第五章原子核 单元检测（基础卷）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第五章原子核单元检测同步练习（基础卷） 2025-2026学年高二下学期人教版选择性必修三 一、单选题 1．关于原子结构及原子核的知识，下列判断正确的是（） A．每一种原子都有自己的特征谱线 B．处于n=3的一个氢原子回到基态时可能会辐射三种频率的光子 C．α射线的穿透能力比γ射线强 D．β衰变中的电子来自原子的内层电子 2．太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的，其核反应方程是（　　） A． B． C． D． 3．钚的放射性同位素静止时衰变为铀核和粒子，并放出能量为0.097MeV的光子。已知的质量为的质量为235.0439u，粒子的质量为相当于的能量。则（　　） A．发生衰变时的核反应方程是 B．的半衰期为24100年，则经过12050年有一半的该原子核发生衰变 C．若衰变放出的光子的动量可忽略，则衰变后产生的粒子与的动量相同 D．若衰变放出的光子的动量可忽略，则衰变后产生的粒子的动能约为5.0337MeV 4．关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有（　　） A．是衰变 B．是轻核聚变 C．是β衰变 D．是重核裂变 5．秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。在一次核反应中一个中子轰击变成、和若干个中子，已知、、的比结合能分别为7.6MeV、8.4MeV、8.7MeV，则（　　） A．比更稳定 B．的结合能比小 C．该核反应中质量和电荷量均守恒 D．该核反应方程为 6．静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示。那么碳14的核反应方程可能是（　　） A． B． C． D． 7．如图所示为氢原子的能级图，则下列说法正确的是（    ）    A．若已知可见光的光子能量范围为1.61~3.10eV，则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条 B．当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子的电势能增加，电子的动能增加 C．处于第3能级状态的氢原子，发射出的三种波长分别为λ1、λ2、λ3（λ1>λ2>λ3）的三条谱线，则λ1=λ2＋λ3 D．若处于第2能级状态的氢原子发射出的光能使某金属板发生光电效应，则从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光也一定能使此金属板发生光电效应 二、多选题 8．下列说法正确的是（　　） A．经过6次衰变和4次衰变后，成为稳定的原子核 B．平均结合能越大，原子核越稳定 C．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中射线的穿透能力最强，电离能力最弱 D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子能量减小 9．关于近代物理，下列说法正确的是　　 A．射线、射线和射线都是高速运动的带电粒子流 B．根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，氢原子电势能减小，核外电子运动的加速度增大 C．质子、中子、粒子的质量分别为、、，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是是真空中的光速 D．用不同频率的光分别照射同一光电管，其遏止电压是相同的 10．已知某放射性元素原子核可记为，静止在匀强磁场中的该核在P点发生衰变后，新核做逆时针的匀速圆周运动，二者的运动轨迹如图所示，下列判定正确的是（　　） A．新核的动能比粒子的动能大 B．磁场方向垂直纸面向里 C．新核和衰变出来的粒子做匀速圆周运动的半径之比为 D．新核和衰变出来的粒子做匀速圆周运动的等效电流之比为 三、填空题 11．核反应方程书写 （1）卢瑟福发现质子的核反应方程为∶ __________； （2）查德威克发现中子的核反应方程为∶ __________。 12．贝可勒尔发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕如图7中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场中分成A、B、C三束． (1)构成A射线的粒子是______ ； 构成B射线的粒子是______ ； 构成C射线的粒子是______ ． (2)三种射线中，穿透能力最强，经常用来对金属探伤的是______ 射线；电离作用最强，动量最大，经常用来轰击原子核的是______ 射线；当原子核中的一个核子由中子转化为质子时将放出一个______ 粒子． (3)请完成以下与上述粒子有关的两个核反应方程： ______ ； ______ 四、解答题 13．用中子轰击锂核（）发生核反应，产生氚和α粒子并放出4.8MeV的能量。 (1)写出核反应方程式； (2)求上述反应中的质量亏损为多少（保留两位有效数字）。 14．已知质子的质量是1.008665u、中子的质量也是1.008665u，碳原子的原子量是12.000000u，12个核子结合成碳原子核时 （1）计算质量亏损是多少u？ （2）碳原子核的结合能是多少Mev？（第二问答案保留4位有效数字，1u对应9.3×102Mev的能量） 15．托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，将容器简化为如图1所示的足够长的空心圆柱，其半径为为空心圆柱的中心轴。圆柱内部以半径为的圆为边界分成两部分磁场，正视图如图2所示，外环分布有垂直纸面向外磁感应强度为的匀强磁场；内环分布有逆时针的环形磁场，磁感应强度大小处处相等且大小为。在点设置一原子核发射装置，可发射电荷量为、质量为的氘核与电荷量为、质量为的氚核，核子发射时速度方向如图2所示沿半径向外，除碰撞外，忽略粒子间的相互作用。 （1）氘核运动时能够恰好不与容器相碰，求氘核发射的速度； （2）氚核发射速度，需要经过多长时间氚核第一次回到点同一条轴线上的点； （3）若两个动量方向相反，大小均为的氘核与氚核对心碰撞发生核聚变，生成一个质量为的氦核和质量为的中子，碰后氦核的速度为，求该过程释放的核能； 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D B A C A ABC BC BD 11． 12． 射线 射线 射线 13．(1)；(2)8.5×10-30kg 【详解】(1) (2)根据质能方程，可得 Δm==kg≈8.5×10-30kg 14．（1）；（2） 【详解】（1）该核衰变反应中质量亏损为 （2）根据爱因斯坦质能方程得，释放出的核能 15．（1）；（2）；（3）；（4） 【详解】（1）当氚核的轨迹恰好与容器相切时，氚核恰好不与容器相碰，设氚核做圆周运动的半径为r，由几何关系得 联立解得 解得 （2）氚核做圆周运动的半径为，则 解得 根据几何关系可知氚核再次回到内圆边界时，粒子的出射点与入射点对应内圆的圆心角为，氚核沿径向进入内圆，在内圆磁场作用下沿轴向运动半个周期后再次回到半圆边界沿径向飞出，进入环形磁场B，然后做周期性的运动，粒子的轨迹在环形磁场中运动如图1所示 粒子沿轴向运动轨迹如图2所示 所以氚核第一次回到点同一条轴线上的点所需要的时间为 （3）氘核与氚核的动能分别为 由动量守恒定律得 解得 学科网（北京）股份有限公司 $