(六)原子核-【衡水金卷·先享题】2024-2025学年高二物理选择性必修3同步周测卷（J）

高二周测卷 ·物理·」选择性必修第三册· 高二同步周测卷/物理选择性必修第三册（六） 命题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ.推理能力Ⅲ.分析综合能力下.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究①科学态度与责任 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 分 值 (主题内容) ②③ 档次 系数 1 单项选择题 8 核聚变 易 0.85 2单项选择题 衰变、半衰期 中 0.75 3 单项选择题 8 核裂变 中 0.70 4 单项选择题 8 a狡变，质量亏损 中 0.70 5 单项选择题8 半衰期 中 0.75 6 单项选择题 8 a衰变，a射线的性质，半衰期 难 0.55 7 单项选择题 8 质能方程 中 0.75 8单项选择题 8 光子的动量，结合能与比结合能 中 0.60 ?衰变，半衰期的相关计算，质能 非选择题 12 中 0.75 方程 10 非选择题 12 质谱仪 中 0.65 11 非选择题 质量亏损、质能方程、核聚变反 12 难 0.55 应中释放的能量、衰变 香考答案及解析 一、单项选择题 为94一38=56个.故中子数比质子数多56一38=18 1.C【解析】“人造太阳"属于轻核聚变反应。：Be十He 个，B项错误：裂变反应释放核能，故反应后产物的质 →号C十n是发现中子的核反应方程，A项错误： 量比反应前减少，C项错误；反应后产物的稳定性增 U→Th十！He是a衰变，B项错误：H十1H 强，Sr的比结合能史大，D项正确。 →He十n是轻核聚变反应，C项正确：U十n 4.A【解析】由动量守恒定律可知，衰变后Q粒子与新 →4Xe十然Sr十10n是重核裂变反应，D项错误。 核Y的运动方向相反，所以轨迹圆应外切，由左手定 2.D【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒可知，”S 则可知两粒子做匀速圆周运动的方向相同，图丁正 发生的是B衰变，A项错误：洲Y发生的也是B衰变，3 确，A项错误：由圆周运动的半径公式R-常可知受 射线没有极强的穿透能力，B项错误：衰变中会释放 2 2 能量，新核的结合能增大，由于质量数没变，所以”Y =二2则R,=Z二2R,B项正确：圆周运动周期T 的比结合能比把Z:的比结合能小，C项错误：半衰期 跟温度，压强等没有关系，只跟原子核的本身性质有 需环形电流1=子-器C项正确：对e粒子， 关，D项正确。 3,D【解析】根据反应前，后质量数守恒和电荷数守恒 由洛伦兹力提供向心力有9B=m员，可得v=. 可知，轴核裂变的核反应方程可能为罗U十n→ 由质量关系可知，衰变后新核Y的质量为M= ”Xe十Sr十2孙n,故m=2,x=38,反应前、后中子意 A-4 4m,对衰变过程由动量守恒定律可得M一m 义不同不可消掉，A项错误：4S原子核内的中子数 ·77 =0,可知=” ,系统增加的能量为△E=子M 释放出核能，C项正确：结合能等于比结合能与核子 数的乘积，根据图像可知，H©核的比结合能大约为 十之nt,由质能方程得△E=△n2,解得△m 7McV,雨核的比结合能大约为6.5McV,氮核有4 个核子，而圃核有10个核子，显然硼核的结合能大于 A(gBR)* 2m(A-4)C,D项正确。 氢核粒子的结合能，D项错误。 二、非选择题 5.D【解析】由题图可知，氧222的半衰期为3.8天， 9.【解析】(1)根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程 铋210的半衰期为5天，所以元素氧222比元素铋 为U→Pa十！He十-？c (2分) 210的半衰期短，A项错误；半衰期是统计规律，只有 (2)上述衰变过程的质量亏损△：=m:一m2一m。 经过半衰期的整数倍的时间才能比较准确的算出发 1: (2分) 生衰变的原子核的数量：故经过第一个1.9天（号个 放出的能量△E=c2·△m (2分) 半衰期)，无法得出具体发生衰变的原子核的数量，也 解得△E=1.863MeV (1分) 无法确定剩余原子核的数量，B项错误：由于元素秘 (3)总质量()，剩余质量(m),衰变时间(t),半衰期 210的半襄期为5天，所以经过第一个5天，其刚好 (D之间的关系为m=m,(合)中 (2分) 经过一个半衰期，由公式m=m(宁)，解得m 将=2kg,T=45亿年，t=90亿年代入 之m,即剩余号的元素秘210的质量为0.5kg,但赛 解得m=受=0,5k8 (2分) 变生成物也有质量，C项错误：由于元素氢222的半 故还剩余0.5kg的U (1分) 衰期为3,8天，所以经过第一个19天，刚好经过5个 10.【解析】(1)离子在电场中被加速时，由动能定理可 半赛期，由公式ma=m(宁十，解得m'=克m,即 1 得gU=m (3分) 利余立的元素氡22，D项正确 进人磁场时洛伦兹力提供向心力，有qB=m 6,B【解析】这种报警装置应用了α射线电离能力强 (3分) 的特点，A项错误：a襄变释放出氮核，故核反应方程 又x=2 为纠Am→Np十He,B项正确：半衰期不因外界 2 2mU (3分) 环境的温度而改变，C,D项错误 由以上三式解得x=√9 7.C【解析】由题意可知衰变产生的U和α粒子电 (2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由(1) 性相同，速度方向相反，故两粒子在同一匀强磁场中 结果可知 做圆周运动的轨迹外切，A项正确：由于衰变时放出 TH:I0:IT=/m√n:/mr=1√23(3分) 核能，比结合能增大，所以U的比结合能大于警Pu 11.【解析】(1)该反应中质量亏损△m=2.0141u十 的比结合能，B项正确：由能量守恒定律可知E=E 3.0160u-4.0026u-1.0087u=0.0188u 十E,由爱因斯坦质能方程可知E=(m一mu (2分) m.)c2,解得Ee=（mu一u一m.）c一E,·C项错 质能方程△E=△C (1分) 误；根据动量守恒定律有0=uu十m,E=EU 解得该反应释放的核能△E≈17.51MeV (1分) +E,=u场十子m,话，可得一m平m (2)核反应方程Pu→U十：He十Y (2分) 衰变过程中满足动量守恒定律，得p如=p (1分) 一v一m,)2-E,],D项正确。 8.C【解析】根据题意可写出核反应方程为B十n 带电粒子在磁场中做圆周运动，有gB=m尺 一→L十He可知该反应不属于衰变，A项错误：根 (2分) 踞E三，p六=，联立解得p,B项错误 解得R= (1分) gB 一个中子和一个质子结合成氘核时发生聚变反应，会 铀核和a粒子做圆周运动的半径之比RuR.=g: 有质量亏损，亏损的质量以能量的形式释放出来，即 9u=2:92=1:46 (2分)高二同步周测卷物理选择性必修第三册 (六}原子核 (考试时利40分钟，满分100分》 一、单项遗择墓（木题共8小题，每四8分，共书科分。每圈只有一个选项量符合题登》 L,我同自主屏爱的东方超环(EAST)是国际首个全提导托马克核聚变实验装置，有 “人随太阳“之称。“人造太阳”的核反应方程可能为 A.Be十ie--C+n .塔UTh+1e C.iH+iH-+He+in D,号U+:n→Xe+8r十1g%n 2.核污水中含有多种皮射性元素，如销，鳃，艳等，其中他(S)餐变后会产生新核忆 门，忆很不稳定，也会发生衰变，生新核结（智Z),下列说法正确的是 A.Se发生的是a哀变 B,引Y发生的是B衰变，襄变时饺出的3射线具有极强的穿透能力 CY的比结合能比器Zr的比结合能大 D.升高湿度不会改变绝的半衰期 3,轴核裂变的核反应方程可隆为U十n一·Xe十S十mn,下列说法正确的是 A.该裂变反应方醒为瑞U一→雪Xe十S+n B.裂变产物S:原子恢内的中子数比质子数多0个 C,一次裂变反应后产物的质量比反度的增加1个中子的质量 D,Sr的比结合能比U的比结合能大 4.在磁盛应强度大小为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核(X)发生了一次 妾变，救射出的a粒子付H在与磁场垂直的平面内做匀违用周运动，其轨道半径为 R。以m9分期表示粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示。已知真空中的 光速为“，下列说法错误的是 A.发生衰变后产生的。乾子与新核Y在磁场中的运动轨连正确的是图丙 B新核Y在磁场中做圆风运动的半径为二2R 、C,。粒子的烟周运动可以等效成一个环形电流，且电花大小为 D,若变过程中释放的核催形转化为a粒子和新核Y的功能，用衰变过程中的质量 号相为品 物理·」选择性必婚第三衡第1页〔共4页 面水金卷·先享盈 5,收射性同位素衰变的快慢有一一定的规律，在使用数射性同使素时，必须严格道守探作 说程。如图甲所示为氧222的衰变曲线，如阁乙所不为？210的衰变曲线，碳坐标 表示的是时同，领坐标表示的是元索任意时刻的质量m与：一0时的质量的比 值。下列说法正确的是 3数104 501001504入 A.,元素氧2221比元素轻210的半度期日 B,元素氧222经过第一个L1,9天，剩有的元素氧222 C.1kg的元素绕10人盒子中经过第一个5天后，盒子中到余物质的质量为0.5k和 D.元素氧22经过第一个19天，剩有豆的元索氧22 ,如图所示的火灾白动报警器其有椅定性好、安全性高的特持点，成用非常泛，其工作 原理为：载射尊处的帽以Am放出的位乾子，使壳内气室空气电高而导电，当國雾进 人光内气室时，：较子被烟雾翼阴节，异致工作电路的电流减小，干是蜂鸡器报警。 下列说法正确的是 A,这种报警装置应用了a射线提穿本领强 的特点 壳内气 板板 B.该。在变的核反应方程为因Am Np+He 工 C,爱生火或时福度升高，A的半衰期 变长 D发生火安时湿度升高，Am的半度期变短 7,钚（雪P如》静止时衰变为酸发态钠核霸U和年粒子，徽发意轴核露U立即在变为稳态 轴枝U,并栽出能量为E,的了光子。已知怀留P,意态轴核晋U和a粒子的质量 分判记为m,m心和册。，赛变放出光子的动量可忽略且该过程释截的，能除去Y完 子的能量E,外全部转化为号U和a粒子的动雀。在匀强意场中惩变生的语U和 a校子，两者速度方向均与磁场垂直，做句速圆周运动，则下列说法错限的是 A.霏U和：粒子在篮场中做匀速网周运动的轨连为外切圆 B,号U的比结合能大于阳P,的比结合能 C.竖U的动能为（一o一，）广一E, De较子的动能为mm(mn一m一汇-E 8,中子俘茯疗法是即厢治疗的新技术，其原理是进人脖缩细胞内的霜核()吸收慢 中子，转变成锂核《1)和X粒子，并释出Y光子，已知7光子的能量为E,真空 高二同步周测性六 物理·】选择性必修第三绣第2页[共4贡} 中的光速为，原子核的比结合能与质量数的关系图像如图所示，则下列总法正确 的是 和和体知运汤0四7南量4 A,该核反应属干B章变 民？光子的动量为号 .一个中子和一个质子结合成戴被时释放出核能，表用此过程中出现了质量亏铜 D.佛核的结合能小于X粒子的结合能 班规 性名 分数 忽可 1 7 暮案 二，非选择题（本题共3小题，共36分。特按要求完成下列各题） 5,《12分》放财性原子核U先后发生a意变和9意变后，变为眼子核P.已知U 的质量m,=238,0290u.计P的质量：=23.023#u,a粒子的质量州，= 4.0M251,电子的质量，=0.0005u,(原子质量单位1口相当于931.5MeV的能 量) (1)写出U度变为P的救射性度变方程： 《2)求原子核用U度变为P的过解中释放的能量， 《3)若U的半度期为4.5×0年，假设一块矿石中含有2kg程U.经过90亿年后， 还利多少装U9 物理，」选择性必修第三耕第3质【共4页引 衡水金丝·先享题 10,(12分)质情仪是一种测量带电粒子的质量及分析月位素的重要工具，它的构造原 理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束（初速皮可混为零），经加速电场加 速后垂直进人有界匀强磁场，到达记来它的肌粗帐片P上，设离子在P上的位置与 人口处S,的距离为￥ (1)设离子质量为知，电荷量为：加违电压为U,磁练成强度大小为B.求x的大小： (2)纸的三种同位素H,H,H从离子源S出发，到达柱片P的位置与S:的距离 之比H:mirr为多少？ 11,(12分)太阳之所以雀发光并留射出巨大的能量，是内都氢核聚变的结果， (1)氢模聚变的枝反成方程为H+H一+He十n,H的质量为2.0141，H的 质量为3.0160u,1He的质量为4.0026u,n的质量为1.0087u,1u 931,5MeV/.求该反应释放的核能约为多少MeV?(结果保留两位小数) (2)坏的救时性同位素P:帝止时衰变为纳枝U和：较子，将章堂产生的轴核 和▣教子垂直射人磁感应强我大小为B的同一匀强磁场，求铂核和：较子周周运动 的半径之比。 高二同步周测卷六 物理·」这辉性必修第三耕第4贾【共4页】