第16章 85微练85 原子核(作业课件)-【赢在微点·顶层设计】2027年高中物理高考一轮总复习（粤教版）

微练85 原子核 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 一、选择题(1~7题为单项选择题，8~9题为多项选择题) 1.(2024·北京卷)已知钍234的半衰期是24天。1 g钍234经过48天后，剩余钍234的质量为( ) A.0 g B.0.25 g C.0.5 g D.0.75 g 半衰期1 g钍234经过48天后，剩余质量m=m0=0.25 g，B项正确。 解析 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(2025·梅州模拟)幽门螺杆菌在胃中产生的尿素酶，可将服用C标记的尿素分解为氨和碳C标记的CO2，通过分析呼气中标记的CO2的含量即可判断胃中幽门螺杆菌的存在。已知C半衰期为5 730年，则( ) A.改变胃内酸碱度可以改变C衰变快慢 B.改变胃部温度可以改变C衰变快慢 C.含C的化合物和单质C衰变快慢一样 D.100个C经过5 730年有50个发生衰变 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 放射性元素的半衰期与外部因素(温度、环境、酸碱性)无关，与所处的化学状态(单质或化合物)无关，A、B两项错误，C项正确;半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适用，D项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.工业部门可以使用放射性同位素发出的射线来测厚度。某轧钢厂的热轧机上安装的射线测厚装置如图所示，让γ射线穿过钢板，探测器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，将射线强度的信号输入计算机，可对钢板的厚度进行自动控制。下列说法正确的是( ) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.若钢板变厚，则探测到γ射线变弱 B.若钢板内部有裂缝，则探测到γ射线变弱 C.该装置主要利用γ射线的电离能力 D.若仅把γ射线换为α射线，该装置仍正常运行 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 若钢板变厚，则对γ射线的阻碍变强，探测到γ射线变弱，A项正确;若钢板内部有裂缝，则对γ射线的阻碍变弱，探测到γ射线变强，B项错误；该装置主要利用γ射线的穿透能力，C项错误；该装置主要利用γ射线的穿透能力，而α射线的穿透能力很弱，若仅把γ射线换为α射线，该装置不能正常运行，D项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.(2024·江苏卷)用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是XN→HO，粒子X为( ) A.正电子e B.中子n C.氘核H D.氦核He 根据质量数守恒可知X的质量数为m=17+1-14=4，根据电荷守恒可知X的电荷数为n=8+1-7=2，可知X为氦核He，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5.(2025·湛江模拟)我国玲龙一号(ACP100)是全球首个陆上商用模块化小型核反应堆，被称为“核能移动充电宝”，可以作为我国将来的核动力航母的动力和电能来源。下列说法正确的是( ) A.玲龙一号核反应堆的核燃料是取自海水中的氘 B.玲龙一号原理是利用轻核的聚变释放核能 C.玲龙一号是利用重核裂变释放的核能来发电 D.玲龙一号是利用比结合能大的核变成比结合能小的核来获得核能 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 玲龙一号是利用重核的裂变释放的核能来发电，用中子轰击铀核裂变成中等质量的核，同时放出几个中子，A、B两项错误，C项正确；中等质量的核比结合能大，则玲龙一号是利用比结合能小的核变成比结合能大的核来获得核能，D项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 6.(2025·惠州模拟)2023年12月14日，我国宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放﹐邀请全世界科学家来中国集智攻关，共同追逐“人造太阳”能源梦想。“人造太阳”物理本质就是核聚变，其发生核聚变的原理和太阳发光发热的原理很相似﹐核反应方程为H+H →He+X+17.6 MeV。下列说法正确的是( ) A.X是质子 B.该反应为链式反应 C.He的比结合能比H的大 D.He的结合能为17.6 MeV 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 根据质量数与电荷数守恒可得X的质量数为2+3-4=1，电荷数为1+1-2=0，则X是中子，A项错误；该反应是轻核聚变，不是链式反应，B项错误；该核反应释放核能，表明生成核比反应核更加稳定，即He的比结合能比H的大，C项正确；结合能指单个自由发散的核子结合成原子核释放的能量，而17.6 MeV是H与H发生聚变反应释放的核能，He的结合能大于17.6 MeV，D项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 7.(2024·山东卷)2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。已知Sr衰变为Y的半衰期约为29年；Pu衰变为U的半衰期约87年。现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池，下列说法正确的是( ) A.Sr衰变为Y时产生α粒子 B.Pu衰变为U时产生β粒子 C.50年后，剩余的Sr数目大于Pu的数目 D.87年后，剩余的Sr数目小于Pu的数目 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 根据质量数守恒和电荷数守恒可知Sr衰变为Y时产生电子，即β粒子，A项错误；Pu衰变为U时产生He，即α粒子，B项错误；根据题意可知Pu的半衰期大于Sr的半衰期，现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池，经过相同的时间，Sr经过的半衰期的次数多，所以Sr数目小于Pu的数目，D项正确, C项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 8.(2025·广州模拟)下列有关α粒子散射实验的说法正确的是( ) A.在位置③接收到的α粒子最多 B.正电荷均匀分布在原子内 C.在位置①不能接收到α粒子 D.卢瑟福首先进行了α粒子散射研究 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 原子的内部是很空阔的，原子核非常小，所以绝大多数α粒子几乎不发生偏转，少数α粒子发生了较大的角度偏转，极少数α粒子发生了大角度偏转，则在位置③接收到的α粒子最多，在位置①也能接收到α粒子，但数量极少，A项正确，C项错误；卢瑟福首先进行了α粒子散射研究，通过粒子散射实验，可以得出正电荷集中分布在原子核中，B项错误，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 9.如图所示是原子核的平均结合能(也称比结合能)与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的平均结合能，如O的核子平均结合能约为8 MeV， He的核子平均结合能约为7 MeV，根据该图像判断下列说法正确的是( ) 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 A.随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能增大 B.Fe核的平均结合能最大，最稳定 C.把O分成8个质子和8个中子比把O分成4个He要多提供约16 MeV的能量 D.把O分成4个He要提供约16 MeV的能量 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由题图可知，随着原子质量数的增加，原子核的平均结合能有先增大后减小的趋势，A项错误；由题图可知，Fe核的平均结合能最大，原子核最稳定，B项正确；把O分成8个质子和8个中子需要提供的能量约为ΔE1=16×8 MeV=128 MeV，将质子和中子结合成一个He所放出的能量约为ΔE2=4×7 MeV=28 MeV，则O将分为4个He需要提供的能量约为ΔE3=ΔE1-4×ΔE2=(128-4×28) MeV=16 MeV，故要多提供的能量为ΔE1-ΔE3=(128-16) MeV=112 MeV，C项错误，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 二、非选择题 10.(2025·东莞模拟)山东海阳核电站一期工程建设了两台125万千瓦的AP1000三代核电机组。如果铀235在中子的轰击下裂变为Sr和Xe，质量mU=235.043 9 u，mn=1.008 7 u，mSr=89.907 7 u，mXe= 135.907 2 u。 (1)写出裂变方程； (2)求出一个铀核裂变放出的能量； (3)若铀矿石的浓度为3%，一期工程投产发电后，一年将消耗多少吨铀矿石?(阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023 mol-1，1 u相当于931.5 MeV, 1 eV=1.6×10-19 J) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)根据核裂变规律可得 U+n→Sr+Xe+1n。 (2)裂变过程的质量亏损为 Δm=mU+mn-mXe-mSr-10mn=0.150 7 u， 释放的能量为 ΔE=Δmc2=0.150 7×931.5 MeV≈140.4 MeV。 解析 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (3)核电站一年的发电量为 E=Pt=2×125×107×365×24×60×60 J=7.884×1016 J， 由E=NΔE=NAΔE， 得m=， 代入数据解得m≈45.7 t。 解析 1 5 6 7 8 9 10 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 $$