课时冲关86 原子结构和原子核（教用版）-【创新教程】2027年高考物理总复习大一轮课时作业

课时冲关86原 学生用书 [基础落实练] 1.(2025·云南卷，1)2025年3月，我国科学家研 制的碳14核电池原型机“烛龙一号”发布，标志 着我国在核能技术领域与微型核电池领域取得 突破.碳14的衰变方程为C→1N+X,则 A.X为电子，是在核内中子转化为质子的过程 中产生的 B.X为电子，是在核内质子转化为中子的过程 中产生的 C.X为质子，是由核内中子转化而来的 D.X为中子，是由核内质子转化而来的 解析：A[根据质量数和电荷数守恒有 14C→1N十9e,可知X为电子，电子是在核内 中子转化为质子的过程中产生的.故选A.] 2.(多选)1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速 器进行人工蜕变实验，验证了质能关系的正确 性.锂原子核心俘获了一个质子生成不稳定的 铍，铍蜕变成两个X原子核，该核反应方程 是Li+1H→Be→2X,其中H的质量为m1= 1.00728u,3Li的质量为m2=7.01601u,X的 质量为m3=4.00151u,则以下正确的是( A.反应中质量亏损△m=4.02178u B.释放的核能△E=(m1十m2一2m3)c2 C.铍原子核内的中子数为4 D.X表示的是氚 解析：BC[核反应质量亏损为△m=m1十m2 2m3=0.02027u,则释放的核能为△E=（m1十 m2-2m3)c2,故A错误，B正确；根据核反应方 程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程 为Li+H8Be→22He,则Z=4,A=8,铍原 子核内的中子数是4，X表示的是氨核，故C正 确，D错误.] [能力综合练] 3.(多选)大量处于三6的高能级的氢原子向低 能级跃迁，其中跃迁到n=2的能级时产生的四 条可见光光谐线如图1所示.氢原子从能级6 ·619 第十六章近代物理 结构和原子核 P464 跃迁到能级2产生可见光I,从能级3跃迁到 能级2产生可见光Ⅱ.用同一双缝干涉装置研 究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示 的干涉条纹.用两种光分别照射如图4所示的 实验装置，都能产生光电效应.下列说法正确 的是 H.H,Ha 真空 红 图1 (V) ommmn 图2 s 图3 图4 A.该跃迁能产生的光谱线总数为15条 B.图3中的千涉条纹对应的是可见光Ⅱ C.可见光的光子动量大于可见光I的光子动量 D.P向a移动，电流表示数为零时可见光I对 应的电压表示数比可见光Ⅱ的大 解析：ABD[该跃迁能产生的光谱线总数为 C=15,A正确；根据题意可知.氢原子发生能 级跃迁时，由公式可得E。一E。=加-，氢原 子从能级6跃迁到能级2，辐射出的能量较大， 及可见光I的频率大，波长小，故图1中的H。 对应的是可见光Ⅱ，双缝干涉条纹间距可表示 为△x=入子，由图可知，图2中间距较小，则波 长较小，对应的是可见光I,图3中的干涉条纹 对应的是可见光Ⅱ，B正确；光子动量可表示为 :-朵，可知，I的光子功量大于Ⅱ的光子 动量，C错误；根据光电效应方程及动能定理 可得 eU=hy-W。,可知，频率越大，遏止电压越大， 则P向a移动，电流表示数为零时I对应的电 压表示数比Ⅱ的大，D正确.门 4.(多选)静止在O点的C原 子核发生衰变的同时，空间中 加入如图所示的匀强电场.之 后衰变产物A、B两粒子的运 高考总复习物理 动轨迹OA、OB如图虚线所示，不计重力和两粒 子间的相互作用，下列说法正确的是() A.A、B两粒子均带正电 B.1C原子核发生的是a衰变 C.A粒子为Be D.衰变后瞬间A、B粒子速度比为5：2 解析：ABC[根据A、B两粒子的运动轨迹，可 知其所受电场力均与电场方向相同，A、B两粒 子均带正电，C原子核发生的是α衰变，故A、 B正确；根据A、B两粒子的运动轨迹，该核反应 方程为l4C→lBe十He,衰变过程，由动量守恒 定律，有mAvA一mBB=0,可知质量越大，速度 越小，19Be的初速度小于2He的初速度，粒子在 磁场中做类平抛运动，则有x=,y=号95产， 2 m 解得y=E 2,可知当两粒子竖直方向的位移 2m 相等时，19Be粒子的水平位移较小，A粒子为 1Be,故C正确；衰变过程，由动量守恒定律，有 mAVA一nBVB=0,可得衰变后瞬间A、B粒子速 度比为vA:g=2:5,故D错误.] 5.中国北斗卫星导航系统n EleV -0 是中国自行研制的全球 4 -0.85 -1.51 卫星导航系统，系统中的2 -3.40 “北斗三号”采用星载氢 原子钟，通过氢原子能级 1 -13.6 跃迁产生电磁波校准时钟.氢原子的部分能级 结构如图所示，下列说法正确的是 ( A.一个氢原子由基态跃迁到激发态后，该原子 的电势能减少 B.处于n一2能级的氢原子可以吸收2eV的光 子跃迁到n=3能级 C.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁 时，最多可以辐射出6种不同频率的光子 D.一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁， 发出的光照射逸出功为2.25eV的钾板，钾 板发出光电子的最大初动能为11.35eV 解析：C[根据玻尔理论，氢原子由基态跃迁到激 发态，核外电子从低轨道跃迁到高轨道，克服库仑 力做功，原子的电势能增大，A错误；处于n=2能级 的氢原子跃迁到n=3能级需要吸收的光子能量 ·62 为△E=E3-E2=-1.51eV-(-3.4)eV=1.89 eV,B错误；一群处于n=4能级的氢原子向低 能级跃迁时，可以辐射出不同频率的光子数量 为C?=4X(4-D=6,即最多可以辐射出6种 2 不同频率的光子，C正确；一群处于n=4能级 的氢原子向低能级跃迁，发出的光子最大能量 为△E=E4-E1=-0.85eV-(-13.6)eV= 12.75eV,根据光电效应方程可得钾板发出光 电子的最大初动能为Em=12.75eV-2.25eV =10.5eV,D错误.] [素养培优练] 6.在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的 放射性原子核发生了一次α衰变.放射出的α粒 子(2He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其 轨道半径为R.以m、q分别表示a粒子的质量 和电荷量. (1)放射性原子核用2X表示，新核的元素符号 用Y表示，写出该α衰变的核反应方程. (2)a粒子的圆周运动可以等效成一个环形电 流，求圆周运动的周期和环形电流大小. (3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子 和新核的动能，新核的质量为M,求衰变过程的 质量亏损△m. 解析：(1)2X→2Y+He (2)设a粒子的速度大小为v, 由B=m发T=2,得 v2 a粒子在磁场中运动周期T=2πm】 环形电流大小1=头=9B T2πm 3)由gB=mR·得= m 设衰变后新核Y的速度大小为'，系统动量守 恒Mu'-mv=0,w'=m'=9B迟 MM 由amc2=号Mg+子m 2 得△m=(M十m)(gBR)2 2mMc2 答案：(1)2X→Y+He(2)2πm gB gB 2πm (3)M+m)(gBR)2 2mMc2