2024年北京市重點(diǎn)校高二下學(xué)期期末物理試題匯編：原子核章節(jié)綜合（含解析）

2024北京重點(diǎn)校高二（下）期末物理匯編原子核章節(jié)綜合一、單選題1．（2024北京東城高二下期末）開發(fā)更為安全清潔的能源是人類不懈的追求。關(guān)于核反應(yīng)，下列說法正確的是（

）A．該核反應(yīng)屬于重核的裂變 B．該核反應(yīng)屬于輕核的聚變C．該核反應(yīng)過程沒有質(zhì)量虧損 D．目前核電站利用的就是該核反應(yīng)所釋放的能量2．（2024北京東城高二下期末）下列關(guān)于物理學(xué)科的實(shí)驗(yàn)及其揭示的規(guī)律的說法中，不正確的是（

）A．奧斯特通過對放在通電直導(dǎo)線正下方的小磁針的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象的分析，提出了磁生電的觀點(diǎn)B．康普頓通過對康普頓效應(yīng)的分析，提出了光子除了具有能量之外還具有動量C．湯姆孫通過對陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況的研究，發(fā)現(xiàn)了電子D．盧瑟福猜想原子核中還存在著一種不帶電的粒子，即中子，查德威克通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了中子的存在3．（2024北京海淀高二下期末）一靜止的原子核發(fā)生衰變，其衰變方程為，生成的兩粒子處于勻強(qiáng)磁場中，速度方向與磁場方向垂直，圖中可以正確反映兩粒子運(yùn)動軌跡的是（）A． B．C． D．4．（2024北京西城高二下期末）核聚變過程可以釋放大量能量。一種典型的聚變反應(yīng)就是四個氫原子核（質(zhì)子）結(jié)合成一個氦原子核，大約釋放28MeV的能量。太陽內(nèi)部就時刻發(fā)生著核聚變。如果想實(shí)現(xiàn)人工核聚變，困難在于原子核都帶正電，互相排斥，一般情況下不能相互靠近而發(fā)生結(jié)合，只有在溫度達(dá)到極高溫度時，原子核的熱運(yùn)動速度非常大，才能沖破庫侖斥力的壁壘，碰撞到一起發(fā)生結(jié)合，這叫熱核反應(yīng)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)，絕對溫度為T時，粒子的平均動能，其中，叫做玻爾茲曼常量。理論計(jì)算表明，當(dāng)質(zhì)子的平均動能達(dá)到約時，熱運(yùn)動的質(zhì)子容易發(fā)生結(jié)合而發(fā)生聚變反應(yīng)。不考慮量子效應(yīng)及相對論效應(yīng)，根據(jù)以上信息結(jié)合經(jīng)典理論，判斷下列說法中正確的是（）A．目前核電站利用核聚變反應(yīng)B．將氦核的核子全部分開，大約需要28MeV的能量，氦核的比結(jié)合能約為14MeVC．若兩個質(zhì)子以相同初動能E0相向運(yùn)動正碰而恰好結(jié)合，則一個質(zhì)子從遠(yuǎn)處以初動能2E0與另一個靜止的質(zhì)子發(fā)生正碰，也能恰好結(jié)合D．由以上信息可以估算出發(fā)生熱核反應(yīng)時的溫度約為量級5．（2024北京西城高二下期末）下列說法中正確的是（）A．核反應(yīng)方程：中，X表示B．核反應(yīng)是α衰變C．放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)無關(guān)D．β衰變中放出的β射線是核外電子掙脫原子核的束縛而形成的6．（2024北京海淀高二下期末）原子核的比結(jié)合能（平均結(jié)合能）曲線如圖所示，下列說法錯誤的是（）A．核的比結(jié)合能約為5MeVB．核的結(jié)合能約為15MeVC．核比核更穩(wěn)定D．裂變?yōu)楹偷倪^程中會釋放核能7．（2024北京大興高二下期末）一個氘核與一個氚核結(jié)合成一個氦核同時放出中子，反應(yīng)方程為。已知氘核、氚核、氦核和中子的質(zhì)量分別為和，光在真空中的速度為c，下列說法正確的是（）A．B．該核反應(yīng)可以在常溫下進(jìn)行C．該核反應(yīng)釋放的能量D．該核反應(yīng)中的核燃料是目前核電站采用的核燃料8．（2024北京第十二中學(xué)高二下期末）根據(jù)近代物理知識，下列說法中正確的是（）A．鈾核裂變的核反應(yīng)方程為B．在原子核中，結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固C．一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變時，單位時間內(nèi)分子與單位面積器壁碰撞次數(shù)隨溫度降低而減少D．生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，這可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來完成9．（2024北京第二中學(xué)高二下期末）關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．天然放射現(xiàn)象表明原子內(nèi)部有一定結(jié)構(gòu)B．升高溫度可以改變原子核衰變的半衰期C．β射線是原子核外的電子形成的電子流D．三種射線中γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離作用最小10．（2024北京第二中學(xué)高二下期末）已知氡222的半衰期為3.8天.那么4g的放射性物質(zhì)氡222經(jīng)過7.6天，還剩下沒有發(fā)生衰變的質(zhì)量為A．2g 1B．1g C．0.5g D．0g二、多選題11．（2024北京海淀高二下期末）對于原子、原子核，人們無法直接觀察到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只能通過對各種實(shí)驗(yàn)事實(shí)提供的信息進(jìn)行分析、猜想、提出微觀模型，并進(jìn)一步接受實(shí)驗(yàn)事實(shí)的檢驗(yàn)，進(jìn)而再對模型進(jìn)行修正。下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)支持相應(yīng)觀點(diǎn)的是（）A．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子是可以再分的B．康普頓散射現(xiàn)象及規(guī)律，說明原子具有核式結(jié)構(gòu)C．玻爾依據(jù)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，將量子觀念引入原子領(lǐng)域D．天然放射現(xiàn)象，說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的三、解答題12．（2024北京東城高二下期末）在如圖所示的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止的氡原子核發(fā)生了一次衰變。向右放射出的粒子在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。（1）若新核的元素符號用Y表示，寫出該衰變的核反應(yīng)方程。（2）圖給出了衰變后粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡，請計(jì)算粒子與新核的軌道半徑之比，并在圖中畫出新核運(yùn)動軌跡的示意圖。（3）求新核與粒子的運(yùn)動周期之比

參考答案1．B【詳解】AB．該核反應(yīng)屬于輕核的聚變。故A錯誤；B正確；C．該核反應(yīng)過程有質(zhì)量虧損。故C錯誤；D．目前核電站利用的就是重核的裂變所釋放的能量。故D錯誤。故選B。2．A【詳解】A．奧斯特通過對放在通電直導(dǎo)線正下方的小磁針的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象的分析，提出了電生磁的觀點(diǎn)。故A錯誤，與題意相符；B．康普頓通過對康普頓效應(yīng)的分析，提出了光子除了具有能量之外還具有動量。故B正確，與題意不符；C．湯姆孫通過對陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況的研究，發(fā)現(xiàn)了電子。故C正確，與題意不符；D．盧瑟福猜想原子核中還存在著一種不帶電的粒子，即中子，查德威克通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了中子的存在。故D正確，與題意不符。本題選不正確的故選A。3．A【詳解】根據(jù)動量守恒定律可知，生成的兩粒子動量等大反向，則根據(jù)解得可知電荷量較大的在磁場中的運(yùn)動半徑較小，即Th核的運(yùn)轉(zhuǎn)半徑小于X。因兩粒子均帶正電，速度反向，可知運(yùn)動軌跡為外切圓。故選A。4．D【詳解】A．目前核電站利用核裂變反應(yīng)。故A錯誤；B．四個氫原子核（質(zhì)子）結(jié)合成一個氦原子核，大約釋放28MeV的能量，反之將氦核的核子全部分開，大約需要28MeV的能量，氦核的比結(jié)合能約為故B錯誤；C．若兩個質(zhì)子以相同初動能E0相向運(yùn)動正碰而恰好結(jié)合，由動量和能量守恒可知，質(zhì)子結(jié)合能為2E0。則一個質(zhì)子從遠(yuǎn)處以初動能2E0與另一個靜止的質(zhì)子發(fā)生正碰，假如結(jié)合在一起，由動量和能量守恒可知，質(zhì)子結(jié)合能為E0小于2E0。則它們不能結(jié)合。故C錯誤；D．由題意有解得故D正確。故選D5．C【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒有4+14-16=2，2+7-8=1可知，X為氘核，故A錯誤；B．核反應(yīng)是氫核聚變，故B錯誤；C．放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)與物理狀態(tài)均無關(guān)，由原子自身決定，故C正確；D．β衰變中放出的β射線是核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，電子從核內(nèi)躍出形成，故D錯誤。故選C。6．B【詳解】AB．由圖可知，核的比結(jié)合能約為5MeV，核的結(jié)合能約為5MeV×6=30MeV故A正確，與題意不符；B錯誤，與題意相符；C．比結(jié)合能越大越穩(wěn)定，如圖所示，核比結(jié)合能比核比結(jié)合能大，所以核比核更穩(wěn)定。故C正確，與題意不符；D．裂變?yōu)楹偷倪^程中會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，釋放核能。故D正確，與題意不符。故選B。7．C【詳解】AC．根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，因反應(yīng)放出能量，則質(zhì)量一定有虧損，該核反應(yīng)釋放的能量故A錯誤、C正確；B．該反應(yīng)不能在常溫下進(jìn)行，只能在很高的溫度下進(jìn)行，故B錯誤；D．核電站主要是核裂變，而該反應(yīng)是核聚變反應(yīng)，故D錯誤。故選C。8．D【詳解】A．鈾核裂變的核反應(yīng)的反應(yīng)物中應(yīng)該有慢中子參加，然后生成多個中子，反應(yīng)方程為選項(xiàng)A錯誤；B．在原子核中，比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固，選項(xiàng)B錯誤；C．一定質(zhì)量的理想氣體，在壓強(qiáng)不變時，溫度降低時體積減小，氣體分子數(shù)密度增加，分子平均速率減小，氣體分子對器壁的平均作用力減小，則單位時間內(nèi)分子與單位面積器壁碰撞次數(shù)增加，選項(xiàng)C錯誤；D．生產(chǎn)半導(dǎo)體器件時需要在純凈的半導(dǎo)體材料中摻入其他元素，這可以在高溫條件下利用分子的擴(kuò)散來完成，選項(xiàng)D正確。故選D。9．D【詳解】A．天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部有一定結(jié)構(gòu)，故A錯誤；B．原子核衰變的半衰期由自身結(jié)構(gòu)決定，與物理?xiàng)l件和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故升高溫度可以不能改變原子核衰變的半衰期，故B錯誤；C．發(fā)生一次β衰變，實(shí)際是原子核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子，這個電子被拋射出來，故C錯誤；D．三種射線中γ射線是不帶電的光子，則穿透能力最強(qiáng)，電離作用最小，故D正確；故選D。10．B【詳解】根據(jù)衰變的半衰期公式，其中，n為半衰期的個數(shù),，聯(lián)立可得：；故選B.11．ACD【詳解】A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，電子帶負(fù)電，而原子呈現(xiàn)電中性，說明原子是可以再分的，故A正確；B．康普頓散射現(xiàn)象及規(guī)律，說明光具有粒子性，故B錯誤；C．玻爾依據(jù)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，提出了波爾理論，將量子觀念引入原子領(lǐng)域，故C正確；D．天然放射現(xiàn)象與元素的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)無關(guān)，說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，故D正確。故選ACD。12．（1）；（2），；（3