第五章 原子核【A卷 达标卷】2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019选择性必修第三册）

2024-2025学年高中物理单元速记·巧练 （人教版2019选择性必修第三册） 第五章 原子核 （A卷•考点达标卷） （考试时间：35分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）选择性必修第三册第5章。 一、单选题 1．一个质子和一个中子在满足一定条件下能够结合为一个氘核，同时释放出光子，其反应方程为，若此反应中光子的能量为，则的比结合能为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】光子的能量就是核反应释放的核能，等于的比结合能与核子数的乘积，由于有2个核子，故的比结合能为。 故选A。 2．已知镅241单质的半衰期为432天，而报警器的辐射源常常使用化合物二氧化镅，二氧化镅的半衰期（　　） A．大于432天 B．等于432天 C．小于432天 D．无法确定 【答案】B 【详解】半衰期是放射性元素的固有属性，由原子核内部自身因素决定，与元素的化学状态、物理状态等外部因素无关，所以二氧化媚的半衰期等于媚单质的半衰期432天，B正确。 故选B。 3．2024年7月30日，我国成功完成了全球首例钇-90树脂微球选择性内放射介入手术。钇-90是一种放射性元素，对于质量为的钇-90，经过时间t后剩余的钇-90质量为m，其图线如图所示。若0.16g钇-90经历一段时间后，经检测剩余钇-90的质量约为0.04g，则时间约为（　　） A．26.6h B．53.2h C．64.1h D．128.2h 【答案】D 【详解】根据半衰期内质量变化关系；由图像可得， 解得钇-90的半衰期；结合题意可得；解得 故选D。 4．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。若太阳每秒钟减少的质量为，由爱因斯坦质能方程可算得，太阳每秒钟辐射出的能量最接近于（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由爱因斯坦质能方程可知 代入数据可得 故选C。 5．在中国“人造太阳”全超导托卡马克实验装置中，氘核（）和氚核（）聚变结合成一个新的原子核，并放出一个中子，该新的原子核为（　　） A．氕核 B．氧核 C．氦核 D．氮核 【答案】C 【详解】根据题意写出核反应方程 根据质量数守恒、电荷数守恒可知 ， 则新的原子核为。 故选C。 6．原子核的链式反应也可以在人工控制下进行。如图所示为当前普遍使用的“慢中子”核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其中一种反应方程为，已知该反应过程中释放的能量为，则下列说法正确的是（　　） A．的比结合能为 B．捕获中子发生裂变，比更稳定 C．新核Y含有89个核子 D．镉棒的作用是使快中子变成慢中子 【答案】C 【详解】A．比结合能为结合能与核子总数的比值，不是结合能，则的比结合能不是，故A错误； B．核裂变反应中，重核（）分裂成较轻的核（），通常较轻的核比重核更稳定，这是因为重核核子的比结合能较低，而轻核的核子的比结合能较高，即比更稳定，故B错误； C．核反应中质量数守恒，故新核Y的质量数为： 质量数为质子数和中子数的总和，即核子总数，故C正确； D．在核反应堆中，镉棒通常用作控制棒，镉具有很高的中子吸收截面，能够吸收中子，即镉棒的作用是吸收中子，而不是将快中子变成慢中子，故D错误； 故选C。 7．2024年10月3日，中国科学院近代物理研究所依托兰州重离子加速器发现了钚元素的一个新同位素，测量发现该新核素的衰变方程为，衰变释放能量约为8191keV，半衰期约为0.78s。下列说法正确的是（　　） A．新核素发生的是衰变 B．的中子数比质子数多89 C．升高温度或增大压强会缩短的半衰期 D．的比结合能比多的比结合能大 【答案】B 【详解】A．新核素衰变产生，发生衰变，故A错误； B．根据质量数和电荷数守恒可知，中X的质量数，电荷数，则X的中子数为；的中子数比质子数多；故B正确； C．半衰期只与原子核本身有关，故升高温度或增大压强不会改变的半衰期，故C错误； D．的比结合能比的比结合能小，故D错误。 故选B。 8．医用放射性同位素氟-18，常用于PET-CT肿瘤显影，其半衰期为110分钟。某日上午10：00制备的480mg氟-18显影剂，因故推迟至下午3：30使用。若显影剂中氟-18质量不低于方可保证成像质量，则（    ） A．剩余氟-18质量约为，不可正常使用 B．剩余氟-18质量约为，可正常使用 C．剩余氟-18质量约为，可正常使用 D．剩余氟-18质量约为，可正常使用 【答案】B 【详解】从上午10：00到下午3：30经历的时间为 由于氟-18的半衰期为110分钟，即经过三个半衰期，剩余氟-18质量为 可正常使用。 故选B。 9．日本政府无视国际社会的强烈反对，单方面强行启动福岛核事故污染水排海，日本排海的核废水中有一种放射性物质铯137，对人体健康构成严重威胁。已知铯137发生衰变的方程是，半衰期约为30年，则下列说法正确的是（　　） A．是粒子 B．铯137的衰变是衰变 C．铯137比钡137的比结合能大 D．100个铯137发生衰变，经过约60年后一定还剩25个 【答案】B 【详解】AB．根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒，可知是电子（），所以铯137的衰变是衰变，故A错误，B正确； C．衰变过程放出能量，反应后的钡137比反应前的铯137更稳定，则铯137比钡137的比结合能小，故C错误； D．半衰期是大量原子核发生衰变的统计规律，不适用于少数原子核，所以100个铯137发生衰变，经过约60年后不一定还剩25个，故D错误。 故选B。 10．在未来能源探索里，核聚变将引领科技变革。一种典型的核聚变为两个氘核的聚变，反应方程为，其中氘核的质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u。已知1u对应931.5MeV的能量，则该聚变反应中释放的核能约为（　　） A．31.5MeV B．8.28MeV C．5.32MeV D．3.26MeV 【答案】D 【详解】核反应前后质量亏损 根据质能方程有 解得 故选D。 11．原子核的比结合能曲线如图所示，由图中信息可知（    ） A．核比核更稳定 B．两个核聚变成核会放出能量 C．核裂变成核和核要吸收能量 D．核的结合能比核的结合能大 【答案】B 【详解】A．题图可知的比结合能比的小，故核比核更稳定，故A错误； B．题图可知核比核的比结合能大，则两个核聚变成核，反应后比结合能增大，则两个核聚变成核会放出能量，故B正确； C．题图可知核比核和核的比结合能小，即核和核比核更稳定，反应后比结合能增大，则核裂变成核和核要释放能量，故C错误； D．由于核比核的质量数大，故核的结合能比核的结合能大，故D错误。 故选B。 12．关于原子核的结合能与比结合能，下列说法正确的是（　　） A．结合能越大，原子核越稳定 B．比结合能越大，原子核越稳定 C．质量越小的原子核，比结合能越大 D．比结合能越大的原子核，其结合能一定越大 【答案】B 【详解】AB．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，A错误，B正确； CD．比结合能是结合能与核子数之比，与原子核的质量大小无关，比结合能越大的原子核，其结合能不一定越大，故CD错误。 故选B。 13．钚元素是高度放射性物质，可用于制作同位素电池，广泛应用于宇宙飞船、人造卫星等的能源供给。已知钚（即）发生α衰变的方程为，已知的半衰期约为88年。则下列说法正确的是（　　） A．衰变方程中，是 B．该衰变过程中一定吸收能量 C．8个原子核经过88年后还剩4个 D．的比结合能小于的比结合能 【答案】D 【详解】A．发生α衰变过程满足质量数和电荷数守恒，可知衰变方程中，是，故A错误； B．该衰变过程中，存在质量亏损，一定释放能量，故B错误； C．半衰期是大量原子核发生衰变的统计规律，不适用于少数原子核发生衰变，所以8个原子核经过88年后不一定还剩4个，故C错误； D．原子核的比结合能越大，原子核越稳定，衰变后的比衰变前的更稳定，所以的比结合能小于的比结合能，故D正确。 故选D。 14．元素半衰期被广泛应用于考古测年代、药物代谢控制、核能利用及医学诊断治疗等领域。已知18F的半衰期为110min，68Ga的半衰期为68min，现将质量为的18F和质量为的68Ga投入研究，研究时长为3740min。设研究结束后18F的剩余质量为，68Ga的剩余质量为，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】对18F经过时长为3740min时；即 对68Ga 经过时长为3740min时；即 故选C。 15．我国四川省首个深地核天体物理实验项目JUNA—锦屏深地核天体物理实验，其测量灵敏度和统计精度均高于国际同类装置。某次实验中的核反应方程是，其中参与反应的原子核X为（   ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由质量数守恒和电荷数守恒可知，该核反应方程为 其中参与反应的原子核X为。 故选B。 16．感烟型火灾报警器内部装有半衰期长达432年的微量放射性物质镅，其α衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．γ射线电离本领比α射线强 B．衰变过程释放能量 C．温度升高，半衰期变短 D．10个经过一个半衰期剩余5个 【答案】B 【详解】A．α射线由带正电的氦核组成，电离能力最强；γ射线为光子，不带电，电离能力最弱，故A错误； B．衰变过程中，质量亏损会以能量形式释放（如γ射线及衰变产物的动能），符合核反应的能量守恒，故B正确； C．半衰期由原子核内部结构决定，与温度等外界条件无关，故C错误； D．半衰期是统计规律，适用于大量原子核。10个原子核衰变时，实际剩余数量可能偏离5个（如可能全部衰变或部分剩余），故D错误。   故选B。 二、多选题 17．关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　） A．是玛丽·居里夫妇首先发现的 B．说明了原子核不是单一的粒子 C．原子序数大于83的元素都能自发地发出射线 D．γ射线的实质是高速电子流 【答案】BC 【详解】AB．首次发现天然放射现象的是法国物理学家贝克勒尔，放射现象表明了原子核的可变性，即原子核不是单一的粒子。故A错误，B正确； C．原子序数大于83的元素都能自发地发出射线，故C正确； D．γ射线的实质是光子流。故D错误。 故选BC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高中物理单元速记·巧练 （人教版2019选择性必修第三册） 第五章 原子核 （A卷•考点达标卷） （考试时间：35分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）选择性必修第三册第5章。 一、单选题 1．一个质子和一个中子在满足一定条件下能够结合为一个氘核，同时释放出光子，其反应方程为，若此反应中光子的能量为，则的比结合能为（　　） A． B． C． D． 2．已知镅241单质的半衰期为432天，而报警器的辐射源常常使用化合物二氧化镅，二氧化镅的半衰期（　　） A．大于432天 B．等于432天 C．小于432天 D．无法确定 3．2024年7月30日，我国成功完成了全球首例钇-90树脂微球选择性内放射介入手术。钇-90是一种放射性元素，对于质量为的钇-90，经过时间t后剩余的钇-90质量为m，其图线如图所示。若0.16g钇-90经历一段时间后，经检测剩余钇-90的质量约为0.04g，则时间约为（　　） A．26.6h B．53.2h C．64.1h D．128.2h 4．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少。若太阳每秒钟减少的质量为，由爱因斯坦质能方程可算得，太阳每秒钟辐射出的能量最接近于（　　） A． B． C． D． 5．在中国“人造太阳”全超导托卡马克实验装置中，氘核（）和氚核（）聚变结合成一个新的原子核，并放出一个中子，该新的原子核为（　　） A．氕核 B．氧核 C．氦核 D．氮核 6．原子核的链式反应也可以在人工控制下进行。如图所示为当前普遍使用的“慢中子”核反应堆的示意图，铀棒是核燃料，其中一种反应方程为，已知该反应过程中释放的能量为，则下列说法正确的是（　　） A．的比结合能为 B．捕获中子发生裂变，比更稳定 C．新核Y含有89个核子 D．镉棒的作用是使快中子变成慢中子 7．2024年10月3日，中国科学院近代物理研究所依托兰州重离子加速器发现了钚元素的一个新同位素，测量发现该新核素的衰变方程为，衰变释放能量约为8191keV，半衰期约为0.78s。下列说法正确的是（　　） A．新核素发生的是衰变 B．的中子数比质子数多89 C．升高温度或增大压强会缩短的半衰期 D．的比结合能比多的比结合能大 8．医用放射性同位素氟-18，常用于PET-CT肿瘤显影，其半衰期为110分钟。某日上午10：00制备的480mg氟-18显影剂，因故推迟至下午3：30使用。若显影剂中氟-18质量不低于方可保证成像质量，则（    ） A．剩余氟-18质量约为，不可正常使用 B．剩余氟-18质量约为，可正常使用 C．剩余氟-18质量约为，可正常使用 D．剩余氟-18质量约为，可正常使用 9．日本政府无视国际社会的强烈反对，单方面强行启动福岛核事故污染水排海，日本排海的核废水中有一种放射性物质铯137，对人体健康构成严重威胁。已知铯137发生衰变的方程是，半衰期约为30年，则下列说法正确的是（　　） A．是粒子 B．铯137的衰变是衰变 C．铯137比钡137的比结合能大 D．100个铯137发生衰变，经过约60年后一定还剩25个 10．在未来能源探索里，核聚变将引领科技变革。一种典型的核聚变为两个氘核的聚变，反应方程为，其中氘核的质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u。已知1u对应931.5MeV的能量，则该聚变反应中释放的核能约为（　　） A．31.5MeV B．8.28MeV C．5.32MeV D．3.26MeV 11．原子核的比结合能曲线如图所示，由图中信息可知（    ） A．核比核更稳定 B．两个核聚变成核会放出能量 C．核裂变成核和核要吸收能量 D．核的结合能比核的结合能大 12．关于原子核的结合能与比结合能，下列说法正确的是（　　） A．结合能越大，原子核越稳定 B．比结合能越大，原子核越稳定 C．质量越小的原子核，比结合能越大 D．比结合能越大的原子核，其结合能一定越大 13．钚元素是高度放射性物质，可用于制作同位素电池，广泛应用于宇宙飞船、人造卫星等的能源供给。已知钚（即）发生α衰变的方程为，已知的半衰期约为88年。则下列说法正确的是（　　） A．衰变方程中，是 B．该衰变过程中一定吸收能量 C．8个原子核经过88年后还剩4个 D．的比结合能小于的比结合能 14．元素半衰期被广泛应用于考古测年代、药物代谢控制、核能利用及医学诊断治疗等领域。已知18F的半衰期为110min，68Ga的半衰期为68min，现将质量为的18F和质量为的68Ga投入研究，研究时长为3740min。设研究结束后18F的剩余质量为，68Ga的剩余质量为，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 15．我国四川省首个深地核天体物理实验项目JUNA—锦屏深地核天体物理实验，其测量灵敏度和统计精度均高于国际同类装置。某次实验中的核反应方程是，其中参与反应的原子核X为（   ） A． B． C． D． 16．感烟型火灾报警器内部装有半衰期长达432年的微量放射性物质镅，其α衰变方程为，下列说法正确的是（　　） A．γ射线电离本领比α射线强 B．衰变过程释放能量 C．温度升高，半衰期变短 D．10个经过一个半衰期剩余5个 二、多选题 17．关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　） A．是玛丽·居里夫妇首先发现的 B．说明了原子核不是单一的粒子 C．原子序数大于83的元素都能自发地发出射线 D．γ射线的实质是高速电子流 / 学科网（北京）股份有限公司 $$