(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（粤教版）

高二周测卷 ·物理（粤教版）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） 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 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) ⅢN ③④ 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衰变 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 非选择题 B衰变、半衰期的相关计算、质能 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 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56-38=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,D【解析】衰变过程中，系统合外力为零，粒子的动 →Xe十然Sr十10似n是重核裂变反应，D项错误。 量守恒，但有核能放出，机械能不守恒，A顶错误：粒 2.D【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒可知，”Sr 子在磁场中微匀速圆周运动，运动方向不同，粒子旋 发生的是B衰变，A项错误：洲Y发生的也是B衰变，3 转的方向相反，由于α粒子和新核的速度方向未知， 射线没有极强的穿透能力，B项错误：衰变中会释放 故不能判断磁场的方向，B项错误：放射性元素放出ā 能量，新核的结合能增大，由于质量数没变，所以Y 粒子时，α粒子与反冲核的速度相反，电性相同，则两 个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的运动轨 的比结合能比把Z:的比结合能小，C项错误：半衰期 迹应为外切圆，C项错误：放射性元素放出α粒子时， 跟温度，压强等没有关系，只跟原子核的本身性质有 两带电粒子的动量守恒，根据洛伦兹力提供向心力有 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 B=m 号，可得轨迹半径一器一品：由于两粒子 可知，轴核裂变的核反应方程可能为罗U十n→ 动量相等，则轨迹半径与电荷量成反比，α粒子的电 ”Xe十Sr十2孙n,故m=2,x=38,反应前、后中子意 荷量比反冲核的电荷量小，则α粒子的轨迹半径比反 义不同不可消掉，A项错误：4S原子核内的中子数 冲核的轨迹半径大，故b为α粒子的运动轨迹，D项 ·77 正确。 7MeV,调核的比结合能大约为6.5MeV,氢核有4 5.D【解析】由题图可知，氢222的半衰期为3.8天， 个核子，而硼核有10个核子，显然硼核的结合能大于 铋210的半衰期为5天，所以元素氧222比元素 氮核粒子的结合能，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 生衰变的原子核的数量：故经过第一个1.9天（号个 为tU→Pa十He十-e (3分) (2)上述衰变过程的质量亏损△=m:一g一m。一 半衰期)，无法得出具体发生衰变的原子核的数量，也 m. (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=2·△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=L.863MeV (1分 经过一个半襄期，由公式m象=m(分)泸，解得 (3)总质量(m),剩余质量(m)、衰变时间(t),半衰期 壹m,即剩余号的元素秘210的质量为0.5kg,但赛 (D之间的关系为m=m,(合)中 (2分) 将=2kg,T=45亿年，t=90亿年代入 变生成物也有质量，C项错误：由于元素氢222的半 衰期为3.8天，所以经过第一个19天，刚好经过5个 解得m=学=0.5k8 (2分) 半襄期，由公式=m(受)十，解得m'=品m,即 故还剩余0.5kg的型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gU=1 (4分) 6.B【解析】这种报警装置应用了a射线电离能力强 的特点，A项错误：a衰变释放出氢核，故核反应方程 进人磁场时洛伦兹力提供向心力，有qB=m 为Am→班Np十He,B项正确：半衰期不因外界 (4分) 环境的温度而改变，C,D项错误。 义x=21 二、多项选择题 7.ABD【解析】由题意可知襄变产生的U和a粒子 由以上三式解得x=方√9 2/2mU (4分) 电性相同，速度方向相反，故两粒子在同一匀强磁场 (2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由(1) 中做圆周运动的轨迹外切，A项正确：由于衰变时放 结果可知 出核能，比结合能增大，所以U的比结合能大于 TH:TD:TT=√m；Vmn:√mr=1√瓦：3(4分) Pu的比结合能，B项正确：由能量守恒定律可知E 11.【解析】(1)该反应中质量亏损△m=2.0141u十 =E。十E,由爱因斯坦质能方程可知E=(.一mu 3.0160u-4.0026u-1.0087u=0.0188u 一m)c2,解得Ee=(m.一mu-m.)c2一E,C项错 (2分) 误；根据动量守恒定律有0=uw十m,,Ea=E知 质能方程△E=△ (2分) 十E,=弓mo吃十之m,砖，可得E=mm[(m 解得该反应释放的核能△E≈17.51MeV (2分) mU十m 一一m,)2一E,],D项正确。 (2)核反应方程Pu→U十He十Y (3分) 8.BC【解析】根据题意可写出核反应方程为B十口 衰变过程中满足动量守恒定律，得pu=户 (2分) →Li十：He,可知该反应不属于衰变，A项错误：根 带电粒子在磁场中微圆周运动，有9B=m发 据E=,p= 冬，=，联立解得p=三，B项正确： (2分) 一个中子和一个质子结合成氘核时发生聚变反应，会 解得R=" (2分) gB 有质量亏损，亏损的质量以能量的形式释放出来，即 轴核和a粒子做圆周运动的半径之比Ru:R.=q,: 释放出核能，C项正确：结合能等于比结合能与核子 9u=2:92=1:46 (3分)】 数的乘积，根据图像可知，He核的比结合能大约为高二同步周测卷/物理选择性必修第三册 (大}原子核 (考试时闻40分钟，满分100分》 一、单项选择薑（木题共6小题，每小图分，共36分。在每小圈给出的四个选项中，只 有一项是符合毯目要求的) A.元索氧222比元常接210的米餐期长 L,我国日主研发的东方超环(EAST)是国际首个全超导托卡马克核聚变实验装置，有 B元素氧222经过第一个1,9天.剩有二的元素氧222 “人造太阳”之称。“人造太阳“的核反应程可能为 A.Be+1He—-C+lo BU+1Th十He C.1e的元素整210故人盒子中经过第一个5天后，盒子中剩余物质的质量为0,5kx C.H+H*He十bn D.写U+Hn*HXe十Sr十10ln D.元素氧22经过第一个19天，剩有2的元素氧2 2,核污水中含有多种救射性元素，如销、包，德等，其中他(S)餐变后会产生新核配 (售Y).忆很不稳定，也会发生衰变，产生新核结(Z),下列说法正确的是 ,如所示的火火目动报警器具有意定性好、安全性高的特点，税用非常广泛，其工作 A.Sr发生的是a在变 原理为：截射哥处的相细Am故出的a粒子，使壳内气室空气电离面导电，当朝雾进 B,Y发生的是B衰变，襄变时放出的3射线具有极强的穿透能力 入壳内气室时，：粒子被增雾颗粒闲挡，导数工作电路的电流减小，于是蜂鸣器报答 下列说法正确的是 C,Y的比结合雀比Z:的比结合能大 A.这种报雪装置应用了。射线贯穿本领写 D,升高温度不会改变绝的半衰期 外京 的将点 作内气室、 3,轴核裂变的核反应方程可能为U+n一→Xe+:S+mn,下列说法正确的是 B,该a衰变的核反应方程为州Am一 A.该裂变反烧方程为端U一→Xe十台S十n Np+:He B,裂变产物：S原子枝内的中子数比质千数多20个 C.发生火灾时温度升高，A的率衰期 C,一次裂变反税后产费的质量比反度成增加1个中子的质量 变长 D,:Sr的比结合能比强U的比结合能大 D发生火灾时温度开高，观Am的率度期变短 L.在匀强磁场中，一个静止的杯核发生口衰变，放出的。粒子的速度方向与磁椅方向垂 二，多项菇择题〈本题共？小题，每小题8分，共16分。在每小愿给出的四个选项中，有 直，第核在变后的剩余部分和。校子都将分别以一定的事径在磁场中做团周运动。 多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对们不全的得4分，有选"的得4分) 如图甲，乙所示，a,,c,分判表示枚子的运动轨迹，期下列说法正确的是 7,怀(P》静止时衰变为藏发态轴核U和α粒子，激发态轴核华U立即在变为稳态 陆核号U,并枚出佳量为E,的Y光子。已知怀阳P,稳态抽核蹈U和。粒子的质量 分别记为m,m但知，，度变放出光子的动量可忽略且该过程释数的核能除去y完 子的能量E,外全部转化为强U和：粒子的动能。在匀强磁场中在变产生的限U和 A,衰变过程中粒子的动量守但，机械能也守恒 a粒子，两者述度方向均与魔场垂直，数匀速国周运诗，则下列说法正黯的是 B.磁场方向垂直纸血向里 A,雪U和度粒子在造场中做匀速圆周运动的轨造为外切网 心.图乙，为：较子及新核的运动轨连 B.里U的比结合能大于P的比结合能 D6为。粒子的运动轨迹 C.要U的动能为{一u一机，)一E ,放射性同位素衰变的快慢有一定的规律，在快用放性同位素时，必筑严格登守操作 D:较子的动能为平a(m,一一m,2一] 规程。如图甲所示为氧222的在变曲线，知图乙所示为望210的轰变曲线。横坐标 总.糊中子厚获疗法是肿始的疗的新技术，其原理是透人肿篇细思内的鼎核(B》吸收慢 表示的是时间，拟坐标表示的是元素任意时刻的质量m与：一0时的质量m:的比 中子，转变成捏核(1)和X粒子，并释放出y光子。已知Y光子的能量为E:,真空 值。下列说法正确的是 中的光速为，原子核的比结合能与质量数的关系图像如图历示，则下列说法E确 物建（奥数版）选择性色修第三册第【页《共4页】 衡本金卷·先享盟·高二同步周测连六 物建（脚数版）选择性必修第三田第？页（共4页） 的是 10,(16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 十比每合花W 用如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束（初速度可视为零），经加速电场加 速后垂直进人有界匀强险场，到达记录它的职相底片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，电荷量为9，加违电压为U,慰盛应强度大小为B,求的大小： (2)氢的三种同位素引H,H,H从离子源S出发，刊达：片P的位置与S,的距离 之比：r为多少？ 前有高演南布前南数( A,该核反应属于序复变 B7光子的功量为日 C,一个中子和一个质子结合成氟核时释放出核能，表明此过程中出现了爱量亏损 D.腰核的结合雀小于X粒子的结合能 班级 姓名 分数 1,(18分)太阳之所以递发光并蝠射出巨大的能量，是内部氢核聚变的结果 超号 8 (1)复核聚变的核反应方程为日+H一→时He+n:日的质量为2.0141，H的 等案 质量为3.0160uHe的质量为4,0o2G4n的质量为，00874,1u 三，非选择题（本圈共3小题，共48分。请按要求完成下列各圈） 931,5MeV/。求该反应释放的核能约为多少MeV?(站果保围两位小数) 9.《14分》放财生原子核U先后发生a衰变和9麦变后，变为原千核出P.已知U 〔2)怀的收射性同位素P静止时意变为镇核贾U和。粒子。将衰变产生的袖核 和a粒予垂直射入融感夜强度大小为B的问同一匀强蓝场，求销核和▣粒子恻周运动 的质量m,=238,02904,引P4的质量u:=234.02394,0较千的质量出，- 的半径之比 4.0026u.电子的质量m,一0.0005u.(原子质量单位】u相当于931.5M©V的雀 量) (1)写出程U衰变为Pa的收射性套变方程： (2)求原子核显U度变为别P■的过程中释放的能量： (3)若罪U的半在期为4.5×10年，假设一块矿石中含有2kg别U,经过90亿年后， 还利多少得U? 物建（南教极》选择性必修第三拼第3页【共4页引 衡水金炸·先享地高二间步调刷卷六 物理（牌教极》选择性必修第三景第（页【共4页引