2025年高考物理壓軸訓(xùn)練21

選擇題（共10小題）

1.（2024?洛陽一模）圖像可以直觀地反映物理量之間的關(guān)系，如圖所示，甲圖是光電管中光電流與電壓

關(guān)系圖像，乙圖是c、d兩種金屬遏止電壓與入射光頻率之間的關(guān)系圖像，丙圖是放射性元素氫的質(zhì)量和

初始時質(zhì)量比值與時間之間的關(guān)系圖像，丁圖是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間關(guān)系圖像，下列判斷正確

的是（）

比結(jié)合能/MeV

T

B.乙圖中,金屬c的逸出功小于金屬d的逸出功

C.丙圖中，每過3.8天要衰變掉質(zhì)量相同的氨

D.丁圖中，質(zhì)量數(shù)越大原子核越穩(wěn)定

2.（2024?嘉興模擬）如圖所示的射線測厚儀采用放射性元素3笈作為放射源，其發(fā)生月衰變的半衰期為

6h,則該測厚儀（）

A.始7c衰變產(chǎn)物為^Nb

B.衰變的原因是弱相互作用

C.用于監(jiān)測與控制鋼板厚度的最佳選擇是尸射線

D.20g放射源Tc經(jīng)12/?后剩余物質(zhì)的質(zhì)量為5g

3.（2024?廣東模擬）2023年8月24日，日本福島第一核電站核污染水開始排海，核污染水中含有葩、碘、

航、碗等60多種放射性元素，它們將對海洋生物產(chǎn)生危害，最終會給人類帶來威脅。核污染水中碘131

的含量很高，碘131有多種方式產(chǎn)生，其中一種是由端131發(fā)生衰變產(chǎn)生，已知碑131的衰變方程為

^Tef%/+X,下列說法正確的是（）

A.X是0粒子

B.野/的比結(jié)合能比劈Te的要大

C.上述衰變方程中的X粒子為原子核核外電子電離后的產(chǎn)物

D.確在空氣中燃燒生成二氧化磺，會導(dǎo)致硫元素的半衰期發(fā)生變化

4.（2024?江蘇一模）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止的放射性原子核CX）發(fā)生了一次a衰變,

放射出的a粒子C"e）在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為R.以“、q分別表示a粒子的

質(zhì)量和電荷量，生成的新核用￥表示，真空中光速為c,下列說法正確的是（）

A.新核y在磁場中做圓周運動的軌道半徑為4

B.a粒子做圓周運動可等效成一個環(huán)形電流，且電流大小為/=2吃

Tim

c.若衰變過程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為0粒子和新核y的動能，則衰變過程中的質(zhì)量虧損約為4

A（qBR）?

m=---------------

2m（A-4）c~

D.發(fā)生衰變后產(chǎn)生的e粒子與新核Y在磁場中旋轉(zhuǎn)方向相同，且軌跡為相內(nèi)切的圓

5.（2024?海淀區(qū)校級模擬）如圖所示，某次鈾核裂變反應(yīng)式為貧曹加+北舟+￡〃，反應(yīng)產(chǎn)生

的中子可能擊中其它鈾原子核從而引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，用心、叫、%.分別表示卻/、丁由、黑石■核的

質(zhì)量，c為真空中的光速，下列說法正確的是（）

A.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)若能發(fā)生，鈾原料的體積必須大于臨界體積

B.裂變產(chǎn)物仁&?的比結(jié)合能小于腎的比結(jié)合能

C.該核反應(yīng)過程中質(zhì)量有所增加

D.該核反應(yīng)中放出的核能為（加0-叫“-心⑹尸

6.（2024?浙江）發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為“玉兔二號”巡視器的核電池中杯238的

衰變方程為型貫方4"+丫正確的是（）

A.核反應(yīng)方程中的X為12cB.衰變方程中的y為\He

C.中子加的質(zhì)量數(shù)為零D.杯238的衰變吸收能量

7.（2024?東湖區(qū)校級模擬）下列四幅圖分別對應(yīng)四種說法，其中正確的是（）

E/eV

-0

-0.54

-0.85

-1.51

-3.40

-13.6

A.圖甲中鈾238的半會期是45億年，經(jīng)過45億年，10個鈾238必定有5個發(fā)生技變

B.圖乙中笊核的比結(jié)合能小于氮核的比結(jié)合能

C.圖丙中一個氫原子從"=4的能級向基態(tài)躍遷時，最多可以放出6種不同頻率的光

D.圖丁中為光電效應(yīng)實驗，用不同光照射某金屬得到的/-U關(guān)系圖，則。光頻率最高

8.（2024?江西模擬）1898年居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性元素針（瞿尸。）。若元素針發(fā)生某種衰變，其半衰期是

138天，衰變方程為尸?！捌铡?+/+7,下列說法正確的是（）

A.該元素發(fā)生的是尸衰變

B.y原子核含有3個核子

C.7射線可用于腫瘤治療

D.200g的尸。經(jīng)276天，已發(fā)生衰變的質(zhì)量為100g

9.（2024?祁江區(qū)模擬）在醫(yī)療診斷中，常用半衰期為20加〃的：C作為示蹤原子，獲得：C的核反應(yīng)方程

為：+"'的衰變方程為：^C^/B+Y,貝心）

A.y為中子

B.:C衰變放出&射線

c.x比y電離作用強(qiáng)

D.經(jīng)40加"，，。會全部發(fā)生衰變

10.（2024?茂名一模）放射性同位素溫差電池又稱核電池技術(shù)比較成熟的核電池是利用?衰變工作的,

其半衰期大約88年，衰變方程為貫尸+y,下列說法正確的是（）

A.經(jīng)過88年，核電池的質(zhì)量會減小一半

B.隨著電池的不斷消耗，著A,的半衰期會逐漸減小

C.貫尸〃衰變放出的射線y是。射線，其電離能力強(qiáng)于/射線

D.呈Pw衰變放出的射線/是△射線，其本質(zhì)上是帶負(fù)電荷的電子流

二.多選題（共5小題）

11.（2024?天津）中國牡基熔鹽堆即將建成小型實驗堆，為我國能源安全和可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。反

應(yīng)堆中涉及的核反應(yīng)方程有：①鏟77;②本即一f為+?！ǎ铝姓f法正確的是（）

A.方程①中X是中子

B.方程②中物7Tz發(fā)生了月衰變

C.受反應(yīng)堆高溫影響，$7〃的半衰期會變短

D.方程②釋放電子，說明電子是原子核的組成部分

12.（2024?浙江二模）2023年8月24日，日本政府不顧周邊國家的反對執(zhí)意向海洋排放福島第一核電站

的核污水，核污水中的放射性物質(zhì)會對海水產(chǎn)生長久的、風(fēng)險不可控的污染。如核污水中的2°尸。具有放

射性，其發(fā)生衰變時的核反應(yīng)方程為普尸。-普pH*,該核反應(yīng)過程中放出的能量為0。設(shè)；胃。的結(jié)

合能為耳，普R,的結(jié)合能為與，X的結(jié)合能為外，已知光在真空中的傳播速度為c，則下列說法正確

的是（）

A.普Pb的比結(jié)合能大于^Po的比結(jié)合能

B.該核反應(yīng)過程中放出的能量。=2Q6E?+44-210耳

C.該核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損可以表示為m

D.衰變過程中放出的光子是由新原子核從高能級向低能級躍遷產(chǎn)生的

13.（2024?寧波二模）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為3的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止的放射性原子核，X）發(fā)生了a衰變放

出了一個a粒子。放射出的a粒子（；〃e）及生成的新核/在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動。a粒子的運

動軌道半徑為A,質(zhì)量為加和電荷量為下面說法正確的是（）

XXXXXXXXX

\\

XXXVX

慚核Y（械核YQ

vLJJ

XXX/XX

XXXXXXXXX

甲乙

A.衰變后產(chǎn)生的a粒子與新核/在磁場中運動的軌跡（箭頭表示運動方向）正確的是圖甲

B.新核y在磁場中圓周運動的半徑&

丫Z-2

C.a粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，環(huán)形電流大小為"-

271m

D.若衰變過程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為a粒子和新核的動能，則衰變過程中的質(zhì)量虧損為

A(BqR￥

2m(A-4)c2

14.（2024?樂清市校級三模）（物理常識）下列說法正確的是（）

A.強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子，質(zhì)子、中子和電子都是強(qiáng)子

B.在慣性約束下，可以用高能量密度的激光照射參加反應(yīng)物質(zhì)從而引發(fā)核聚變

C.常見的金屬沒有規(guī)則的形狀，但具有確定的熔點，故金屬是晶體

D.取分子間距離r為無窮遠(yuǎn)時的分子勢能為0,則當(dāng)r時，分子勢能一定小于0

15.（2024?保定一模）人體暴露于強(qiáng)烈的中子輻射中會在血漿中產(chǎn)生鈉24,可以通過測量鈉24的數(shù)量來

確定患者吸收的輻射劑量。鈉24具有放射性，某次研究其放射特性的實驗中，將孤立鈉24原子靜置于勻

強(qiáng)磁場中，衰變后在磁場中形成兩條圓周徑跡，如圖所示，下列說法中正確的是（）

A.兩條軌跡對應(yīng)的粒子的質(zhì)量之和等于衰變前鈉24的質(zhì)量

B.小圓和大圓的軌道半徑之比為1:12

C.鈉24發(fā)生了分衰變

D.小圓對應(yīng)的粒子的運動方向為逆時針方向

三.填空題（共5小題）

16.（2024?倉山區(qū)校級模擬）2011年3月11日，日本福島核電站發(fā)生核泄漏事故，其中葩137（黑對

核輻射的影響最大，其半衰期約為30年。

（1）請寫出葩137發(fā)生月衰變的核反應(yīng)方程—［己知53號元素是碘（/）,56號元素是領(lǐng)（2a）］。

（2）若在該反應(yīng)過程中釋放的核能為E,則該反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為—（真空中的光速為c）。

（3）泄漏出的錨137約要經(jīng)歷一年才會有87.5%的原子核發(fā)生衰變。

17.（2024?鯉城區(qū)校級模擬）全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站一山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站

示范工程送電成功，標(biāo)志著我國成為世界少數(shù)幾個掌握第四代核能技術(shù)的國家之一。目前核電站獲取核能

的基本核反應(yīng)方程：fU+；nBa+葭Kr+3X,這個核反應(yīng)方程中的X表示—。這個核反應(yīng)釋放

出大量核能；^Ba的比結(jié)合能—（選填“大于”“等于”或“小于”式5。的比結(jié)合能。已知貧0、

、；泳廠、X的質(zhì)量分別為機(jī)］、啊、機(jī)§、”入，真空中的光速為c，這個核反應(yīng)中釋放的核能△

E=o

18.（2024?鯉城區(qū)校級二模）如圖所示關(guān)于原子核結(jié)構(gòu)探究的一個重要實驗示意圖，圖中放射性元素針射

出的①是—粒子（選填或“尸”），科學(xué)家查德威克研究證實從金屬被射出的射線②是由

組成的（選填“中子”或射線”）o被核"e發(fā)生的核反應(yīng)方程為—O

質(zhì)子

涂在銀片上的針金屬被石蠟休風(fēng)而

19.（2024?泉州模擬）2023年8月25日，“中國環(huán)流三號”托卡馬克裝置首次實現(xiàn)100萬安培等離子體電

流下的高約束模式運行，是我國核能開發(fā)進(jìn)程中的重要里程碑。其中的核反應(yīng)方程之一為

+X,則該核反應(yīng)屬于—（選填“聚變”或“裂變”）反應(yīng)，X是（選填“質(zhì)

子"或"中子"）。己知；核的質(zhì)量為叫，核的質(zhì)量為加2，核的質(zhì)量為，X的質(zhì)量為加4,

真空中光速為c,則該核反應(yīng)釋放的核能大小為=

20.（2024?寶山區(qū)校級模擬）快堆，全稱為快中子增殖反應(yīng)堆，是指沒有中子慢化劑的核裂變反應(yīng)堆?？?/p>

堆采用杯點9尸瓦）做燃料，在杯的外圍放置不易發(fā)生裂變的僚Q）,杯239裂變釋放出的快中子被鈾238吸

收，轉(zhuǎn)變?yōu)殁?39,鈾239極不穩(wěn)定，經(jīng)過衰變，進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)橐琢炎兊谋?39,從而實現(xiàn)核燃料的“增

殖”。

（1）鈾239轉(zhuǎn)變?yōu)楸?39,需要經(jīng)過次。衰變，次月衰變。

（2）通常的核裂變反應(yīng)堆，需要將裂變產(chǎn)生的高速中子（快中子）減速成為速度較慢的中子（熱中子）。

重水作慢化劑可使快中子減速。假設(shè)速度為%的中子與重水中的笊核（；〃）發(fā)生正面彈性碰撞，經(jīng)過一次

碰撞后中子速度變?yōu)椤狾

(3)杯239既可能發(fā)生c衰變，也可能發(fā)生月衰變。將杯239核置于勻強(qiáng)磁場中，衰變后粒子運動方向

與磁場方向垂直，圖中的。、6、c、d分別表示粒子的運動軌跡，則下列說法正確的是

A.衰變過程中粒子的動量守恒

B.磁場方向垂直紙面向里

C.甲圖是方衰變，乙圖是a衰變

D.6為a粒子的運動軌跡，c為萬粒子的運動軌跡

(4)如圖丙所示，兩極板間的電壓為U。，杯239衰變后放出的比荷為人粒子以初速度v從距離為"、水

平長度為工的兩極板中心處水平射入，不計粒子的重力，則粒子射出極板時速度方向與水平方向夾角的正

切值為。

?廣?

V

丙

dv

2kLU°

C-

2kLU。

D.------

dv

四.解答題(共5小題)

21.(2024?武進(jìn)區(qū)校級模擬)掌握并采用核聚變產(chǎn)生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一。太陽上

的一種核反應(yīng)為兩個笊核(；〃)聚變成一個；He核。已知笊核的質(zhì)量為2.0136”,中子質(zhì)量為1.0087w,

陽e核的質(zhì)量為3.0150〃olw對應(yīng)931.5Ve/。

(1)寫出該核反應(yīng)方程;

（2）計算上述核反應(yīng)中釋放的核能（保留三位有效數(shù)字）；

（3）若兩個笊核以相等的動能0.45Mek做對心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化成動能,

則反應(yīng)中生成的核和中子的動能各是多少？

22.（2024?江寧區(qū)校級模擬）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次a衰

變。放射出的a粒子（；決）在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動。以根、q分別表示a粒子的質(zhì)量和電荷量。

（1）放射性原子核用表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該a衰變的核反應(yīng)方程；

（2）a粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，求環(huán)形電流大小。

23.（2024?南關(guān)區(qū)校級模擬）如圖所示，在坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，分布著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場

（含坐標(biāo)軸）,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=0.57o坐標(biāo)為（0,3加）的點尸處有一靜止的原子核聲。發(fā)生了4衰變，

a粒子的比荷為幺=5義1。7。/館，放出的a粒子以大小為匕的速度垂直磁場方向射入磁場中，方向與y

m

軸正方向成30。，剛好與x軸相切而過，從y軸射出。不計a粒子重力及a粒子與新原子核間相互作用，

衰變后產(chǎn)生的新核為77z。

（1）寫出a衰變的核反應(yīng)方程；

（2）求e粒子離開磁場的速度。

?????

P

?????

Ox

24.（2024?海門區(qū)校級二模）我國是國際熱核聚變研究領(lǐng)域的領(lǐng)先者之一。在某次核反應(yīng)中，一個笊核

（；〃）和一個笳核（；〃）結(jié)合生成一個氫核（/％）,并放出一個粒子。已知笊核的比結(jié)合能為耳，危核的比

結(jié)合能為紇，該核反應(yīng)釋放的核能為△￡，真空中光速為c。

（1）寫出核反應(yīng)方程并求出質(zhì)量虧損；

（2）求氮核的比結(jié)合能區(qū)。

25.（2024?香坊區(qū)校級模擬）如圖，。處的a粒子源能不斷地向右發(fā)射速度為％的a粒子，假設(shè)a粒子

和7e核堆中靜止的核都能對心正碰并發(fā)生核反應(yīng)。核反應(yīng)的生成物均能從小孔。進(jìn)入板間垂直于

紙面的勻強(qiáng)磁場（方向未知），磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為3=加"，其中加為一個質(zhì)子（或中子）的質(zhì)量（設(shè)

\Qed

原子核的質(zhì)量等于各核子的質(zhì)量和），e為一個質(zhì)子的電荷量，d為板間距。已知生成物進(jìn)入磁場后分別打

在M、N兩點，。、P、。、M在同一水平線上，打在N點的粒子，速度偏向角為37。。山37。=0.6）。

不計粒子重力和粒子間的相互作用力（核反應(yīng)過程除外）o

（1）補全a粒子與汾e核發(fā)生核反應(yīng)的方程：>+>->+[C。

（2）簡要說明，打在M、N兩點的分別是哪種粒子并判斷板間磁場的方向；

（3）假設(shè)每秒鐘發(fā)生〃次核反應(yīng)，擊中M點的粒子有75%被板吸收，25%以原速率反彈，求M點每秒

鐘受到的撞擊力多大。

2025年高考物理壓軸訓(xùn)練21

參考答案與試題解析

選擇題（共10小題）

1.（2024?洛陽一模）圖像可以直觀地反映物理量之間的關(guān)系，如圖所示，甲圖是光電管中光電流與電壓

關(guān)系圖像，乙圖是c、d兩種金屬遏止電壓與入射光頻率之間的關(guān)系圖像，丙圖是放射性元素氨的質(zhì)量和

初始時質(zhì)量比值與時間之間的關(guān)系圖像，丁圖是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)之間關(guān)系圖像，下列判斷正確

的是（）

比結(jié)合能/MeV

m

□

OUV[V03.87.611.4t/d

甲乙丙丁

A.甲圖中，。光的波長大于6光的波長

B.乙圖中，金屬c的逸出功小于金屬d的逸出功

C.丙圖中，每過3.8天要衰變掉質(zhì)量相同的氨

D.丁圖中，質(zhì)量數(shù)越大原子核越穩(wěn)定

【答案】B

【解答】A.由圖可知，。光的截止電壓大，根據(jù)逸出功表達(dá)式

因此。光頻率大，。光波長短，故/錯誤；

B.根據(jù)光電效應(yīng)方程可知

Ek=hv-Wa

根據(jù)能量守恒定律可得：

eU=Ek

^WQ=hv-eU

當(dāng)頻率相等時，由于金屬c遏止電壓大，所以c的逸出功小，故3正確；

C.根據(jù)題意可知氫半衰期為3.8天，因為每次衰變后的氫質(zhì)量均變成原來的一半，所以每過3.8天要衰

變掉質(zhì)量不相同的氫，故C錯誤；

D.質(zhì)量數(shù)大，比結(jié)合能不一定大，故。錯誤。

故選：Bo

2.（2024?嘉興模擬）如圖所示的射線測厚儀采用放射性元素2Tc作為放射源，其發(fā)生方衰變的半衰期為

則該測厚儀（）

放大器

放射性

同位素

A.衰變產(chǎn)物為*Nb

B.衰變的原因是弱相互作用

C.用于監(jiān)測與控制鋼板厚度的最佳選擇是分射線

D.20g放射源為Tc經(jīng)12%后剩余物質(zhì)的質(zhì)量為5g

【答案】B

【解答】衰變放出的粒子是電子：e,根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，始Tc衰變產(chǎn)物為著劭，故N

錯誤；

A發(fā)生力衰變的原因是弱相互作用，故8正確；

C用于監(jiān)測與控制鋼板厚度的最佳選擇是/射線而不是分射線，故C錯誤；

D根據(jù)衰變方程可知，20g放射源含笈經(jīng)⑵后剩余5g的含的未發(fā)生衰變，但剩余物質(zhì)的質(zhì)量大于5g,

故。錯誤。

故選：Bo

3.（2024?廣東模擬）2023年8月24日，日本福島第一核電站核污染水開始排海，核污染水中含有鈉、碘、

氤、確等60多種放射性元素，它們將對海洋生物產(chǎn)生危害，最終會給人類帶來威脅。核污染水中碘131

的含量很高，碘131有多種方式產(chǎn)生，其中一種是由礎(chǔ)131發(fā)生衰變產(chǎn)生，已知硅131的衰變方程為

^Tef魯/+X,下列說法正確的是（）

A.X是0粒子

B.策/的比結(jié)合能比曹德的要大

C.上述衰變方程中的X粒子為原子核核外電子電離后的產(chǎn)物

D.神在空氣中燃燒生成二氧化神，會導(dǎo)致硫元素的半衰期發(fā)生變化

【答案】B

【解答】N、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知X是分粒子，故/錯誤;

衰變過程要釋放核能，生成的新核更穩(wěn)定，根據(jù)比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，可知魯/的比結(jié)合能

比野德的要大，故2正確；

C、力衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)部的一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子，產(chǎn)生的電子發(fā)射到核外，就是分

粒子，故C錯誤；

。、放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)

系，故。錯誤。

故選：B?

4.（2024?江蘇一模）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止的放射性原子核0X）發(fā)生了一次a衰變,

放射出的a粒子（；成）在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動，其軌道半徑為R.以加、g分別表示a粒子的

質(zhì)量和電荷量，生成的新核用丫表示，真空中光速為c,下列說法正確的是（）

A.新核y在磁場中做圓周運動的軌道半徑為4=」尺

1Z-4

B.a粒子做圓周運動可等效成一個環(huán)形電流，且電流大小為/=竺工

Tim

C.若衰變過程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為a粒子和新核y的動能，則衰變過程中的質(zhì)量虧損約為4

A（qBR￥

m=----------

2m{A-4）c2

D.發(fā)生衰變后產(chǎn)生的。粒子與新核y在磁場中旋轉(zhuǎn)方向相同，且軌跡為相內(nèi)切的圓

【答案】c

【解答】N.粒子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：qvB=m^,

解得，粒子的軌道半徑：R=吧,

qB

根據(jù)半徑公式可知，貝U：&=工，R,=—R,故N錯誤；

RZ-2Z-2

B.粒子做圓周運動的周期：T=—,環(huán)形電流：/="=更，故8錯誤；

qBT21加

C.對a粒子，由洛倫茲力提供向心力：qvB=m-,解得：v=陋①,

Rm

J-4

由質(zhì)量關(guān)系可知，衰變后新核y質(zhì)量為：〃=土上加②，

4

衰變過程系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律得：Mv'-mv=O,解得：v'=—v@,

M

系統(tǒng)增加的能量為：^E=-Mv'2+-mv2@,

22

由質(zhì)能方程得：△￡=△機(jī)⑤，

由①②③④⑤解得：△加=A&BR￥故C正確；

2m（A-4）c2

D.由動量守恒可知，衰變后&粒子與新核丫運動方向相反，所以，軌跡圓應(yīng)外切，故。錯誤。

故選：C。

5.（2024?海淀區(qū)校級模擬）如圖所示，某次鈾核裂變反應(yīng)式為號7加+簧?+3〉，反應(yīng)產(chǎn)生

的中子可能擊中其它鈾原子核從而引發(fā)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，用叫、根&、分別表示股"、堞由、；火“亥的

質(zhì)量，c為真空中的光速，下列說法正確的是（）

軸一235原子核

A.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)若能發(fā)生，鈾原料的體積必須大于臨界體積

B.裂變產(chǎn)物堞曲的比結(jié)合能小于腎［/的比結(jié)合能

C.該核反應(yīng)過程中質(zhì)量有所增加

D.該核反應(yīng)中放出的核能為（叫-%。-機(jī)口廳

【答案】A

【解答】/、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)若能發(fā)生，鈾原料的體積必須大于臨界體積，故工正確；

B、該反應(yīng)釋放能量，生成物比反應(yīng)物更穩(wěn)定，所以裂變產(chǎn)物堞血的比結(jié)合能大于腎。的比結(jié)合能，故

8錯誤;

2

C￡>、該核反應(yīng)過程中質(zhì)量有虧損，根據(jù)質(zhì)能方程可知釋放的核能為△￡=△?:<?=（加°-"*~mKr-Imjc,

故CD錯誤。

故選：Ao

6.（2024?浙江）發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為：法+：加“X+》，“玉兔二號”巡視器的核電池中杯238的

衰變方程為型貫；江；+丫正確的是（）

A.核反應(yīng)方程中的X為/CB.衰變方程中的￥為\He

C.中子加的質(zhì)量數(shù)為零D.杯238的衰變吸收能量

【答案】/

【解答】4設(shè)X的質(zhì)量數(shù)為N、電荷數(shù)為Z；

根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒4+9=/+1,解得/=12

根據(jù)電荷數(shù)守恒2+4=Z+0,解得Z=6

因此X為fc,故N正確；

A同理，y對應(yīng)的質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,因此y為"森，故8錯誤；

C中子的質(zhì)量數(shù)為1,故C錯誤；

。衰變過程要釋放能量，故D錯誤。

故選：Ao

7.（2024?東湖區(qū)校級模擬）下列四幅圖分別對應(yīng)四種說法，其中正確的是（）

A.圖甲中鈾238的半裝期是45億年，經(jīng)過45億年，10個鈾238必定有5個發(fā)生裊變

B.圖乙中笊核的比結(jié)合能小于氫核的比結(jié)合能

C.圖丙中一個氫原子從〃=4的能級向基態(tài)躍遷時，最多可以放出6種不同頻率的光

D.圖丁中為光電效應(yīng)實驗，用不同光照射某金屬得到的/-U關(guān)系圖，則a光頻率最高

【答案】B

【解答】/、半衰期是大量放射性原子衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對個別的原子沒有意義，故/錯誤；

B,比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定，由于生成物比反應(yīng)物更穩(wěn)定，所以笊核的比結(jié)合能小于氮核比結(jié)合能,

故3正確；

C、一個氫原子從〃=4的能級向基態(tài)躍遷時，最多可以放出3種不同頻率的光，故C錯誤；

D、由丁圖可知：c光對應(yīng)的遏止電壓最大，根據(jù)動能定理結(jié)合光電效應(yīng)方程=線=和-匕可知。光

的頻率最高，故。錯誤。

故選：Bo

8.（2024?江西模擬）1898年居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性元素針（翟尸。）。若元素針發(fā)生某種衰變，其半衰期是

138天，衰變方程為尸。“卸力+/+7,下列說法正確的是（）

A.該元素發(fā)生的是△衰變

B.y原子核含有3個核子

C.7射線可用于腫瘤治療

D.200g的尸。經(jīng)276天，已發(fā)生衰變的質(zhì)量為100g

【答案】C

【解答】AB,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知y原子核的電荷數(shù)為2,質(zhì)量數(shù)為4,則核子數(shù)為4,

y是&粒子，此衰變?yōu)閍衰變，而7射線是伴隨著c衰變產(chǎn)生的，故錯誤；

C、7射線在醫(yī)療上作為伽馬手術(shù)刀可以精準(zhǔn)切除腫瘤組織，故C正確；

D、根據(jù)半衰期的定義可得“?百，其中，〃=>|||=2,由此可知，200g的尸。經(jīng)276天，還剩

余50g,故已發(fā)生衰變的質(zhì)量為150g,故。錯誤。

故選：C。

9.（2024?祁江區(qū)模擬）在醫(yī)療診斷中，常用半衰期為20〃〃?〃的：C作為示蹤原子，獲得的核反應(yīng)方程

為：c+x,:C的衰變方程為：：+貝心）

A.y為中子

B.胃C衰變放出。射線

c.x比y電離作用強(qiáng)

D.經(jīng)40"〃力，：C會全部發(fā)生衰變

【答案】C

【解答】根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可得核反應(yīng)方程式為：：N+；〃_>；法，衰變方程為：

e。

ABC、由核反應(yīng)方程以及衰變方程可知：X為a粒子，￥為正電子?？诹Ｗ拥碾婋x能力強(qiáng)于正電子，故

42錯誤,C正確；

D、的半衰期為20加〃，40加〃為2個半衰期，故剩余的原子數(shù)目為原來的（；y,即:，故。錯誤。

故選：C。

10.（2024?茂名一模）放射性同位素溫差電池又稱核電池技術(shù)比較成熟的核電池是利用皆尸“衰變工作的,

其半衰期大約88年，衰變方程為貴尸+y,下列說法正確的是（）

A.經(jīng)過88年，核電池的質(zhì)量會減小一半

B.隨著電池的不斷消耗，貴P”的半衰期會逐漸減小

C.貫p”衰變放出的射線y是。射線，其電離能力強(qiáng)于/射線

D.衰變放出的射線￥是尸射線，其本質(zhì)上是帶負(fù)電荷的電子流

【答案】c

【解答】CD.根據(jù)核反應(yīng)過程遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知貴尸”衰變放出的射線y,質(zhì)子數(shù)為

2,質(zhì)量數(shù)為4,是a射線，其本質(zhì)是He原子核，電離能力最強(qiáng)，故C正確，。錯誤；

A.經(jīng)過一個半衰期，一半質(zhì)量的放射性元素會衰變?yōu)槠渌镔|(zhì)，核電池的質(zhì)量不會減小一半，故/錯誤

B.半衰期是統(tǒng)計概念，只要是大量原子核衰變。半衰期是不變的，故3錯誤。

故選：C。

二.多選題（共5小題）

11.（2024?天津）中國鉉基熔鹽堆即將建成小型實驗堆，為我國能源安全和可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。反

應(yīng)堆中涉及的核反應(yīng)方程有：@XThTh?^ThPa+?,e,下列說法正確的是（）

A.方程①中X是中子

B.方程②中記7Tz發(fā)生了△衰變

C.受反應(yīng)堆高溫影響，記7Tz的半衰期會變短

D.方程②釋放電子，說明電子是原子核的組成部分

【答案】AB

l

【解答】/?根據(jù)反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，方程①中X是中子on,故/正確；

B.方程②中放出的粒子是電子，則$7Tz發(fā)生了分衰變，故3正確；

C.半衰期只由原子核自身決定，與外界因素?zé)o關(guān)，也不會受反應(yīng)堆高溫影響，故鏟建的半衰期不變，

故C錯誤；

D.方程②釋放電子，但該電子是由于原子核的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子釋放出來的，并不能說明電子是原子核的

組成部分，故。錯誤。

故選：ABo

12.（2024?浙江二模）2023年8月24日，日本政府不顧周邊國家的反對執(zhí)意向海洋排放福島第一核電站

的核污水，核污水中的放射性物質(zhì)會對海水產(chǎn)生長久的、風(fēng)險不可控的污染。如核污水中的翟P。具有放

射性，其發(fā)生衰變時的核反應(yīng)方程為^Po^^Pb+X,該核反應(yīng)過程中放出的能量為。。設(shè)乙呼。的結(jié)

合能為用,魯尸6的結(jié)合能為與，X的結(jié)合能為與，已知光在真空中的傳播速度為c，則下列說法正確

的是（）

A.普P6的比結(jié)合能大于普摩。的比結(jié)合能

B.該核反應(yīng)過程中放出的能量0=206芻+㈣-210&

C.該核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損可以表示為加=。/

D.衰變過程中放出的光子是由新原子核從高能級向低能級躍遷產(chǎn)生的

【答案】AD

【解答】/.比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，由于善R,比更穩(wěn)定，所以TP6的比結(jié)合能大于^Po

的比結(jié)合能，故/正確；

B.該核反應(yīng)過程中放出的能量為。=￡2+月-&，故8錯誤；

C.根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程。=7碇2

可得加=4,故c錯誤；

c

D.核衰變后，生成的新原子核位于高能級，能自發(fā)向低能級躍遷，從而放出光子，故。正確。

故選：ADo

13.（2024?寧波二模）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為3的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止的放射性原子核（/X）發(fā)生了a衰變放

出了一個a粒子。放射出的e粒子（：法）及生成的新核y在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動。a粒子的運

動軌道半徑為尺，質(zhì)量為“和電荷量為夕。下面說法正確的是（）

XXXX

X

X

XXXX

甲乙丙丁

A.衰變后產(chǎn)生的a粒子與新核y在磁場中運動的軌跡（箭頭表示運動方向）正確的是圖甲

7

B.新核y在磁場中圓周運動的半徑0=^R

7Z-2

C.a粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，環(huán)形電流大小為匣-

24加

D.若衰變過程中釋放的核能都轉(zhuǎn)化為e粒子和新核的動能，則衰變過程中的質(zhì)量虧損為

A(BqR)2

△m=

2m(A-4)c2

【答案】BD

【解答】A.由于原子核彳X靜止，根據(jù)動量守恒定律可知，放射出的a粒子(：〃e)及生成的新核￥在衰

變初始位置的速度相反，根據(jù)左手定則可知，兩者圓周運動的軌跡外切，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有

_mv2

qvB=---

r

解得：r=—

qB

由于衰變過程動量守恒，即加v大小相等，即電荷量越大，軌道半徑越小，可知a粒子的軌道半徑大一些,

可知衰變后產(chǎn)生的々粒子與新核y在磁場中運動的軌跡(箭頭表示運動方向)正確的是圖丁，故/錯誤；

B.根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，該核反應(yīng)方程為

.XX+；He

由于質(zhì)量為加和電荷量為4，則新核y的質(zhì)量為(/-4)'和電荷量為(Z-2)2,根據(jù)上述有

42

(A-4)—v

R=吧,RY=----------L

qB(Z-*B

由于動量守恒，即有

.八加，

(zA-4)—v=mv

解得：R=^2R

YZ-2

故8正確；

C.a粒子圓周運動的周期

2TTR2萬加

1—----二----

vqB

則a粒子的圓周運動可以等效成一個環(huán)形電流，環(huán)形電流大小為

i=q=q°B

T271nl

故c錯誤；

D.根據(jù)能量守恒定律有

△￡=-(A-4)—v'2+—mv2

242

根據(jù)質(zhì)能方程有

△_￡■=△me2

2

解ATj得za：△〃?=-A('Bq"R'),

2m(^-4)c2

故。正確。

故選：BDo

14.（2024?樂清市校級三模）（物理常識）下列說法正確的是（）

A.強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子，質(zhì)子、中子和電子都是強(qiáng)子

B.在慣性約束下，可以用高能量密度的激光照射參加反應(yīng)物質(zhì)從而引發(fā)核聚變

C.常見的金屬沒有規(guī)則的形狀，但具有確定的熔點，故金屬是晶體

D.取分子間距離r為無窮遠(yuǎn)時的分子勢能為0,則當(dāng)時，分子勢能一定小于0

【答案】BC

【解答】4強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子，質(zhì)子、中子都是強(qiáng)子，電子不是強(qiáng)子，故/錯誤；

A在慣性約束下，可以用高能量密度的激光照射參加反應(yīng)物質(zhì)從而引發(fā)核聚變，故3正確；

C.常見的金屬沒有規(guī)則的形狀，但具有確定的熔點，故金屬是晶體，故C正確；

D取分子間距離，為無窮遠(yuǎn)時的分子勢能為0，當(dāng)r時分子勢能一定小于0,但是當(dāng)r時，根據(jù)分

子勢能與分子間距離的圖像可以知道，分子勢能可能大于0,故。錯誤。

故選：BC。

15.（2024?保定一模）人體暴露于強(qiáng)烈的中子輻射中會在血漿中產(chǎn)生鈉24,可以通過測量鈉24的數(shù)量來

確定患者吸收的輻射劑量。鈉24具有放射性，某次研究其放射特性的實驗中，將孤立鈉24原子靜置于勻

強(qiáng)磁場中，衰變后在磁場中形成兩條圓周徑跡，如圖所示，下列說法中正確的是（）

A.兩條軌跡對應(yīng)的粒子的質(zhì)量之和等于衰變前鈉24的質(zhì)量

B.小圓和大圓的軌道半徑之比為1:12

C.鈉24發(fā)生了月衰變

D.小圓對應(yīng)的粒子的運動方向為逆時針方向

【答案】BCD

【解答】N、根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知，衰變的過程中有質(zhì)量虧損，則兩條軌跡對應(yīng)的粒子的質(zhì)量之和小

于衰變前鈉24的質(zhì)量，故N錯誤；

2

CD、根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得：qvB=m-,解得：-=竺，因為衰變的過程中動量守恒，可知沿

rqB

小圓和大圓運動的粒子的動量大小相等，所以衰變后電荷量大的軌道半徑小，沿小圓運動為衰變后產(chǎn)生的

新核，根據(jù)左手定則知，則沿小圓運動的粒子的運動方向為逆時針方向，則沿大圓運動的粒子帶負(fù)電，所

以鈉24發(fā)生了力衰變，故CO正確；

B、△衰變放出的粒子為產(chǎn)生的新核為\Na,根據(jù)絲，由于動量相同，所以名"小=1:12,故2

qB

正確。

故選：BCD。

三.填空題(共5小題)

16.(2024?倉山區(qū)校級模擬)2011年3月11日，日本福島核電站發(fā)生核泄漏事故，其中他137(曹以)對

核輻射的影響最大，其半衰期約為30年。

(1)請寫出葩137發(fā)生力衰變的核反應(yīng)方程―Ba+^e_[己知53號元素是碘(/),56號元素

是領(lǐng)(Ba)]o

(2)若在該反應(yīng)過程中釋放的核能為￡,則該反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損為—(真空中的光速為c)。

(3)泄漏出的葩137約要經(jīng)歷年才會有87.5%的原子核發(fā)生衰變。

【答案】(1)3cs.幕協(xié)+：1；⑵￡；(3)90?

C

【解答】(1)鈉137(二質(zhì))發(fā)生力衰變時，由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可得該核反應(yīng)方程是

(2)根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程￡=加,2,可得該反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損是加

C

(3)泄漏出的鈉137有87.5%的原子核發(fā)生衰變，還剩12.5%,設(shè)衰變的時間約為則有

半衰期約為30年，解得/=90年。

故答案為：⑴>Cs&+]e；(2)與；(3)90o

c

17.（2024?鯉城區(qū)校級模擬）全球首座球床模塊式高溫氣冷堆核電站一山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站

示范工程送電成功，標(biāo)志著我國成為世界少數(shù)幾個掌握第四代核能技術(shù)的國家之一。目前核電站獲取核能

l

的基本核反應(yīng)方程^U+on^Ba+^Kr+3X,這個核反應(yīng)方程中的X表示—加_。這個核反應(yīng)釋

放出大量核能；堞血的比結(jié)合能—（選填“大于”“等于”或“小于”）腎［/的比結(jié)合能。已知

皆U、；?為、劍、X的質(zhì)量分別為叫、啊、㈣、外，真空中的光速為c,這個核反應(yīng)中釋放的核

能△￡=o

【答案】o/7（中子），大于，（叫-丐。

【解答】根據(jù)核反應(yīng)書寫規(guī)則，質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，X的質(zhì)量數(shù)為1,電荷數(shù)為0,所以X表示中

子，即:〃；根據(jù)比結(jié)合能越大越穩(wěn)定的規(guī)律可知，堞及/的比結(jié)合能大于腎u的比結(jié)合能；根據(jù)愛因斯

222

坦的質(zhì)能方程,釋放的核能為△￡=Amc=（/+m4-m2-m3-3m4）c=-m2-m3-2m4）co

2

故答案為：\n（中子），大于，（Wj-m2-m3-2m4）co

18.（2024?鯉城區(qū)校級二模）如圖所示關(guān)于原子核結(jié)構(gòu)探究的一個重要實驗示意圖，圖中放射性元素針射

出的①是粒子（選填“&”或“￡”）,科學(xué)家查德威克研究證實從金屬被射出的射線②是由

組成的（選填“中子”或射線”）o被核"e發(fā)生的核反應(yīng)方程為

【解答】查德威克根據(jù)放射性元素針射出的。粒子轟擊金屬被發(fā)現(xiàn)了中子，其核反應(yīng)方程為

49121

He+Be-C+no

246