问题的影响不能够忽略,此时运动员不能够看为质点, 故 D错误．] ２．C　[“４４分钟”指的是时间,故 A 错误;这两个收费站的路 程为５８km,故B错误,C正确;若研究小型客车通过某个隧 道的时间,若小型客车与隧道的长度相差不是很大,不可以 把车看成质点,故 D错误．故选 C．] ３．B　[题目中“全长１６􀆰３４km”指的是该大桥的长度,指路程, A错误;“风速超过２０m/s”“不能超过３００km/h”均指的是 某一时刻的速度,均为瞬时速度,B正确,C错误;由于不清 楚题目中所述的通过大桥的位移,所以无法计算平均速度, ２０４km/h是平均速率,D错误．] ４．D　[速度和加速度均为负值,两者方向相同,速 度 一 直 增 大,直到加速度等于零为止;在加速度减为零的过程中,位移 一直增大,加速度为零时,速度不为零,位移仍在增大,故 A、 B、C错误,D正确．] ５．C　[气门芯从最高点第一次到达最低点过程中,水平方向 位移为x＝πR＝０􀆰６πm,竖直方向位移为y＝２R＝１􀆰２m,故 位移大小约为s＝ x２＋y２≈２􀆰２m,故选 C．] ６．B　[由题设所给的G 值公式可知,G 值越大,该车的加速度 越大,速度的变化率越大,则车辆的动力越强劲,故 A 错误, B正 确;题 中 １００ 公 里 每 小 时 为 瞬 时 速 度,故 C 错 误; １００km/h≈２７．８m/s,根据题设所给的G 值公式可得 Δt≈ ２７．８ ４５ ×１０s≈６􀆰２s ,故 D错误．] ７．C　[红旗跃过汀江,是以江岸为参考系,A 错误;研究红旗 的飘扬时,红旗的形状不能忽略,不能看作质点,B错误;研 究战士从长汀到龙岩的运动轨迹时,战士的大小和形状忽略 不计,可以将战士视为质点,C正确;平均速度大小等于位移 大小与时间的比值,平均速率等于路程与时间的比值,由图 可知,路程大于位移,平均速率大于平均速度,D错误．] ８．BC　[取向东为正方向,加速度a＝ v２－v０ Δt ＝－２m /s２;若速 度大小为２m/s、方向向东,则t１＝ v１－v０ a ＝５s ;若速度大小 为２m/s、方向向西,则t２＝ －v１－v０ a ＝７s ,故选项 B、C 正 确,A、D错误．] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９２１