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

击而跃迁到激发态，根据Em-E。=hv,得原子获得能量跃迁 到=3激发态，则这些氢原子从激发态向低能级跃迁的过 程中可释放出3种不同频率的光子，D错误.故选BC. 2.BD解析：AB.由图可知，吸收的入射光光子的能量为E, Eo,而发出的光的能量有三种，分别为E2-E1、E,-E。和E2 E。,所以发出光的能量一定小于或等于入射光的能量，根据 s=hw可知红光的能量小于绿光，紫光的能量大于绿光， 故A错误，B正确：CD.若吸收入射光的波长为入1，发出三种 光波长分别为入1、入2、入3，则发出的可见光的能量分别为E2 E-EE-E,故有仙=h仙，+h仙，又=无所以有入 1+,故C错误，D正确故选BD, 2入3 第五章原子核与基本粒子 第1节原子核的组成 1.AD解析：AB.由题意可知，此粒子是由四个中子构成的，所 以它的核电荷数为零，不显电性，A正确，B错误；CD.该粒子 的质量数为4，故质量比氢原子大，C错误，D正确.故选AD. 2.B解析：A.中子仍可分，并不是组成原子核的最小粒子之 一，故A错误；B.中子不带电，因此与其他核子间无库仑力， 但无论核子是否带电，相邻核子间都存在强大的核力，故 B正确；C.核子间距离在一定范围内，核力表现为引力，当 核子间距离小于一定值时，核力表现为斥力，故C错误； D.卢瑟福预言了中子的存在，查德威克通过实验验证了中 子的存在，故D错误.故选B. 第2节放射性元素的衰变 1.A解析：三种射线中α射线和B射线带电，进入电场后会 发生偏转，而y射线不带电，电场对它没有影响，在电场中不 偏转.由题，将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟 闪烁亮点数没有变化，可知射线中含有y射线.再将薄铝片 移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大大增 加，根据α射线的特性：穿透本领最弱，一张纸就能挡住，分 析得知射线中含有α射线.故放射源所发出的射线可能为α 射线和y射线.A正确 2.A解析：t时间后，湖水中剩余放射性物质是原来的 (兮)厂则湖木中每分钟衰变次数也是原来的（兮）户 即N= (行)）厂6，又测得1m水样每分钟衰变a次，故湖水 (176 的体积为V=(2)a m3,故选A 3.D解析：A.始祖元素对应最上方的点，横坐标为核电荷数， 纵坐标为中子数，可知质量数为232，故A错误：B.最终的稳 定核素为Pb,是T继续衰变的产物，故B错误：C.从图中 可知有两种衰变路径，故C错误：D.横纵坐标均减小2的路 径对应衰变，横坐标增加1，纵坐标减小1的路径对应B 衰变，由图中信息可知衰变全过程最终生成稳定核素，共发 生了6次a衰变，4次B衰变，故D正确.故选D. 第3节核反应结合能 1.D解析：A.发现质子的核反应方程是4N+He→O+1H, 故A错误；BCD.核反应释放核能的原因是因为？0的结合 能大于4N和α粒子总的结合能，释放的核能等于(m,+ m3-m2-m4)c2,也等于反应后？0和质子总动能与反应前N 和粒子总动能之差，故BC错误，D正确.故选D. 参考答案与解析 2.D解析：AB.Y光子的能量E=h只，不等于该核反应释放 的核能，AB错误：CD.因为锂核的结合能为6E1,氦核的结合 能为4E2,H核的结合能为3E,则该核反应放出的核能 △E=(4E2+3E3)-6E1,C错误，D正确.故选D. 3.(7.51Mev(2)4mP,7 mc" 解析：(1)该反应中质量亏损△m=2.0141u+3.0160u- 4.0026u-1.0087u=0.0188u,由质能方程△E=△mc2代入 数据，该反应释放的核能△E≈17.51MeV. (2)太阳每秒钟辐射的能量E。=P。×4π2，太阳每秒钟减少 的质量△之太阳的寿命1解得1口mG 4uPor2 第4~5节核裂变核聚变粒子物理学 发展概况 1.BC解析：AB.假设中子的质量为m,“慢化剂”原子核的质 量为M,中子去碰撞静止的“慢化剂”，由动量守恒定律 得mo=mw+M,由机械能守恒得}m w+分， 2 muo2=1 解得碰撞后中子的速度为v= m-M m+M,可知“慢化剂”的质量 和中子质量越接近，中子碰撞后的速度越小，慢化效果越好 故A错误，B正确：C.若用石墨做“慢化剂”，碳原子核的质 量是中子质量的12倍，一次碰撞后中子速度大小v= m-M m+M0=30,一次碰擅前后中子速度大小之比为13：11， 11 故C正确；D.一个“快中子”连续与三个静止的碳原子核碰 撞后“快中子”的速度大小= (m-M3 m+M -()快中 子”的动能与其初动能之比为 11)6 13 ,故D错误故选BC 2.(1)4H→He+2e(2)见解析 解析：(1)由质量数守恒和电荷数守恒可得核反应方程为 4H→He+2e.(2)50亿年太阳辐射的总能量为△E=Pot,根 据△B=Amc2,可知50亿年太阳损失的总质量为△m≈△E n2, 代人数据可知损失的总质量与太阳质量之比”≈Q.03%, 所以这种说法合理. 第六章波粒二象性 第1节量子论初步 1.A解析：光是电磁波，辐射能量也是一份一份进行的， 100W灯泡每秒产生光能E=100J,设灯泡每秒发出的能量 子数为n,则能量为E=h片，在以电灯为球心的球面上， 1m2的面积每秒通过的能量子数n'= n E入 AurAuPhe 100×6.0×10-7 4×3.14×102×6.63×1034×3×108 个≈2.4×101”个，故A正确， 2.B解析：根据运算单位 ·s·N·m2/kg (m/s)3 g/g·m·8kg·m·mg=m根据量纲，普 m3/s3 朗克长度表达式可能是 hG 3 故选B 黑白题35进阶 突破 第五章原子核与基本粒子 第1节原子核的组成 1.(2022·甘肃定西期中)（多选）科学家发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中 子”，也有人称之为“零号元素”.下列有关“四中子”粒子的说法正确的是 () A.该粒子不显电性 B.在周期表中与氢元素占同一位置 C.该粒子质量比氢原子小 D.该粒子质量数为4 2.(2024·海南陵水中学质检)2019年9月26日，中国散裂中子源开始新一轮开放运行.散裂中 子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置.下列说法正确的是 () A.中子是组成原子核的最小粒子之一 B.中子与其他核子之间不存在库仑力，但中子与相邻核子之间存在相互作用的核力 C.核子之间相互作用的核力不可能为斥力 D.卢瑟福预言并通过实验证实了中子的存在 第2节放射性元素的衰变 1.(2023·上海市北中学期末)如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄 铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E,通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上 每分钟闪烁的亮点数，若撤去电场后继续观察，发现每分钟的闪烁亮点数没有变化；如果再将 薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为 () 放射源 薄铝片荧光屏 显微镜 A.a射线和Y射线 B.a射线和B射线 C.B射线和X射线 D.B射线和Y射线 2。(2024·湖南天一大联考)八百里洞庭湖烟波浩渺，风光秀丽.为估测湖泊中水的体积，某科研 人员将一瓶无毒的放射性元素水溶液倒入湖中，经t时间后（可认为溶液已均匀分布），从湖 中取水样1m3,测得水样每分钟共衰变a次.已知该放射性元素的半衰期为r,衰变生成物不 再具有放射性，倒入湖中之前放射性元素水溶液每分钟共衰变b次，忽略湖水的流入与流出， 则洞庭湖中水的体积为 () B. m c分)2m 12黑白题物理1选择性必修第三册·JK 3.（2024·浙江七彩阳光期初联考)自然界中一些放射性重元素往往会发生一系列连续的递次 衰变，又称为放射系或衰变链.每个放射性衰变系都有一个半衰期很长的始祖核素，经过若干 次连续衰变，直至生成一个稳定核素.钍T系衰变的示意图如图所示，横坐标为质子数，纵坐 标为中子数.下列判断中正确的是 () 144 142 140 138 Ac 136 Th Ra 134 Rn 132 130 AB防 128 Po 126p 12 8082848688909294 A.该图中的始祖元素质量数为228 B.最终生成的稳定核素为T C.衰变全过程最终生成稳定核素，共有四种不同的衰变路径 D.衰变全过程最终生成稳定核素，共发生了6次α衰变，4次B衰变 第3节核反应结合能 1.（2023·湖南长沙一中二模)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核(14N)发现了质子，首次 实现了原子核的人工转变.已知核反应释放的能量全部转化成了？0和质子的动能，N、?0、 α粒子、质子的质量分别为m1、m2、m3、m4,真空中的光速为c,则 ()》 A.发现质子的核反应方程是4N+4He→？0+n B.释放的核能等于？0和质子的总动能 C.释放的核能等于(m2+m4-m1-m3）c2 D.释放核能的原因是因为？0的结合能大于1N和α粒子总的结合能 2.（2023·山东泰安期中)用中子轰击静止的锂核，核反应方程为。+Li→4He+H+Y.已知y光 子的波长为入，锂核的比结合能为E,氦核的比结合能为E,氚核的比结合能E,普朗克常量 为h,真空中光速为c,下列说法中正确的是 () A.该核反应放出的核能AE=A分 B.该核反应放出的核能△E=h入 C.该核反应放出的核能△E=(4E2+3E3)-7E1 D.该核反应放出的核能△E=(4E2+3E3)-6E 3.（2023·湖北名校联盟联考)太阳之所以能发光并辐射出巨大的能量，是内部氢核聚变的 结果 进阶突破·拔高练13 (1)氢核聚变的核反应方程为H+H→He+0n,H的质量为2.0141u,H的质量为3.0160u, 4He的质量为4.0026u,0n的质量为1.0087u,1u=931.5MeV/c2.求该反应释放的核能 约为多少MeV?(结果保留2位小数) (2)假定地球单位面积接受太阳直射能量的功率为P。,地球到太阳的距离为r,太阳可用于氢 核聚变的质量为m,光在真空中传播的速度为c,请估算太阳的寿命， 第4~5节核裂变核聚变粒子物理学发展概况 1.（2023·浙江杭州学军中学质检)（多选）因为慢中子更适宜引发裂变，但是重核裂变产生的 中子大部分是速度很大的“快中子”，因此需要“慢化剂”使“快中子”减速.“快中子”与“慢化 剂”的原子核发生碰撞后，中子能量减小，变为“慢中子”.假设中子与“慢化剂”原子核的每次 碰撞都是弹性碰撞，而且认为碰撞前“慢化剂”原子核都是静止的，下列说法正确的是( ) A.“慢化剂”原子核质量越大，每次碰撞中中子损失的能量越多，更适宜作为“慢化剂” B.若“慢化剂”采用普通水，中子与普通水中的氢原子核发生碰撞，中子的减速效果很好 C.若用石墨做“慢化剂”，碳原子核的质量是中子质量的12倍，一次碰撞前后中子速度大小 之比为13：11 D.若用石墨做“慢化剂”，碳原子核的质量是中子质量的12倍，一个“快中子”连续与三个静 止的碳原子核碰撞后，“快中子”的动能与其初动能之比为° (13 2.目前地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部核聚变时释放的核能 (1)如果将太阳聚变时的核反应简化为4个氢核(H)聚变生成1个氦核(He)和2个正电 子.请你写出此核反应方程； (2)天文学家估测：太阳已有50亿年的历史了.有人认为：50亿年来，因释放核能而带来的太 阳质量变化几乎可以忽略.请你通过计算说明这种观点的合理性.可能用到的数据：光速 为c=3×108m/s,太阳的质量约为M。=2×1030kg,太阳辐射的总功率为P,=4×1026W, 1年≈3×107s. 14黑白题物理1选择性必修第三册·JK