课时分层检测(83)原子核-【创新大课堂】2026年高三物理一轮总复习

12.答案(1)1.7×1017W(2)5.7×108N !32,帕那系中所有跃迁对应的能量均小于：主要是氘核和氚核，C错误：核聚变反应过程中 解析(1)日地之间的距高 3→2的能量差，频率低于可见光的频率，不可能 放出大量能量，有质量亏损，D错误.门 r=ct=3×108×500m=1.5×1011m 存在紫外线，故A错误：赖曼系中频率最低（最：5.A[由电荷数与质量数守恒可得3=y十0,1 根据球面积公式，太阳在距地球处的球面积！ 低能量)的光对应的跃迁是2~1，该频率大于巴！ x十（一1），解得x=2,y=3,故A正确；半衰期 S=4π2 耳末系中的任意光，用来照射光电管一定能发· 由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理 过地球的球心的裁面面积S。一πR 生光电效应，故B正确：研究光电管的過止电压： 环境和化学状态无关，故B、C错误：半衰期是 地球表面接收到太阳能的功率 时，需让电子做减速运动，应变换电源的正负 原子核发生半数衰变所需的时间，经过25年， 极，故C正确：向右移动滑动变阻器滑片，光电 即两个半衰期，剩余氚为原来的四分之一，并没 4·p 管两端加速电压增大，在达到饱和电流前，电流： 有完全衰变完，故D错误.] 随电压增大而增大，达到饱和电流后，电流保持，6，AB[经过两个半衰期后，铯剩余原来的四分 (6.4×106)2 4X(1.5X10)z×3.75X102w 不变，故D错误.] 之一，故A正确：金屑板厚度越小，探测器接收 :9.A[由△E=hv,根据题图甲可得△E=ha· 到的辐射强度越大，故B正确：3射线的电离能 ≈1.7×1017W △E1=hi,代入教据可得h:≈4,48×10日Hz: 力比α射线弱，故C错误：3衰变的实质是原子 (2)设地球在△t时间内接收到的光子数为n,: 对照题图乙可知，锂原子从激发态跃迁回基态： 核内部的一个中子转化为一个电子和一个质 接收到的光子的能量E=P,△t 发光颠色为红色，故选A.] 子，故D错误. 一个光子动量力=她= 10.A[根据玻尔的跃迁方程，可得E1一E2=7.,BC [由题中信息知核反应方程为H十 (-0.85eV)-(-3.40eV)=2.55eV,即处！ 根据动量定理F△1=np HHe十n,X粒子为中子，A错误：由质量 于基态的氢原子被激发后至少要向上跃迁到！ 守恒定律可知，X粒子的质量m-(1876.1十 代入数据解得F≈5.7×108N. n=4能级，根据E1一E1=12.75eV,可知激！ 2809.5 3728.4 -17.6)MeV/c2 课时分层检测（八十二） 发氢原子的光子能量需要等于或者大于 939.6MeV/c2,B正确：由质能方程可知，太阳每 12.75eV.故选A.] 1.C[玻尔的原子理论成功地解释了氢原于的11.C[根据题图乙可知，a,b、c三种光的遇止电 粉因辐射损失的质量mP-4X10g≈ 分立光谱，但不足之处是它保留了经典理论中： 、 (3×108)2 压关系为U>U>Um,根据eU=hy-W。, 的一些观点，如电子轨道的概念，还不能完全揭！ 4.4×10kg,C正确：太阳每秒放出的能量△E 示微观粒子的运动规律，A、B错误：光电效应！ 可知>>,由=知入>b>入， 4×1026 揭示了光的粒子性，C正确：电子束穿过铝箔后 单缝衍射时，a光中央亮条纹最宽，D错误： Pm=4X10X1J=1.5X10eV=2.5× 的衍射图样，证实了电子的波动性，D错误.] 10ieV,则太阳每秒因为辐射损失的质量△m 2.A[由题图可知n=2和n=1能级之间的能量 由p=么知pn<p<p.,A错误： 差值为△E=E,-E1=-3.4eV-(-13.6eV)=! 若这三种光是原子从能级n=3跃迁到较低能！ △E=2.5×109MeV1c2,D错误.] 10.2eV,与探测器探测到的语线能量相等，故 :8.C「由质量数守恒和电荷数守恒有238 可知此谱线来源于太阳中氢原子n=2和n=11 领时发出的光，根据跃迁原理可得九无 206=4x,92-82=2x-y,解得x=8,y=6,故 能级之间的跃迁，故选A.] 选C.] 3.D[由能级图得从n=2能级向基态跃迁时， 9.C[由核反应过程中质量数守恒和电荷数守 发出的光子能量为△E1=E2一E1=10.2eV, 不在可见光的能量范围内，故A错误：从高能： 整理得大 十，进入同一种介质后，由 恒可知，X的质量数为Z=1十6一4=3，电荷数 为A=0十3一2=1，所以X是H核，A错误； 级向=2能级跃迁时，辐射出的光子最大能量！ 于介质对三种光的折射率不一样，造成波长发！ 为△Em=E-E,=3.4eV>3.14eV,因此1 生变化，所以不再满足上述关系，故B错误； Y光子的动量力=六，又光子频率与波长的关 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光有部分 a光的逼止电压最小，根据eU.=Ek可知，a{ 为非可见光，故B错误：根据能级图知，基态的！ 光照射时逸出的光电子最大初动能最小，故C 系为c=w,所以p=心，B错误：核反应过程中 氢原子吸收能量为11eV的光子无法处于任何！ 正确， 释放的核能△E=4E2十3E3一6E1,C正确；由 一个定态能级，故C错误：从高能级向n=3能！12.A[俄欧电子的总能量来自于2、上的电子 级跃迁时，辐射出的光子能量最大为△Em 跃迁到1s上所释放的能量，则有5.60keV 质能方程可知核反应过程中质量亏损△m=△正 E-E3=1.51eV<1.64eV,可知从高能级向1 0.70keV=4.9keV,则成为俄欧电子后其动 4E,十3E一6E,D错误.] n=3能级跃迁时发出的光频率小于红光频率，· 能为Ek=4.9keV-0.58keV=4.32keV,故 则发出的光的波长均大于红光波长，故D 选A.] 10.C[根据质量数和电荷数守恒可得核反应方 正确，] 程为&He十H→He十H十△E,可知X为质 4,B[德布罗意波长公式为入=么，因此当电子 3.AD[根据条纹间距公式Ar-吉，可得入= 子，故A错误：核反应放出能量，生成的氯核 D ,根据p:=大，可得p:= hL,故A正； 比氦3更稳定，可知氦3的比结合能比氦核的 速度减小时，动量减小，德布罗意波长变长.电！ d△x 比结合能小，故B错误：根据3E十2E1十△E 子沿着与电场相反的方向做加速运动，动量增！ 大，德布罗意波长变短，故A错误：电子沿着电 确：根据动能和动量的关系E= ,结合A 4E2,可得氦3的比结合能为E 场方向做减速运动，动量减小，德布罗意波长变 4E,一△E-2E,故C正确，D错误.] 长，故B正确；磁场对电子不做功，不改变电子 选项可得Ek h2L2 2md△7，故B错误；光子的能 11.AC[P0的衰变方程为P0→At十 速度大小，故德布罗意波长不变，故C、D h2L2 错误 量EW,+E=W,十mA7,故C错误 e,故A正确；放射性元素的半衰期是由原 5.D[原子吸收频率为的光子从基态能级I 子核自身的因素决定的，跟原子所处的物理 光子的动量p=mc,光子的能量E=mc2,联立 环境和化学状态没有关系，故B错误： 跃迁至激发态能级Ⅱ时有Em一E,=o,且从！ Wo 激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态能级I的过程有· 可得p= E,则光子的动量力= 原子核发生衰变时，由动量守恒可知粒子和 反冲核的动量大小相等、方向相反，在洛伦兹 EⅡ一E1=h1十hv2十h3,联立解得2=o h2L 4一3，故选D.] 2cmd△x,故D正确.] 力作用下做匀速国周运动，则有gB=m R 6.A[氢原子从高能级向低能级跃迁会以光子： 的形式释放能量，光谱图和能级图对应需要注 课时分层检测（八十三） 解得国周运动丰径R一眉品 意以下三点：①标尺从左向右表示波长入逐渐 !1.A[根据质量效守恒和电荷致守恒可知X的！ 力为动量，则半径R与电荷量g成反比，两粒子 增大：②氢原子从高能级Em跃迁至低能级E 电荷数为0，质量数为1，则X是中子，故选A.] 的电荷量大小分别为e和85e,则R4:RB=85: 释放光子的能量hv=En一En:③光子的波长和 :2.B[根据反应前后质量数和电荷数守恒得X 1,故C正确： 频率的关系为c=A以结合这三点可知H。、H、 是n,故选B.] 由左手定则知，反冲核的速度方向向右，为逆 H,、H。在标尺上应依次为从右向左排列，B、C 3.A「镉棒通过改变中子的数量来控制反应速！ 时针方向，粒子的速度方向向左，为顺时针方 错误；又氢原子从n=3、4、5、6能级分别向n 度，故A正确；中子速度越快越不容易使链式 向，D错误.] 2能级跃迁时释放光子的能量的差值依次减！ 反应发生，故B错误：正常运行的反应堆主要的：12.C[根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X 小，波长差值也依次减小，故从右向左4条特征 辐射有Y辐射和中子辐射，水泥防护层外不可 的电荷数为6，质量数为12，X是碳核，反应方 谱线排列越来越紧密，A正确，D错误，] 能检测到大量α粒子，故C错误：核裂变释放的： 程为He十He十HeC,故A错误：聚变 7.A[要使处于n=20的氢原子吸收一个光子后！ 恰好失去一个电子变成氢离子，则需要吸收光子！ 能量与反应前后质量亏损有关，铀核裂变时会 反应释放能量，表明X核比He核更加稳定， 因产物种类不同导致质量亏损不同，释放能量 13.6)eV=0.034eV,结 则He核的比结合能小于X核的比结合能 的能量为E=0一（一 不同，故D错误. 202 故B错误：根据比结合能的定义可知，X核的 4A ,[相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变！ 合题图可知被吸收的光子是红外线波段的光： 释放的核能更多，A正确：根据质量数守恒和电： 比结合能为6m十6m,，m)C,故C正殊： 子，故选A.] 12 8.BC[巴耳末系中波长最长的四种光为可见： 荷数守恒可知，氘氚核聚变的核反应方程为H 根据爱因斯坦质能方程，该聚变反应释放的核 光，其中能量差最小的对应能级间的跃迁为 十H·He十bn,B错误：核聚变的核反应燃料i 能为△E=(3m1一m2)c2,故D错误.故选C.] 548课时分层检测（八 基础达标练 1.(2024·高考海南卷)人工核反应Si+H→ X+P中的X是 A.中子 B.质子 C.电子 D.a粒子 2.(2024·高考甘肃卷)2024年2月，我国科学家在 兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成 了新核素1磐Os,核反应方程如下： 198Cd+8Ni→18Os+4X 该方程中X是 A.质子 B.中子 C.电子 D.a粒子 3.如图为普通核反应堆的结构示意图，通过铀235 链式反应实现核能的可控释放.下列说法正确 的是 镉棒 石墨 铀棒 水泥防护层 A.镉棒通过改变中子的数量来控制反应速度 B.中子速度越快越容易使链式反应发生 C.正常运行的反应堆水泥防护层外会检测到大 量a粒子 D.轴核裂变时释放能量的多少与产物种类无关 4.(2023·湖南卷·1)2023年4月，有中国“人造太 阳”之称的核聚变实验装置(EAST)创下新纪录， 实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行， 为可控核聚变的最终实现又向前迈出了重要的： 一步，下列关于核反应的说法正确的是()： A.相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变释放 的核能更多 B.氘氚核聚变的核反应方程为H十3H→是He +_9e 451 十三) 原子核 C.核聚变的核反应燃料主要是铀235 D.核聚变反应过程中没有质量亏损 (2025·江苏淮安市开学考)2023年8月24日， 日本福岛第一核电站启动核污染水排海.核污染 水含高达64种放射性元素，其中氚(H)衰变过 程中产生的电离辐射可损害DNA,是致癌的高 危因素之一，半衰期为12.5年.其衰变方程为H →yHe十_9e十Y,下列说法正确的是() A.衰变方程中x=2,y=3 B.秋冬气温逐渐变低时，氚的衰变速度会变慢 C.污染水排入大海经过稀释，氚的半衰期将减小 D.经过25年，氚将全部衰变结束 (多选)(2024·广东广州市三模)如图所示为射 线测厚装置示意图，它的放射源为铯-137，已知 铯-137的衰变方程为Cs→1Ba十_9e,半衰 期约为30年，下列说法正确的是 () 放大器 门厚度控 探测器△ 。制装置 金属板 放射性 同位素 A.60年后剩余的第C为原来的 B.金属板厚度越小，探测器接收到的辐射强度 越大 C.该衰变产生的B射线的电离本领比α射线强 D.该反应为β衰变，β射线即为核外电子的逸出 (多选)(2025·广东珠海模拟)太阳辐射的总功 率约为4×1026W,其辐射的能量来自于聚变反 应.在聚变反应中，一个质量为1876.1MeV/c2 (c为真空中的光速)的氘核(H)和一个质量为 2809.5MeV/c2的氚核(H)结合为一个质量为 3728.4MeV/c2的氦核(He),并放出一个X粒 子，同时释放大约17.6McV的能量.下列说法 正确的是 () A.X粒子是质子 B.X粒子的质量为939.6MeV/c2 C.太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4× 109kg D.太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6MeV/2 能力提升练 8.(2025·福建厦门市质检)嫦娥五号月壤样品研 究取得了最新成果，科研人员利用铀一铅(U- Pb)定年法，对样品中的富铀玄武岩矿物进行分 析，证实了月球最“年轻”玄武岩年龄为(20.30士： 0.04)亿年.该定年法中的一个衰变链为28U经 一系列Q、B衰变后形成稳定的Pb,此过程中衰 变方程为288U→2gPb十x号He十y_9e,则x、y分 别为 ) A.6,4 B.5,8 C.8,6 D.8,10 9.(2025·江苏南京模拟)用中子轰击静止的锂核， 核反应方程为n十Ii→号He十X十Y.已知y光子 的频率为，锂核的比结合能为E1,氦核的比结 合能为E2,X核的比结合能为E3,普朗克常量为 h,真空中的光速为c.下列说法中正确的是 A.X核为H核 B.Y光子的动量p=c 1 C.释放的核能△E=4E2+3E3-6E D.质量亏损△m=4E2十3E,-6E+y c2 10.(2024·河南项城五校联考)随着中国玉兔月球 探测器成功着陆月球背面，世界上掀起了新一 轮的月球探测热潮.月球表面蕴含丰富而地球： 却十分匮乏的氦3，氦3是一种非常理想的核聚 变材料，月球氢3的开发对解决能源危机有着 积极的意义.氦3与氘核的核反应方程为H +H→号He十X+△E,其中△E为释放的核能.： -452 且知氘核的比结合能为E1,氨核的比结合能为 E2,则下列说法中正确的是 A.X为中子 B.氦3的比结合能比氨核的比结合能大 C.氢3的比结合能为1E,一2E一△E 3 D.氨3的比结合能为4E2一2E十△E 3 1.(多选)(2023·浙江金丽衢 十二校第二次联考)1898 年，居里夫妇发现了一种能× 够发出很强射线的新元素一 a 钋(9Po),为此居里夫人获得了诺贝尔化学奖. 现把29Po原子核静止放在匀强磁场中的a点， 某一时刻发生B衰变，产生了新核At,形成了如 图所示的A和B两个圆轨迹.下列说法正确 的是 ( A.239Po的衰变方程为239Po→29At十_9e B.把29Po放在磁场中，其半衰期会增大 C.A、B两个圆的半径之比为85：1 D.释放出的粒子和反冲核圆周运动的旋转方向 均为顺时针方向 2.（2025·四川遂宁·二模)《流浪地球2》提出了 太阳氦闪的概念，正是为了躲避氦闪，人类才不 得不建造了大量的行星发动机让地球离开太阳 系，开启流浪旅程.“氦闪”的本质是恒星内部的 3个氦核发生聚变为一个X核，己知一个氦核 的质量为1，一个X核的质量为m2,一个质子 的质量为m,一个中子的质量为mm,空中的光 速为c,则下列说法正确的是 () A.该聚变后X为氮核，反应方程为He十He +He→lN B.He核的比结合能大于X核的比结合能 C.X核的比结合能为(6mp十6m,一m2)c2 12 D.该聚变反应释放的核能为(m1一2)c2