第四章 原子结构和波粒二象性 B卷 素养提升-【金试卷】2025-2026学年高二物理选择性必修第二册&选择性必修第三册同步单元双测卷（人教版）

第四章 原子结构和波粒二象性 B卷素养提升 测试建议用时：75分钟满分：100分 一、选择题（本题共11小题，共44分.在每小题给出的四个选项中， 第1一7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8一11题有多项 符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的 得0分) 1.关于黑体与黑体辐射，下列说法正确的是 ( A.黑体辐射电磁波的情况与材料的种类及表面情况有关 密 B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，看 起来是黑色的 C.随着温度的升高，黑体辐射电磁波的辐射强度将会增加 D.黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较长的 封 樂 方向移动 2.单色光B的频率为单色光A的两倍，用单色光A照射到某金属 表面时，从金属表面逸出的光电子最大初动能为E,用单色光B 线 照射该金属表面时，逸出的光电子最大初动能为E2,则该金属的 逸出功为 ( 架 内 A.E2-E B.E2-2E C.2E1-E2 D.+E 3.某激光器能发射波长为入的激光，发射功率为P,c表示光速，h 表示普朗克常量，则激光器每秒发射的光子数为 ( ) 不 A号 a好 C.P D矩 4.具有相同动能的质子(GH)和a粒子(2H),德布罗意波波长之比 設 准 为 () A.1:4 B.1:2 C.2:1 D.4:1 5.探究“光电效应”的实验电路图如图甲所示，光电管遏止电压U。 答 随入射光频率的变化规律如图乙所示.下列说法正确的是 ( 窗口 光束 茶 题 U. U 丝 A.遏止电压U。与入射光的频率v无关 部 B.U。一v图像的斜率与光照强度无关，与入射光的频率v无关 C.只要人射光的光照强度相同，光电子的最大初动能就一定相同 D.图甲所示电路中，当电压增大到一定数值时，电流计示数将达 到饱和电流 6.为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外 n E/eV 0 测温仪对出入人员进行体温检测.红外测温 仪的原理是：被测物体辐射的光线只有红外 -3.4 线可被捕捉，并转变成电信号.图为氢原子能 级示意图，已知红外线单个光子能量的最大 值为1.62eV,要使氢原子辐射出的光子可被 红外测温仪捕捉，最少应给处于n=2激发态 -13.60 的氢原子提供的能量为 ( A.10.20eVB.2.89eV C.2.55eV D.1.89eV 7.如图中画出了氢原子的4个能级，并注明 了相应的能量.处在n=4能级的1200 EleV -0 个氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干 -0.85 -1.51 种不同频率的光子.若这些受激氢原子最 -3.4 后都回到基态，假定处在量子数为n的激 发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子 -13.6 数都是处在该激发态能级上的原子总数 的已知金属钾的逸出功为2.22eV.则在此过程中发出的 光子，能够从金属钾的表面打出光电子的光子数为 A.2200 B.2000 C.1600 D.2400 8.如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随 入射光频率变化的图线（直线与横轴的交点横坐标值为4.27，与 纵轴的交点纵坐标值为0.5).由图可知 () E,/eV 1 0.8 0.6 0.4 0.2 ..0 4.04.55.05.56.06.57.01014Hz) A.该金属的截止频率为4.27×1014Hz B.该金属的截止频率为5.5×1014Hz C.该图线的斜率表示普朗克常量 D.该金属的逸出功为0.5eV 9.一光电管的阴极K用截止频率为。的金属 绝制成，并接人如图所示的电路中.当用频 G 率为的单色光射向阴极K时，能产生光电 流.移动变阻器的滑片，当电压表的示数为U 时，电流计的示数达到饱和电流I.已知普朗 克常量为h,电子的质量为m,电子的电荷量 为e,真空中的光速为c,则 A.每个单色光光子的动量大小为p=h B,每个单色光光子的动量大小为p=型 C.光电子到达阳极时的最大速率为m= 2(eU+hy-hvo) m D.光电子到达阳极时的最大速率为vm= 2(eU+hv) m 10.如图甲所示，在光电效应实验中，某同学用相同频率的单色光， 分别照射阴极材料为锌和铜的两个不同的光电管，结果都能发 生光电效应.图乙为其中一个光电管的遏止电压U。随入射光频 率y变化的函数关系图像.对于这两个光电管，下列判断正确的 是 () © ↑U.N V P U 00 甲 A.因为材料不同，逸出功不同，所以遏止电压U。不同 B.光电子的最大初动能不同 C.因为光强不确定，所以单位时间逸出的光电子数可能相同， 饱和电流也可能相同 D.两个光电管的U。一v图像的斜率可能不同 11.红外测温仪能够捕捉被测物体电磁辐射中的红外线部分，将其 转变成电信号.图甲为红外线光谱的三个区域，图乙为氢原子能 级示意图.已知普朗克常量h=6.63×1034J·s,光在真空中 的速度c=3.0×108m/s,下列说法正确的是 () 近红 外区 中红外区 远红外区 0.76 2.5 25 1000A/μm n EleV 0. ---0 51 -0.54 -0.85 3 -1.51 2 -3.40 -13.60 A.红外线光子能量的最大值约为1.64eV B.氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时释放出的光子能被 红外测温仪捕捉 C.大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，红外测温仪可捕 捉到2种频率的红外线 D.大量处于n=2激发态的氢原子吸收能量为2.86eV的光子 后，辐射出的光子可能被红外测温仪捕捉 选择性必修第三册53 二、实验或填空题（本题共2小题，共16分） 12.(7分)某实验小组的同学利用实验研究光的波粒二象性. (I)利用图甲所示的电路研究阴极K的遏止电压与照射光频率的关 系.若实验测得钠(Na)的遏止电压U。与照射光频率v的关系图像 如图乙所示，已知钠的极限频率为5.53×1014Hz,钙的极限频率为 7.73×1014Hz,则下列说法中正确的是 ↑UN A ①Na ② D 2.0 1.0 0 5.537.73 /104Hz2 甲 乙 A.需将单刀双掷开关S置于a端 B.需将单刀双掷开关S置于b端 C.钙的遏止电压与照射光频率的关系图线应该是① D.钙的遏止电压与照射光频率的关系图线应该是② (2)从图乙中可以看出两种金属中的 (选填“钠”或 “钙”)更容易发生光电效应.已知普朗克常量h=6.63×10-34J ·s,电子的电荷量e=1.6×1019C,那么该实验所用光电管的 K极材料钙的逸出功为 eV(结果保留两位有效数字). 13.(9分)某同学在研究光电效应“单位时间发射的光电子数与照 射光强弱的关系”实验中： ()在给出的四个电路图中，本实验应该选用的电路是 (A B A D (2)要求加在光电管上的电压从零开始变化，则闭合开关前滑动 变阻器的滑动触头P应移到 (选填“左端”或“右端”). (3)在某一强度的光照下，记录两电表示数如表所示： 电压U/V 0 0.200.500.80 1.001.301.50 2.002.50 电流//μA0.100.180.270.33 0.350.380.390.400.40 54选择性必修第三册 ①用表中数据在坐标纸上描绘出光电流与电压关系图线. ↑IIuA 0.40 0.30 0.20 0.10 00.501.001.502.002.50U/W ②有同学利用电压为零时的电流值0.10μA计算光电管单位 时间里逸出的光电子数，行不行？ ,请说明理由： ③估算此光照射下，单位时间内产生的光电子数为 (已知电子电荷量e=1.6×10-19C). 三、计算题（本题共3小题，共40分） 14.(10分)氢原子第n能级的能量为E=E,其中E,是基态能 量，而n=1,2,“,若一氢原子发射能量为一忌E,的光子后处 于比基态能量高出一E的激发态，则氢原子发射光子前后分 别处于第几能级？ 15.(14分)氢原子的能级如图所示，某金属的极限波长恰等于氢原 子由n=4能级跃迁到n=2能级所发出的光的波长.现在用氢 原子由n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光去照射，求： EleV --0.85 3 -1.51 -3.4 -13.6 (1)逸出功为多少电子伏特； (2)从该金属表面逸出的光电子最大初动能是多少电子伏特. 16.(16分)根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库 仑引力作用下的匀速圆周运动，已知电子的电荷量为，质量为 m,电子在第1轨道运动的半径为r1,静电力常量为.氢原子在 不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周 运动，电子做圆周运动的轨道半径满足rm=nr1,其中n为量子 数，即轨道序号，rm为电子处于第n轨道时的轨道半径.电子在 第n轨道运动时氢原子的能量E,为电子动能与“电子一原子 核”这个系统电势能的总和.理论证明，系统的电势能E。和电 子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：E。=一（以无 穷远为电势能零点).请根据以上条件完成下面的问题， (1)试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量E,和电子在第 1轨道运动时氢原子的能量E满足关系式E。一： E (2)求氢原子核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨 道的过程中所释放的能量； (3)假设氢原子核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1 轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数为n=4的氢原子乙 吸收并使其电离，即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离 氢原子核的作用范围.不考虑电离前后原子核的动能改变，试求 氢原子乙电离后电子的动能11.答案(1)12(2)4.5 解析(1)图1加在光电管上的是反向电压，所有光电子飞出后做减速运动，可用 来研究光电子的最大初动能的大小，可以得出光电子的最大初动能只与照射光的 频率有关，而与照射光的强弱无关的结论；图2加在光电管上的是正向电压，让尽 量多的飞出的光电子能加速参与导电，形成光电流，利用饱和电流的大小反映入射 光的光强，可以得出照射光的强度大小决定了逸出光电子数目多少的结论.(2)由 图1可知遏止电压为l.5V,则有-eUo=0-Ekm,可得最大初动能为Ekm=eU= 1.5eV,图2中的电压让所有光电子加速，由动能定理有eU=Ek1一Ekm,则电子到 达阳极的最大动能为Ek1=eU1+Ekm=3eV+1.5eV=4.5eV. 12.答案(1)阳极(2)5.15×10143.41×10-19(3)1.23×10-19 解析(1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的阳极. (2)由题图可知，铷的极限频率。为5.15×1014Hz,逸出功W。=hy。=6.63× 10-34×5.15×1014J=3.41×10-19J. (3)当入射光的频率为v=7.00X1014Hz时，由Ek=hw一hy。得，光电子的最大初动 能为Ek=6.63×10-34×(7.00-5.15)×1014J=1.23×10-19J 13.答案(1)3.1×103eV(2)1.44×104eV(3)2.2×10-11m 解析(1)电子在磁场中做匀速圆周运动的半径最大时对应的初动能最大.此时由 洛伦蓝力提供向心力，有wB=m,B=m:m2 解得Ek=3.1×103eV (2)由爱因斯坦光电效应方程可得Ek=hy-W0,又y=,解得W0=1.44X104eV 3)由德布罗意波长公式可得X=分，又p=mem=eBr,解得入'=2.2X10-1m 14.答案(1)8.21×1014Hz(2)9.96×105m/s 解析(1)要使处于=2的氢原子电离，照射光的光子能量应能使电子从第2能 级跃迁到无限远处，则最小的电磁波的光子能量应为E=0一E,=0-=0一（一 4 3.4eV)=3.4eV 则所用电磁波的频率为= E=8.21×1014Hz h (2)波长为200nm的紫外线的光子能量为E=h无=9.95×10-19J 电离能为△E=3.4×1.6X10-19J=5.44×10-19J 由能量守恒有E0一△E=Ek 1 代入数据解得Ek=4.51X10-19J,又Ek=2m02 代入数据可得v=9.96×105m/s B卷素养提升 1.C一般物体辐射电磁波的情况与材料的种类及表面情况有关，黑体辐射电磁波的 情况与材料的种类及表面情况无关，A错误；黑体能完全吸收入射的各种波长的电 磁波而不发生反射，但看起来不一定是黑色的，B错误；随着温度的升高，黑体辐射 电磁波的辐射强度将会增加，C正确；黑体辐射随着温度的升高，辐射强度的极大值 向波长较短的方向移动，D错误， 2,B根据光电效应方程，用单色光A照射到某金属表面时，E=y一W逸出功，用单色 光B照射到某金属表面时，E2=h·2y一W遍出功，解得W逸出功=E2一2E1,故B项 正确】 3A根搭能量守根得P-N会，解得N-裙，选项A正确 4.C质子(H)和a粒子（告He)动能相同，根据动能与动量大小的关系式p2=2mEk, 得2m,脚品-√巴-合#择格布罗考减淀长公式以=合可知质子和。 粒子的德布罗意波波长之比为2：1，C正确. 92参考答案 5.B根据Ek=hv-W。可知入射光的频率不同，电子的最大初动能不同，又知eUc =E,所以有U。=么，-0，可见入射光的频率y不同，遇止电压U。不同，A错误； e e 由U。=冬一吧知U。-图像的钟率及=怎，与入射光的频率无照强度无关，B 正确；根据Ek=v一W。可知在入射光频率不同的情况下，光电子的最大初动能不 同，与光照强度无关，C错误；题图甲所示电路中，电压增大到一定数值时，电流计示 数为0，必须把电源正负极反接，当电压增大到一定数值时，电流计示数才会达到饱 和电流，D错误. 6.C处于n=2能级的氢原子不能吸收10.20eV、2.89eV的能量，则选项A、B错误； 处于n=2能级的氢原子能吸收2.55eV的能量而跃迁到n=4的能级，然后向低能 级跃迁时辐射光子，其中从n=4到n=3的跃迁辐射出的光子的能量小于1.62eV 可被红外测温仪捕捉，选项C正确；处于n=2能级的氢原子能吸收1.89eV的能量 而跃迁到n=3的能级，从n=3到低能级跃迁时辐射光子的能量均大于1.62eV,不 能被红外测温仪捕捉，选项D错误. 7.C根据题中所给信息，处在量子数为4的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数 都是处在该激发态能级上的原子总数的了，即向量子数为2,3的激发态和基态各跃迁 1200X号-400个，发出光子40×3=120个，同理，处在量子数为3的激发态的40个 氢原子跃迁到量子数为2的激发态和基态的原子数都是400X号-20，发出光子20X2 =400个，处在量子数为2的激发态的400+200=600个氢原子跃迁到基态的原子数是 600×1=600个，发出光子600个.氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子能量 为0.66eV,从n=3能级跃迁到n=2能级辐射的光子能量为1.89eV,均小于2.22eV,不 能使金属钾发生光电效应，其他四种光子能量都大于2.22V,所以在此过程中能够从金 属钾的表面打出光电子的光子数为1600个. 8.AC根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hy一W。可知，图线的斜率表示普朗克常量， 图线与y轴的交，点对应的频率表示截止频率；Ek一y图像中y=0时对应的Ek的值 表示逸出功的负值，易知该金属的逸出功不等于0.5V,所以选项A、C正确. 9.BC设单色光的波长为入，则有力=会，=，解得力=%，选项A储误，B正确；根 锯光电效应方程及动能定理得E=仙一，U=之m。2-E,解得 2(eU+hv-ho】,选项C正确，D错误. 1 l0.ABC根据光电效应方程Ek=hv一Wo和U。=E得出，频率相同，逸出功不同，则光电 子的最大初动能不同，遏止电压不同，A、B正确；虽然光的频率相同，但光强不确定，所以 逸出的光电子数可能相同，他和电流有可能相同，C正确：由U。化 图乙中图线的斜率为上，即斜率只与h和有关，为一定值，D错误 11.AD红外线最短波长和最长波长分别为入min=0.76um、入max=1000m,根据光 子能量E=hv=h分，代入数据可得光子最大和最小能量分别为Emx=1.64eV, Emin=1.24X10-3eV,A正确；氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时释放出的光 子能量E32=-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV>Emax,因此不会被红外测温仪捕 捉到，B错误；大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，放出的光子能量为E43= -0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV,E32=1.89eV,…,只有从n=4能级向n= 3能级跃迁时放出的光子能量在红外区，因此红外测温仪可捕捉到1种频率的红外 线，C错误；大量处于n=2激发态的氢原子吸收能量为2.86eV的光子后跃迁到n =5的能级，再从该能级向低能级跃迁时，放出的光子能量有E54=一0.54eV一 (-0.85eV)=0.31eV,E43=0.66eV,…,因此，辐射出的光子可能被红外测温 仪捕捉，D正确. 12.答案(1)AD（2)钠3.2 解析(1)若研究阴极K的遏止电压与照射光频率的关系，则电源正极应与阴极K 相连，选项A正确，B错误；根据光电效应方程及动能定理得Ek=Uee=v一Wo,则 不同材料的U。一y图线的斜率相同，横截距表示金属的极限频率，选项C错误，D 正确.(2)因为钙的极限频率较大，故逸出功较大，所以钠更容易发生光电效应，钙 的选出功W0=ho=6.63X10-34×7.73×104 eV≈3.2eV. 1.6X1019 13.答案(1)A(2)左端(3)①见解题思路②不行此时逸出的光电子并未全部 到达阳极2.5×1012 解析(1)由于是研究光电效应“单位时间发射的光电子数与照射光强弱的关系” 的实验，则光电管两端所加电压应为正向电压，即光电管阴极K与电源负极相连， 阳极与电源正极相连，电流表应采用内接法，滑动变阻器采用分压式接法，选项A 正确. (2)若要求加在光电管上的电压从零开始变化，则闭合开关前滑动变阻器的滑动触 头P应移到左端 (3)①利用表中数据描绘出的光电流与电压关系图线如图所示， ↑IuA 0.401-+ 0.30 0.20 0.10+证 00.501.001.502.002.50U/V ②由作出的光电流与电压关系图线可知饱和电流值为0.40μA,电压为零时逸出的 光电子并未全部到达阳极，故该做法不行. ③在此光照射下，由作出的光电流与电压关系图线可知，饱和电流为0.40μA,根据 I业，可得华位时两内产生的光也子数为N-一淡8日=25X10肥 14.答案分别处于第4能级和第2能级 解析设发射光子前氢原子处于量子数为]的能级，发射光子后氢原子处于量子 数为n2的能级，则有 3 -E=8-B② n22 由②式得n2=2,代入①式得m1=4 所以氢原子发射光子前后分别处于第4能级和第2能级. 15.答案(1)2.55eV(2)7.65eV 解析(1)因极限波长恰等于氢原子由=4能级跃迁到n=2能级所发出的光的 波长，则有ho=W0=-0.85eV-(-3.4eV)=2.55eV. (2)用n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光去照射，发出光子的能量 hv=△E=E2-E1=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV 则从该金属表面逸出的光电子最大初动能 Ek=hv-Wo=10.2 eV-2.55 eV=7.65 eV 16.答案(1)见解题思路(2)e 8r1 (3)11ke2 32r1 解析(1)设电子在第1轨道上运动的速度大小为山1，根据牛顿第二定律得 6e2 2=m 所以电子在第1轨道运动的动能E=名n2- 2r1 同理电子在第n轨道运动时的动能Em一2， 则电子在第1轨道运动时氢原子的能量为E=一6 ke2 e2 =一k r12r1 2r1 同理，电子在第n轨道运动时氢原子的能量En=一kg十 又因为rm=nr1 (2)由(1)可知，电子在第1轨道运动时氯原子的能量E,=一6 2r1 电子在第2轨道运动时氢原子的能量E一是号 所以电子从第2轨道跃迁到第1轨道所释放的能量为△E=E,一E,= 8r1 （)电子在多1软道运动时氢原子的能量-后=-6品 设氢原子电离后电子具有的动能为Ek,根据能量守恒有Ek=E4十△E 将特瓜=十-密 第五章原子核 A卷基础达标 1.C汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是带负电的粒子，且质量非常小， 并未发现该射线是中子变为质子时产生的B射线，故A错误；卢瑟福通过α粒子散 射实验，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，但他没有揭示原子核有复杂的 结构，故B错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(R)两种新元素，故C 正确；查德威克用粒子轰击铍原子核，发现了中子，故D错误. 2.AY射线不带电，为电磁波，故其在磁场中运动时不会发生偏转，A正确；α射线是 由α衰变产生的氨原子核组成的，B错误；B射线是具有放射性的元素的原子核中的 一个中子转化成一个质子时产生的高速电子形成的，C错误；Y射线的穿透性较强， 工业上常用Y射线来探测塑料板或金属板的厚度，D错误. 3.A根据质量数和电荷数守恒可知，X是电子，A正确；放射性元素衰变的快慢是由 核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件无关，B错误；28Pb 与Bí和电子X的质量差等于衰变的质量亏损，C错误；方程中的X来自于2Pb 内中子向质子的转化，D错误. 4.C①⑥表示B射线，Y射线穿透能力最强，A错误；②⑤表示Y射线，其穿透能力最 强，电离能力最弱，B、D错误；③④表示α射线，其电离能力最强，C正确. 5.B根据质量数守恒、电荷数守恒可以判断，X的质量数为1，电荷数为1，所以X为 质子，Y的质量数为0，电荷数为一1，所以Y为B粒子，选项B正确，A、C、D错误. 6B报据本来期公式m-m(位)广，可知0一（合）产，部得心875年，或项B 正确. 7.BU的半衰期由原子核内部结构决定，与所处环境温度无关，A错误；由质能方 程可得，单个铀U衰变时释放的能量为△E=△mc2=(m1-m2一m3)c2,B正确；现 有的核能发电是运用了重核裂变过程释放的能量，C错误；每经过一个半衰期，就有 半数原子核发生衰变，故经过两个半衰期，有子的影U原子核发生衰变，D错误， 8.D根据质量数守恒可得，X原子核的质量数A=239一4=235，A错误；根据质量数 守恒和电荷数守恒知，1Cs→16Ba十X中的X为电子，B错误；13I→14Xe十X中， 根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可知，X为B粒子，C错误；人工转变的核反应 方程为麦He十3Al→O十X,由质量数和电荷数守恒可知，X为中子，D正确. 9.D由图像可知，质量数大于56时，随着原子质量数的增加，原子核的比结合能减 小，A错误；F核的比结合能最大，是最稳定的，结合能的大小还与核子数有关，B 错误；把18O分成8个质子和8个中子，需要吸收能量，不会发生质量亏损，C错 误；He的比结合能约为7MeV,3个He核的结合能E1=7MeVX4X3=84 MeV,1号C的比结合能约为7.6MeV,1个1C核的结合能E2=7.6MeVX12=91.2 MeV,则△E=E2-E1=7.2MeV,D正确. 10.D根据质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程应为gB十0n→3Li十H,A错误； 核反应过程中，有中子参与反应，虽然生成物有《粒子，但不是《衰变，B错误；由质 能方程可知，核反应中放出的核能为△B=△m2,C错误：根据E=h会，A=合可 得力=B,D正确】 C 11.答案8大 解析a射线不能穿过3mm厚的铝板，Y射线又很容易穿过3mm厚的铝板，基本 不受铝板厚度的影响，而B射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化 会使穿过铝板3射线的强度发生较明显变化，所以是B射线对控制厚度起主要作 用.若超过标准值，说明铝板薄了，应将两个轧辊间的距离调节得大些. 12.答案中子数核电荷数（或质子数）52 解析由题图可看出U横坐标的数值与纵坐标的数值之和等于其原子的质量 数，横坐标Z表示原子的核电荷数（即质子数），则纵坐标N表示的是中子数；由题 图知从U→P0,质子数减少8，中子数减少12，设经过n次a衰变，m次B衰变，有 4n=20,2n-m=8,解得n=5,m=2. 18.答案(1D4N+i一gc+H4C-N+-e号 (2)17160年 解析(1)根据质量数守恒和电荷数守恒可得N+n→1C+1H,1C→1N+1e 由安因斯超质能方程E=△mc2,可得△m=号 (2)由题知古生物体遣骸中号C含量只有活体中的12.5%，故有m套=m(3)” 代入数据解得n=3,则有t=3T=3×5720年=17160年 14.答案(1)H+H→He (2)3.6×1027MeV 解析(1)核反应的方程为？H十H→号He (2)两个氘核结合成一个氨时释放的能量 △E=2X2.014u-4.002u×931,5MeV=24.22MeV 1kg氘中含有的氘核教N=mNA=1000×6.0X1023=3.0X1026 mo 2 1kg氘完全结合成氨时可以释放出的能量EYAE=3X1025 -×24.22MeV 2 =3.6×1027MeV B卷素养提升 1.D组成原子核的核子数越多，结合能越大，A错误；质量中等的原子核，比结合能较 大，因此组成原子核的核子数越多，它的比结合能不一定越大，B错误；比结合能越 大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，C错误，D正确. 2.A①是重核裂变，A正确；据电荷数、质量数守恒可知，x2为H,B错误；根据电荷 数、质量数守恒可知，③中的x3是He,故③是a衰变，C错误；根据电荷数、质量数 守恒可知，x4为质子，D错误. 3.B经过2T利余费U为m=2m(合)°-受，发生滚变的为，故A项错误，B项 正确；虽然8U发生衰变，但衰变的产物大部分仍然存在于矿石中，经过2T后，矿石 的质量仍然接近2M,故C项错误；经过时间3T后该矿石中8U的质量还剩m2= 2m(合)》广=受D项错灵。 4.A比结合能越大，原子核越稳定，则He核比Li核更稳定，选项A正确；Ba核比Kr 核的核子数多，比结合能小，选项B错误；U核比B核的核子数多，结合能大，比结 合能小，选项C错误；两个H核结合成H核，即比结合能小的原子核反应生成比结 合能大的原子核，会释放能量，选项D错误. 5.A根据质能方程可知，一个氘核和一个氚核发生核反应，放出的能量为△E= △mc2,因此1mol氘和1mol氚完全发生核反应，释放的能量为E=NA△E= NA△mc2,选项A正确. 6.B煮子在难场中袋匀建圈周茫动，根据牛顿第二定律，有mB=m,故r眉：粒 子衰变过程中不受外力，系统动量守恒，故生成的两个粒子的动量等大、反向，故r= 眉℃。大圆与小国的半径之比为42：1，故生成的两个粒子的电荷量之比为 1：42;根据电荷数守恒，生成物是a粒子，则衰变方程应该是器Rn→2Po十He,B 正确. 7.D原子核的衰变过程满足动量守恒，粒子与反冲核的速度方向相反，根据左手定则 判断得知，粒子与反冲核的电性相反，则知粒子带负电，所以该衰变是B衰变，此粒 子是B粒子，特号为9©；常电粒子在匀强磁场中做圃周运动，满足qB=m”, ,可得 半径r一器由于两带电粒子动量大小相等，方向相反，可见，与？成反比，由题建 知，大圆与小圆的半径之比为7：1，则粒子与反冲核的电荷量之比为1：7，所以反冲 核的电荷量为7，电荷数是7，其符号为4N,所以碳14的衰变方程为4C→01e十4 N,D正确. 8.AC根据三种射线的特点与穿透性，可知Y射线的穿透本领比B粒子的强，A正确； 根据β衰变的本质可知，3粒子是原子核内的一个中子转变为质子时产生的，B错 误；根据质能方程可知，核反应中释放的能量为E=(m1一m2一m3)c2,C正确；半衰 期具有统计意义，对个别的原子没有意义，D错误. 9.BD核反应堆中，镉棒可以吸收中子，使得反应速度变慢，故A错误；根据链式反应 的条件可知，铀块体积只有在大于临界体积时才能发生链式反应，故B正确；根据比 结合能的变化特点可知，核子结合成中等大小的核，平均每个核子的质量亏损最大， 其比结合能最大，故C错误；b是Y射线，是一种波长很短、电离能力较弱、穿透能力 较强的电磁波，故D正确. 10.BC核裂变的过程中释放核能，根据质能方程可知，该核反应过程中质量有所减 少，A错误；根据链式反应的条件可知，铀块体积必须达到临界体积，有中子通过 时，才能发生链式反应，B正确；核裂变产物B属于中等质量的原子核，根据原子 核的比结合能与质量数的关系可知，裂变产物B的比结合能大于重核U的比 结合能，C正确；根据质能方程知△E=△mc2=(mU一mBa一mKr-2mn)c2,D错误. 11.ABD核反应方程为3He→1号C,选项A正确；氨闪过程中质量亏损△m=3mHe mc=0.0078u,由爱因斯坦质能方程得，释放的能量为△E=△mc2≈7.27MeV,选 项B正确：设4kg的He的物质的量为m,则n=得M=4X103kg/mol,授4kg 的He中含有He的个数为N,则N=nNA,NA=6.02×1023mol-1,解得N= 6.02X102,递项C错误；结合核反应方程，反应释放的总能量为E=·△E,设 E 对应标准煤的质量为m,则m0一2.9X10·kg,联立解得m≈8.05X10k8, 选项D正确. 12.答案64124 解析因为a衰变改变原子核的质量数，而B衰变不会，所以a衰变次数n= 232一208=6；每经过一次。衰变，原子核电荷数减少2，铅核的电荷数与钍核经过 4 参考答案93