假期作业12 原子结构、原子核-快乐假期】2025-2026学年高二物理暑假作业

火受快乐假明 0M= 学而不思则罔，思而不学则殆。 假期作业12原子结构、原子核 完成日期： 月 《情境辨析 (9)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级 口i1 g jing6ian×i [情境1]1903年，居里 跃迁 夫妇和贝克勒尔由于对 (10)氢原子可以吸收任何能量的光子而发生 放射性的研究而共同获 跃迁 ( 得诺贝尔物理学奖， 《技能提升 Ji neng ti sheng (1)3衰变中的电子来源于原子核外电子.() 素能提升 (2)半衰期是一个统计规律，对少数原子核不 一、选择题 适用. 1.物理学家通过对实验的深入观察和研究，获 (3)三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺 得正确的科学认知，推动物理学的发展.下 序是Y射线、3射线、α射线， 列说法符合事实的是 ( (4)目前核电站多数是采用核聚变反应发电. A.汤姆孙发现了电子，并提出了“原子的核式 ( 结构模型” (5)轻核聚变比重核裂变的产能效率更高！ B.卢瑟福用α粒子轰击N获得反冲 ( 核0，发现了质子 [情境2]丹麦物理学家玻尔在1913年把微 C.查德威克发现了天然放射性现象，说明 观世界中物理量取分立值的观念应用到原予 原子核有复杂结构 系统，提出了自己的原子结构假说 D.普朗克提出的“光子说”成功解释了光电 效应 2.位于安徽省合肥的核聚变大科学装置“夸 父”预计于2025年底全面建成，它将用来验 (6)氢原子光谱是由不连续的亮线组成的， 证我国“人造太阳”实验的关键技术.下列关 ( ) 于核聚变反应的说法正确的是 ( ) (7)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成 A.核聚变反应过程中没有质量亏损 功地解释了氦原子光谱 ( B.核聚变反应后原子核的总质量增加 (8)按照玻尔理论，核外电子均匀地分布在各 C.核聚变反应后，核子的比结合能增加 个不连续的轨道上 ( D.核聚变反应后，核子的比结合能减小 32 三0022 3.下列四幅图涉及不同的物理知识，如图所 EleV -0 示，其中说法正确的是 ( 83 -1.51 荧光屏 -3.40 甲：α粒子散射实验示意图 乙：链式反应示意图 EleV -13.6 金属 钨 钙 钠 钾 铷 3.40 W/eV 4.54 3.20 2.29 2.25 2.13 -13.60 A.这群氢原子自发跃迁时最多能辐射出4 丙：氢原子能级示意图 丁：汤姆孙气体放电管示意图 种不同频率的光 A.图甲，卢瑟福通过分析α粒子散射实验 B.氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐 结果，发现了质子和中子 射出的光的频率在辐射出的光中最大 B.图乙，用中子轰击铀核使其发生聚变，链 C.氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级辐 式反应会释放出巨大的核能 射出的光可以使金属钙发生光电效应 D.氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级辐 C.图丙，玻尔理论指出氢原子能级是分立的， 射出的光可以使表格中的3种金属发生 所以原子发射光子的频率也是不连续的 光电效应 D图丁，汤姆孙通过电子的发现揭示了原 6.(多选)关于天然放射现象，以下叙述正确 的是 ) 子核内还有复杂结构 A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期 4.(多选)关于原子和原子核，下列说法正确 将变大 的是 B.3衰变所释放的电子是原子核内的质子 A.α粒子散射实验表明，原子是可分的 转变为中子时产生的 C.在a、B、y这三种射线中，y射线的穿透能 B.原子核发生3衰变，原子核的质子数会 力最强，α射线的电离能力最强 增加 D.铀核(2U)衰变为铅核(Pb)的过程中， C.外界的温度越高，原子半衰期越短 要经过8次α衰变和6次3衰变 D.根据玻尔理论可知，氢原子从高能级向低 7.通过检测发现三星堆 遗址出土的文物，年代 能级跃迁时，可以辐射各种不同频率的 从公元前3000年延续 光子 至公元前1200年，跨 5.2024年12月30日下午3时起，哈尔滨兆麟 越了近2000年，用实 公园第51届冰灯游园会正式开园.公园内 物展示了连绵5000年的中华文化.考古通 常用4C年代检测法推算出土文物的年 处处流光溢彩，将冰城装扮得美不胜收.霓 代.C的衰变方程为C>N+X,下列说 虹灯发出五颜六色的光是由于不同气体原 法正确的是 子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异 A.衰变方程中的X是中子 的光子.如图为氢原子的能级示意图，表格 B.1C需吸收能量才能发生衰变 中为5种金属的逸出功，若一群氢原子处于 C.随着4C的不断衰变，其半衰期会逐渐 变长 n=5能级，则下列说法正确的是( D.N与X的质量之和小于C的质量 33 火受快乐假期 90M2 8.下列关于核反应的说法正确的是 ( (3)若两氘核以相等的动能0.35MeV进 A.28U→286Th十He是铀核的裂变 行对心碰撞，假设核能全部转化为机械能， B.H十H→He十。n是核聚变反应 求反应后新核的动能.（结果保留两位有效 C.核反应3Al+He→9P+X中的X是 数字) 质子 D.卢瑟福发现中子的核反应方程是：He +14N→1O+0n 二、非选择题 9.已知氢原子的基态能量为E(E,<0),量子 数为：的微发态的能量为。现有一群氢原 高考在线 1.(2024·江苏卷， 子处于=3的能级，在向低能级跃迁过程 5T)在原子跃迁中， 中，其中从n=2能级向n=1能级跃迁辐射 辐射如图所示的4 出的光照射某金属的表面恰能发生光电效 种光子，其中只有 应，求： 一种光子可使某金 (1)该金属的极限频率； 属发生光电效应，是哪一种 (2)能从该金属表面逸出的光电子的最大初 A.λ1 B.入2 C.λ3 D.入4 动能. 2.(2024·河北卷，1T)锂是新能源汽车、储能 和信息通信等新兴产业的关键材料.研究表 明，锂元素主要来自宇宙线高能粒子与星际 物质的原子核产生的散裂反应，其中一种核 反应方程为：C+H→Li+2H+X,式中 的X为 () A.on B.e C.e D.2He 3.(2024·山东卷，1T)2024年是中国航天大 年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部 分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。 已知Sr衰变为9Y的半衰期约为29年； 10.太阳中含有大量的氘核，氘核不断发生核反 28Pu衰变为23U的半衰期约87年.现用相 应放出核能，以光和热的形式向外辐射.已知 同数目的Sr和38Pu各做一块核电池，下 两个氘核发生核反应可以产生一个新核，并 列说法正确的是 ( 放出一个中子.该新核质量为3.0150u,氘核 A.Sr衰变为9Y时产生a粒子 质量为2.0136u,中子质量为1.0087u, B.2aPu衰变为U时产生B粒子 1u的质量相当于931.5MeV的能量. C.50年后，剩余的8Sr数目大于23Pu的 (1)写出该核反应方程式； 数目 (2)求该核反应中释放的核能；（结果保留 D.87年后，剩余的8Sr数目小于28Pu的 三位有效数字) 数目 34三0022. 8.C[由题意可知，亮条纹是电子到达概率大的地方，暗条 纹是粒子到达概率小的地方，故A正确；电子是实物粒 子，能发生衍射现象，该实验说明物质波理论是正确的， 不能说明光子的波动性，故B、D正确，C错误.本题选错 误的，故选C.] 9.解析：因为是研究遏止电压U。的装置，所以所加电压应 为反向电压，阻止光电子到达A极板形成光电流，所以A 极板接电源负极，K极板接电源正极，电源右端为正极； 根据图像乙可知，当频率为5.1×1014Hz时，所需遏止电 压为零，说明此时对应频率为截止频率。，所以逸出功： Wo=he=6.63×10-34×5.1×1014J=3.38×10-19J. 答案：右3.38×10-19 高考在线 1.B[普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子 化的，并不连续，故A错误：产生光电效应的条件是> “,紫光的频率大于红光，红光能使金属产生光电效应，则 紫光也能使该金属产生光电效应，故B正确；石墨对X射 线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获 得一定动量，光子功量变小，根据波长入=么可知波长变 长，故C错误；德布罗意认为物质都具有波动性，包括质 子和电子，故D错误.门 2.A[由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长大 于蓝光的波长，根据E=hy, 可知直光光子的能量大于红光光子的能量：根据力=是， 可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量，故A正确，B 错误：由于红光的折射率小于蓝光，根据0一开，可知在玻 璃中传播时，蓝光的速度小于红光的速度，故C错误； 光从一种介质射入另一种介质中频率不变，故D错误.] 假期作业12 情境辨析 (1)×(2)/(3)/(4)×(5)/(6)/(7)× (8)×(9)×(10)× 技能提升 素能提升 1.B 2.C[对于A、B,核聚变反应过程中存在质量亏损，核聚变 反应后原子核的总质量减少，故A、B错误；对于C、D,核 聚变反应后，反应后的原子核比反应前的原子核更稳定， 核子的比结合能增加，故C正确，D错误.] 3.C 5 高二物理都》 4.AB[卢瑟福由α粒子散射实验提出了原子核式结构模 型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全 部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的 电子在核外空间绕着核旋转，即原子是可分的，A正确； 经过一次B衰变，电荷数多1，质量数不变，质子数等于电 荷数，则质子数增加1个，B正确；原子的半衰期与外界因 素无关，C错误；据玻尔理论可知，氢原子从高能级向低 能级跃迁时，可以辐射特定频率的光子，D错误.] 5.D[对于A,这群氢原子自发跃迁时能辐射出的光的种 数为C号=10，即能辐射出10种不同频率的光，故A错误： 对于B,氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级时辐射出的 光的频率最大，故B错误；对于C,氢原子从n=5能级跃 迁到n=2能级时辐射出的光子的能量为2.86eV,小于 金属钙的逸出功3.20eV,所以不能使金属钙发生光电效 应，故C错误；对于D,氢原子从n=4能级跃迁到n=2能 级时辐射出的光子的能量为2.55eV,大于钠、钾和铷的 逸出功，小于金属钨、钙的逸出功，所以可以使表格中的3 种金属发生光电效应，故D正确.] 6.CD「半衰期的时间与元素的物理状态无关，若使某放射 性物质的温度升高，其半衰期不变，故A错误.B衰变所释 放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的，故B 错误.在Q、B、Y这三种射线中，Y射线的穿透能力最强，@ 射线的电离能力最强，故C正确.铀核(U)衰变为铅核 (25Pb)的过程中，每经过一次a衰变质子数少2，质量数 少4：而每经过一次B衰变质子数增加1，质量数不变；由质量 数和核电荷数守恒，可知要经过8次α衰变和6次B衰变，故 D正确.] 7.D[根据质量数、电荷数守恒可补全该衰变方程有C →N十-9e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1N与X的质量之和小于1C的质量，D正确.] 8.B[28U→2Th十He是衰变方程，选项A错误；H 十3H→He十n是核聚变反应，选项B正确；核反应3Al 十He→P+X中的X质量数为1，电荷数为零，则X是 中子，选项C错误；卢瑟福发现质子的核反应方程是：He +14N→1？O+H,选项D错误.] 9.解析：D因，=W。=子E-E=-子E,所以 3E1 4h: 飞受快乐假明 (2)氢原子从n=3能级向=1能级跃迁辐射出的光子能量 最大，此时从金属表面逸出的光电子的最大初动能为Ekm, =E-B=-8E Ekm-hv-Wo-- 省案识 10.解析：(1)由质量数和核电荷数守恒，写出核反应方程式 为2H十H→8He十dn. (2)反应过程中质量减少了 △m=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u, 反应过程中释放的核能 △E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV. (3)设n和He核的动量分别为p1和p2,由动量守恒 定律得0=1十2， 由此得p1和2大小相等， 由动能和动量关系E=D及He核和n质量关系得， 27m 中子的动能E1是He核的动能E2的3倍，即E1:E2 =3:1,由能量守恒定律得E十E2=△E十2X 0.35MeV, 由以上可以算出E2=0.99MeV. 答案：(1)H+H3He十n (2)3.26MeV(3)0.99MeV 高考在线 1.C[根据光电效应方程可知当只有一种光子可使某金属 发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据图中能级图 可知跃迁时对应波长为入3的光子能量最大.] 2.D[根据核反应前后质量数和电荷数守恒得，A=12十1 -7-2×1=4,Z=6+1-3-2×1=2,则X为He,D 正确. 3.D[根据质量数守恒和电荷数守恒可知器Sr衰变为船Y 时产生电子，即B粒子，故A错误；根据质量数守恒和电 荷数守恒可知2Pu衰变为2醴U时产生He,即a粒子，故 B错误；根据题意可知2Pu的半衰期大于Sr的半衰期， 现用相同数目的8Sr和2Pu各做一块核电池，经过相同 的时间，器Sr经过的半衰期的次数多，所以剩余器Sr数目 小于剩余Pu的数目，故D正确，C错误.] [第二部分]高三入学衔接检测卷 1.C[太阳内部发生的是核聚变，A错误；典型的裂变方 程为25U十n→1Ba十Kr+3n,B错误；裂变释放核 能是因为新核的比结合能大于原来重核的比结合能，C 正确；经过56年锶90剩下原来的四分之一，D错误.] 5 .-00M= 2.D[a、c两点分别位于正、负电荷附近，则有9a>9,故A 错误；a、c两点关于中轴对称，由等量异种电荷电场分布 可知，两点场强大小相同，方向不同，故B错误；在M到达 等势线b时，竖直方向速度为不为0，在b右侧仍有一段 向下运动的过程，所以不可能对称，故C错误；M穿越a、 b、C,M带负电，所以电场力做负功，电势能变大，故D 正确.] 3.B[当小球对水平桌面压力恰好为零 时，以小球为研究对象，受力分析如图 由几何关系cos0=元 =0.8=0.8,所 =1.0 以0=37°，小球圆周运动的半径r Lsin37°=1.0m×0.6=0.6m,由牛顿 第二定律mgam=ma2r,解得a=名巨rad/s,所以要让 小球对水平桌面压力为零，匀速圆周运动的角速度仙应 满足w≥号Ead/s,故B正确A,C.D错误.] 4.B[状态D对应的压强为p。,状态C到状态D发生等容 变化，由题图可得C_,解得pc=2p。,由V-1图像分 2to to 析可知气体从状态A到状态B,状态C到状态D均发生 等容变化，故有WAB=0,WGD=0,从状态B到状态C发 生等压变化，外界对气体做的功为Wx=pc(2V。一V。) =2。V。,从状态D到状态A发生等压变化，外界对气体 做的功为WDA=-p(2V。-V,)=-pVo,故一个循环 内外界对气体做的功为W=WAB十Wx十WD十WDA= poV。,故选B.] 5.D[对于A,由振动图像可知，1=0时刻质点M沿y轴 负向振动，结合波形图可知波沿x轴正方向传播，故A错 误；对于B,由振动图像可知周期为T=4s,由波形图可 知波长为X=6m:波递为=产=1.5m/s,可知0~6s 波传播的距离为x=t=9m,故B错误；对于C,由图可 知振幅为A=l.7cm,0一6s质点M通过的路程为s=1.5× 4M=6X1.7am=10.2m,故C错误：对于D.由w=会 0.5π，可知质点M的振动方程是y=一1.7sin0.5πt(cm),故 D正确.] 6.A[第一次B固定在地面上，将A拉到B的右端时， A相对于地面移动的距离等于B板的长度；第二次B 可以在光滑地面上自由滑动，A、B间存在摩擦，在摩 擦力作用下B要向右运动，则将A拉到B的右端时， A相对于地面移动的距离将大于B板的长度；所以，