第5章 原子核与基本粒子 本章达标检测-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（教科版）

本章达 白题 单元达标测 一、选择题 1.(2024·福建宁德福鼎一中一模)物理学家通 过对实验的深人观察和研究，获得正确的科 学认知，推动物理学的发展.下列说法符合事 实的是 A.贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原 子核有复杂结构 B.麦克斯韦通过一系列实验证实了关于光的 电磁理论 C.查德威克用α粒子轰击4N获得反冲核 0,发现了中子 D.卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原 子核式结构模型 2.(2023·辽宁沈阳模拟)考古学家利用放射性 元素4C的半衰期可以确定文物的年代.生命 体中没有4N,生命体死亡后碳元素4C自发地 衰变为N,衰变方程为4C→4N+e,其半衰期 约为5730年，经检测该文物中4N数量约为 4C数量的3倍，则下列说法正确的是( A.文物经历的时间约为11460年 B.衰变方程说明4C原子核中有电子 C.环境温度越高，C衰变的半衰期越短 D.碳元素4C衰变过程中吸收能量 3.(2023·江苏镇江三模)人工放射性原子核8P 衰变时的核反应方程为0P→Si+X,同时放出 γ射线，下列说法正确的是 A.X是正电子9e B.P的结合能大于Si的结合能 C.y射线由原子核P释放 D.y射线在真空中的速度可达0.99光速 选择性必修第三册·JK 标检测 限时：15min 4.（2023·湖南衡阳期末)如图是原子核的比结 合能曲线，下列说法正确的是 ↑比结合能/MeV Kr Ba 2U 61 2 质量数 102050100150200250 A.从曲线上分析，两个H核合成He释放约 6MeV的能量 B.两个H核结合成He,因为质量数未变，所 以不释放或吸收能量 C.U裂变成%Kr和%Ba的方程为：U+ 0n→%Ba+gKr+30n D.从曲线上分析，U的结合能小于%Ba的 结合能 二、非选择题 5.(2024·江苏镇江一中期初)H的质量是 3.016050u,质子的质量是1.007277u,中子 的质量是1.008665u.1u相当于931.5MeV, c为光速，普朗克常量h=6.63×10-34J·s,则： (1)写出一个质子和两个中子结合为氚核时 的核反应方程 (2)氚核的结合能和比结合能各是多少？ (3)如果释放的核能是以射出2个相同光子 的形式释放，则每个光子的频率是多少？ 黑白题70 真题体验 第五章 黑题 高考真题练 考点1核反应方程 1.（2023·广东高考)理论认为，大质量恒星塌 缩成黑洞的过程，受核反应2C+Y→0的影 响.下列说法正确的是 A.Y是B粒子，B射线穿透能力比y射线强 B.Y是B粒子，B射线电离能力比γ射线强 C.Y是a粒子，射线穿透能力比y射线强 D.Y是a粒子，a射线电离能力比y射线强 2.(2023·全国甲卷)在下列两个核反应方程中 X+N→Y+0、Y+Li→2X,X和Y代表两种 不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷 数和质量数，则 () A.Z=1,A=1 B.Z=1,A=2 C.Z=2,A=3 D.Z=2,A=4 考点2放射性元素的衰变 3.(2022·全国甲卷)两种放射性元素的半衰 期分别为t。和2to,在t=0时刻这两种元素的 原子核总数为N,在t=2t。时刻，尚未衰变的 N 原子核总数为3，则在1=4，时刻，尚未衰变 的原子核总数为 ( A母 Q、 N 8 D. 6 4.(2021·全国乙卷)医学 1.0 治疗中常用放射性核素 23 3In产生y射线，而13In 1-3 是由半衰期相对较长 067.3182.4t/0 的13Sn衰变产生的.对于质量为mo的3Sn,经 过时间t后剩余的1Sn质量为m,其m-t图 mo 线如图所示.从图中可以得到13Sn的半衰期为 ( A.67.3d B.101.0d C.115.1d D.124.9d 第五章 原子核与基本粒子 限时：15min 考点3结合能与质量亏损 5.(2023·浙江高考)“玉兔二号”装有核电池，不 惧漫长寒冷的月夜.核电池将Pu衰变释放的 核能一部分转换成电能8Pu的衰变方程为 28Pu-→域U+He,则 () A.衰变方程中的X等于233 B.4He的穿透能力比y射线强 C.28Pu比U的比结合能小 D.月夜的寒冷导致238Pu的半衰期变大 6.(2022·辽宁高考)2022年1月，中国锦屏深地实 验室发表了首个核天体物理研究实验成果表明 我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列.实 验中所用核反应方程为X+Mg→Al,已知X、 Mg、A的质量分别为m1、m2、m,真空中的光 速为c,该反应中释放的能量为E.下列说法正确 的是 A.X为氘核H B.X为氚核H C.E=(m+mz+mg)c2 D.E=(m+m2-m3)c2 考点4核裂变与核聚变 7.(2022·浙江高考)（多选）2021年12月15日 秦山核电站迎来了安全发电30周年，核电站 累计发电约6.9×10kW·h,相当于减排二氧 化碳六亿多吨.为了提高能源利用率，核电站 还将利用冷却水给周围居民供热.则() A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量 B.秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为 27.6kg C.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应 的速度 D.反应堆中存在25U+n→%Ba+8Kr+3n的 核反应 黑白题713+3MeV≈214MeV,即核子平均释放的能量约为 12.86 2.14MeV,D正确.故选D. 4.B解析：由质子带一个单位正电荷，中子不带电，设质子中 u夸克，d夸克个数分别是y取正整数，则x行y× (）=e,解得x=2y=1:设中子中u夸克d夸克个数分 别是，m取正整数，则a×号+n以（号）=0，解得网 1、n=2,故选B. 压轴挑战 5.D解析：A.该核反应释放能量，生成的，He更稳定，因 此He的比结合能比H的大，故A错误；B.结合核反应过程 中电荷数守恒可得a+b=2d,即a=2d-b,故B错误：CD.由 质能方程得t时间内“人造太阳”释放的能量为E=△mc2,并 非一次聚变释放的能量，以“人造太阳”的中心为球心，L为 n,单个接收 半径的球面上，单位面积接收到的能量为E=, 装置接收到的能量为E。=Eπ2，则单个接收装置的功率为 4,故C错误，D正确故选D, _E_△mc22 P=- 本章达标检测 白题单元达标测 1.A解析：A.贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核 有复杂结构，选项A正确：B.麦克斯韦预言电磁波的存在， 赫兹通过一系列实验证实了关于光的电磁理论，选项B错 误；C.查德威克用粒子轰击铍核，产生中子和碳12原子 核，选项C错误；D.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究， 提出了原子核式结构模型，选项D错误.故选A 2.A解析：A根据半衰期公式N=N(2) 1） ,根据题意可得 4,解得1=27=2x5730年=1460年，A正确：B.B衰 N 1 变的实质是碳原子核中的一个中子转化为一个质子和一个 电子，B错误：C.文物所在环境温度升高不影响4C的衰变 速度，C错误；D.碳元素4C自发地进行衰变，衰变过程放出 能量，D错误故选A. 3.A解析：A.由核衰变前后的电荷数与质量数守恒可得，X 的电荷数为15-14=1，X的质量数为30-30=0，则X是正电 子9e,故A正确；B.比结核能越大，原子核越稳定，核反应之 后，新原子核更稳定，所以0P的结合能小于0Si的结合能， 故B错误：C.衰变过程产生的y光子是从不稳定的新核中 放出的，不是0P核释放的，是由衰变形成的和Si核释放的， 故C错误；D.Y射线是电磁波，Y射线在真空中的速度等于 光速，故D错误故选A. 4.C解析：AB.从曲线上分析，He核的比结合能约为 7MeV,H核的比结合能约为1MeV,则两个H核结合 成He核时释放能量为△E=4×7MeV-2×2×1MeV= 24MeV,AB错误；C.根据核反应的质量数和电荷数守恒可 知，5U裂变成8Kr和Ba的方程为U+n→Ba+8Kr+ 3n,C正确；D.从曲线上分析，U的比结合能小于1%Ba的 比结合能，但是5U的结合能大于Ba的结合能，D错误故 选C. 选择性必修第三册·JK 5.(1)1H+26n→H(2)7.97MeV2.66MeV(3)9.6× 1020Hz 解析：(1)核反应方程式是H+2→H(2)反应前各核子总 质量为m,+2mn=1007277u+2×1.008665u=3.024607u, 反应后新核的质量为mH=3.016050u.质量亏损为△m= 3.024607u-3.016050u=0.008557u,释放的核能为△E △mc2=△m×931.5MeV=0.008557×931.5MeV≈7.97MeV, 氩核的结合能即为△E=7.97McV,它的比结合能为A 2.66MeV.(3)由题意可知△E=2hw,放出光子的频率为v= E_7.97×106×1.6×1019 2h 2×6.63×1034 -Hz=9.6×1020Hz. 真题体验第五章原子核与基本粒子 黑题高考真题练 1.D解析：根据核反应满足质量数和电荷数守恒可知，Y是α 粒子(He),三种射线的穿透能力，y射线最强，a射线最弱； 三种射线的电离能力，α射线最强，Y射线最弱故选D. 2.D解析：设Y的电荷数和质量数分别为m和n,根据核反 应方程质量数和电荷数守恒可知第一个核反应方程的电荷 数和质量数满足A+14=n+17,Z+7=m+8,第二个核反应方 程的电荷数和质量数满足n+7=2A,m+3=2Z,联立解得 Z=2,A=4,故选D. 3.C解析：设两种放射性元素的原子核数分别为N1、N2,对应 的半衰期分别为o、2o,则N1+N2=N,经过t=2t后，尚未衰 变的原子核总数号=（分）x+(兮)，解得：= V,N=了N,设经过t=4。后，尚未衰变的原子核总数为 X,则X=(分）广N+(行)）N,联立解得：x= 8,故c正 确，ABD错误；故选C. 4C折：尚图可阳从二：号到吧寸的好套变了一单，极 据半衰期的定义可知半衰期为T=182.4d-67.3d=115.1d, 故选C. 5.C解析：A.根据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为 Pu→U+He,即衰变方程中的X=234,故A错误；B.2He 是α粒子，穿透能力比Y射线弱，故B错误；C.比结合能越 大越稳定，由于28Pu衰变成了2U,故U比Pu稳定， 即Pu比数U的比结合能小，故C正确；D.半衰期由原子核 本身决定的，与温度等外部因素无关，故D错误故选C. 6.D解析：AB.根据电荷数守恒可知，X的电荷量为1，根据质 量数守恒可知，X的质量数为1，则X表示质子H,故AB错 误；CD.这个核反应中释放的核能为：E=(m1+m2-m3)c2,故 C错误，D正确：故选D. 7.CD解析：A.目前核电站均利用铀核裂变释放的能量发电， 故A错误；B.秦山核电站30年累计发电约6.9×101kW·h, 根据爱因斯坦质能方程得△m=￡-6.9x10"x3.6x10 2 kg= (3×108)2 276kg,核反应产生的能量不能完全转化为电能，故质量亏 损比27.6kg更多，故B错误：C铀核裂变可通过反应堆中的 镉棒控制链式反应速度，故C正确：D.用一个中子轰击轴核， 产生3个中子，铀核裂变方程式为：U+n→%Ba+gKr+3n, 其中核反应方程两端的中子不能约去，故D正确.故选CD. 黑白题26