第5章 原子核 章末检测-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

第五章章末检测 (时间：20分钟总分：100分) 一、选择题（每题15分，共60分） B.8Pu衰变为2U时产生B粒子 1.(2024·福建宁德福鼎一中一模)物理学家通 C.50年后，剩余的Sr数目大于238Pu的数目 过对实验的深入观察和研究，获得正确的科 D.87年后，剩余的8Sr数目小于28Pu的数目 学认知，推动物理学的发展.下列说法符合事 4.如图是原子核的比结合能曲线，下列说法正确 实的是 ( 的是 ( A.贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原 t比结合能MeV 子核有复杂结构 8He KrBa 2U B.麦克斯韦通过一系列实验证实了关于光的 电磁理论 2 质量数 C.查德威克用α粒子轰击4N获得反冲核 102050100150200250 10,发现了中子 A.从曲线上分析，两个H核合成2He释放约 D.卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原 6MeV的能量 子核式结构模型 B.两个H核结合成He,因为质量数未变，所 2.用中子轰击静止的锂核的核反应方程为 以不释放或吸收能量 n+Li→He+X+y.已知y光子的波长为入，锂 C.U裂变成8Kr和6Ba的方程为：23U+ 核的比结合能为E,氦核的比结合能为E2, 0n→6Ba+gKr+30n X核的比结合能为E,普朗克常量为h,真空 D.从曲线上分析，U的结合能小于Ba的 光速为c,反应放出核能△E,质量亏损△m,则 结合能 二、 非选择题(40分) A.X核为氘核 5.(2024·江苏镇江一中期初)H的质量是 B4站失 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.△E=4E2+3E3-6E1 c为光速，普朗克常量h=6.63×1034J·s,则： hc+入(4E2+3E3-6E1) (1)写出一个质子和两个中子结合为氚核时 D.△m λc2 的核反应方程 3.(2024·山东高考)2024年是中国航天大年， (2)氚核的结合能和比结合能各是多少？ 神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航 (3)如果释放的核能是以射出2个相同光子 天器装载了具有抗干扰性强的核电池.已 的形式释放，则每个光子的频率是多少？ 知8Sr衰变为9Y的半衰期约为29年；28Pu 衰变为U的半衰期约87年现用相同数目 的8Sr和8Pu各做一块核电池，下列说法正 确的是 A.8Sr衰变为9Y时产生a粒子 第五章黑白题79 第五章 真题演练 黑题 真题体验 限时：15min 考点1核反应方程 考点3结合能与质量亏损 1.(2023·广东高考)理论认为，大质量恒星塌 5.(2023·浙江高考)“玉兔二号”装有核电池，不 缩成黑洞的过程，受核反应2C+Y→0的影 惧漫长寒冷的月夜.核电池将8Pu衰变释放的 响.下列说法正确的是 ( 核能一部分转换成电能Pu的衰变方程为 A.Y是B粒子，B射线穿透能力比Y射线强 28Pu→5U+He,则 B.Y是B粒子，B射线电离能力比y射线强 A.衰变方程中的x等于233 C.Y是a粒子，射线穿透能力比y射线强 B.He的穿透能力比y射线强 D.Y是粒子，a射线电离能力比y射线强 C.Pu比U的比结合能小 2.(2024·湖北高考)硼中子俘获疗法是目前治 D.月夜的寒冷导致Pu的半衰期变大 疗癌症最先进的手段之一，1B+。n→X+Y是 6.(2022·辽宁高考)2022年1月，中国锦屏深 该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表 地实验室发表了首个核天体物理研究实验成 两种不同的原子核，则 ( 果表明我国核天体物理研究已经跻身国际先 A.a=7,b=1 B.a=7,b=2 进行列.实验中所用核反应方程为X+Mg→ C.a=6,b=1 D.a=6,b=2 AL,已知X、Mg、Al的质量分别为m1、 考点2放射性元素的衰变 m2、m3,真空中的光速为c,该反应中释放的能 3.（2024·广西高考)近期，我国科研人员首次合 量为E.下列说法正确的是 ( 成了新核素俄-160(%0s)和钨-156(1W).若 A.X为氘核H B.X为氚核H 饿-160经过1次a衰变，钨-156经过1次B C.E=(m+m2+m3 )c2 D.E=(m+mz-m3)c2 衰变（放出一个正电子），则上述两新核素衰 考点4核裂变与核聚变 变后的新核有相同的 7.(2024·浙江高考)已知氘核质量为2.0141u, A.电荷数B.中子数C.质量数D.质子数 氚核质量为3.0161u,氦核质量为4.0026u, 4.（全国乙卷)医学治疗中 I mo 中子质量为1.0087u,阿伏加德罗常数N取 常用放射性核素13In产 6.0×10mol,氘核摩尔质量为2g·mol, 生y射线，而3n是由半 1u相当于931.5MeV.关于氘与氚聚变成氦， 衰期相对较长的13Sn衰 067.3182.4 t/d 下列说法正确的是 变产生的.对于质量为mo的13Sn,经过时间t A.核反应方程式为H+H→He+n 后剩余的3S质量为m,其m-t图线如图所 B.氘核的比结合能比氨核的大 mo C.氘核与氚核的间距达到10~10m就能发生 示.从图中可以得到13Sn的半衰期为( 核聚变 A.67.3d B.101.0d D.4g氘完全参与聚变释放出能量的数量级 C.115.1d D.124.9d 为1025MeV 选择性必修第三册·RJ黑白题80应方程应表现为中子轰击铀核，故不可简化，故C错误： D.核电站常用的慢化剂有石墨、重水和普通水，可以减慢中 子的速度；控制镉棒的插入深度来控制链式反应速率，故 D错误故选B. 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x,y取正整数，则x×号+y× (号)=6，解得x=2y=1:设中子中u夸克，d夸克个数分 别是mn,mn取正整数则mx号nx(号）0，解得m 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 半径的球面上，单位面积接收到的能量为E= 品单个接收 装置接收到的能量为E。=Eπ，则单个接收装置的功率为 p=EoAmer 6=4:,故C错误，D正确故选D. 第五章章末检测 1.A 2.C解析：A.根据核电荷数守恒和质量数守恒，得到X的电 荷数为3-2=1，质量数为1+6-4=3，则X为氚核，即H, 故A错误；B.y光子的能量E=h无，不等于该核反应释放 的核能，故B错误：C.根据结合能的意义，得到反应放出核 能△E=4E,+3E,-6E,故C正确：D.根据质能方程，△E= △mc2,可得质量亏损为△m= 4B,+3E-6B,故D错误故 c2 选C. 3.D解析：A.根据质量数守恒和电荷数守恒可知9Sr衰变 为9Y时产生电子，即B粒子，故A错误；B.根据质量数守恒 和电荷数守恒可知8Pu衰变为U时产生He,即a粒子， 故B错误：CD.根据题意可知28Pu的半衰期大于Sr的半衰 期，现用相同数目的0Sr和8Pu各做一块核电池，经过相同 的时间，如Sr经过的半衰期的次数多，所以如Sr数目小于 8Pu的数目，故D正确，C错误故选D. 4.C解析：AB.从曲线上分析，9He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核时释放能量约为△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，2U裂变成82Kr和l4Ba的方程为U+n→4Ba+Kr+ 3n,C正确；D.从曲线上分析，U的比结合能小于1Ba的 比结合能，但是5U的结合能大于14Ba的结合能，D错误故 选C. 5.(1)H+2。n→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 选择性必修第三册·RJ 质量为m。+2mn=1.007277u+2×1.008665u=3.024607u, 反应后新核的质量为m1=3.016050u.质量亏损为△m= 3.024607u-3.016050u=0.008557u,释放的核能为△E= △mc2=△mx931.5MeV=0.008557×931.5MeV≈7.97MeV, 氟核的结合能即为△E=7.97MeV,它的比结合能为、 3 2.66MeV.(3)由题意可知△E=2hw,放出光子的频率为v= △E_7.97×10×1.6×10-9 2h 2×6.63×10-4 —Hz≈9.6×1020Hz. 第五章真题演练 黑题真题体验 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.B解析：由质量数和电荷数守恒可得10+1=a+4,5+0=3+ b,解得a=7,b=2,故选B. 3.C解析：饿-160经过1次a衰变后产生的新核素质量数为 156,质子数为74，钨-156经过1次B*衰变后质量数为156 质子数为73，可知两新核素衰变后的新核有相同的质量数 故选C. 4C解析：由图可知从C是到%，恰好衰变了一半，根 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 28Pu→2U+He,即衰变方程中的x=234,故A错误；B.He 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8Pu稳定， 即8Pu比U的比结合能小，故C正确；D.半衰期由原子核 本身决定，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E=(m1+m2-m3)c2,故 C错误，D正确：故选D. 7.D解析：A.核反应方程式为H+3H一→He+n,故A错误； B.氘核的比结合能比氦核的小，故B错误；C.氘核与氚核发 生核聚变，要使它们间的距离达到10~5m以内，故C错误； D.一个氘核与一个氚核聚变反应质量亏损△m=（2.0141+ 3.0161-4.0026-1.0087)u=0.0189u,聚变反应释放的能 量是△E=△m·931.5MeV≈17.6MeV,4g氘完全参与聚变 释放出能量E=2×6x10×4E=211×10Mev,数量级为 1025MeV,故D正确.故选D. 全书综合检测 1.C2.B3.D 4.C解析：由图甲可知，温度为T,的图线中速率大的分子占 据的比例较大，则说明其对应的平均动能较大，故T2对应的 温度较高，故T<T,由图乙可以看出，随着温度的升高，各种 波长的辐射强度都有增加，辐射强度的极大值向波长较短方 向移动，所以有T1>T2故选C. 黑白题30