周测评 (24) 核力与结合能 核裂变与核聚变 “基本”粒子-【衡水真题密卷】2026-2027学年高二物理学科素养周测评（人教版）

2026一2027学年度高二学科素养周测评（二十四） 物理·核力与结合能 核裂变与核聚变“基本”粒子 本试卷总分100分，考试时间40分钟。 一、单项选择题：本题共4小题，每小题8分，共32分。每小题只有一个选项符合题目要求。 题号 2 3 答案 1.现代物理学认为，自然界存在着四种基本相互作用，那么引起原子核β衰变的是以下哪 种相互作用 () A.引力相互作用 B.电磁相互作用 C.强相互作用 D,弱相互作用 2.太阳不断向外辐射能量，太阳的质量在不断地减小，已知地球所处位置每平方米每秒接 收到的太阳能约为1.56×103J,日地间距离约为r=1.5×101m,设太阳辐射的能量均 匀分布在以太阳为球心、日地距离为半径的球面上，则太阳每秒减少的质量约为() A.4×109kg B.1×1012kg C.4×1012kg D.1×1013kg 3.通过检测发现三星堆遗址出土的文物，年代从公元前3000年延续至公元前1200年，跨 越了近2000年，用实物展示了连绵5000年的中华文化。考古通常用C年代检测法 推算出土文物的年代。C的衰变方程为C→N十X,下列说法正确的是() A.衰变方程中的X是中子 B.文物所埋藏的环境会影响'C的半衰期，进而对推算年代造成影响 C.若C、N、X的质量分别是m1、m2、m3,则一个C发生衰变时，释放的能 量为(m1一m2-m3)c2 D.N与X的质量之和等于C的质量 4.如图所示是部分原子核的比结合能（平均结合能）与质量数的关系图像，通过该图像可 以得出一些原子核的比结合能，如O的核子比结合能约为8MeV,He的核子比结合 能约为7MeV,根据该图像判断下列说法正确的是 () ↑比结合能MeV 160 8-He 6 Li 2 102050100150200250质量数 高二学科素养周测评（二十四）物理第1页（共4页） 人生没有白走的路，每一步都算数 A.Kr核的比结合能比Ba大，因此Ba比Kr更稳定 班级 B.He核的结合能约为14MeV C.把O分成4个He要吸收约16MeV的能量 姓名 D.把O分成8个质子和8个中子比把8O分成4个He要多吸收约16MeV的能量 二、多项选择题：本题共2小题，每小题8分，共16分。每小题有多项符合题目要求，全部 选对得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分。 得分 题号 6 答案 5.一个电子和另一个正电子相遇时，会发生“湮灭”，即这一对正、负电子会“消失”而转化 为一对光子，光子的静止质量为零，则这一转化过程 A.质量增大，能量减小 B.质量减小，能量增大 C.质量和能量的总量守恒 D.质量和能量的总量不守恒 6.静止的原子核U在匀强磁场中发生α衰变，衰变后的α粒子与新核X均做匀速圆周 运动，若U,α粒子，新核X的比结合能分别为E1、E2、E3,真空光速为c,不计衰变放 出光子的动量，下列说法正确的是 A.α粒子与新核X的轨迹相内切 B.a粒子与新核X做圆周运动的周期之比为90：117 C.a粒子与新核X做圆周运动的半径之比为45：1 D.该核反应的质量亏损为238E,一4E,一234E, c2 三、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)一个铀核(2U)衰变为钍核(Th)时释放一个a粒子。已知铀核的质量为3.853 13×10-25kg,针核的质量为3.78657×10-5kg,a粒子的质量为6.64672×10-27kg, 光在真空中的速度为3×108m/s。 (1)写出这个衰变过程的衰变方程。 (2)在这个衰变过程中释放的能量等于多少焦耳？ 高二学科素养周测评（二十四）物理第2页（共4页） 1 8.(20分)某次核反应中，2U变成Xe和Sr,同时释放出若干中子.2U的平均结合能 约为7.6MeV,Xe的平均结合能约为8.4MeV,8Sr的平均结合能约为8.7MeV。 (1)把2U分解成核子时，要吸收多少能量？ (2)使相应的核子分别结合成Xe和8Sr时，要释放出多少能量？ (3)在这个核反应中是吸收能量还是释放能量，这个能量大约是多少？ 1 高二学科素养周测评（二十四）物理第3页（共4页） 9.(20分)月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931MeV的能量，普朗克常量h=6.63×10-34J·s(结果均保留三位有效 数字)。 (1)一个质子和两个中子结合为氚核，写出该核反应方程并判断是吸收还是释放能量， 该能量是多少？ (2)氚核的比结合能是多少？ (3)如果此能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？ 高二学科素养周测评（二十四）物理第4页（共4页）2026 学科素养周测评 2026一2027学年度高二学科素养周测评（二十四） 物理·核力与结合能 核裂变与核聚变 “基本”粒子 一、单项选择题 6.BC【解析】该α衰变的核反应的方程式为 1.D【解析】自然界的各种作用力归结起来是四 U→26X十He,产生的新核X和a粒子均 种最基本的相互作用：引力相互作用、电磁相互 带正电，衰变过程满足动量守恒而且总动量为 作用、强相互作用和弱相互作用，弱相互作用是 零，则衰变刚结束时，Q粒子与新核X的动量等 引起原子核B衰变的原因，D正确。 大反向，根据左手定则和洛伦兹力提供向心力 2.A【解析】太阳每秒辐射的能量E=4πr2E0, 可知，《粒子与新核X的轨迹相外切，A错误； 4πr2E0≈4X10kg,A 根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期 且E=△mc2,解得△m= 公式T= 2πm 得Tm:.x-90 正确。 D,可得Txmx9a117B正确； 3.C【解析】根据衰变过程满足质量数和电荷数 根据洛伦兹力提供向心力gB=m。,衰变结束 守恒，可知X为-9e,即X是电子，A错误；文物 所埋藏的环境不会影响C的半衰期，不会对推 时，α粒子与新核X的动量大小相等，可得r 算年代造成影响，B错误；若C、1N、X的质量 BgBG,可得。rx=qx:g。=90:2=45:1, mu p 分别是m1、m2、m3,则一个C发生衰变时，释 C正确；α衰变是放能核反应，反应后原子核结 放的能量Q=△m·c2=(m1-m2-m3)c2,C 合得更紧密，新核的比结合能更大，由能量守恒 正确；由于在衰变过程中要释放能量，质量要亏 可得△E=△mc2=4E2+234E3一238E1,解得 损，则4N与X的质量之和小于1C的质量，D 4E2+234E3-238E 错误。 △m= c2 ,D错误。 4.C【解析】比结合能为原子核的核子结合为原 三、非选择题 子核的过程中所释放的能量与核子数的比值， 7.(1)288U→24Th+He(2)8.352×10-13J 比结合能越大，原子核越稳定，根据题图示可 【解析】(1)根据电荷数守恒和质量数守恒写出 知，6Kr核的比结合能比4Ba大，则8Kr比lBa 衰变方程为28U→2Th十He (3分) 更稳定，A错误；He核的比结合能约为 (2)衰变前后亏损的质量 7MeV,则He核的结合能约为4X7MeV= △m=mu-mh-m。=0.0000928X10-25kg 28MeV,B错误；把8O分成8个中子和8个质 (3分) 子需要吸收的能量△E=16×8MeV=128MeV, 释放的能量为△E=△mc3 (3分) 把2个质子与2个中子组合成一个氨核需要释放 解得△E=8.352×10-13J。 (3分) 的能量△E=4×7MeV=28MeV,所以把}O分 8.(1)1786MeV(2)1142.4MeV783MeV 成4个4He要吸收△E=△E一4△E=16MeV, (3)释放能量139.4MeV C正确；结合上述可知，把O分成8个质子和8 【解析】(1)把U分解成核子时，要吸收的能 个中子需要吸收128MeV的能量，把1O分成4 量E1=235×7.6MeV=1786MeV(4分) 个4He需要吸收l6MeV的能量，所以把O分 (2)使相应的核子结合成Xe要释放的能量 成8个质子和8个中子比把O分成4个号He E2-136×8.4MeV=1142.4MeV (4分) 要多吸收的能量约为128MeV一16MeV= 使相应的核子结合成Sr要释放的能量 112MeV,D错误。 E3=90X8.7 MeV=783 MeV (4分) 二、多项选择题 (3)这个核反应放出的能量 5.BC【解析】根据爱因斯坦的质能方程可知，光 E=E2+E3-E1=139.4MeV>0 (4分) 子能量的来源是电子质量的亏损，即正、负电子 故会释放能量139.4MeV。 (4分) 的质量减小，由△E=△mc2可知光子的能量增 9.(1)HH+26n→H释放能量7.97MeV 大，A错误，B正确；根据能量守恒定律可知，静 (2)2.66MeV(3)1.92×101Hz 止质量的减小量变成了光子的运动质量，则质 【解析】(1)一个质子和两个中子结合成氚核的 量和能量的总量守恒，C正确，D错误。 反应方程式是}H十2nH (4分) ·44· ·物理· 参考答案及解析 反应前各核子总质量 △E=0.008557u×931.5MeV≈7.97MeV mp+2mm=1.007277u+2×1.008665u= (4分) 3.024607u (2分) (2)氚核的结合能即为△E=7.97MeV 反应后新核的质量mH=3.016050u (2分) △E 它的比结合能为3≈2.66MeV （2分) 质量亏损△m=3.024607u-3.016050u= 0.008557u (2分) (3)放出光子的频率 因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此 △E v= ≈1.92X1021Hz。 (4分) 核反应为放能反应。释放的核能 h 2026一2027学年度高二学科素养周测评（二十五） 物理·阶段检测（六） 一、单项选择题 个数N=nNa=6.0×103,根据核聚变反应方程，1 1.A【解析】黑体能够完全吸收入射的各种波长 个氘核参与反应的质量亏损△= 的电磁波而不发生反射，A正确；任何物体都会 (2.0141+3.0161-4.0026-1.0087)u=0.0189u, 有热辐射，B错误；电磁波是一种物质，能在真 则1个氘核参与反应释放的能量△E=0.0189× 空中传播，C错误；一个物体所具有的能量是量 931.5MeV≈17.6MeV,2g氘完全参与聚变释 子化的，是一个非连续值，D错误。 放出能量E=N△E=6.0×1023×17.6MeV= 2.D【解析】题图甲中，线圈包含条形磁铁内部 1.05×1025MeV,B正确。 全部向右的磁感线，以及条形磁铁外部的部分 二、多项选择题 向左的磁感线，线圈面积扩大时，向左的磁感线 5.AC【解析】由爱因斯坦光电效应方程Ek= 条数增加，所以抵消向右的磁感线增加，那么穿 hy一W。,最大初动能与遏止电压的关系Ek= 过线圈的磁通量减小，A错误；根据安培定则可 eU。,逸出功与极限频率的关系W。=hy。,联立 知，通电导线电流方向水平向右时，其下方磁场 可得U= Ek h e=。w一)，分析可知，当U。为 向里，磁场方向也是小磁针N极受力的方向，所 零时，y=ye,即横截距表示极限频率，则y。< 以小磁针N极应向里转动，B错误：根据安培定 yc2,若题图线1为金属a,则金属a的极限频率 则可知电磁铁上端为N极，电磁充气泵给外部 小于金属b,金属a的逸出功小于金属b,A正 充气，说明电磁铁上端与小磁体下端是相互吸 确，B错误；由hv=W。十eU。可知入射光频率相 引状态，所以小磁体下端为S极，C错误；氨原 同时，逸出功越小遏止电压越大，题图线3对应 子光谱中的亮线是由原子从高能级向低能级跃 金属的遏止电压更大，1、3应为同种金属，2、4 迁时释放出的光子形成的，光子能量等于两个 应为另外一种金属，C正确，D错误。 能级能量差，所以原子的发射光谱只有一些分 6.BD【解析】衰变过程质量数和电荷数守恒，A 立的亮线，是由于原子的能级是分立的，D 错误；根据质能方程△E=△mc2,由于△E1> 正确。 △E2,正、负电子质量相等，可知B衰变质量亏 3.B【解析】阝衰变释放能量，反应后的原子核更 损更多，故船Zn的质量比Ni的质量小，B正 稳定，故C的比结合能比4N的小，A错误；原 确；设4Zn的比结合能为E1,酷Ni的比结合能为 子核衰变时质量数守恒，但会出现质量亏损，释 E2,根据能量守恒定律有64E1一64E=△E1, 放能量，B正确；衰变的快慢是由原子核内部自 64E2-64E=△E2,AZn的比结合能E1=E十 身因素决定的，与化学状态无关，C错误；根据 64,Ni的比结合能E2=E+△E △E1 64 ,C错误，D 质量数守恒和电荷数守恒，可知X为电子，属于 B衰变，3衰变的实质是核内的一个中子转变为 正确。 一个质子，并放出一个电子，D错误。 三、非选择题 7.(1)H+He→H+n(2)17.6MeV 解析】2g氘的物质的量n=V10l 【解析】(1)核反应方程为 ·45· 1