(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（人教版）

高二周测卷 ·物理（人教版）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（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 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 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 中 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 a衰变，a射线的性质，半衰期 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 质量亏损、质能方程、核聚变反 11 非选择题 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 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 →Xe十然Sr十l0n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d= 7,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=△m心，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。 三、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 (3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△n=m:一m2一m。一 经过半衰期的整数倍的时间才能比较准确的算出发 (3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m=2kg,T=45亿年，t=90亿年代入 之m,即剩余2的元素铋210的质量为0.5kg,但衰 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U=立m (4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 (4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 环境的温度而改变，C,D项错误。 由以上三式解得x=√9 (4分) 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】由题意可知衰变产生的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 TH:I0:IT=/m√n:/mr=1:√23(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U的比结合能大于 3.0160u-4,0026u-1.0087u=0.0188u 能Pu的比结合能，B项正确：由能量守恒定律可知E (2分) =E总十E,由爱因斯坦质能方程可知E=(m.一u 质能方程△E=△c2 (2分) 一m,)c2,解得E8=(p.一u一m,)c2一E,,C项错 解得该反应释放的核能△E≈17.51MeV (2分) 误：根据动量守恒定律有0=muu十m,。,E总=Eu (2)核反应方程Pu→盟U十He十Y (3分) 十E.=mu呢十子m,,可得E=mTm(m 衰变过程中满足动量守恒定律，得p如=p (2分) mu一m,)2一E,],D项正确。 带电粒子在磁场中做圆周运动，有gB=m尺 8.BC【解析】根据题意可写出核反应方程为B十n (2分) →Li十He,可知该反应不属于襄变，A项错误：根 解得R= (2分) 器E=,=女C=,联立解得p色，B项正确： qB 铀核和a粒子做圆周运动的半径之比RuR.=g: 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) 有质量亏损，亏损的质量以能量的形式释放出来，即U 物耀人敏质)透择性多修第三图第士页（具1万} O 衡水金海·先章驱·高二网步周测存六 物（人敏版}选择性必修第三项第2页[其页] 8.藤中子仔铁疗法是种瘤治疗的新技术，其原理是进人肿稻组胞内的藤核(B)吸收慢 中子，转变战锂核(1i)和X粒子，并释放出Y光子。已知Y光子的能量为E,真空 中的光逸为，原子核的比结合崔与质量数的关系图像知阔所示，用下列说法正确 的是 A,该核反应属于月寇变 且，无子的动量为2 C,一个中子和一个质子结合成氣核时释放出核能，表明此过程中出现了质量兮损 D顾枝的结合能小于X粒子的结合的 班银 姓名 分数 超号 4 答案 三，非选择题（本题其3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(14分)放财性原子核晋U先后发生a食变和仔变后，变为原子核P,已知U 的质量m,-238.0290u,引P的质量M:-234.0239u,a粒子的质量限， 4.0028a,电子的质量微=0,0005u.(原子质量单位】a相当于931,5MeV的能 量) (1)写出出U在变为Pa的放时性在变方程： (2)求原子核程U:变为P■的过程中释放的能量： 《3)若号U的半在期为.5×10年，假设一块矿石中含有2kg罚U,经过0亿年后， 还稍多少暖U? 物喱（人校版！送择性必修第三研第8页{共4页引 衡水金车·先享照 10,《16分》质讲仪是，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磁场，到达记录它的照相底片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m,电背量为.加速电压为U,题移皮强度大小为B,求x的大小： (2)氢的三种同位素HHH从离子源S山发，到达帐片P的位置与S,的距离 之比I:xn灯为多少？ 11.《18分》太阳之所以能发光并辐射出大的能量，是内部氢核《变的结果 《1)氢核聚变的棱反应方程为H+H一→料H+n,H的质量为之，0141t.日的 质量为3.0150u过He的质量为4.0026u:n的质量为1,0087u,1u 931,SMV/c,求该反成释放的核能约为多少MeV？(结果保留两位小数) (2)杯的载射性同位素号P:静止时在变为轴核带U和a粒子，将度变产生的轴模 和较子垂直射入磁盛应强度大小为B的同一匀强蓝场，求灿核和鱼粒子知周运动 的半径之比 商二月步周测荐大 物里[人餐版】选预程必修第三研第4页《其4页】