热点14 原子结构 原子核-【红对勾】2025年高考物理二轮复习讲与练

热点14原子结构 原子核 1.下列有关近代物理的说法正确的是 ( C.再经过72万年，现有的铝26衰变一半 A.普朗克最先提出能量量子化 D.再经过144万年，现有的铝26全部衰变 B.结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，6.在医学研究中把Sr-87m引入患者体内，待骨骼吸 原子核越稳定 收后，用辐射检测器可测定其在患者骨骼中所处的 C.原子核的衰变过程不遵循动量守恒定律 位置，并确定患者体内出现的异常情况。Sr-87m D.虽然太阳不断地向外辐射能量，但它的总质量是 的半衰期为2.8h,对于质量为m。的Sr-87m,经 不变的 过时间1后剩余的质量为m,其”-1图线如图所 2.人工核转变是指人类通过特定的实验手段，将原子 核中的质子、中子和其他粒子进行增加、减少、替换 示。从图中提供的信息，可知Sr-87m的半衰期可 等改变，从而使原子核的性质发生变化的过程。在 表示为 () 核反应方程He十N→O+X中，X表示的是 ( 1.0 A.电子 B.质子 0.8 0.6 C.中子 D.a粒子 0.4 3.科学家设想未来较为理想的可控核聚变反应方程 为H+B→3X,下列说法正确的是 () A.X为C A.t1-0 B.13-ti B.该方程为a衰变方程 C.12-t D.t3-l2 C.该反应质量数守恒 E D.大亚湾核电站采用核聚变反应发电 7.氢原子第n能级的能量为E。= ,其中E,是基态 4.2024年4月19日起，日本开始排放第五批福岛核 能量，n=1,2,3,…。若某一氢原子辐射出能量为 污染水。核污染水中含有一定量的放射性核素 一。E的光子后，氢原子处于比基态高出一3 3 “氚”，该核素可在生物体内富集，导致内照射，从而 E 损害生物体的健康。已知氚的衰变方程为H→ 的激发态，则氢原子辐射光子前处于 () 2He十X,半衰期约为12年，下列说法正确的是 A.第2能级 B.第3能级 C.第4能级 D.第6能级 A.氚核发生的是a衰变 8.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其 B.衰变产物X来自氚的核外电子 中的两个核反应方程为H+C→X+Q1, C.衰变产生的射线能穿透几厘米厚的铅板 H+N→C+He+Q2,方程中Q1、Q2表示 D.若立即停止排放，12年后因排污导致的核辐射 释放的能量，相关的原子核质量如表。以下推断正 量会减少50% 确的是 ( 5.科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝 原子核 H 2He 18C IN N 26,铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为A1→ 质量/1.00784.00262.000013.005715.0001 Mg十Y,下列说法正确的是 A.Y是氦核 A.X是1N,Q2>Q B.Y是质子 B.X是N,Q2>Q1 第一部分热点加强练4237等 C.X是N,Q2<Q, 形成电势差。已知该材料至少需要吸收能量为E D.X是N,Q2<Q 的光子才能发生内光电效应，普朗克常量为五，光 9.一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出中 速为c,则 () 子，释放17.6MeV的能量。已知氘核、氚核、氦核 太阳光 和中子的质量分别为m1m2m3和m4。下列说法 N型 正确的是 ( 负载 A.该核反应方程是H+H→He+2n …P型 B.该核反应中的核燃料是当前核电站采用的核 A.通过负载的电流方向从上至下 燃料 C.m1+m2>m3十mg B.该材料发生内光电效应的极限波长为 E D.该核反应可以在常温下进行 C.太阳光的强度越强，则通过负载的电流越大 10.2023年8月，日本不顾多个国家的反对，公然将含 D.改用紫外线照射该材料，则不能发生内光电 有大量放射性物质的核废水排放到太平洋中，其 效应 中有一种放射性物质是碳14，它的半衰期大约为13.如图所示，甲图为研究光电效应的电路图，入射的 5730年，其衰变方程为C→4N+X,则下列说 紫光的频率大于K极板的极限频率，乙图是光电 法正确的是 ( 管中光电流与电压的关系图像，丙图是原子核的 A.衰变方程中X为a粒子 比结合能与质量数之间的关系图像。下列判断正 B.如果有100个碳14原子核，经过5730年将有 确的是 50个原子核发生衰变 窗口 C.碳14半衰期很长，所以短期内不会对人类造成 光束 影响 D.衰变产生的X粒子电离本领比Y光子强 11.某实验小组研究光电效应规律时，用不同频率的 光照射同一光电管并记录数据，得到遏止电压与 入射光频率的关系图像如图所示，已知电子电荷 甲 t比结合能MeV 量为e,则该光电管的阴极材料的逸出功为( 8 U He Li 102050100150200250质量数 A.e(Uv-Uv) B.(UIv:-U:y) A.甲图中提高紫光入射光强度，遏止电压一定 V2一V1 V2-y1 增大 C.Uv:-U) D.e(2U1-U) B.乙图中，a光光子的动量大于b光光子的动量 V2-V1 V2-y1 C.由丙图可知，钡原子核Ba比氪原子核Kr 12.(多选)如图所示，某种材料制成太阳能电池的主 稳定 体部分由P型半导体和N型半导体结合而成。当 D.由丙图可知，He核子的平均质量比H核子的 太阳光照射到该材料上时，材料吸收光子发生内 平均质量大 光电效应，自由电子向N型一侧移动，从而在两端 ☑2382对勾·讲与练·高三二轮物理(2)过程一、二最后气体的内能相同，7.C设氢原子辐射光子前后分别处于 光入射光强度改变不了紫光的频率， 由热力学第一定律△U=W十Q,可得 第k能级与第！能级，辐射后的能量为 過止电压不变，故A错误；图乙中 W=△U-Q=(250-350)J=-100J, U>U,即两种光子频率a>v6,由 -E1= 即气体对外做功100J。 光的频率与波长的关系式c=y,可 V (3)由 V T 4V1,则 ,可得V= 1 E1,解得1=2，辐射前的能量E= 得入<入6，又由力=元 可得力。>p6, W-pi(V,-V)-2iV 故B正确；由丙图可知，钡原子核 ,可得初始状 3 ,根据玻尔理论有△E=E 1Ba比结合能小于氪原子核Kr的 态的体积为V1=3×10m。 E,(>n),当氢原子由第k能级跃迁 比结合能，所以氪原子核”Kr更稳 PoLISA E 定，故C错误；因为He核子的比结 9.(I)p。+pgh)S (2)W-PSALI 到第L能级时，辐射的能量为 k2 合能比H核子的比结合能大，He 解析：(1)初始时，活塞A静止，封闭气 1 3 核子的平均质量比H核子的平均质 体的压强为p1=p。,最终封闭气体的 E1=一16E,解得k=4,故选C。 量小，故D错误。 压强大小为2=p。十Pgh,活塞缓慢 8.A根据质量数和电荷数守恒可知， 热点15力学、热学，光学实验 移动过程中，气体温度保持不变，由玻 X是1N,前一核反应过程的质量亏 意耳定律可知p1LSA=p,L,SB,解 损△m1=(1.0078+12.0000 1.(1)B PoLISA 13.0057)u=0.0021u,而后一核反应 得L2= (po十pgh)Sr 的质量亏损△m2=(1.0078十15.0001一 解析：(1)在实验中油酸体积占油酸酒 (2)由于活塞缓慢移动过程中，气体温 12.0000-4.0026)u=0.0053u 精溶液总体积的比例最为合适的是 △12>△1，根据爱因斯坦质能方程 1:500,故选B。 度保持不变，所以气体的内能不变，活 E=△c2可知，Q2>Q1,A正确。 (2)胶片厚度相同，则面积比等于质量 塞B对气体做功为W。=一pL,Su= pSAL1,则整个过程中气体对外放 9.C该反应为轻核聚变反应，根据质量 热Q=W十W,=W一p。SAL1。 数和电荷数守恒，反应中应该释放出1 比，即S= So 个中子，故A错误；现今核电站主要是 (3)撒粉时若过厚，且覆盖整个浅盘， 热点14原子结构原子核 核裂变，而该反应是核聚变反应，故B 则不利于油酸形成单分子油膜，A错 1.A为解释黑体辐射，普朗克首先提出 错误；根据爱因斯坦质能方程，因反应 误；滴油酸酒精溶液时，针头若远离液 微观粒子的能量是量子化的，故A正 放出能量，则质量一定有亏损，故C正 面，则油酸酒精溶液滴到水面上时可 确；比结合能是结合能与核子数的比 确；该反应不能在常温下进行，只能在 能会溅起，也不利于形成整片的油膜， 值，比结合能越大，表示原子核中核子 很高的温度下进行，故D错误。 B错误：滴油酸酒精溶液后需待油膜稳 结合得越牢固，原子核越稳定，故B错 10.D根据质量数和电荷数守恒，衰变 定后再测其面积，C正确。 误；原子核衰变过程系统动量守恒，故 方程为4C→4N十_9e,可知衰变方 程中X为电子，故A错误：半衰期是 2.(1)7.775(2)0E的长度L(3) C错误；太阳不断地向外辐射能量，因 d 而太阳的总质量一定不断减小，故D 大量原子核衰变的统计规律，对少量 解析：(1)由图乙可知，游标卡尺为 错误。 原子核衰变不适用，故B错误：碳14 20分度的游标卡尺，精度为0.05mm, 2.B根据质量数守恒和电荷数守恒可 半衰期很长，但会一直产生辐射，短 故d=7.7cm十15×0.05mm 得，X的质量数为1，电荷数为1，则X 期内会对人类造成影响，故C错误： 7.775cm。 (2)由题可知，光斑在E处时，光斑D 表示的是质子，故选B」 衰变产生的X粒子电离本领比Y光 3.C根据质量数和电荷数守恒可知，X 子强，故D正确。 恰好消失，即光线此时发生全反射，故 的质量数为4，电荷数为2，则X为 11.A设该光电管的阴极材料的逸出功 为测量折射率，还需测量OE的长 度L。 He,故A错误，C正确；该方程为可控 为W。,根据光电效应方程和动能定 核聚变，故B错误；大亚湾核电站采用 理分别可得Ek=hy一W。,eLU。=Ek, (3)当光线恰好发生全反射时，有n 核裂变反应发电，故D错误。 可得eU.=hv一Wo,结合图像可得 12L eU1=hy1一W。,eUU,=hv,一W。,联立 sin 0 OA d 4.D根据核反应的质量数和电荷数守 OE 恒可知，X的质量数为0，电荷数为 解得W。-cUU2,故选A 一1，则X为电子_e,则氚核发生的是 V2一y1 3.(1)A 12.BC自由电子向N型一侧移动，N型 《2反比8日 3衰变，A错误；衰变产物X是氚核内 一侧电势更低，故电流从P型一侧流 解析：(1)为保持空气柱的温度不变， 的中子转化为质子时放出的电子，B错 出，回到N型一侧，故电流应该从下 在实验操作时，要缓慢地向下压或向 误；B射线的穿透能力较弱，不能穿透 至上通过负载，故A错误；发生内光 上拉活塞，手不可以握住玻璃管气体 几厘米厚的铅板，C错误；若立即停止 电效应的极限波长满足hS=E,解 部分，A正确，B、C错误。 排放，12年后即经过一个半衰期，会有 (2)根据表格中的测量数据，在实验误 一半氚核发生衰变，即因排污导致的 差范围内，压强力和体积V的乘积近 核辐射量会减少50%，D正确。 得入二C,故B正确；太阳光强度越 似相等，所以可以得到的实验结论是： 5.C根据核反应的质量数和电荷数守 大，内光电效应释放的电子越多，向N 一定质量的气体，在温度保持不变的 恒可知，该核反应是得A1→Mg 型一侧移动的自由电子越多，两端电 条件下，压强与体积成反比。 9e,即Y是正电子，A、B错误；因 势差越大，电路中的电流越大，故增 (3)若用图像法处理实验数据，以压强 72万年是铝26的一个半衰期，可知再 大太阳光的强度，通过负载的电流会 p为纵坐标，由V为常量可知，要得 过72万年，现有的铝26衰变一半，再 变大，故C正确；太阳光中紫外线的 到线性图像，则横坐标表示的物理量 过144万年，即两个半衰期，现有的铝 频率最高，太阳光能让该材料发生内 26衰变四分之三，C正确，D错误。 光电放应，则该材料的极限频率应小于 为V° 6.B由题图可知，从”=0.8到m 等于紫外线的频率，故改用紫外线照射4.(1)降低(2)14.8 mo 该材料，能发生内光电效应，故D错误。 0,4恰好衰变了一半，根据半衰期的定 (4)C 13.B由公式Ek=hy-W。,eU.=Ek, -是是 义可知Sr-87m的半衰期为x=t3 w一W,提高紫 解析：(1)打开气系，先取走滑块B,待 t1,故选B。 可得遏止电压U= 气流稳定后将滑块A从气垫导轨右侧 ☑一红勾·讲与练·高三二轮物理 -336-