周测评(二十三) 原子核的组成 放射性元素的衰变-【衡水真题密卷】2025-2026全学年高二物理学科素养周测评（人教版）

真题密卷 (2)由hv=E4-E1 (3分) 可知hv=E4-E1=12.75eV (2分) 解得y≈3.08×1015Hz. (3分) 8.(1)1.1×107m1(2)0.872×10-19J 【解析】(1)由题知，当n=3时，入=656nm,所 以有 6X0-R(侵) (3分) 解得R=1.1×10m1 (3分) (2)波的波长越短，频率越大，光子的能量就越 大，使金属钠发生光电效应后得到的光电子初 动能最大，巴耳末系中的4条可见光中波长为 410nm的光子能量最大，为 E-加=A -=4.85×10-19J (4分) 由光电效应方程有 Ek=E-W。 (4分) 其中W。=hy0=3.978×10-19J (3分) 解得光电子的最大初动能 Ek=0.872×10-19J。 (3分) 9.(1)6条(2)3.1×105Hz(3)1.884×10-6m 【解析】(1)处于基态的氢原子吸收光子后，被激 2025一2026学年度高二学 物理·原子核的组成 一、单项选择题 1.C【解析】在真空中，X射线的传播速度与无 线电波的传播速度一样大，A错误；Y射线的穿 透能力最强，B错误；所有的物体都在不停地辐 射红外线，电磁波谱中红外线的热效应最显著， C正确；X射线可以用来安全检查，但电磁波谱 中频率最大、穿透能力最强是Y射线，D错误。 2.A【解析】设粒子X质量数、电荷数分别为a、 b,根据核反应前后电荷数守恒有22十94= 116十4b,解得b=0,所以X是中子，a=1,根据 核反应前后质量数守恒有m十244=290十4a,联立 解得m=50,A正确。 3.B【解析】由M,(公)产=M:(份)产 ,份)产可得M,(传产=：（位）月 42 学科素养周测评 发到=4能级的激发态，这群氢原子的能级如 图所示，由图可知，这群氢原子可能发生的跃迁 共有6种，所以它们的谱线共有6条(4分) EleV 3 085 -1.51 -3.40 1￥ --13.6 (2)频率最大的光子能量最大，对应的跃迁能级 差也最大，即从n-4能级跃迁到n=1能级发 出的光子能量最大。根据玻尔理论，发出光子 的能量hy=E4一E1 (4分) 解得y=3.1×1015Hz (4分) (3)波长最长的光子能量最小，对应的跃迁能级 差也最小。即从n=4能级跃迁到n=3能级， 发出的光子的波长最长，根据 （4分) ch 解得入=E,=E≈1.884X10-6m。 (4分) 科素养周测评（二十三） 放射性元素的衰变 M(侣)》，解得M,:M。:M=16:2:1, B正确。 4.C【解析】设原来1“C的质量为M。,衰变后剩 会质童为M则有M=M(经)”，共中n为经过 半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的 2,可以解得n=1,即该古木生命活动结束的年 代距今约5730年，A错误；再过约11460年， 则又经过了两个半衰期，该样品中的“C的比例 1 将变成现代植物样品中“C比例的g,并未全部 衰变殆尽，B错误；14C衰变为14N的过程中质量 数没有变化而核电荷数增加1，所以本质是其中 的一个中子变成了一个质子和一个电子，所以 放出B射线，其衰变的本质为n→}H ·物理· 十_9e,C正确；放射元素的半衰期与物理环境 以及化学环境无关，可知改变样品测量环境的 温度和压强，14C的衰变快慢不改变，D错误。 二、多项选择题 5.AC【解析】根据物理学史可知，爱因斯坦提 出了光子说，成功地解释了光电效应现象，A正 确；卢瑟福用粒子轰击N获得反冲核？O,发 现了质子，B错误；贝克勒尔通过对天然放射现 象的研究，证明了原子核具有复杂结构，C正 确；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱 的实验规律，但不能解释稍微复杂的原子光谱， D错误 6.AC【解析】发生一次α衰变质量数减小4，发 生一次B衰变质量数不变，故Np237系列中所 有放射性元素的质量数都等于4n+1(n等于正 整数)，A正确；设从3Np到2Bi共发生x次α 衰变和y次阝衰变，根据核反应质量数、电荷数 守恒可得4x=237-209,2x一y=93-83,解得 x=7,y=4,B错误；Np237系列中的所有放射 性同位素在地球生成时应该是存在的，可能 Np237系列中的所有放射性元素的半衰期相对 于地球年龄都比较短，经过漫长的岁月目前已 不存在了，C正确；U235系列发生的裂变反应 可以用来制作原子弹，D错误。 三、非选择题 7.(1)28U→2X+4He小圆是新核X的轨迹 10 (2)4513 【解析】(1)根据质量数与电荷数守恒，衰变方程 为238U→236X+gHe (2分) 粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有 quB=m R (2分) 解得R=m (1分) 由于静止的28U核在匀强磁场中发生α衰变的 过程满足动量守恒，即α粒子与新核X的动量 大小相等，则电荷量越大，轨迹半径越小，即小 圆是新核X的轨迹 (1分) (2)α衰变的过程满足动量守恒，则有 mava-mxUx=0 (2分) 粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力， 则有g咖B=m发，T-2 v (2分) 解得R=mv 2xm 9B,7 gB hR.=9x=90 则有Rxg。2 45 (1分) T=9x.m=90X4=10 Txq。mx223413 (1分) 参考答案及解析 8.(1)2010h (2)m1v1-2m2v2 m1vl 【解析】(1)根据质量数守恒，氖核的质量数 A=22-2×1=20 (4分) 根据电荷数守恒，氖核的电荷数 Z=12-2×1=10 (4分) h 氖核的物质波波长入= (2分) PNe 其中氖核的动量pNe=m1V1 (2分) h 解得λ= (2分) m1v1 (2)设氖核运动的速度方向为正方向，核反应中 动量守恒，有 m1v1+2m2(-v2)-p=0 (4分) 解得p=m1v1一2m2v2 (2分) 9.(1)28650年(2)①4C→4N+-9e 7 见解析图②25000 49 电流方向相同 【解析】(1)由题意可知，该古树死去后已经经历 了5个半衰期，则有 5730×5年=28650年 (2分) 可知这棵古树距今28650年 (2)①根据质量数和电荷数守恒，衰变方程 为14C→4N+-9e (2分) 衰变过程动量守恒，则有 p-mBUs-mNUN (2分) 根据洛伦兹力提供向心力可得gB=m, (2分) 可得，=m”=p1 (2分) gB gB g 可知=9N=7 (2分) rN 98 =1 轨迹如图所示 (2分) N × X/X ×××××× ②粒子在磁场中的运动周期 T=22m (2分) gB 根据1=只=gBc9 T 2xm (1分) m 有-（行广×500-250 (1分) 49 根据左手定则可知，两者形成的电流方向相同。 (2分) 12025一2026学年度高二学科素养周测评（二十三） 9 物理·原子核的组成 放射性元素的衰变 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题8分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。 题号 2 3 答案 1.“中国天眼”(FAST)位于贵州的大山深处，是500m口径的球面射电望远镜，科学家们 通过它接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是 () A.在真空中，X射线的传播速度大于无线电波的传播速度 B.电磁波谱中，Y射线的穿透能力最弱 C.所有的物体都在不停地辐射红外线，电磁波谱中红外线的热效应最显著 D.X射线可用于安全检查，电磁波谱中X射线的频率最大 2.科学家应用高能钛(Ti)粒子束撞击钚(Pu)粒子获得了“116号”鉝(Lv)元素，其核反应 方程为Ti十4Pu→Lv十4X。关于质量数m和粒子X,下列说法正确的是（) A.X为中子，m=50 B.X为中子，m=46 C.X为电子，m=46 D.X为质子，m=50 3.有甲、乙、丙三种放射性元素，它们的半衰期分别是x甲=10天，x乙=20天，x丙=30天， 它们的质量分别表示为M甲、M乙、M丙，经过60天后这三种元素的质量相等，则它们原 来的质量之比M甲：M乙：M丙是 () A.8:2:1 B.16:2:1 C.16:4:1 D.8:4:1 4.14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内14C 与12C的比例不变，生命活动结束后，14C的比例会持续减少。现测量某古木样品中14C 的比例，发现正好是现代植物样品中14℃比例的二分之一，则 () A.该古木生命活动结束的年代距今约2865年 B.再过约11460年，该样品中的14C将全部衰变殆尽 C.14C衰变为14N的本质是n→1H+-9e D.改变样品测量环境的温度和压强，可以改变14C的衰变快慢 高二学科素养周测评（二十三）物理第1页（共4页） 真题 成功没有快车道，幸福没有高速路 二、多项选择题：本题共2小题，每小题8分，共16分。每小题有多项符合题目要求，全部 班级 选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。 题号 姓名 答案 5.物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下 得分 列说法符合事实的是 ( A.爱因斯坦提出了光子说，成功地解释了光电效应现象 B.普朗克用α粒子轰击4N获得原子核gO并发现了质子 C.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，证明了原子核具有复杂结构 D.玻尔的原子理论成功地解释了所有原子光谱的实验规律 6.重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列（从U开始到稳定的Pb为 止)、Th232系列、U235系列及Np237系列（从gNp开始到稳定的Bi为止），其中，前 三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造 出Np237后才发现的，下列说法正确的是 () A.Np237系列中所有放射性元素的质量数都等于4n+1(n等于正整数) B.从Np到Bi,共发生6次a衰变和2次B衰变 C.可能Np237系列中的所有放射性元素的半衰期相对于地球年龄都比较短 D.U235系列发生的衰变反应可以用来制作原子弹 三、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)如图所示，匀强磁场磁感应强度为B,一静止的U核在匀强磁场中发生α衰 变，α粒子与新核运动轨迹为两个圆周，衰变过程中释放的核能全部转化为动能。 (1)写出衰变方程（新核用X表示），并判断小圆是谁的轨迹。 (2)求α粒子和反冲核的运动半径之比和周期之比。 密卷 高二学科素养周测评（二十三）物理第2页（共4页） 8.(20分)我国科学家在兰州重离子加速器上开展的实验中发现，静止的镁核（强Mg)放出 两个质子后变成氖核(Ne),并放出Y射线，核反应方程为强Mg→Ne十2H+Y,氖 核的速度大小为1，质子的速度大小为v2,设质子和Y光子的运动方向相同。已知氖 核、质子的质量分别为m1、m2,普朗克常量为h,不考虑相对论效应，求： (1)氖核的质量数A、电荷数Z和物质波波长入； (2)Y光子的动量大小p。 高二学科素养周测评（二十三）物理第3页（共4页） 真题密卷 9.(20分)(1)活的植物通过光合作用和呼吸作用与环境交换碳元素，体内碳14的比例与 大气中的相同。植物枯死后，遗体内的碳14仍在衰变，不断减少，但是不能得到补充。 因此，根据放射性强度减小的情况就可以推算植物死亡的时间。某建筑工地上发现地 下有一棵死去的古树，测出该古树碳14的含量是现代植物的2，则这棵古树距今多少 年（已知碳14的半衰期为5730年）。 (2)如图所示，在范围足够大的垂直于纸面向里的匀强磁场中，静止在S点的碳14核发 生一次β衰变，产生的β粒子速度方向如图所示，且粒子与氨核恰好在纸面内做匀速 圆周运动。已知3粒子与氮核质量之比为1：25000，不计重力。 ①写出衰变方程，求3粒子与氮核做圆周运动的半径之比，并在相应位置作出两者的运 动轨迹（作图需要显示半径大小的定性关系）。 ②求阝粒子与氮核做圆周运动形成的等效电流之比，两者形成的电流方向相同还是 相反？ ×××××X ××本×××× S ×××××× ×××××× 高二学科素养周测评（二十三）物理第4页（共4页）