2024版新教材高考物理复习特训卷考点96原子核

这是一份2024版新教材高考物理复习特训卷考点96原子核，共8页。试卷主要包含了[2022·浙江1月]等内容，欢迎下载使用。


A．②是来自于原子核外的电子
B．①的电离作用最强，是一种电磁波
C．③的电离作用较强，是一种电磁波
D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子
2.[2022·山东卷]碘125衰变时产生γ射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病．碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的（ ）
A． eq \f(1,16) B． eq \f(1,8)
C． eq \f(1,4) D． eq \f(1,2)
3.[2023·广东佛山市第二次模拟]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 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C年代检测法推算出土文物的年代． eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的衰变方程为 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C―→ eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N＋X，下列说法正确的是（ ）
A．衰变方程中的X是中子
B． eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C需吸收能量才能发生衰变
C．随着 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的不断衰变，其半衰期会逐渐变长
D． eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N与X的质量之和小于 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的质量
4.[2023·湖北武汉市联考]2021年12月20日，16项国家科技重大专项之一——石岛湾高温气冷堆核电站示范工程首次并网发电，这是全球首个并网发电的第四代高温气冷堆核电项目．核电站铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，核反应方程是 eq \\al(\s\up1(235),\s\d1( 92)) U＋ eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(0)) n―→ eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 56)) Ba＋ eq \\al(\s\up1(89),\s\d1(36)) Kr＋3 eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(0)) n，已知铀核质量为m1，钡核质量为m2，氪核质量为m3，中子质量为m4，则该核反应释放的核能是（ ）
A． eq \f(1,2) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(m1－m2－m3－3m4)) c2
B． eq \f(1,2) eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(m1－m2－m3－2m4)) c2
C． eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(m1－m2－m3－3m4)) c2
D． eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(m1－m2－m3－2m4)) c2
5.[2022·浙江6月]（多选）秦山核电站生产 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的核反应方程为 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N＋ eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(0)) n―→ eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C＋X，其产物 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的衰变方程为 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C―→ eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N＋ eq \\al(\s\up1( 0),\s\d1(－1)) e.下列说法正确的是（ ）
A．X是 eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H
B． eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C可以用作示踪原子
C． eq \\al(\s\up1( 0),\s\d1(－1)) e来自原子核外
D．经过一个半衰期，10个 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C将剩下5个
6.[2022·湖北卷]上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(4)) Be俘获核外K层电子e，可生成一个新原子核X，并放出中微子νe，即 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(4)) Be＋ eq \\al(\s\up1( 0),\s\d1(－1)) e―→X＋ eq \\al(\s\up1(0),\s\d1(0)) νe.根据核反应后原子核X的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在．下列说法正确的是（ ）
A．原子核X是 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li
B．核反应前后的总质子数不变
C．核反应前后总质量数不同
D．中微子νe的电荷量与电子的相同
7.[2022·北京卷]2021年5月，中国科学院全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）取得新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录，向核聚变能源应用迈出重要一步．等离子体状态不同于固体、液体和气体的状态，被认为是物质的第四态．当物质处于气态时，如果温度进一步升高，几乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而离解为电子和正离子，此时物质称为等离子体．在自然界里，火焰、闪电、极光中都会形成等离子体，太阳和所有恒星都是等离子体．下列说法不正确的是（ ）
A．核聚变释放的能量源于等离子体中离子的动能
B．可以用磁场来约束等离子体
C．尽管等离子体整体是电中性的，但它是电的良导体
D．提高托卡马克实验装置运行温度有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力
8.[2022·辽宁卷]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＋ eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(12)) Mg―→ eq \\al(\s\up1(26),\s\d1(13)) Al，已知X、 eq \\al(\s\up1(23),\s\d1(12)) Mg、 eq \\al(\s\up1(26),\s\d1(13)) Al的质量分别为m1、m2、m3，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 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H
B．X为氚核 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H
C．E＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(m1＋m2＋m3)) c2
D．E＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(m1＋m2－m3)) c2
9.[2022·浙江1月]（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6.9×1011kW·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．下列说法正确的是（ ）
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27.6 kg
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235 92U＋ eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(0)) n―→144 56Ba＋ eq \\al(\s\up1(89),\s\d1(36)) Kr＋3 eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(0)) n的核反应
10.[2023·浙江嘉兴质检]1926年首次结合放射性氡应用了示踪技术，后来又进行了多领域的生理、病理和药理研究．氡的放射性同位素最常用的是222 86Rn.222 86Rn经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的206 82Pb.则（ ）
A．式子中的m＝4，n＝2
B．核反应方程为222 86Rn―→ eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He＋206 82Pb
C．222 86Rn的比结合能小于206 82Pb的比结合能
D．通过改变温度等外部条件，可以控制放射性氡的半衰期
11.[2023·广东省茂名市高州市第二次模拟]如 2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院的可控核聚变装置全超导托卡马克（EAST）缔造了新的纪录，实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步．已知该装置内部发生的核反应方程为： eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H＋ eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H―→ eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He＋X，已知 eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H、 eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He和X的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u，1 u相当于931.5 MeV，则下列说法中正确的是（ ）
A．X是质子
B．该核聚变反应过程中释放的能量约为19.6 MeV
C．该反应中生成物的结合能之和大于反应物的结合能之和
D．该反应存在质量亏损，根据ΔE＝mc2可知，部分质量转化成了能量
12.如图为人们利用量子理论研制的电子显微镜拍摄到的铀酰微晶照片，放大了约1亿倍，这是光学显微镜做不到的．对于量子理论的建立过程，下列说法不符合事实的是（ ）
A． eq \\al(\s\up1(235),\s\d1( 92)) U＋ eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(0)) n―→ eq \\al(\s\up1(144),\s\d1( 56)) Ba＋ eq \\al(\s\up1(89),\s\d1(36)) Kr＋x eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(0)) n中的x＝3
B．爱因斯坦光子说解释了光电效应现象，说明了光子具有能量和动量
C．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
D．电子显微镜利用高速电子束的德布罗意波长比可见光更小提高了分辨能力
13.[2023·福建三明一中模拟]以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（ ）
A．核反应 eq \\al(\s\up1(238),\s\d1( 92)) U―→ eq \\al(\s\up1(234),\s\d1( 90)) Th＋ eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He为重核裂变
B． eq \\al(\s\up1(234),\s\d1( 90)) Th衰变为 eq \\al(\s\up1(222),\s\d1( 86)) Rn，经过3次α衰变，2次β衰变
C．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
D．汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核式结构学说
14.如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为（ ）
A．6 B．8
C．10 D．14
15.[2022·全国甲卷]两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0，在t＝0时刻这两种元素的原子核总数为N，在t＝2t0时刻，尚未衰变的原子核总数为 eq \f(N,3) ，则在t＝4t0时刻，尚未衰变的原子核总数为（ ）
A． eq \f(N,12) B． eq \f(N,9)
C． eq \f(N,8) D． eq \f(N,6)
16.医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的．对于质量为m0的113Sn，经过时间t后剩余的113Sn质量为m，其 eq \f(m,m0) ­ t图线如图所示．从图中可以得到113Sn的半衰期为（ ）
A．67.3 dB．101.0 d
C．115.1 dD．124.9 d
17.[2022·北京卷]正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷．在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示．下列说法正确的是（ ）
A．磁场方向垂直于纸面向里
B．轨迹1对应的粒子运动速度越来越大
C．轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大
D．轨迹3对应的粒子是正电子
考点96 原子核——练基础
1．答案：D
解析：三种射线均来自于原子核内，A错误；从图中可看出，一张纸能挡住①射线，则①射线一定是α射线，其贯穿本领最差，电离能力最强，但不是电磁波，而是高速粒子流，B错误；铝板能挡住②，而不能挡住③，说明③一定是γ射线，其电离能力最弱，贯穿本领最强，是一种电磁波，属于原子核内以能量形式释放出来的以光速运行的高能光子，C错误，D正确．
2．答案：B
解析：设碘125刚植入时的质量为m0，则经过n＝ eq \f(180,60)＝3个半衰期以后剩余的质量为m＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(n)m0，解得 eq \f(m,m0)＝ eq \f(1,8)，B项正确．
3．答案：D
解析：根据质量数、电荷数守恒可补全该衰变方程有 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C―→ eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N＋ eq \\al(\s\up1(0),\s\d1(－1)) e，可知X为电子，A错误；衰变是可以自发发生的且在衰变过程中会释放能量，B错误；某种元素的半衰期长短由其本身因素决定，与它所处的物理、化学状态无关，C错误；由于在衰变过程中要释放能量，质量要亏损，则 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 7)) N与X的质量之和小于 eq \\al(\s\up1(14),\s\d1( 6)) C的质量，D正确．
4．答案：D
解析：核反应中质量亏损为Δm＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(m1＋m4))－ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(m2＋m3＋3m4))＝m1－m2－m3－2m4
由质能方程ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－m3－2m4)c2，故选项D正确．
5．答案：AB
解析：根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可知X为质子 eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(1)) H，A正确；由于14 6C具有放射性，且C是构成生物体的主要元素之一，所以14 6C可以用作示踪原子，B正确；β衰变放出的电子 eq \\al(\s\up1( 0),\s\d1(－1)) e来自原子核，C错误；由于半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核不适用，所以经过一个半衰期，10个14 6C不一定剩下5个，D错误．
6．答案：A
解析：根据质量数守恒和电荷数守恒知，X的质量数为7，电荷数为3，可知原子核X是 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li，A正确、C错误；由选项A可知，原子核X是 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li，则核反应方程为 eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(4)) Be ＋ eq \\al(\s\up1( 0),\s\d1(－1)) e―→ eq \\al(\s\up1(7),\s\d1(3)) Li ＋ eq \\al(\s\up1(0),\s\d1(0)) νe，则反应前的总质子数为4，反应后的总质子数为3，B错误；中微子不带电，则中微子νe的电荷量与电子的不相同，D错误．
7．答案：A
解析：核聚变释放的能量源于原子核的质量亏损，A错误；带电粒子运动时，在匀强磁场中会受到洛伦兹力的作用而不飞散，故可以用磁场来约束等离子体，B正确；等离子体是各种粒子的混合体，整体是电中性的，但有大量的自由粒子，故它是电的良导体，C正确；提高托卡马克实验装置运行温度，增大了等离子体的内能，使它们具有足够的动能来克服库仑斥力，有利于克服等离子体中正离子间的库仑斥力，D正确．
8．答案：B
解析：根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为3，电荷数为1，为氚核 eq \\al(\s\up1(3),\s\d1(1)) H，A错误，B正确；因该反应为人工转变，反应前两种粒子都有动能(总动能设为Ek1)，反应后的生成物也有动能Ek2，根据质能方程可知，由于质量亏损反应放出的能量为ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，则反应释放的能量为E＝Ek1＋ΔE－Ek2＝Ek1－Ek2＋(m1＋m2－m3)c2，C、D错误．
9．答案：CD
解析：秦山核电站利用的是重核裂变释放的能量，故选项A错误；如果不考虑核能与电能的转化效率，则根据爱因斯坦质能方程E＝mc2可以推算出，原子核亏损的质量约为m＝ eq \f(E,c2)＝ eq \f(6.9×1011×3.6×106,9×1016) kg＝27.6 kg，但核能转化为电能的效率不可能达到100%，所以质量亏损应该超过27.6 kg，故选项B错误；镉吸收中子的能力强，因此在核电站反应堆中需要用镉棒调节中子的数目，从而控制链式反应的速度，故选项C正确；反应堆利用铀235的裂变，生成多个核和中子，且产物有随机的两分裂、三分裂，即存在235 92U＋ eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(0)) n―→144 56Ba＋ eq \\al(\s\up1(89),\s\d1(36)) Kr＋3 eq \\al(\s\up1(1),\s\d1(0)) n的核反应，故选项D正确．
10．答案：C
解析：根据α衰变规律和β衰变规律可得，m＝(222－206)÷4＝4，n＝m×2－(86－82)＝4，选项A错误；核反应方程为222 86Rn―→4 eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He＋4 eq \\al(\s\up1( 0),\s\d1(－1)) e＋206 82Pb，选项B错误；根据比结合能越大原子核越稳定可知，衰变生成物的比结合能较大，则222 86Rn的比结合能小于206 82Pb的比结合能，选项C正确；半衰期与放射性元素所处的外部条件和化学状态无关，选项D错误．
11．答案：C
解析：根据质量数守恒和核电荷数守恒可知X是中子，A错误；根据爱因斯坦的质能方程ΔE＝mc2＝(2.014 1 u＋3.016 1 u－4.002 6 u－1.008 7 u)×931.5 MeV＝17.6 MeV，B错误；核聚变反应是放热反应，生成物的结合能之和一定大于反应物的结合能之和，C正确；爱因斯坦的质能方程ΔE＝mc2说明一定的质量与一定的能量相对应，质量和能量不能相互转化，D错误．
12．答案：B
解析：由质量数守恒得235＋1＝144＋89＋x
解得x＝3，故A正确；爱因斯坦光子说解释了光电效应现象，说明了光子具有能量，而康普顿效应说明光子具有动量，故B错误；卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构学说，故C正确；电子显微镜利用高速电子束的德布罗意波长比可见光更小的规律提高了分辨能力，故D正确．故选B.
13．答案：B
解析：核反应 eq \\al(\s\up1(238),\s\d1( 92)) U―→ eq \\al(\s\up1(234),\s\d1( 90)) Th＋ eq \\al(\s\up1(4),\s\d1(2)) He为α衰变，A错误；设 eq \\al(\s\up1(234),\s\d1( 90)) Th衰变为 eq \\al(\s\up1(222),\s\d1( 86)) Rn经过x次α衰变，y次β衰变，则4x＝234－222，2x－y＝90－86，解得x＝3，y＝2， eq \\al(\s\up1(234),\s\d1( 90)) Th衰变为 eq \\al(\s\up1(222),\s\d1( 86)) Rn经过3次α衰变，2次β衰变，B正确；原子核发生β衰变的电子为中子转化为质子时从原子核中释放出来，不是原子核外电子，C错误；原子核式结构学说由卢瑟福提出，D错误．
14．答案：A
解析：只有在原子核发生β衰变时，才产生电子，发生一次β衰变，中子数减少1个，质子数增加1个，由题图知，共发生6次β衰变，A正确．
15．答案：C
解析：设两种放射性元素的原子核原来总数分别为N1和N2，则N＝N1＋N2，因为N余＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up6(\f(t,T))·N原，所以t＝2t0时刻， eq \f(N,3)＝N1 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(2)＋N2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(1)，联立解得N1＝ eq \f(2,3)N，N2＝ eq \f(1,3)N，故t＝4t0时刻，N1 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(4)＋N2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2))) eq \s\up12(2)＝ eq \f(N,8)，C项正确．
16．答案：C
解析：由题图可知从 eq \f(m,m0)＝ eq \f(2,3)到 eq \f(m,m0)＝ eq \f(1,3)恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为T＝182.4 d－67.3 d＝115.1 d，A、B、D错误，C正确．
17．答案：A
解析：1和3粒子绕转动方向一致，则1和3粒子为电子，2为正电子，电子带负电且顺时针转动，根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，A正确，D错误；电子在云室中运行，洛伦兹力不做功，而粒子受到云室内填充物质的阻力作用，粒子速度越来越小，B错误；带电粒子若仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可知qvB＝m eq \f(v2,r)，解得粒子运动的半径为r＝ eq \f(mv,qB)，根据题图可知轨迹3对应的粒子运动的半径更大，速度更大，粒子运动过程中受到云室内物质的阻力的情况下，此结论也成立，C错误．