课时作业78 原子和原子核-【红对勾讲与练·练习手册】2026年高考物理大一轮复习全新方案通用版

12.(1) E-W。+eLU PS (2)Ne 4πNE 解析：(1)每个光子的能量E=hy, hy E 每个光子的动量p=二= c 光电子从阴极K逸出时的最大初动 能Ek=E一W。, 光电子到达阳极A时的最大动能 Ekm=Ek十eU=E-W。十eU。 (2)通过微安表的电流I=纟=Ne, 设t秒发射总光子数为n,则 4rR·S=Nt, t秒辐射光子的总能量 E'=nE= 4πR2NE S t 点光源辐射光子的功率 P= E'4πR2NE t S 解得光电管窗口距，点光源的距离R= PS W4πNE 课时作业78) 原子和原子核 1.AB根据a粒子散射实验现象，大多 数α粒子通过金箔后方向不变，少数α 粒子方向发生改变，极少数偏转超过 90°，甚至有的被反向弹回，可知荧光屏 在B位置的亮斑比在A位置少，荧光 屏在C位置的亮斑比在A、B位置少， A A正确，C错误；该实验说明原子的正 电荷和绝大部分质量集中在一个很小 的核上，而不是原子质量均匀地分布 在原子内，B正确，D错误。 2.A根据核反应过程中质量数守恒和 电荷数守恒可知X的电荷数为0，质量 数为1，则X是中子，故选A。 3.B1g钍234经过48天后，剩余质量 m=m,()=025g故选B 4.B大量处于n=3能级的氢原子向低 能级跃迁时，能够辐射出不同频率的 光子种类为C=3种，辐射出光子的能 量分别为△E1=E-E1=-1.51eV- (-13.6eV)=12.09eV,△E2= E3-E2=-1.51eV-(-3.4eV)= 1.89eV,△E3=E,-E1=-3.4eV- (-13.6eV)=10.2eV,其中△E1 3.11eV,△E23.11eV,△Ea>3.11eV, 所以辐射不同频率的紫外光有2种，故 选B。 5.AB根据核反应过程中质量数守恒和 电荷数守恒可知，X的电荷数为1，质 量数为1，即X为H,故A正确：C具 有放射性，其可以替代非放射性同位 素来制成化合物，这种化合物的碳原 子带有“放射性标记”，所以C可以用 作示踪原子，故B正确：？衰变时，原子 核内的一个中子转化为一个质子和一 个电子，电子被释放出来，所以e来 2对勾·讲与练·高三物理 自原子核内，故C错误；半衰期是一个 统计规律，只对大量原子核衰变成立， 放射性原子核个数较少时规律不适 用，故D错误。 6.CD根据a、3、Y三种射线特点可知，a 射线的电离本领最强，穿透本领最弱， 故A、B错误；U与Pb的中子数之 差为(238-206)-(92-82)=22个， 故C正确：在α衰变的过程中，电荷数 少2，质量数少4，在B衰变的过程中， 电荷数多1，有2m一n=10,4m=32, 解得m=8,n=6,故D正确。 7.A28Th的中子数为232-90=142， 根据质量数守恒，X的质量数为232 6×4=208,根据电荷数守恒，X的电荷 数为90一6×2十y=78十y,则X的中 子数为208-(78十y)=130-y,X 比Th少142-(130-y)=12十y个 中子，故A正确：衰变过程中产生了3 种射线，分别为α射线、B射线和Y射 线，故B错误；该反应因为放出能量， 所以X的比结合能大于Th的比结 合能，故C错误；半衰期是大量原子核 的统计规律，对少数原子核不适用，故 D错误。 8.BC这些氢原子跃迁过程中最多可发 出C=6种频率的光，故A错误；氢 原子从n=4能级跃迁到n=3能级 发出的光子的能量最小为E=E1 E:=0.66eV,这些氢原子跃迁过程中 E 产生光子的最小频率为v= 0.66×1.6×101 Hz=1.6×104Hz, 6.6×10-31 故B正确；某锑铯化合物的逸出功为 2.0eV,则这些氢原子跃迁过程中有4 种频率的光照射该锑铯化合物，可使 其电子逸出，分别是从n=4能级跃迁 到n=1能级发出的光子，从n=3能 级跃迁到n=1能级发出的光子，从 n=2能级跃迁到n=1能级发出的光 子，从n=4能级跃迁到n=2能级发 出的光子，故C正确；一个基态氢原子 跃迁到激发态所需的最小能量为 Emin=E2一E1=l0.2eV,一个动能为 12.5eV的电子（大于10.2eV)碰撞一 个基态氢原子能使其跃迁到激发态， 故D错误。 9.D设发生了m次α衰变，发生了n次 ?衰变，根据质量数与电荷数守恒有 144+90=124+82+4m,90=82+ 2m-n,解得m=7,n=6,即发生了7 次a衰变，发生了6次3衰变，故A、B 错误；半衰期与元素的化学性质和物 理性质无关，即原子核X发生α衰变 的半衰期与温度无关，故C错误；衰变 过程释放能量，表明生成核比反应核 更加稳定，原子核越稳定，比结合能越 大，可知，原子核X的比结合能比原子 核Y的比结合能小，故D正确。 10.A因原子能级跃迁放出的光子的能 量等于跃迁前后两个能级的能量差， 则由题图可知光子①②③④的能量 关系为e2<e1=eg<e1,故A正确：由 -672- 光子能量e=hy、e2<e1可知，②的频 率小于④的频率，B错误；发生光电效 应的条件是光子的能量大于金属的 逸出功，已知用①照射某金属表面时 能发生光电效应，则1大于该金属的 逸出功W。,又e2<e1,不能确定e2与 W。的大小关系，故用②照射该金属 不一定能发生光电效应，C错误；根据 爱因斯坦光电效应方程可知Ek= 1一W。,因e1<e1,可知用④照射该 金属逸出光电子的最大初动能大于 Ek,D错误。 1.BC巴耳末系中波长最长的四种光 为可见光，其中能量差最小的对应能 级间的跃迁为3→2，帕邢系中所有跃 迁对应的能量均小于3→2的能量差， 频率低于可见光的频率，不可能存在 紫外线，故A错误；赖曼系中频率最 低（最低能量）的光对应的跃迁是2→ 1,该频率大于巴耳末系中的任意光， 用来照射题图甲中的光电管一定能 发生光电效应，故B正确；研究光电 管的過止电压时，需让电子做减速运 动，应变换电源的正负极，故C正确； 向右移动滑动变阻器滑片，光电管两 端加速电压增大，在达到饱和电流 前，电流随电压增大而增大，达到饱 和电流后，电流保持不变，故D错误。 2.B根据玻尔理论可知hy1=E3 E1,则频率为y31的光其动量为p= 人_yL=E一E,A错误：频率为 λc “1和21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Ekml=hy1一W惑出功， Eem2=hy21一W移出功，最大初动能之差 为△Ekm=hy31一hy21=hy32,B正确； 频率为y1和2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 △x= 为血后长背（低） C错误；若原子从n=3跃迁至 Lc n=4能级，则E,一Ea=hv1,可得入 E1一E 射光的频率1= ,D错误。 h 13.(1)2Rn→2Po十2He (2)6.89MeV(3)6.77MeV 解析：(1)根据核反应过程中质量数和 电荷数守恒有Rn→2Po十He。 (2)核反应过程中质量亏损△m= 222.0866u-4.0026u-218.0766u= 0.0074u,△E=△mX931MeV,解得 △E≈6.89MeV。 (3)设α粒子、钋核的动能分别为 Eka、Ek,动量分别为p。p, 由能量守恒定律得△E=Ek知十Ek, 由动量守恒定律得0=力。十力外， 又Ek=2,故E:Ek=218:4, 联立解得Eka≈6.77MeV。课时作业78 (总分 基础巩固 1.(5分)（多选）α粒子散射实验是近代物理学中经 典的实验之一，卢瑟福通过该实验证实了原子的 核式结构模型，其实验装置如图所示。下列说法 正确的是 ( B荧光屏 粒子源9、& 金箔 a粒子束 MIO 真空 (X A.荧光屏在C位置的亮斑比在A、B位置的亮斑少 B.该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中 在一个很小的核上 C.荧光屏在B位置的亮斑比在A位置的亮斑多 D.该实验说明原子质量均匀地分布在原子内 2.(5分)(2024·海南卷)人工核反应Si+1H→ X+阳P中的X是 () A.中子 B.质子 C.电子 D.a粒子 3.(5分)(2024·北京卷)已知钍234的半衰期是24 天。1g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为 ( A.0g B.0.25gC.0.5g D.0.75g 4.(5分)(2024·安徽卷)大连相n EleV 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： --0.85 -1.51 辐射所应用的玻尔原子理论很2 -3.4 好地解释了氢原子的光谱特 征。如图所示为氢原子的能级 示意图，已知紫外光的光子能1 -13.6 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 5.(5分)（多选）(2022·浙江6月选考)秦山核电站 生产C的核反应方程为N+。n→C+X,其 产物'C的衰变方程为C→N十-9e。下列说 法正确的是 ( A.X是H B.C可以用作示踪原子 C.e来自原子核外 D.经过一个半衰期，10个1C将剩下5个 (横线下方不可作答)5 班级： 姓名： 原子和原子核 80分) 6.(5分)（多选）(2025·福建福州高三质检)2U经 过若干次a衰变和B衰变后变为Pb,下列说法 正确的是 A.α射线的穿透能力比B射线的强 B.α射线的电离能力比B射线的弱 C.288U比Pb多22个中子 D.衰变过程中共发生了8次a衰变和6次B衰变 7.(5分)央视曝光“能量石”核辐射严重超标，该“能 量石”含有放射性元素钍26Th,Th连续衰变方 程为2Th→6He十y_e十X,2Th半衰期长达 1.4×101°年。则 () A.X比2Th少(12+y)个中子 B.衰变过程中只产生了两种射线 C.X的比结合能小于Th的比结合能 D.100个83Th经过1.4×1010年还剩50个 8.(5分)（多选）(2025·八省联n E/eV 考陕西卷)氢原子能级图如图 0 4 -0.85 所示，若大量氢原子处于3 -1.51 n=1、2、3、4的能级状态，已2 -3.4 知普朗克常量h=6.6× 1034J·s,1eV=1.6× 1019J,某锑铯化合物的逸 出功为2.0eV,则()1 -13.6 A.这些氢原子跃迁过程中最多可发出3种频率的光 B.这些氢原子跃迁过程中产生光子的最小频率为 1.6×1014Hz C.这些氢原子跃迁过程中有4种频率的光照射该 锑铯化合物可使其电子逸出 D.一个动能为12.5eV的电子碰撞一个基态氢原 子不能使其跃迁到激发态 综合提升 9.(5分)如图所示，一个原子 中子数 核X经图中所示的一系列 142 α、B衰变后，生成稳定的原 子核Y。下列说法正确138 的是 () A.此过程发生了6次a衰变134 B.此过程发生了8次阝衰变 130 C.原子核X发生α衰变的 半衰期与温度有关 126H D.原子核X的比结合能比 原子核Y的比结合能小1220 84 88质子数 19 第十六章近代物理 10.(5分)(2023·辽宁卷)原子处于磁场中，某些能 级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部 分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分 别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能 发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为 Ek,则 劈裂前 劈裂后 ① ②③④ A.①和③的能量相等 B.②的频率大于④的频率 C.用②照射该金属一定能发生光电效应 D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小 于E 11.(5分)（多选）甲图所示是 久窗口 光束 研究光电效应的实验装置 图，乙图是玻尔氢原子模 型中的能级图，已知乙图 巴耳末系中波长最长的四 种光为可见光，用其中频 率最高的可见光照射甲图 中的光电管能发生光电效 应。下列说法正确的是 巴耳帕邢布喇 n赖曼系 末系 系 开系 El 0 二-0.54 -0.85 -1.51 激发态 -3.4 -13.6<态 A.帕邢系中有可能存在紫外线 B.用赖曼系中的任意光照射甲图光电管都能发 生光电效应 C.利用甲图装置研究光电管遏止电压应变换电 源的正负极 D.甲图中向右移动滑动变阻器滑片时微安表中 的电流一定会增大 12.(5分)(2024·浙江卷)玻尔氢原子电子轨道示意 图如图所示，处于=3能级的原子向低能级跃 迁，会产生三种频率为31、32、y21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 红对勾·讲与练 520 E E n=1 (激发态) n=2 (激发态) n=3 (激发态) n=4(激发态) n=5(激发态) A.频率为1的光，其动量为 B.频率为y1和21的两种光分别射入同一光电 效应装置，均产生光电子，其最大初动能之差 为hy2 C.频率为y31和21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 d2 D.若原子从n=3跃迁至n=4能级，入射光的频 率>E- h 13.(20分)花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氢 的最主要来源。人呼吸时，氡气会随气体进入肺 脏，氢衰变放出的α射线像小“炸弹”一样轰击肺 细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等。 一静止的氢核Rn发生一次α衰变生成新核钋 (Po),此过程动量守恒且释放的能量全部转化为 a粒子和钋核的动能。已知m复=222.0866u, m。=4.0026u,m钋=218.0766u,1u相当于 931MeV的能量。（结果保留三位有效数字） 得分 (1)写出上述核反应方程； (2)求上述核反应放出的能量△E; (3)求a粒子的动能Eka, 高三物理 ■■