第五章 原子与原子核（单元自测·基础卷）物理粤教版选择性必修第三册

2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元自测 第五章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．下列是四种类型的核反应方程：，，，，按顺序它们对应的核反应类型依次为（　　） A．衰变、人工核转变、核裂变、核聚变 B．衰变、核裂变、核聚变、人工核转变 C．人工核转变、核裂变、衰变、核聚变 D．核聚变、核裂变、人工核转变、衰变 2．恒星内部发生多种“氦燃烧”核反应，其中一种核反应方程为，不稳定，其半衰期为T，则下列说法正确的是（　　） A．的衰变需要外部作用激发才能发生 B．经过2T，剩下的粒子占开始时的 C． D．该核反应类型为人工转变 3．电离式烟雾报警器利用微量的镅241（）发生衰变生成镎237（），放出的射线使空气电离形成电流，当烟雾进入报警器时干扰电流，触发报警。已知镅241的半衰期约为432.2年，下列说法正确的是（　　） A．镎237中含有144个中子 B．射线的电离本领和穿透本领都比射线强 C．12个镅241核经过432.2年后，还剩6个没有衰变 D．镅241的比结合能大于镎237的比结合能 4．关于物理学家和他们对物理学的贡献，下列说法正确的是（　　） A．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在 B．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 C．玻尔建立了量子理论，并成功解释了各种原子的发光原理 D．卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型 5．14C是碳的一种放射性同位素，会发生β衰变，其半衰期为5730年。考古学家测定某古生物化石样品中的14C含量是原始14C含量的，可以推断出该古生物死亡的时间约为（　　） A．2865年 B．5730年 C．11460年 D．22920年 6．如图所示是氢原子能级图，现用一束单色光照射大量处于基态的氢原子，能辐射出3种不同频率的光。已知光速，普朗克常量，元电荷的电荷量，则下列说法正确的是（    ） A．计算出该单色光的光子能量为-1.51eV B．能计算出辐射光中波长最长的光子频率 C．基态氢原子吸收光子后，核外电子动能增加 D．处于基态的氢原子数量越多，辐射的光会形成连续光谱 7．α粒子散射实验装置如图所示，下列说法正确的是（    ） A．实验现象可用汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释 B．在c处可观察到绝大多数α粒子 C．在b、d两处，打在荧光屏上的α粒子数几乎相同 D．统计散射到各个方向的α粒子所占比例，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 8．2025年6月，我国物理学家首次用钙束流轰击镥靶，合成了新核素镤，并测量了镤的α衰变能量和半衰期，其中镤经α衰变生成锕。上述核反应方程分别为，。以下说法正确的是（　　） A．和数值分别为5和89 B．锕中有89个中子 C．镤衰变过程质量不守恒 D．在高温和高压状态下可以改变镤的α衰变半衰期 9．1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子（）轰击氮原子核（），从氮原子核中打出了质子（），并得到氧原子核，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该氧原子核的电荷数为7 B．该氧原子核的中子数为9 C．该氧原子核的质量数为17 D．该氧原子核的质量数为18 10．大量放射性原子核连续不断地放射α、β、γ三种射线，三种射线出射方向与匀强电场方向垂直，最后打在屏幕上，γ射线打在正对屏幕的区域3，区域1、5相距区域3较远，区域2、4相距区域3较近，已知α粒子的速度为0.1c，β粒子的质量为质子质量的、速度为c，c为光速。下列说法正确的是（    ） A．β粒子可能打在区域1 B．β粒子可能打在区域2 C．α粒子可能打在区域4 D．α粒子可能打在区域5 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．人类对原子结构的认识，涉及许多实验的探究及众多科学家的创造性思想。 (1)1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况（图甲），断定阴极射线是 （填“电磁波”或“电子”），进而认为原子是一个球体，提出原子“西瓜模型”或“ 模型”； (2)1909年，卢瑟福与他的学生进行了粒子散射实验（图乙），提出了原子核式结构模型。如图是粒子散射实验的图景。图中实线表示粒子的运动轨迹。其中沿轨迹2运动的粒子在b点时距原子核最近。下列说法正确的是（　　） A．绝大多数粒子运动的轨迹类似轨迹1，说明原子中绝大部分是空的 B．发生超过90°大角度偏转的粒子是极少数的 C．沿轨迹2运动的粒子的加速度先增大后减小 D．沿轨迹2运动的粒子的电势能先减小后增大 12．不久，我国科研人员成功研制出一款微型核电池—BV100。BV100的体积仅，比一枚硬币还小，其基本原理是用放射源发生β衰变时释放电子给铜片，以和铜片为电池的两个电极，外接负载就可以提供电能。据悉，这种电池功率约100μW，电压约3V，可实现50年自发电且功率稳定。 (1)关于该电池，下列说法正确的是______。 A．衰变形成的新核中含有34个中子 B．衰变形成的新核中含有33个中子 C．外接负载时镍的电势比铜片高 D．外接负载时电池内的电流方向从镍到铜片 (2)利用图甲的电路可研究该电池的特性，可供选择的主要器材有： A．灵敏电流表G：量程40μA，内电阻未知 B．灵敏电流计：量程5μA，内电阻100kΩ C．电阻箱：电阻变化范围0~999999Ω D．电位器R：电阻变化范围0~510kΩ ①实验中，首先需将电流计改装成量程为3V的电压表V，则应调整为 Ω； ②正确连接电路后，反复调节电位器R，读出多组电压表V的示数U与电流表G的示数I，经描点、连线得到图像如图乙所示。根据图像可知该电池的电动势E= V．（结果保留三位有效数字）；其内电阻r随负载阻值的减小 （填“增大”“减小”或“不变”）。 ③为消除图甲测量方法带来的系统误差，需对电表的示数进行修正，则需要修正示数的电表是 （填“电压表”或“电流表”）。修正后的图线位于图乙中图线的 （填“上方”或“下方”）。 ④若用该电池对等效电阻为100kΩ的心脏起搏器供电，该电阻的功率为 W（结果保留三位有效数字）。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．氡（）是一种天然的放射性元素，氡核发生衰变后变成钋核（），氡的衰变规律如图所示。已知核质量为，核质量为，粒子的质量为，原子质量单位相当于的能量。 (1)写出衰变方程； (2)原子核衰变为的过程中释放的能量为多少； (3)假设一块矿石中含有的，经过19天后，还剩多少。 14．科学家预测质子（）不稳定，可衰变为中性π介子（）。科学家将探测器放置于地下1千米深处，使用5万吨的超纯水（约含有N0=1.80×1034个质子）和1万多个光电倍增管，用于探测质子的衰变。 (1)写出质子的衰变方程； (2)经过2个半衰期，纯水中大约有多少个质子发生了衰变（保留三位有效数字）。 15．我国可控核聚变技术已经走在了世界前列，3月28日，位于四川成都的新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现了原子核和电子温度均突破1亿摄氏度。氘核（）和氚核（）结合成氦核（）时，要放出某种质量m=1.0087u的粒子，同时释放出能量。已知氘核质量m氘=2.0141u，氚核质量m氚=3.0161u，氦核质量m氦=4.0026u，根据爱因斯坦的质能方程可知1u的质量相当于931.5MeV的能量。取阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量为。 (1)写出该核聚变反应的核反应方程式； (2)求m0=4g的氘核完全参与上述核聚变反应所释放的核能。（计算结果保留2位有效数字） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元自测 第四章·基础通关 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A C A D C B D AC BC AC 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．（6分）【答案】(1) 电子 枣糕 (2)ABC（每空2分） 【详解】（1）[1]汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况，断定其本质是带负电的粒子流，并断定阴极射线是电子。 [2]汤姆孙认为正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，提出原子“西瓜模型”或“枣糕模型”。 （2）[3]A．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，运动轨迹类似轨迹1，说明原子中绝大部分是空的，故A正确； B．发生超过90∘大角度偏转的α粒子是极少数的，故B正确； C．根据点电荷电场分布可知，离原子核近的地方电场强度大，故沿轨迹2运动的α粒子的加速度先增大后减小，故C正确； D．α粒子受到斥力作用，沿轨迹2运动的α粒子电场力先做负功，后做正功，的电势能先增大后减小，故D错误。 故选ABC。 12．（10分）【答案】(1)AC （4分） (2) 500000/500.000k 2.97/2.98/2.99/3.00/3.01 增大 电流表 上方 （每空1分） 【详解】（1）AB．衰变形成的新核质量数为63，电荷数为29，则其中含有63-29=34个中子，选项A正确，B错误； CD．释放电子给铜片，可知外接负载时镍的电势比铜片高，外接负载时电池内的电流方向从铜片到镍，选项C正确，D错误。故选AC。 （2）①[1]将电流计改装成量程为3V的电压表V，则应调整为 ②[2]根据图像结合 可知该电池的电动势E=2.99V [3]图像的斜率绝对值的倒数等于内阻，可知其内电阻r随负载阻值的减小而增大。 ③[4]实验中由于电压表的分流作用会带来系统误差，需对电流表的示数进行修正。 [5]因实际通过电源的电流大于电流表的示数，则修正后的图线位于图乙中图线的上方。 ④将电阻为100kΩ的电阻的I-U图像画在该电源的I-U图像上，则如图， 交点坐标为I=20.5μA， U=2.05V，该电阻的功率为 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．（12分）【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程为（2分） （2）上述衰变过程的质量亏损为（2分） 释放的能量为（3分） （3）由图可知，的半衰期为（2分） 剩余的质量为（3分） 14．（12分）【答案】(1) (2)1.35×1034个 【详解】（1）质子的衰变方程（4分） （2）设经2个半衰期后，剩下还没有发生衰变的质子数为N，则（4分） 则经过2个半衰期后发生衰变的质子大约有（4分） 15．（14分）【答案】(1) (2) 【详解】（1）该核反应方程式为（2分） （2）该核反应中的质量亏损（2分） 一次核聚变反应中释放的核能（2分） 4g氘核含有氘核的数目为（2分） 4g氘核完全参与上述核聚变反应所释放的核能（3分） 代入数据解得（3分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元自测 第五章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．下列是四种类型的核反应方程：，，，，按顺序它们对应的核反应类型依次为（　　） A．衰变、人工核转变、核裂变、核聚变 B．衰变、核裂变、核聚变、人工核转变 C．人工核转变、核裂变、衰变、核聚变 D．核聚变、核裂变、人工核转变、衰变 【答案】A 【详解】，钠24自发发射电子（β粒子）转变为镁24，属于衰变，，氟19被α粒子轰击转变为氖22和质子，为人工核转变，，铀235吸收中子后分裂成氙140和锶94，并释放中子，属于核裂变，，氘和氚结合成氦4并释放中子，属于核聚变。 故选A。 2．恒星内部发生多种“氦燃烧”核反应，其中一种核反应方程为，不稳定，其半衰期为T，则下列说法正确的是（　　） A．的衰变需要外部作用激发才能发生 B．经过2T，剩下的粒子占开始时的 C． D．该核反应类型为人工转变 【答案】C 【详解】A．原子核的衰变是由于其不稳定导致的自发过程，不需要外部作用激发也可以发生，故A错误； B．经过2T，剩下的粒子占开始时的，故B错误； C．根据核反应方程和质量数守恒可知A=8，故C正确； D．该核反应类型为恒星内部的核聚变反应，不属于人工转变，故D错误。 故选C。 3．电离式烟雾报警器利用微量的镅241（）发生衰变生成镎237（），放出的射线使空气电离形成电流，当烟雾进入报警器时干扰电流，触发报警。已知镅241的半衰期约为432.2年，下列说法正确的是（　　） A．镎237中含有144个中子 B．射线的电离本领和穿透本领都比射线强 C．12个镅241核经过432.2年后，还剩6个没有衰变 D．镅241的比结合能大于镎237的比结合能 【答案】A 【详解】A．镅241（）发生衰变生成镎237（），衰变方程为，镎237中含有中子数，A正确； B．α射线由氦核（）组成，带电量大、质量大，电离本领强，但穿透本领弱（可被纸张阻挡）。β射线由电子组成，带电量小、质量小，电离本领较弱，但穿透本领比α射线强（可穿透几毫米铝）。因此，α射线的电离本领比β射线强，但穿透本领比β射线弱，B错误； C．半衰期（432.2年）是放射性衰变的统计规律，适用于大量原子核。对于少量原子核（如12个），衰变具有随机性，实际剩余核数可能多于或少于6个，不能保证恰好剩余一半，选项表述忽略了统计涨落，C错误； D．比结合能（结合能除以核子数）反映原子核稳定性。α衰变自发进行，表明母核（镅241）比子核（镎237）更不稳定，稳定性与比结合能正相关，因此镅241的比结合能应小于镎237的比结合能，D错误。 故选A。 4．关于物理学家和他们对物理学的贡献，下列说法正确的是（　　） A．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在 B．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 C．玻尔建立了量子理论，并成功解释了各种原子的发光原理 D．卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型 【答案】D 【详解】A．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核具有复杂结构还可再分，卢瑟福确定了原子核的存在，故A错误； B．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B错误； C．玻尔结合普朗克的量子概念、爱因斯坦的光子概念和卢瑟福的原子核式结构模型提出了玻尔理论，成功解释了氢原子发光现象；但由于过多保留了经典电磁学的理论，不能很好地解释其他原子的发光现象，故C错误； D．卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型，故D正确。 故选D。 5．14C是碳的一种放射性同位素，会发生β衰变，其半衰期为5730年。考古学家测定某古生物化石样品中的14C含量是原始14C含量的，可以推断出该古生物死亡的时间约为（　　） A．2865年 B．5730年 C．11460年 D．22920年 【答案】C 【详解】根据放射性衰变公式 已知 代入公式得 解得年 故选C。 6．如图所示是氢原子能级图，现用一束单色光照射大量处于基态的氢原子，能辐射出3种不同频率的光。已知光速，普朗克常量，元电荷的电荷量，则下列说法正确的是（    ） A．计算出该单色光的光子能量为-1.51eV B．能计算出辐射光中波长最长的光子频率 C．基态氢原子吸收光子后，核外电子动能增加 D．处于基态的氢原子数量越多，辐射的光会形成连续光谱 【答案】B 【详解】A．根据 可知该单色光的光子能量为 A错误； B．从跃迁到辐射的光子能量最小，频率最小，波长最长，则有 即 能计算出辐射光中波长最长的光子频率，B正确； C．根据牛顿第二定律得解得 基态氢原子吸收光子后，电子跃迁到更高的轨道，轨道半径变大，电子速率变小，所以核外电子动能减少，C错误。 D．氢原子发光频率的数量与入射光的频率有关，与氢原子的数量无关，所以处于基态的氢原子数量越多，辐射的光也不会形成连续光谱，依然是线状谱，D错误。 故选B。 7．α粒子散射实验装置如图所示，下列说法正确的是（    ） A．实验现象可用汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释 B．在c处可观察到绝大多数α粒子 C．在b、d两处，打在荧光屏上的α粒子数几乎相同 D．统计散射到各个方向的α粒子所占比例，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 【答案】D 【详解】A．该实验中绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，极个别α粒子甚至被反弹回来，此实验现象不可用汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释，故A错误； B．在a处可观察到绝大多数α粒子，在c处可观察到少数α粒子，故B错误； C．在d处打在荧光屏上的α粒子数比在b处打在荧光屏上的α粒子数少，故C错误； D．统计散射到各个方向的α粒子所占比例，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故D正确。 故选D。 8．2025年6月，我国物理学家首次用钙束流轰击镥靶，合成了新核素镤，并测量了镤的α衰变能量和半衰期，其中镤经α衰变生成锕。上述核反应方程分别为，。以下说法正确的是（　　） A．和数值分别为5和89 B．锕中有89个中子 C．镤衰变过程质量不守恒 D．在高温和高压状态下可以改变镤的α衰变半衰期 【答案】AC 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒，第一个反应中，总质量数为40+175=215=210+x，解得x=5；电荷数为20+71=91，与Pa的电荷数一致； 第二个反应中，质量数为210=206+4；电荷数为91=y+2，解得y=89，故A正确； B．锕206的中子数=质量数-质子数=206-89=117，而非89，故B错误； C．α衰变过程中存在质量亏损，因此质量不守恒，故C正确； D．半衰期由原子核内部结构决定，与外界条件无关，故D错误。 故选AC。 9．1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子（）轰击氮原子核（），从氮原子核中打出了质子（），并得到氧原子核，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该氧原子核的电荷数为7 B．该氧原子核的中子数为9 C．该氧原子核的质量数为17 D．该氧原子核的质量数为18 【答案】BC 【详解】根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可得反应方程为 可知该氧原子核的电荷数为8，该氧原子核的质量数为17，则该氧原子核的中子数为 故选BC。 10．大量放射性原子核连续不断地放射α、β、γ三种射线，三种射线出射方向与匀强电场方向垂直，最后打在屏幕上，γ射线打在正对屏幕的区域3，区域1、5相距区域3较远，区域2、4相距区域3较近，已知α粒子的速度为0.1c，β粒子的质量为质子质量的、速度为c，c为光速。下列说法正确的是（    ） A．β粒子可能打在区域1 B．β粒子可能打在区域2 C．α粒子可能打在区域4 D．α粒子可能打在区域5 【答案】AC 【详解】由题知，α粒子的质量4m，电量为2e，速度为；β粒子的质量，电量为e，速度为c，γ射线不带电而打在屏幕上区域3；因α粒子带正电，所受电场力向右，故α粒子向右侧偏，侧偏位移 因β粒子带负电，所受电场力向左，故β粒子向左侧偏，偏转位移 联立可得 若β粒子打在区域1，α粒子可能在区域4。 故选AC。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．人类对原子结构的认识，涉及许多实验的探究及众多科学家的创造性思想。 (1)1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况（图甲），断定阴极射线是 （填“电磁波”或“电子”），进而认为原子是一个球体，提出原子“西瓜模型”或“ 模型”； (2)1909年，卢瑟福与他的学生进行了粒子散射实验（图乙），提出了原子核式结构模型。如图是粒子散射实验的图景。图中实线表示粒子的运动轨迹。其中沿轨迹2运动的粒子在b点时距原子核最近。下列说法正确的是（　　） A．绝大多数粒子运动的轨迹类似轨迹1，说明原子中绝大部分是空的 B．发生超过90°大角度偏转的粒子是极少数的 C．沿轨迹2运动的粒子的加速度先增大后减小 D．沿轨迹2运动的粒子的电势能先减小后增大 【答案】(1) 电子 枣糕 (2)ABC 【详解】（1）[1]汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况，断定其本质是带负电的粒子流，并断定阴极射线是电子。 [2]汤姆孙认为正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，提出原子“西瓜模型”或“枣糕模型”。 （2）[3]A．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，运动轨迹类似轨迹1，说明原子中绝大部分是空的，故A正确； B．发生超过90∘大角度偏转的α粒子是极少数的，故B正确； C．根据点电荷电场分布可知，离原子核近的地方电场强度大，故沿轨迹2运动的α粒子的加速度先增大后减小，故C正确； D．α粒子受到斥力作用，沿轨迹2运动的α粒子电场力先做负功，后做正功，的电势能先增大后减小，故D错误。 故选ABC。 12．不久，我国科研人员成功研制出一款微型核电池—BV100。BV100的体积仅，比一枚硬币还小，其基本原理是用放射源发生β衰变时释放电子给铜片，以和铜片为电池的两个电极，外接负载就可以提供电能。据悉，这种电池功率约100μW，电压约3V，可实现50年自发电且功率稳定。 (1)关于该电池，下列说法正确的是______。 A．衰变形成的新核中含有34个中子 B．衰变形成的新核中含有33个中子 C．外接负载时镍的电势比铜片高 D．外接负载时电池内的电流方向从镍到铜片 (2)利用图甲的电路可研究该电池的特性，可供选择的主要器材有： A．灵敏电流表G：量程40μA，内电阻未知 B．灵敏电流计：量程5μA，内电阻100kΩ C．电阻箱：电阻变化范围0~999999Ω D．电位器R：电阻变化范围0~510kΩ ①实验中，首先需将电流计改装成量程为3V的电压表V，则应调整为 Ω； ②正确连接电路后，反复调节电位器R，读出多组电压表V的示数U与电流表G的示数I，经描点、连线得到图像如图乙所示。根据图像可知该电池的电动势E= V．（结果保留三位有效数字）；其内电阻r随负载阻值的减小 （填“增大”“减小”或“不变”）。 ③为消除图甲测量方法带来的系统误差，需对电表的示数进行修正，则需要修正示数的电表是 （填“电压表”或“电流表”）。修正后的图线位于图乙中图线的 （填“上方”或“下方”）。 ④若用该电池对等效电阻为100kΩ的心脏起搏器供电，该电阻的功率为 W（结果保留三位有效数字）。 【答案】(1)AC (2) 500000/500.000k 2.97/2.98/2.99/3.00/3.01 增大 电流表 上方 【详解】（1）AB．衰变形成的新核质量数为63，电荷数为29，则其中含有63-29=34个中子，选项A正确，B错误； CD．释放电子给铜片，可知外接负载时镍的电势比铜片高，外接负载时电池内的电流方向从铜片到镍，选项C正确，D错误。故选AC。 （2）①[1]将电流计改装成量程为3V的电压表V，则应调整为 ②[2]根据图像结合 可知该电池的电动势E=2.99V [3]图像的斜率绝对值的倒数等于内阻，可知其内电阻r随负载阻值的减小而增大。 ③[4]实验中由于电压表的分流作用会带来系统误差，需对电流表的示数进行修正。 [5]因实际通过电源的电流大于电流表的示数，则修正后的图线位于图乙中图线的上方。 ④将电阻为100kΩ的电阻的I-U图像画在该电源的I-U图像上，则如图， 交点坐标为I=20.5μA， U=2.05V，该电阻的功率为 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．氡（）是一种天然的放射性元素，氡核发生衰变后变成钋核（），氡的衰变规律如图所示。已知核质量为，核质量为，粒子的质量为，原子质量单位相当于的能量。 (1)写出衰变方程； (2)原子核衰变为的过程中释放的能量为多少； (3)假设一块矿石中含有的，经过19天后，还剩多少。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程为 （2）上述衰变过程的质量亏损为 释放的能量为 （3）由图可知，的半衰期为 剩余的质量为 14．科学家预测质子（）不稳定，可衰变为中性π介子（）。科学家将探测器放置于地下1千米深处，使用5万吨的超纯水（约含有N0=1.80×1034个质子）和1万多个光电倍增管，用于探测质子的衰变。 (1)写出质子的衰变方程； (2)经过2个半衰期，纯水中大约有多少个质子发生了衰变（保留三位有效数字）。 【答案】(1) (2)1.35×1034个 【详解】（1）质子的衰变方程 （2）设经2个半衰期后，剩下还没有发生衰变的质子数为N，则 则经过2个半衰期后发生衰变的质子大约有 15．我国可控核聚变技术已经走在了世界前列，3月28日，位于四川成都的新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现了原子核和电子温度均突破1亿摄氏度。氘核（）和氚核（）结合成氦核（）时，要放出某种质量m=1.0087u的粒子，同时释放出能量。已知氘核质量m氘=2.0141u，氚核质量m氚=3.0161u，氦核质量m氦=4.0026u，根据爱因斯坦的质能方程可知1u的质量相当于931.5MeV的能量。取阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量为。 (1)写出该核聚变反应的核反应方程式； (2)求m0=4g的氘核完全参与上述核聚变反应所释放的核能。（计算结果保留2位有效数字） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）该核反应方程式为 （2）该核反应中的质量亏损 一次核聚变反应中释放的核能 4g氘核含有氘核的数目为 4g氘核完全参与上述核聚变反应所释放的核能 代入数据解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2025-2026学年高二年级选择性必修三物理单元自测 第五章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一、选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．下列是四种类型的核反应方程：，，，，按顺序它们对应的核反应类型依次为（　　） A．衰变、人工核转变、核裂变、核聚变 B．衰变、核裂变、核聚变、人工核转变 C．人工核转变、核裂变、衰变、核聚变 D．核聚变、核裂变、人工核转变、衰变 2．恒星内部发生多种“氦燃烧”核反应，其中一种核反应方程为，不稳定，其半衰期为T，则下列说法正确的是（　　） A．的衰变需要外部作用激发才能发生 B．经过2T，剩下的粒子占开始时的 C． D．该核反应类型为人工转变 3．电离式烟雾报警器利用微量的镅241（）发生衰变生成镎237（），放出的射线使空气电离形成电流，当烟雾进入报警器时干扰电流，触发报警。已知镅241的半衰期约为432.2年，下列说法正确的是（　　） A．镎237中含有144个中子 B．射线的电离本领和穿透本领都比射线强 C．12个镅241核经过432.2年后，还剩6个没有衰变 D．镅241的比结合能大于镎237的比结合能 4．关于物理学家和他们对物理学的贡献，下列说法正确的是（　　） A．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在 B．麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在 C．玻尔建立了量子理论，并成功解释了各种原子的发光原理 D．卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型 5．14C是碳的一种放射性同位素，会发生β衰变，其半衰期为5730年。考古学家测定某古生物化石样品中的14C含量是原始14C含量的，可以推断出该古生物死亡的时间约为（　　） A．2865年 B．5730年 C．11460年 D．22920年 6．如图所示是氢原子能级图，现用一束单色光照射大量处于基态的氢原子，能辐射出3种不同频率的光。已知光速，普朗克常量，元电荷的电荷量，则下列说法正确的是（    ） A．计算出该单色光的光子能量为-1.51eV B．能计算出辐射光中波长最长的光子频率 C．基态氢原子吸收光子后，核外电子动能增加 D．处于基态的氢原子数量越多，辐射的光会形成连续光谱 7．α粒子散射实验装置如图所示，下列说法正确的是（    ） A．实验现象可用汤姆孙提出的“枣糕模型”来解释 B．在c处可观察到绝大多数α粒子 C．在b、d两处，打在荧光屏上的α粒子数几乎相同 D．统计散射到各个方向的α粒子所占比例，卢瑟福提出了原子的核式结构模型 8．2025年6月，我国物理学家首次用钙束流轰击镥靶，合成了新核素镤，并测量了镤的α衰变能量和半衰期，其中镤经α衰变生成锕。上述核反应方程分别为，。以下说法正确的是（　　） A．和数值分别为5和89 B．锕中有89个中子 C．镤衰变过程质量不守恒 D．在高温和高压状态下可以改变镤的α衰变半衰期 9．1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子（）轰击氮原子核（），从氮原子核中打出了质子（），并得到氧原子核，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．该氧原子核的电荷数为7 B．该氧原子核的中子数为9 C．该氧原子核的质量数为17 D．该氧原子核的质量数为18 10．大量放射性原子核连续不断地放射α、β、γ三种射线，三种射线出射方向与匀强电场方向垂直，最后打在屏幕上，γ射线打在正对屏幕的区域3，区域1、5相距区域3较远，区域2、4相距区域3较近，已知α粒子的速度为0.1c，β粒子的质量为质子质量的、速度为c，c为光速。下列说法正确的是（    ） A．β粒子可能打在区域1 B．β粒子可能打在区域2 C．α粒子可能打在区域4 D．α粒子可能打在区域5 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共16分。 11．人类对原子结构的认识，涉及许多实验的探究及众多科学家的创造性思想。 (1)1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况（图甲），断定阴极射线是 （填“电磁波”或“电子”），进而认为原子是一个球体，提出原子“西瓜模型”或“ 模型”； (2)1909年，卢瑟福与他的学生进行了粒子散射实验（图乙），提出了原子核式结构模型。如图是粒子散射实验的图景。图中实线表示粒子的运动轨迹。其中沿轨迹2运动的粒子在b点时距原子核最近。下列说法正确的是（　　） A．绝大多数粒子运动的轨迹类似轨迹1，说明原子中绝大部分是空的 B．发生超过90°大角度偏转的粒子是极少数的 C．沿轨迹2运动的粒子的加速度先增大后减小 D．沿轨迹2运动的粒子的电势能先减小后增大 12．不久，我国科研人员成功研制出一款微型核电池—BV100。BV100的体积仅，比一枚硬币还小，其基本原理是用放射源发生β衰变时释放电子给铜片，以和铜片为电池的两个电极，外接负载就可以提供电能。据悉，这种电池功率约100μW，电压约3V，可实现50年自发电且功率稳定。 (1)关于该电池，下列说法正确的是______。 A．衰变形成的新核中含有34个中子 B．衰变形成的新核中含有33个中子 C．外接负载时镍的电势比铜片高 D．外接负载时电池内的电流方向从镍到铜片 (2)利用图甲的电路可研究该电池的特性，可供选择的主要器材有： A．灵敏电流表G：量程40μA，内电阻未知 B．灵敏电流计：量程5μA，内电阻100kΩ C．电阻箱：电阻变化范围0~999999Ω D．电位器R：电阻变化范围0~510kΩ ①实验中，首先需将电流计改装成量程为3V的电压表V，则应调整为 Ω； ②正确连接电路后，反复调节电位器R，读出多组电压表V的示数U与电流表G的示数I，经描点、连线得到图像如图乙所示。根据图像可知该电池的电动势E= V．（结果保留三位有效数字）；其内电阻r随负载阻值的减小 （填“增大”“减小”或“不变”）。 ③为消除图甲测量方法带来的系统误差，需对电表的示数进行修正，则需要修正示数的电表是 （填“电压表”或“电流表”）。修正后的图线位于图乙中图线的 （填“上方”或“下方”）。 ④若用该电池对等效电阻为100kΩ的心脏起搏器供电，该电阻的功率为 W（结果保留三位有效数字）。 三、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．氡（）是一种天然的放射性元素，氡核发生衰变后变成钋核（），氡的衰变规律如图所示。已知核质量为，核质量为，粒子的质量为，原子质量单位相当于的能量。 (1)写出衰变方程； (2)原子核衰变为的过程中释放的能量为多少； (3)假设一块矿石中含有的，经过19天后，还剩多少。 14．科学家预测质子（）不稳定，可衰变为中性π介子（）。科学家将探测器放置于地下1千米深处，使用5万吨的超纯水（约含有N0=1.80×1034个质子）和1万多个光电倍增管，用于探测质子的衰变。 (1)写出质子的衰变方程； (2)经过2个半衰期，纯水中大约有多少个质子发生了衰变（保留三位有效数字）。 15．我国可控核聚变技术已经走在了世界前列，3月28日，位于四川成都的新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现了原子核和电子温度均突破1亿摄氏度。氘核（）和氚核（）结合成氦核（）时，要放出某种质量m=1.0087u的粒子，同时释放出能量。已知氘核质量m氘=2.0141u，氚核质量m氚=3.0161u，氦核质量m氦=4.0026u，根据爱因斯坦的质能方程可知1u的质量相当于931.5MeV的能量。取阿伏加德罗常数，氘核的摩尔质量为。 (1)写出该核聚变反应的核反应方程式； (2)求m0=4g的氘核完全参与上述核聚变反应所释放的核能。（计算结果保留2位有效数字） 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $