山东泰安市泰山国际学校2025-2026学年度高二下学期物理同步周测卷2

2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三 第五章 原子核 一、单选题 1．下列说法正确的是（　C　） A．光电效应说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性 B．天然放射的三种射线，电离能力最弱的是α射线 C．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性 D．卢瑟福α粒子散射实验，揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中 【知识点】爱因斯坦光子说、德布罗意波、α粒子散射实验、α和β、γ三种射线的性质 【详解】A．光电效应、康普顿效应均说明光具有粒子性，故A错误； B．天然放射的三种射线，电离能力最弱的是γ射线，α射线电离能力最强，故B错误； C．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子能发生衍射，具有波动性，故C正确； D．卢瑟福α粒子散射实验，揭示了在原子内部存在原子核，故D错误。故选C。 2．发生放射性衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例会持续减少。现测量某古木样品中的比例，发现正好是现代植物样品中14C比例的二分之一。则（　A　） A．该古木生命活动结束的年代距今约5730年 B．再过约5730年，该样品中的将全部衰变殆尽 C．衰变为的本质是 D．改变样品测量环境的温度和压强，可以改变的衰变快慢 【详解】A. 由半衰期公式可得 古木样品中的比例，是现代植物样品中14C比例的二分之一，则：，A正确； B．再过约5730年，该样品中的将变为原来的四分之一，B错误； C．衰变为的本质是衰变，C错误； D．改变样品测量环境的温度和压强，不可以改变的半衰期，因此不可以改变的衰变快慢，D错误； 故选A。 3．用粒子轰击铍时得到原子核，同时放出一种射线，关于这种射线的说法与事实不相符的是(   D  )． A．它来自原子核 B．它能穿透几厘米的铅 C．它在电场中不发生偏转 D．它是一种带电粒子流 【详解】用粒子轰击铍时得到原子核和中子，中子不带电，在电场中不发生偏转，穿透能力很强，故ABC正确，D错误；故选D。 4．天然放射性元素衰变时放出的γ射线是（　B　） A．电子流 B．光子流 C．中子流 D．质子流 【知识点】α和β、γ三种射线的性质 【详解】天然放射性元素衰变时放出的γ射线是光子流。故选B。 5．关于原子结构下列说法正确的是（　D　） A．人们认识到原子内部有复杂结构是从天然放射现象开始的 B．粒子散射实验肯定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型” C．卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性 D．玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律 【知识点】玻尔原子理论的基本假设、α粒子散射实验、原子核式结构模型、天然放射现象的发现过程 【详解】A. 1896年贝克勒尔发现了天然放射现象，使人们认识到原子核内部有复杂结构，故A错误； B. 通过α粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构模型，粒子散射实验肯定了卢瑟福核式结构模型，故B错误； C. 卢瑟福核式结构模型否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”，但也不能解释原子的稳定性，故C错误； D. 玻尔的原子模型成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱实验规律，故D正确。故选D。 6．关于天然放射现象，以下叙述正确的是（　D　） A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大 B．衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的 C．在这三种射线中，射线都是带正电的高速粒子，射线是一种电磁波 D．铀核衰变为铅核的过程中，要经过8次衰变和6次衰变 【详解】A． 半衰期的长度与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将不变，故A错误； B． 衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故B错误； C． 在这三种射线中，射线是高速电子流，故C错误； D． 铀核衰变为铅核的过程中，每经一次α衰变质子数少2，质量数少4；而每经一次β衰变质子数增1，中子数不变；由质量数和核电荷数守恒，要经过8次α衰变和6次β衰变，故D正确。故选D。 7．下列说法中正确的是（　C　） A．电子的发现证实了原子核具有复杂结构 B．天然放射现象证实了原子核由质子和中子组成 C．目前的核电站是利用核裂变释放核能来发电的 D．电子衍射现象证实了电子具有粒子性 【知识点】核裂变、德布罗意波、发现阴极射线——电子的实验装置、天然放射现象的发现过程 【详解】A．电子的发现（汤姆逊实验）表明原子可分，但未直接证实原子核的结构，A错； B．天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构，故B错误； C．核电站通过可控链式核裂变反应（如铀-235裂变）释放能量发电，故C正确； D．电子衍射是波动性的表现，证实了电子具有波动性，故D错误。故选C。 8．用中子轰击 原子核某次的裂变方程为 ，、、、的质量分别为、、、，半衰期为，真空中的光速为．下列说法正确的是（  A  ） A．裂变时质量亏损 B．裂变时释放的能量为 C．若增大对的压力，的半衰期小于 D．原子核中含有个中子 【详解】裂变时质量亏损(m1+m2)-(m3+m4-10m2)=m1-9m2-m3-m4，选项A正确；根据质能方程可知，裂变时释放的能量(m1-9m2-m3-m4)c2，选项B错误；半衰期与外界条件无关，选项C错误；Y原子的质量数90，电荷数为54，则中子数为36个，选项D错误；故选A. 二、多选题 9．下列说法中正确的是（　AD　） A．聚变反应从外界吸收能量 B．聚变反应向外界放出能量 C．聚变反应可以无条件进行 D．聚变反应必须使核之间的距离接近到 【详解】要想使原子核之间发生聚变反应就必须使原子核之间的距离接近到才能进行。要使原子核间距离达到时，就必须使原子核间有足够大的动能，要获得如此大的动能，就必须从外界获得足够大的能量，故AD正确BC错误。故选AD。 10．下列说法正确的是（　BD　） A．采用化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C．在LC振荡电路中，当磁场增强时，电容器正在充电 D．原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量 【知识点】振荡回路、玻尔原子理论的基本假设、半衰期的概念 【详解】A．元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，故A错误； B．玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，动能增大，电势能减小，总能量减小，故B正确； C．若磁场正在增强，根据能量守恒定律可知，电场能正在减少，电容器正在放电，C错误； D．原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，故D正确． 11．下列说法正确的是(　BCD　) A．康普顿效应进一步证实了光的波动特性 B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化 C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 D．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能 【知识点】能量子、康普顿效应的现象及其解释、氢原子光谱、结合能与比结合能 【详解】A．康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项A错误； B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，选项B正确； C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，选项C正确； D．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时有质量亏损，则一定释放核能，选项D正确。故选BCD。 12．下列说法正确的是(　AB　) A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变 B．轻核聚变与重核裂变均释放能量 C．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大 D．实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应现象 【详解】A．轻核聚变与重核裂变均释放能量，太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变，故A正确； B．轻核聚变与重核裂变均释放能量，核电站是利用重核的裂变，故B正确； C．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，故C错误； D．发生光电效应的条件是取决于照射光的频率而与光照强度无关，故D错误。故选AB。 三、实验题 13．如图所示为卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变的实验装置。在通入气体B前调整银箔的厚度，促使荧光屏看不见由_____引起闪光，通入B的气体是___________。 【答案】 α粒子 氮气 【详解】[1][2]卢瑟福第一次用粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，因此图中的A为放射源发出的粒子，在通入气体B前调整银箔的厚度，促使荧光屏看不见由粒子引起闪光，通入B的气体是为氮气。 14．（1）如图所示是研究光电效应规律的电路。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；则光电管阴极材料的逸出功为___________eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数___________。（选填“为零”、或“不为零”） （2）快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（）很不稳定，经过___________次β衰变后变成钚239（），写出该过程的核反应方程式：___________。设静止的铀核发生一次β衰变生成的新核质量为M，β粒子质量为m，释放出的β粒子的动能为，假设衰变时能量全部以动能形式释放出来，求一次衰变过程中的质量亏损__________。 【答案】 4.5 为零 2 【详解】（1）[1][2]根据光电效应方程可知 解得 光电子的最大初动能与入射光强度无关，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，光电子依然不能到达阳极，所以电流计的读数仍为零。 （2）[3] β衰变，电荷数增加1，质量数不变，铀239衰变成钚239，电荷数增2，质量数不变，知发生了2次β衰变． [4] 该过程的核反应方程式为 [5] 运用动量守恒定律和能量守恒定律 解得 四、解答题 15．太阳能是由太阳内部的热核反应释放出的光能、热能及辐射能量组成。它每年辐射到地球上的能量达1813亿吨标准煤，相当于全世界年需要能量总和的5000倍。太阳的热核反应有很多种，其中一种是由氘核和氚核结合成氦核。 (1)写出该核反应方程式； (2)若反应放出17.6MeV的能量，则核反应生成物的总质量与核反应前物质的总质量相比变化了多少？（结果保留两位有效数字）【答案】(1)；(2) 【知识点】质能方程 【详解】(1)由质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为 (2)根据得 16．H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u．则： 一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？ 【答案】放出能量； 【知识点】质能方程 【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，一个质子和两个中子结合为氚核时得 H+2 n→ H 2个中子和1个质子结合成 H时 △m=2mn+mP−mH=1.007277u+2×1.008665u−3.016050u=0.008557u 发生了质量亏损，所以将放出能量；根据爱因斯坦质能方程,放出的能量为 △E=△mc2=0.008557×931.5=7.97MeV 17．2021年9月。在我国甘肃武威钍基熔盐核能系统顺利试运行，此次运行体现出我国在核电领域深厚的技术实力，对我国核电产业的进步和能源安全都有积极作用。本次运行不再直接以铀和钚元素为核燃料，而改用以放射性极低的钍元素为核燃料。原子序数为90的钍232（Th）是一种放射性金属元素，经过一个中子轰击，转变成钍233，钍233会通过β衰变成镤（Pa）233、镤233会再次通过β衰变为铀（U）233，铀233不稳定，易裂变释放出大量能量。已知e=1.6×10-19C。 （1）写出中子轰击钍232转变成钍233、钍233通过β衰变转变成镤（Pa）233的两个核反应方程式； （2）已知一个铀233核在裂变时可产生197.93MeV的能量，则一个铀233核在裂变过程中质量亏损多少千克？（计算结果保留一位有效数字） 【答案】（1）,；（2）4×10-28kg 【知识点】核反应方程的书写、质能方程 【详解】（1）中子轰击钍232转变成钍233的核反应方程为 钍233通过β衰变转变成镤（Pa）233的核反应方程为 （2）根据质能方程可得一个铀233核在裂变过程中质量亏损 18．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。已知质子质量为mH＝1.007 3 u，氦核质量为mHe＝4.002 6 u，电子质量为me＝0.000 55 u，1 u相当于931.5 MeV的能量，真空中的光速c＝3×108 m/s。 (1)写出这个核反应方程； (2)这一核反应能释放多少能量？ (3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？ 【答案】(1) (2)23.8 MeV (3)4.2 × 109 kg 【知识点】核反应方程的书写、质能方程 【详解】（1）四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应方程为 （2）根据爱因斯坦质能方程，核反应释放的能量为。 （3）太阳每秒减少的质量为。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三第五章原子核 一、单选题 1,下列说法正确的是(C) A.光电效应说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性 B.天然放射的三种射线，电离能力最弱的是c射线 C.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性 D.卢瑟福粒子散射实验，揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中 【知识点】爱因斯坦光子说、德布罗意波、粒子散射实验、α和β、Y三种射线的性质 【详解】A.光电效应、康普顿效应均说明光具有粒子性，故A错误； B.天然放射的三种射线，电离能力最弱的是射线，射线电离能力最强，故B错误： C.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子能发生衍射，具有波动性，故C正确： D.卢瑟福c粒子散射实验，揭示了在原子内部存在原子核，故D错误。故选C。 2.4C发生放射性衰变为4N,半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内4C与2C的 比例不变，生命活动结束后，4C的比例会持续减少。现测量某古木样品中14C的比例，发 现正好是现代植物样品中4C比例的二分之一。则(A) A.该古木生命活动结束的年代距今约5730年 B.再过约5730年，该样品中的4C将全部衰变殆尽 C.4C衰变为l4N的本质是H→n+e D.改变样品测量环境的温度和压强，可以改变4C的衰变快慢 【详解】A由半衰期公式可得m=m(分) 古木样品中4C的比例，是现代植物样品中4℃ 比例的二分之一，则：t=5730年，A正确： B.再过约5730年，该样品中的4C将变为原来的四分之一，B错误： C.4C衰变为4N的本质是B衰变，C错误： D.改变样品测量环境的温度和压强，不可以改变4C的半衰期，因此不可以改变的衰变快 慢，D错误； 故选A。 试卷第1页，共8页 3.用粒子轰击铍时得到原子核：C，,同时放出一种射线，关于这种射线的说法与事实不相 符的是(D). A.它来自原子核 B.它能穿透几厘米的铅 C.它在电场中不发生偏转 D.它是一种带电粒子流 【详解】用α粒子轰击铍时得到原子核2c和中子，中子不带电，在电场中不发生偏转，穿 透能力很强，故ABC正确，D错误；故选D。 4.天然放射性元素衰变时放出的y射线是(B) A.电子流 B.光子流 C.中子流 D.质子流 【知识点】c和β、Y三种射线的性质 【详解】天然放射性元素衰变时放出的Y射线是光子流。故选B。 5.关于原子结构下列说法正确的是(D) A.人们认识到原子内部有复杂结构是从天然放射现象开始的 B.粒子散射实验肯定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型 C.卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性 D,玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律 【知识点】玻尔原子理论的基本假设、α粒子散射实验、原子核式结构模型、天然放射现象 的发现过程 【详解】A.1896年贝克勒尔发现了天然放射现象，使人们认识到原子核内部有复杂结构， 故A错误： B.通过α粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构模型，α粒子散射实验肯定了卢瑟福 核式结构模型，故B错误； C.卢瑟福核式结构模型否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型，但也不能解释原子的稳 定性，故C错误： D.玻尔的原子模型成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱实验规律，故D正确。故选D。 6.关于天然放射现象，以下叙述正确的是(D) A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大 B.B衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的 C.在、、Y这三种射线中，、阝射线都是带正电的高速粒子，Y射线是一种电磁波 D.铀核U衰变为铅核Pb的过程中，要经过8次u衰变和6次B衰变 试卷第2页，共8页 【详解】A.半衰期的长度与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半 衰期将不变，故A错误； B.阝衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故B错误： C.在、B、Y这三种射线中，B射线是高速电子流，故C错误： D.铀核U衰变为铅核Pb的过程中，每经一次c衰变质子数少2，质量数少4；而每经 一次B衰变质子数增1，中子数不变：由质量数和核电荷数守恒，要经过8次衰变和6次B 衰变，故D正确。故选D。 7.下列说法中正确的是(C) A.电子的发现证实了原子核具有复杂结构 B.天然放射现象证实了原子核由质子和中子组成 C.目前的核电站是利用核裂变释放核能来发电的 D.电子衍射现象证实了电子具有粒子性 【知识点】核裂变、德布罗意波、发现阴极射线一电子的实验装置、天然放射现象的发现 过程 【详解】A.电子的发现（汤姆逊实验）表明原子可分，但未直接证实原子核的结构，A错； B.天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构，故B错误； C.核电站通过可控链式核裂变反应（如铀-235裂变）释放能量发电，故C正确： D.电子衍射是波动性的表现，证实了电子具有波动性，故D错误。故选C。 8.用中子轰击2U原子核某次的裂变方程为U+n→Y+Xe+10n,U、n、Y、 1X的质量分别为、m2、、4,U半衰期为T,真空中的光速为c,下列说法正 确的是(A) A.裂变时质量亏损，-92--m4 B.裂变时释放的能量为(-92-，-心，)c2 C.若增大对U的压力，U的半衰期小于7 D.Y原子核中含有54个中子 【详解】裂变时质量亏损(m1+m2)-(m3+m4-l0m2)m1-9m2-m3-m4,选项A正确；根据质能方 程可知，裂变时释放的能量(m1-9m2-m3-m4)c2,选项B错误；半衰期与外界条件无关，选项 C错误；Y原子的质量数90，电荷数为54，则中子数为36个，选项D错误；故选A 试卷第3页，共8页 二、多选题 9.下列说法中正确的是(AD) A.聚变反应从外界吸收能量 B.聚变反应向外界放出能量 C.聚变反应可以无条件进行 D.聚变反应必须使核之间的距离接近到101m 【详解】要想使原子核之间发生聚变反应就必须使原子核之间的距离接近到1015m才能进 行。要使原子核间距离达到1015时，就必须使原子核间有足够大的动能，要获得如此大 的动能，就必须从外界获得足够大的能量，故AD正确BC错误。故选AD。 10.下列说法正确的是(BD) A.采用化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C.在LC振荡电路中，当磁场增强时，电容器正在充电 D.原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量 【知识点】振荡回路、玻尔原子理论的基本假设、半衰期的概念 【详解】A.元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，故A错误； B.玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，动能增大，电势能减小，总能 量减小，故B正确； C.若磁场正在增强，根据能量守恒定律可知，电场能正在减少，电容器正在放电，C错误： D.原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，故D正确. 11.下列说法正确的是(BCD) A.康普顿效应进一步证实了光的波动特性 B.为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化 C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 D.比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能 【知识点】能量子、康普顿效应的现象及其解释、氢原子光谱、结合能与比结合能 【详解】A.康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项A错误； B.为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，选项B正确： C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，选项C正确： D.比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时有质量亏损，则一定释放核 能，选项D正确。故选BCD。 试卷第4页，共8页 12.下列说法正确的是(AB) A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变 B.轻核聚变与重核裂变均释放能量 C.根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率 的光子，同时电子的动能减小，电势能增大 D.实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应现象 【详解】A.轻核聚变与重核裂变均释放能量，太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚 变，故A正确： B.轻核聚变与重核裂变均释放能量，核电站是利用重核的裂变，故B正确： C.根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光 子，同时电子的动能增大，电势能减小，故C错误： D.发生光电效应的条件是取决于照射光的频率而与光照强度无关，故D错误。故选AB。 三、实验题 13.如图所示为卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变的实验装置。在通入气体B前调整 银箔的厚度，促使荧光屏看不见由引起闪光，通入B的气体是 B(气体) 银箔 荧光屏 显微镜 【答案】a粒子 氮气 【详解】[1[2]卢瑟福第一次用粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，因 此图中的A为放射源发出的：粒子，在通入气体B前调整银箔的厚度，促使荧光屏看不见 由α粒子引起闪光，通入B的气体是为氮气。 14.(1)如图所示是研究光电效应规律的电路。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴 极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为l0.5V的光照射阴极K,电流计中有示数，若 将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的 读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V;则光电管阴极材料的逸出功为 eV,现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数 (选填“为零”、或不为零) 试卷第5页，共8页 安光照 (2)快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238 吸收快中子后变成铀239，铀239(U)很不稳定，经过 次B衰变后变成钚239 (”Pu),写出该过程的核反应方程式： 。设静止的铀核U发生一次B衰变生 成的新核质量为M,B粒子质量为，释放出的B粒子的动能为E。,假设衰变时能量全部以 动能形式释放出来，求一次衰变过程中的质量亏损 【答案】4.5 为零23gU→29Pu+2e 4n=M+m)」 Me2 【详解】(1)[1][2]根据光电效应方程可知eUe=hw-W。解得W。=4.5eV 光电子的最大初动能与入射光强度无关，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，光电 子依然不能到达阳极，所以电流计的读数仍为零。 (2)[3]B衰变，电荷数增加1，质量数不变，铀239衰变成钚239，电荷数增2，质量数不 变，知发生了2次β衰变 [4该过程的核反应方程式为U→Pu+2e [5]运用动量守恒定律和能量守恒定律=M' 卫新-L E。M E。+E。=△mc2 M 解得△=（M+心， iB。 四、解答题 15.太阳能是由太阳内部的热核反应释放出的光能、热能及辐射能量组成。它每年辐射到地 球上的能量达1813亿吨标准煤，相当于全世界年需要能量总和的5000倍。太阳的热核反应 有很多种，其中一种是由氘核H和氚核H结合成氦核H。 (1)写出该核反应方程式： (2)若反应放出17.6MV的能量，则核反应生成物的总质量与核反应前物质的总质量相比变 化了多少？（结果保留两位有效数字）【答案】(1)H+H→He+n;(2)△≈3.1×109g 试卷第6页，共8页 【知识点】质能方程 【详解】(1)油质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为H+H→H+。n (2)根据△E=△c2得△m= AB_17.6x10x1.6x10”kg3.k10kg 9×106 16.H的质量是3.016050u,质子的质量是1.007277u,中子的质量是1.008665u.则： 一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？ 【答案】放出能量；△B=7.97MeV 【知识点】质能方程 【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，一个质子和两个中子结合为氚核时得 Ht2n→H 2个中子和1个质子结合成H时 △1=2+p-1=1.007277u+2×1.008665u-3.0160501=0.008557u 发生了质量亏损，所以将放出能量；根据爱因斯坦质能方程，放出的能量为 △E=△c2=0.008557×931.5=7.97MeV 17.2021年9月。在我国甘肃武威钍基熔盐核能系统顺利试运行，此次运行体现出我国在 核电领域深厚的技术实力，对我国核电产业的进步和能源安全都有积极作用。本次运行不再 直接以铀和钚元素为核燃料，而改用以放射性极低的钍元素为核燃料。原子序数为90的钍 232(82Th)是一种放射性金属元素，经过一个中子轰击，转变成钍233，钍233会通过B 衰变成镤(Pa)233、镤233会再次通过衰变为铀(U)233,铀233不稳定，易裂变释放 出大量能量。已知e=1.6×1019C。 (1)写出中子轰击钍232转变成钍233、钍233通过B衰变转变成镤(Pa)233的两个核反 应方程式： (2)己知一个铀233核在裂变时可产生197.93MV的能量，则一个铀233核在裂变过程中 质量亏损多少千克？（计算结果保留一位有效数字） 钍232 钍233 镤233 铀233 【答案】(1)2Th+n→2Th,20Th→2Pa+9e;(2)4×102kg 【知识点】核反应方程的书写、质能方程 试卷第7页，共8页 【详解】(1)中子轰击钍232转变成钍233的核反应方程为Th+n→Th 钍233通过B衰变转变成镤(Pa)233的核反应方程为Th→Pa+9e 2)根据质能方程可得一个铀233核在裂变过程中质量亏损△m=片≈4×10”@ 18.太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应， 这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。已知质子质量为妇=1.0073u,氦核质量 为e=4.0026u,电子质量为e=0.00055u,1u相当于931.5MeV的能量，真空中的光 速c=3×103m/s。 (1)写出这个核反应方程： (2)这一核反应能释放多少能量？ (3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J,则太阳每秒减少的质量为多少千克？ 【答案】(1)4H→4He+2e(2)23.8MeV (3)4.2×109kg 【知识点】核反应方程的书写、质能方程 【详解】(1)四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应方程为 4H→He+2e (2)根据爱因斯坦质能方程，核反应释放的能量为 △E=(41-e-2)c=(4x1.0073-4,0026-2×0.00055)×931.5×10eV=23MeV。 (3)太阳每秒减少的质量为= E_38x105kg=42x10kg· c2-(3×108) 试卷第8页，共8页2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三第五章原子核 一、单选题 1.下列说法正确的是() A.光电效应说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性 B.天然放射的三种射线，电离能力最弱的是c射线 C.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性 D.卢瑟福粒子散射实验，揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中 2.14C发生放射性衰变为4N,半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内4C与2C的 比例不变，生命活动结束后，4C的比例会持续减少。现测量某古木样品中4C的比例，发 现正好是现代植物样品中4C比例的二分之一。则() A.该古木生命活动结束的年代距今约5730年 B.再过约5730年，该样品中的4C将全部衰变殆尽 C.4C衰变为4N的本质是H→。n+e D.改变样品测量环境的温度和压强，可以改变4C的衰变快慢 3.用α粒子轰击铍时得到原子核：C,同时放出一种射线，关于这种射线的说法与事实不相 符的是() A.它来自原子核 B.它能穿透几厘米的铅 C.它在电场中不发生偏转 D.它是一种带电粒子流 4.天然放射性元素衰变时放出的γ射线是（) A.电子流 B.光子流 C.中子流 D.质子流 5.关于原子结构下列说法正确的是() A.人们认识到原子内部有复杂结构是从天然放射现象开始的 B.粒子散射实验肯定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型， C.卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性 D.玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律 6.关于天然放射现象，以下叙述正确的是() A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大 试卷第1页，共5页 B.B衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的 C.在、B、Y这三种射线中，、阝射线都是带正电的高速粒子，Y射线是一种电磁波 D.铀核8U衰变为铅核Pb的过程中，要经过8次α衰变和6次B衰变 7.下列说法中正确的是() A.电子的发现证实了原子核具有复杂结构 B.天然放射现象证实了原子核由质子和中子组成 C.目前的核电站是利用核裂变释放核能来发电的 D,电子衍射现象证实了电子具有粒子性 8.用中子轰击2U原子核某次的裂变方程为U+n→Y+Xe+10。n,U、n、Y、 1Xe的质量分别为m、m2、m,、4,U半衰期为T,真空中的光速为c.下列说法正 确的是() A.裂变时质量亏损-9L,-儿- B.裂变时释放的能量为二(-92-，-，)c2 C.若增大对2U的压力，2U的半衰期小于T D.Y原子核中含有54个中子 二、多选题 9.下列说法中正确的是() A.聚变反应从外界吸收能量 B.聚变反应向外界放出能量 C.聚变反应可以无条件进行 D.聚变反应必须使核之间的距离接近到 1015m 10.下列说法正确的是 A.采用化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C.在C振荡电路中，当磁场增强时，电容器正在充电 D.原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量 11.下列说法正确的是() A.康普顿效应进一步证实了光的波动特性 B.为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化 试卷第2页，共5页 C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 D.比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能 12.下列说法正确的是() A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变 B.轻核聚变与重核裂变均释放能量 C.根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率 的光子，同时电子的动能减小，电势能增大 D,实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应现象 三、实验题 13.如图所示为卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变的实验装置。在通入气体B前调整 银箔的厚度，促使荧光屏看不见由引起闪光，通入B的气体是 B(气体) 银箔 荧光屏 放 射 源 显微镜 14.(1)如图所示是研究光电效应规律的电路。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴 极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为10.5V的光照射阴极K,电流计中有示数，若 将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的 读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V;则光电管阴极材料的逸出功为 V,现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数 （选填“为零”、或“不为零) 光照 A (2)快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238 吸收快中子后变成铀239，铀239(U)很不稳定，经过 次B衰变后变成钚239 试卷第3页，共5页 (Pu),写出该过程的核反应方程式： 。设静止的铀核”U发生一次B衰变生 成的新核质量为M,B粒子质量为，释放出的B粒子的动能为E。,假设衰变时能量全部以 动能形式释放出来，求一次衰变过程中的质量亏损 四、解答题 15.太阳能是由太阳内部的热核反应释放出的光能、热能及辐射能量组成。它每年辐射到地 球上的能量达1813亿吨标准煤，相当于全世界年需要能量总和的5000倍。太阳的热核反应 有很多种，其中一种是由氘核H和氚核H结合成氦核H。 (1)写出该核反应方程式； (2)若反应放出17.6M©V的能量，则核反应生成物的总质量与核反应前物质的总质量相比变 化了多少？（结果保留两位有效数字） 16.H的质量是3.016050u,质子的质量是1.007277u,中子的质量是1.008665u.则： 一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？ 17.2021年9月。在我国甘肃武威钍基熔盐核能系统顺利试运行，此次运行体现出我国在 核电领域深厚的技术实力，对我国核电产业的进步和能源安全都有积极作用。本次运行不再 直接以铀和钚元素为核燃料，而改用以放射性极低的钍元素为核燃料。原子序数为90的钍 232(82Th)是一种放射性金属元素，经过一个中子轰击，转变成钍233，钍233会通过B 衰变成镤(Pa)233、镤233会再次通过衰变为铀(U)233,铀233不稳定，易裂变释放 出大量能量。已知e=1.6×1019C。 (1)写出中子轰击钍232转变成钍233、钍233通过β衰变转变成镤(P)233的两个核反 应方程式： (2)己知一个铀233核在裂变时可产生197.93MV的能量，则一个铀233核在裂变过程中 质量亏损多少千克？（计算结果保留一位有效数字） 钍232 钍233 镤233 铀233 试卷第4页，共5页 18.太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应， 这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。已知质子质量为=1.0073u,氦核质量 为ae=4.0026u,电子质量为me=0.00055u,1u相当于931.5MeV的能量，真空中的光 速c=3×108m/s。 (1)写出这个核反应方程： (2)这一核反应能释放多少能量？ (3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J,则太阳每秒减少的质量为多少千克？ 试卷第5页，共5页 2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三第五章原子核 参考答案 题号 1 2 4 6 6 8 0 10 答案 C A 0 B D D A AD BD 题号 11 12 答案 BCD AB 1.C 【知识点】爱因斯坦光子说、德布罗意波、α粒子散射实验、和β、Y三种射线的性质 【详解】A.光电效应、康普顿效应均说明光具有粒子性，故A错误； B.天然放射的三种射线，电离能力最弱的是γ射线，c射线电离能力最强，故B错误： C.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子能发生衍射，具有波动性，故C正确； D.卢瑟福粒子散射实验，揭示了在原子内部存在原子核，故D错误。故选C。 2.A 【详解】A由半衰期公式可得m=m( 古木样品中4C的比例，是现代植物样品中14C 比例的二分之一，则：t=5730年，A正确： B.再过约5730年，该样品中的4C将变为原来的四分之一，B错误： C.4C衰变为4N的本质是B衰变，C错误： D.改变样品测量环境的温度和压强，不可以改变4C的半衰期，因此不可以改变的衰变快 慢，D错误；故选A。 3.D 【详解】用α粒子轰击铍时得到原子核：C和中子，中子不带电，在电场中不发生偏转，穿 透能力很强，故ABC正确，D错误；故选D。 4.B 【知识点】c和B、y三种射线的性质 【详解】天然放射性元素衰变时放出的射线是光子流。故选B。 5.D 【知识点】玻尔原子理论的基本假设、α粒子散射实验、原子核式结构模型、天然放射现象 的发现过程 【详解】A.1896年贝克勒尔发现了天然放射现象，使人们认识到原子核内部有复杂结构， 答案第1页，共5页 故A错误； B.通过α粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构模型，α粒子散射实验肯定了卢瑟福 核式结构模型，故B错误； C.卢瑟福核式结构模型否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”，但也不能解释原子的稳 定性，故C错误： D.玻尔的原子模型成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱实验规律，故D正确。故选D。 6.D 【详解】A.半衰期的长度与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半 衰期将不变，故A错误： B.B衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故B错误： C.在、B、Y这三种射线中，B射线是高速电子流，故C错误： D.铀核U衰变为铅核Pb的过程中，每经一次衰变质子数少2，质量数少4：而每经 一次B衰变质子数增1，中子数不变：由质量数和核电荷数守恒，要经过8次衰变和6次B 衰变，故D正确。故选D。 7.C 【知识点】核裂变、德布罗意波、发现阴极射线一电子的实验装置、天然放射现象的发现 过程 【详解】A.电子的发现（汤姆逊实验）表明原子可分，但未直接证实原子核的结构，A错： B.天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构，故B错误： C.核电站通过可控链式核裂变反应（如铀-235裂变）释放能量发电，故C正确： D.电子衍射是波动性的表现，证实了电子具有波动性，故D错误。故选C。 8.A 【详解】裂变时质量亏损(m1+m2)-(m3tm4-l0n2)m1-9m2-m3-m4,选项A正确：根据质能方 程可知，裂变时释放的能量(m1-9m2-m3-m4)c2,选项B错误；半衰期与外界条件无关，选项 C错误；Y原子的质量数90，电荷数为54，则中子数为36个，选项D错误；故选A 9.AD 【详解】要想使原子核之间发生聚变反应就必须使原子核之间的距离接近到1015m才能进 行。要使原子核间距离达到1015时，就必须使原子核间有足够大的动能，要获得如此大 的动能，就必须从外界获得足够大的能量，故AD正确BC错误。故选AD。 答案第2页，共5页 10.BD 【知识点】振荡回路、玻尔原子理论的基本假设、半衰期的概念 【详解】A.元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，故A错误： B.玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，动能增大，电势能减小，总能 量减小，故B正确： C.若磁场正在增强，根据能量守恒定律可知，电场能正在减少，电容器正在放电，C错误： D.原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，故D正确 11.BCD 【知识点】能量子、康普顿效应的现象及其解释、氢原子光谱、结合能与比结合能 【详解】A.康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项A错误： B.为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，选项B正确： C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，选项C正确： D.比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时有质量亏损，则一定释放核 能，选项D正确。故选BCD。 12.AB 【详解】A,轻核聚变与重核裂变均释放能量，太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚 变，故A正确： B.轻核聚变与重核裂变均释放能量，核电站是利用重核的裂变，故B正确： C.根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光 子，同时电子的动能增大，电势能减小，故C错误： D.发生光电效应的条件是取决于照射光的频率而与光照强度无关，故D错误。故选AB。 13.粒子 氨气 【详解】[1][2]卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，因 此图中的A为放射源发出的粒子，在通入气体B前调整银箔的厚度，促使荧光屏看不见 由α粒子引起闪光，通入B的气体是为氮气。 14. 4.5 为零 2 2U→28Pu+29e A-(M) Mc2 【详解】(1)[1][2]根据光电效应方程可知eUc=hw-W。解得W。=4.5eV 光电子的最大初动能与入射光强度无关，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，光电 子依然不能到达阳极，所以电流计的读数仍为零。 答案第3页，共5页 (2)[3]B衰变，电荷数增加1，质量数不变，铀239衰变成钚239，电荷数增2，质量数不 变，知发生了2次B衰变， [4该过程的核反应方程式为gU→9Pu+29e [5]运用动量守恒定律和能量守恒定律'=' E五=地 E。M ,+区，=Mc 解得△m= (M+), E Mc' 15.(1)H+H→He+h:(2)△m≈3.1×10-29kg 【知识点】质能方程 【详解】(1)由质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为H+H→He+。n (2)根据△E=△mc2得△m=△2=17.6x10x1.6x10 -kg≈3.x10-2kg c2 9×106 16.放出能量；△E=7.97MeV 【知识点】质能方程 【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，一个质子和两个中子结合为氚核时得 H+2n→H 2个中子和1个质子结合成H时 △=2+lp-=1.007277u+2×1.008665-3.016050u=0.008557u 发生了质量亏损，所以将放出能量；根据爱因斯坦质能方程，放出的能量为 △E=△c2=0.008557×931.5=7.97MeV 17.(1)20Th+0n-→2Th,2Th→2Pa+-9e:(2)4×10-28kg 【知识点】核反应方程的书写、质能方程 【详解】(1)中子轰击钍232转变成钍233的核反应方程为2Th+n→Th 钍233通过B衰变转变成镤(Pa)233的核反应方程为 2Th-→23Pa+9e ≈4x10kg E (2)根据质能方程可得一个铀233核在裂变过程中质量亏损△m= 18.(1)4H→4He+2e(2)23.8MeV (3)4.2×10°kg 【知识点】核反应方程的书写、质能方程 【详解】(1)四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应方程为 答案第4页，共5页 4H→4He+2e (2)根据爱因斯坦质能方程，核反应释放的能量为 △E=(4-e-2m)c=(4×1.0073-4,0026-2×0.00055)x931.5x10eV=238IeV。 (3)太阳每秒减少的质量为= E_38×10kg=42x10Kkg· c2(3×10) 答案第5页，共5页 2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三 第五章 原子核 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．光电效应说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性 B．天然放射的三种射线，电离能力最弱的是α射线 C．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性 D．卢瑟福α粒子散射实验，揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中 2．发生放射性衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例会持续减少。现测量某古木样品中的比例，发现正好是现代植物样品中14C比例的二分之一。则（　　） A．该古木生命活动结束的年代距今约5730年 B．再过约5730年，该样品中的将全部衰变殆尽 C．衰变为的本质是 D．改变样品测量环境的温度和压强，可以改变的衰变快慢 3．用粒子轰击铍时得到原子核，同时放出一种射线，关于这种射线的说法与事实不相符的是(    )． A．它来自原子核 B．它能穿透几厘米的铅 C．它在电场中不发生偏转 D．它是一种带电粒子流 4．天然放射性元素衰变时放出的γ射线是（　　） A．电子流 B．光子流 C．中子流 D．质子流 5．关于原子结构下列说法正确的是（　　） A．人们认识到原子内部有复杂结构是从天然放射现象开始的 B．粒子散射实验肯定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型” C．卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性 D．玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律 6．关于天然放射现象，以下叙述正确的是（　　） A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大 B．衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的 C．在这三种射线中，射线都是带正电的高速粒子，射线是一种电磁波 D．铀核衰变为铅核的过程中，要经过8次衰变和6次衰变 7．下列说法中正确的是（　　） A．电子的发现证实了原子核具有复杂结构 B．天然放射现象证实了原子核由质子和中子组成 C．目前的核电站是利用核裂变释放核能来发电的 D．电子衍射现象证实了电子具有粒子性 8．用中子轰击 原子核某次的裂变方程为 ，、、、的质量分别为、、、，半衰期为，真空中的光速为．下列说法正确的是（    ） A．裂变时质量亏损 B．裂变时释放的能量为 C．若增大对的压力，的半衰期小于 D．原子核中含有个中子 二、多选题 9．下列说法中正确的是（　　） A．聚变反应从外界吸收能量 B．聚变反应向外界放出能量 C．聚变反应可以无条件进行 D．聚变反应必须使核之间的距离接近到 10．下列说法正确的是 A．采用化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C．在LC振荡电路中，当磁场增强时，电容器正在充电 D．原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量 11．下列说法正确的是(　　) A．康普顿效应进一步证实了光的波动特性 B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化 C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 D．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能 12．下列说法正确的是(　　) A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变 B．轻核聚变与重核裂变均释放能量 C．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大 D．实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应现象 三、实验题 13．如图所示为卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变的实验装置。在通入气体B前调整银箔的厚度，促使荧光屏看不见由_____引起闪光，通入B的气体是___________。 14．（1）如图所示是研究光电效应规律的电路。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照射阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；则光电管阴极材料的逸出功为___________eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数___________。（选填“为零”、或“不为零”） （2）快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（）很不稳定，经过___________次β衰变后变成钚239（），写出该过程的核反应方程式：___________。设静止的铀核发生一次β衰变生成的新核质量为M，β粒子质量为m，释放出的β粒子的动能为，假设衰变时能量全部以动能形式释放出来，求一次衰变过程中的质量亏损__________。 四、解答题 15．太阳能是由太阳内部的热核反应释放出的光能、热能及辐射能量组成。它每年辐射到地球上的能量达1813亿吨标准煤，相当于全世界年需要能量总和的5000倍。太阳的热核反应有很多种，其中一种是由氘核和氚核结合成氦核。 (1)写出该核反应方程式； (2)若反应放出17.6MeV的能量，则核反应生成物的总质量与核反应前物质的总质量相比变化了多少？（结果保留两位有效数字） 16．H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u．则： 一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？ 17．2021年9月。在我国甘肃武威钍基熔盐核能系统顺利试运行，此次运行体现出我国在核电领域深厚的技术实力，对我国核电产业的进步和能源安全都有积极作用。本次运行不再直接以铀和钚元素为核燃料，而改用以放射性极低的钍元素为核燃料。原子序数为90的钍232（Th）是一种放射性金属元素，经过一个中子轰击，转变成钍233，钍233会通过β衰变成镤（Pa）233、镤233会再次通过β衰变为铀（U）233，铀233不稳定，易裂变释放出大量能量。已知e=1.6×10-19C。 （1）写出中子轰击钍232转变成钍233、钍233通过β衰变转变成镤（Pa）233的两个核反应方程式； （2）已知一个铀233核在裂变时可产生197.93MeV的能量，则一个铀233核在裂变过程中质量亏损多少千克？（计算结果保留一位有效数字） 18．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。已知质子质量为mH＝1.007 3 u，氦核质量为mHe＝4.002 6 u，电子质量为me＝0.000 55 u，1 u相当于931.5 MeV的能量，真空中的光速c＝3×108 m/s。 (1)写出这个核反应方程； (2)这一核反应能释放多少能量？ (3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 2025-2026学年度高二物理同步周测卷2 考试范围：选修三 第五章 原子核 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A D B D D C A AD BD 题号 11 12 答案 BCD AB 1．C 【知识点】爱因斯坦光子说、德布罗意波、α粒子散射实验、α和β、γ三种射线的性质 【详解】A．光电效应、康普顿效应均说明光具有粒子性，故A错误； B．天然放射的三种射线，电离能力最弱的是γ射线，α射线电离能力最强，故B错误； C．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子能发生衍射，具有波动性，故C正确； D．卢瑟福α粒子散射实验，揭示了在原子内部存在原子核，故D错误。故选C。 2．A 【详解】A. 由半衰期公式可得 古木样品中的比例，是现代植物样品中14C比例的二分之一，则：，A正确； B．再过约5730年，该样品中的将变为原来的四分之一，B错误； C．衰变为的本质是衰变，C错误； D．改变样品测量环境的温度和压强，不可以改变的半衰期，因此不可以改变的衰变快慢，D错误；故选A。 3．D 【详解】用粒子轰击铍时得到原子核和中子，中子不带电，在电场中不发生偏转，穿透能力很强，故ABC正确，D错误；故选D。 4．B 【知识点】α和β、γ三种射线的性质 【详解】天然放射性元素衰变时放出的γ射线是光子流。故选B。 5．D 【知识点】玻尔原子理论的基本假设、α粒子散射实验、原子核式结构模型、天然放射现象的发现过程 【详解】A. 1896年贝克勒尔发现了天然放射现象，使人们认识到原子核内部有复杂结构，故A错误； B. 通过α粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构模型，粒子散射实验肯定了卢瑟福核式结构模型，故B错误； C. 卢瑟福核式结构模型否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”，但也不能解释原子的稳定性，故C错误； D. 玻尔的原子模型成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱实验规律，故D正确。故选D。 6．D 【详解】A． 半衰期的长度与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将不变，故A错误； B． 衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故B错误； C． 在这三种射线中，射线是高速电子流，故C错误； D． 铀核衰变为铅核的过程中，每经一次α衰变质子数少2，质量数少4；而每经一次β衰变质子数增1，中子数不变；由质量数和核电荷数守恒，要经过8次α衰变和6次β衰变，故D正确。故选D。 7．C 【知识点】核裂变、德布罗意波、发现阴极射线——电子的实验装置、天然放射现象的发现过程 【详解】A．电子的发现（汤姆逊实验）表明原子可分，但未直接证实原子核的结构，A错； B．天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构，故B错误； C．核电站通过可控链式核裂变反应（如铀-235裂变）释放能量发电，故C正确； D．电子衍射是波动性的表现，证实了电子具有波动性，故D错误。故选C。 8．A 【详解】裂变时质量亏损(m1+m2)-(m3+m4-10m2)=m1-9m2-m3-m4，选项A正确；根据质能方程可知，裂变时释放的能量(m1-9m2-m3-m4)c2，选项B错误；半衰期与外界条件无关，选项C错误；Y原子的质量数90，电荷数为54，则中子数为36个，选项D错误；故选A. 9．AD 【详解】要想使原子核之间发生聚变反应就必须使原子核之间的距离接近到才能进行。要使原子核间距离达到时，就必须使原子核间有足够大的动能，要获得如此大的动能，就必须从外界获得足够大的能量，故AD正确BC错误。故选AD。 10．BD 【知识点】振荡回路、玻尔原子理论的基本假设、半衰期的概念 【详解】A．元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，故A错误； B．玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，动能增大，电势能减小，总能量减小，故B正确； C．若磁场正在增强，根据能量守恒定律可知，电场能正在减少，电容器正在放电，C错误； D．原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，故D正确． 11．BCD 【知识点】能量子、康普顿效应的现象及其解释、氢原子光谱、结合能与比结合能 【详解】A．康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项A错误； B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，选项B正确； C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，选项C正确； D．比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时有质量亏损，则一定释放核能，选项D正确。故选BCD。 12．AB 【详解】A．轻核聚变与重核裂变均释放能量，太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变，故A正确； B．轻核聚变与重核裂变均释放能量，核电站是利用重核的裂变，故B正确； C．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，故C错误； D．发生光电效应的条件是取决于照射光的频率而与光照强度无关，故D错误。故选AB。 13． α粒子 氮气 【详解】[1][2]卢瑟福第一次用粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，因此图中的A为放射源发出的粒子，在通入气体B前调整银箔的厚度，促使荧光屏看不见由粒子引起闪光，通入B的气体是为氮气。 14． 4.5 为零 2 【详解】（1）[1][2]根据光电效应方程可知 解得 光电子的最大初动能与入射光强度无关，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，光电子依然不能到达阳极，所以电流计的读数仍为零。 （2）[3] β衰变，电荷数增加1，质量数不变，铀239衰变成钚239，电荷数增2，质量数不变，知发生了2次β衰变． [4] 该过程的核反应方程式为 [5] 运用动量守恒定律和能量守恒定律 解得 15．(1)；(2) 【知识点】质能方程 【详解】(1)由质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为 (2)根据得 16．放出能量； 【知识点】质能方程 【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，一个质子和两个中子结合为氚核时得 H+2 n→ H 2个中子和1个质子结合成 H时 △m=2mn+mP−mH=1.007277u+2×1.008665u−3.016050u=0.008557u 发生了质量亏损，所以将放出能量；根据爱因斯坦质能方程,放出的能量为 △E=△mc2=0.008557×931.5=7.97MeV 17．（1）,；（2）4×10-28kg 【知识点】核反应方程的书写、质能方程 【详解】（1）中子轰击钍232转变成钍233的核反应方程为 钍233通过β衰变转变成镤（Pa）233的核反应方程为 （2）根据质能方程可得一个铀233核在裂变过程中质量亏损 18．(1) (2)23.8 MeV (3)4.2 × 109 kg 【知识点】核反应方程的书写、质能方程 【详解】（1）四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应方程为 （2）根据爱因斯坦质能方程，核反应释放的能量为。 （3）太阳每秒减少的质量为。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $