(五)原子核与基本粒子-【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（教科版）

高二周测卷 ·物理（教科版）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（五） 品题要素一览表 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 题号 题型 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 值 (主题内容) ②③ 档次 系数 1 单项选择题 6 核聚变 易 0.85 2单项选择题 6 衰变、半衰期 分 0.75 3 单项选择题 6 核裂变 中 0.70 4 单项选择题 6 a狡变，质量亏损 中 0.70 5 单项选择题6 半衰期 中 0.75 6 单项选择题 6 核反应方程 难 0.55 7 多项选择题 8 质能方程 中 0.75 8多项选择题 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 14 中 0.75 方程 10 非选择题 16 质谱仪 中 0.65 非选择题 质量亏损、质能方程、核聚变反 11 18 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 个，B项错误：裂变反应释放核能，故反应后产物的质 1,C【解析】“人造太阳”属于轻核聚变反应。Be十He 量比反应前减少，C项错误：反应后产物的稳定性增 →C十n是发现中子的核反应方程，A项错误： 强，4Sr的比结合能更大，D项正确。 衢U一→酷Th十！He是a衰变，B项错误：H十H 4,A【解析】由动量守恒定律可知，衰变后α粒子与新 →He十n是轻核聚变反应，C项正确；U十n 核Y的运动方向相反，所以轨迹圆应外切，由左手定 →影Xe十mSr十10n是重核袋变反应，D项错误。 侧可知两粒子做匀速圆周运动的方向相同，图丁正 2.D【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒可知，S 发生的是B衰变，A项错误：器Y发生的也是3衰变，3 确，A项错误：曲圆周运动的半径公式R=常可知 射线没有极强的穿透能力，B项错误：衰变中会释放 =名2·则R=乙子R,B项正确：阙周运动周期T 2 能量，新核的结合能增大，由于质量数没变，所以Y 的比结合能比都Zr的比结合能小，C项错误：半衰期 =需，环形电流1=子-头C项正确：对。粒子， 跟温度，压强等没有关系，只跟原子核的本身性质有 关，D项正确。 由济伦盘力提供向心力有nB=m只，可得。=。 3.D【解析】根据反应前、后质量数守恒和电荷数守恒 由质量关系可知，衰变后新核Y的质量为M= 可知，轴核裂变的核反应方程可能为U十n→ A- Xe十数Sr十26n,故m=2,x=38,反应前、后中子意 m,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：“Sr原子核内的中子数 I 为94-38=56个，故中子数比质子数多56一38=18 =0,可知-行，系统增加的能量为AE=M心： ·75 十号n时，由质能方程得△E=△m2,解得△m 有质量亏损，亏损的质量以能量的形式释放出来，即 释放出核能，C项正确：结合能等于比结合能与核子 A(gBR) 2n(4一4D项正确。 数的乘积，根据图像可知，He核的比结合能大约为 7MeV,雨核的比结合能大约为6.5MeV,氮核有4 5.D【解析】由题图可知，氢222的半衰期为3.8天， 个核子，而圃核有10个核子，显然硼核的结合能大于 铋210的半襄期为5天，所以元素氧222比元素秘 氢核粒子的结合能，D项错误。 210的半衰期短，A项错误，半衰期是统计规律，只有 三、非选择题 经过半衰期的整数倍的时间才能比较准确的算出发 9.【解析】(1)根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程 生襄变的原子核的数量，故经过第一个1.9天（号个 为U→Pa十1He+-1e (3分) (2)上述衰变过程的质量亏损△m=m:一m:一m。一 半衰期)，无法得出具体发生衰变的原子核的数量，也 (3分) 无法确定剩余原子核的数量，B项错误：由于元素秘 放出的能量△E=C·△m (2分) 210的半衰期为5天，所以经过第一个5天，其刚好 解得△E=1.863MeV (1分) 经过一个半袭期，由公式m=m(宁)水，解得m (3)总质量(m),剩余质量(m)衰变时间(t),半衰期 合m,即剩余号的元素经210的质量为0.5kg,但赛 (D之间的关系为m=m,(宁)中 (2分) 变生成物也有质量，C项错误：由于元素氧222的半 将m=2kg,T=45亿年，t=90亿年代入 衰期为3.8天，所以经过第一个19天，刚好经过5个 解得m=停=0.5kg (2分) 半襄期，由公式m=m(宁)十，解得m:'=立m,即 故还剩余0.5kg的费U (1分) 10.【解析】(1)离子在电场中被加速时，由动能定理可 利余2的元素氡22，D项正确。 得qU=文m (4分) 6.D【解析】因为B核与α粒子发生核反应后生成C 核并放出一个中子，当C核为C时，则B核与a粒 进入磁场时洛伦兹力提供向心力，有qmB=m心 子发生核反应的方程为：He十Be→C十n,D项 (4分) 正确，以：He十：Be一C十n为参考分析可知B核 又x=2r 比C核少2个质子，B核比C核少1个中子，A、B项 错误：由题意可知无法建立原子核A、B,C质量数的 2/2m0 由以上三式解得x=方√ (4分) 联系，C项错误。 二、多项选择题 (2)氢的三种同位素的质量数分别为1,2,3，由(1) 7.ABD【解析】由题意可知襄变产生的阴U和a粒子 结果可知 电性相同，速度方向相反，故两粒子在同一匀强磁场 m:mn:mr=1:√2：5(4分) 中做圆周运动的轨迹外切，A项正确：由于衰变时放 11.【解析】(1)该反应中质量亏损△m=2.0141u十 出核能，比结合能增大，所以能U的比结合能大于 3.0160u-4.0026u-1.0087u=0.0188u Pu的比结合能，B项正确：由能量守恒定律可知E (2分) =E十E,由爱因斯坦质能方程可知E=(,一u 质能方程△E=△mc (2分) 一m.)c,解得Ee=(p.一mu一m。)c一E,C项错 解得该反应释放的核能△E≈17.51McV (2分) 误：根据动量守恒定律有0=mov十m,.,E=E知 (2)核反应方程Pu一→U十！He十Y (3分) 衰变过程中满足动量守恒定律，得pu=p (2分) 之mu吃十m,,可得E=mm(m u十m, 带电粒子在磁场中做圆周运动，有gB=m尺 -u一m)2一E,],D项正确。 (2分) 8.BC【解析】根据题意可写出核反应方程为B十n →Li十He,可知该反应不属于衰变，A项错误：根 解得R=m四 (2分) gB 据E=hv,p= L,C=,联立解得p=号 h ,B项正确： 轴核和a粒子做圆周运动的半径之比Ru:R。=q,: 一个中子和一个质子结合成氘核时发生聚变反应，会 9u=2:92=1:46 (3分)U 物耀（整科便）透择性多修第三图第士页（具1万} O 衡水金海·先章驱·高二网步周测存五 物理（胶利版} 选择性必修第三暖第2面【共1面] 1比箱合差wW 10,《16分》爱讲仪是，种测量带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原 理如图所示，离子尊S产生的各种不同正离子束（初速度可視为零》，经加速电场加 连后垂直进人有界匀强融场，到达记录它的鼎相底片P上，设离子在P上的位置与 入口处S:的距离为 (1)设离子质量为湖，电背量为？-加速电压为U,盈移应强度大小为B,求的大小 (2)氢的三种问位素H.H、H从高子源S山发，到达旅片P的位置与S,的距离 之比：n了灯为多少空 A.该核反应属于B襄变 BY光子的动量为号 C,一个中子和一个爱子结合成氟核时释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损 D.原核的结合能小于X粒子的结合能 庇缓 姓名 分数 11.《18分》太阳之所以能发光并辐射出口大的能量，是内部氢核《变的结果 题号 12 《1)复核聚变的枝反应方程为H+H一→He+n,H的质量为2,0141t.H的 答案 质量为3.0160u过He的质量为1.0026un的质量为1,0087u,1u 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 931,SMV/c,求该反度释放的核能约为多少MeV?(结果保留再位小数) B.《14分》放射性原子栈细U先后发生a食变和3菜变后，变为原子传贺P。已知园U (2)怀的放射性同位素P山静止时在变为轴核带U和a粒子，将度变产生的轴核 的质量m1一238.0290u,升Pa的质量两：一23L.0239u,日较子的质量限， 和▣粒子垂直时人赋盛应强度大小为B的同一匀强磁场：求咖棧和。粒子知周运动 4.0026u,电子的质量m-0.0005u.(原子质量单位1u相当于931.5McV的能 的半径之比 量) (1)写出用U食变为P角的放射性复变方程， (2)求原子核U在变为Pa的过程中释放的能量： 《3)若U的半在期为4,5×10°年，假设一块矿石巾含有2kgU,经过亿年后， 还利多少是U? 物理（散科板！这择性必修第三研第8页{共页引 衡水金等·先享题·商二阿步圆测蓉五 物里（校科唇】这桶性必修第三导第4页《其4页]