2023北京高三一模物理匯編

原子核章節(jié)綜合

1.（2023?北京東城?統(tǒng)考一模）我國(guó)科研人員對(duì)“嫦娥五號(hào)''返回器攜帶的月壤樣品進(jìn)行研究，取得了重大科

研成果，科研人員通過X射線衍射、聚焦離子束等一系列技術(shù)手段對(duì)樣品進(jìn)行分析研究，首次發(fā)現(xiàn)了一種

新礦物并確定其晶體結(jié)構(gòu)，被國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)命名為“嫦娥石聚焦離?子束技術(shù)是利用電場(chǎng)將離子束聚焦成

極小尺寸的顯微加工技術(shù)，經(jīng)過聚焦的高能離子束轟擊樣品，與其表面原子的相互作用過程比較復(fù)雜，若

表面原子受碰撞后運(yùn)動(dòng)方向是離開表面，而且能量超過一定數(shù)值時(shí)，會(huì)有粒子從表面射出，粒子可能是原

子、分子，也可能是正負(fù)離子、電子、光子。除發(fā)現(xiàn)"嫦娥石'’外，科研人員還首次準(zhǔn)確測(cè)定了月壤樣品中

氮3（；He）的含量和提取溫度，氮3被科學(xué)家視為未來核聚變反應(yīng)的理想原料。若氮3參與核聚變反

應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生核輻射，且可以釋放更多能量，氮3主要來自太陽風(fēng)——太陽噴射出來的高能粒子流。月球

沒有磁場(chǎng)和大氣的保護(hù)，太陽風(fēng)可以直接降落在月球表面，使其攜帶的氨3得以保存，但氮3在地球上含

量極少，根據(jù)以上信息及所學(xué)知識(shí)判斷，下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.X射線照射在晶體上會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，是由于其波長(zhǎng)與原子間距相近

B.利用聚焦離子束技術(shù)可以將光束聚焦后照射金屬表面，使其發(fā)生光電效應(yīng)

C.氮3參與聚變反應(yīng)，雖然不會(huì)產(chǎn)生核輻射，但反應(yīng)過程中會(huì)存在質(zhì)量虧根

D.地磁場(chǎng)會(huì)使太陽風(fēng)中的氮3發(fā)生偏轉(zhuǎn)，影響其到達(dá)地面

2.（2023?北京東城?統(tǒng)考一模）如圖所示，在足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止的氨原子核發(fā)生衰

變，放出一個(gè)粒子后成為一個(gè)新核。已知粒子與新核的運(yùn)動(dòng)軌跡是兩個(gè)相外切的圓，大圓與小圓的直徑之

比為42：1,下列說法正確的是（）

A.大圓是粒子的軌跡，該粒子是尸粒子B.大圓是粒子的軌跡，該粒子是。粒子

C小圓是粒子的軌跡，該粒子是夕粒子D.小圓是粒子的筑跡，該粒子是。粒子

3.（2023?北京豐臺(tái)?統(tǒng)考一模）下列核反應(yīng)方程中，屬于。衰變的是（）

A.'4N+^He->'7O+；HB.:H+：HHe+；n

C.SThT^Pa+iD.牛Uf康Th+：He

4.（2023?北京西城?統(tǒng)考一模）下列核反應(yīng)方程式中，屬于。衰變的是（）

A.挈Uf”Th+：He

B.^Th^Pa+^e

C.74N+tHe^70+；H

D.N+；1n

5.（2023?北京延慶?統(tǒng)考一模）在核反應(yīng)方程;He+^Nf[O+X中，X表示的是

A.質(zhì)子B.中子C.電子D.a粒子

6.（2023?北京石景山?統(tǒng)考一模）在盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動(dòng)，下列

7.（2023?北京海淀?統(tǒng)考一模）反沖是常見的現(xiàn)象。

（1）靜止的鈾核）放出1個(gè)動(dòng)能為E的未知粒子后，衰變?yōu)?個(gè)針核（端Th）。

a.請(qǐng)寫出上述衰變過程的核反應(yīng)方程；

b.求反沖的牡核的動(dòng)能心。（計(jì)算中可忽略質(zhì)子和中子質(zhì)量的差異，不考慮相對(duì)論效應(yīng)）

（2）如圖所示，用輕繩連接的滑塊A和B（均可視為質(zhì)點(diǎn)）靜止在光滑水平面上，其間有一被輕繩束縛

而處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧，已知滑塊A的質(zhì)量為小，彈簧的彈性勢(shì)能為綜。請(qǐng)證明：滑塊B的質(zhì)量M

越大，剪斷輕繩，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，滑塊A獲得的動(dòng)能就越大。

（3）如圖所示，以地心為參考系，質(zhì)量為M的衛(wèi)星只在地球引力的作用下沿與赤道面共面的橢圓軌道運(yùn)

動(dòng)。衛(wèi)星的發(fā)動(dòng)機(jī)短暫點(diǎn)火可使衛(wèi)星變更軌道：將質(zhì)量為&〃的氣體在極短時(shí)間內(nèi)一次性向后噴出。假設(shè)

無論發(fā)動(dòng)機(jī)在什么位置短暫點(diǎn)火，點(diǎn)火后噴出氣體相對(duì)點(diǎn)火后衛(wèi)星的速度大小〃都相同。如果想使點(diǎn)火后

衛(wèi)星的動(dòng)能盡可能大，請(qǐng)通過分析，指出最佳的點(diǎn)火位置

參考答案

1.B

【詳解】A.X射線照射在晶體上會(huì)發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，是由于其波長(zhǎng)與原子間距相近，故A正確，不

符合題意：

B.利用聚焦離子束技術(shù)可以將離子束聚焦后照射金屬表面，使其發(fā)生光電效應(yīng)，故B錯(cuò)誤，符合題意；

C.氮3參與聚變反應(yīng)，雖然不會(huì)產(chǎn)生核輻射，但反應(yīng)過程中會(huì)存在質(zhì)量虧損，釋放能量，故C正確，不

符合題意：

D.地磁場(chǎng)會(huì)使太陽風(fēng)中的氮3發(fā)生偏轉(zhuǎn)，影響其到達(dá)地面，故D.正確，不符合題意；

故選B。

2.B

【詳解】AC.由左手定則知a衰變后產(chǎn)生的徑跡是兩個(gè)外切的圓，夕衰變后產(chǎn)生的徑跡是兩個(gè)內(nèi)切的圓，

故AC錯(cuò)誤；

BD.根據(jù)

V

Bqv=m—

r

可知

mv

r=——

Bq

因?yàn)榘l(fā)生衰變后動(dòng)量守恒，兩微粒的動(dòng)量大小相等，則在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)半徑之比與電荷數(shù)成反比，則大圓

是粒子的軌跡，故B正確，D錯(cuò)誤。

故選B。

3.C

【詳解】A.根據(jù)核反應(yīng)的特點(diǎn)可知，該反應(yīng)是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程，故A不符合題意；

B.根據(jù)核反應(yīng)的特點(diǎn)可知，該反應(yīng)是氫核聚變，故B不符合題意；

C.根據(jù)核反應(yīng)的特點(diǎn)可知，該反應(yīng)是0衰變，故C符合題意；

D.根據(jù)核反應(yīng)的特點(diǎn)可知，該反應(yīng)是a衰變，故D不符合題意.

故選C

4.A

【詳解】A.反應(yīng)核只有一個(gè)核，生成核中有。粒子，屬于。衰變，A正確；

B.反應(yīng)核只有一個(gè)核，生成核中有夕粒子，屬于夕衰變，B錯(cuò)誤

CD.反應(yīng)核中的“粒子均用來作為“炮彈”轟擊相應(yīng)原子核，屬于人工核轉(zhuǎn)變，CD錯(cuò)誤。

故選Ao

5.A

【詳解】設(shè)X為：：X,根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒：4+14=17+Z,則：Z=1

電荷數(shù)守恒：2+7=8+A,則A=l,即X為：；H為質(zhì)子，故選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤.

點(diǎn)睹：本題考查了核反應(yīng)方程式，要根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得出X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，從而確定X

的種類.

6.C

【詳解】金箔原子核帶正電，與。粒子帶同種電荷，彼此間相互排斥，又由曲線運(yùn)動(dòng)特征可知，a粒子所

受金箔的排斥力應(yīng)指向曲線的凹側(cè)。

故選C。

2

7.(1)a.2Qh+；He；b.^=—E；(2)見解析；(3)衛(wèi)星應(yīng)該在其速率最大的近地點(diǎn)處點(diǎn)

火噴氣

【詳解】(1)a.根據(jù)質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)守恒，則鈾核衰變方程為

膘U-aTh+；He

b.設(shè)質(zhì)子和中子的質(zhì)量均為〃?，衰變后氮核的速度為匕，針核的速度為辦，選氮核的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍?/p>

根據(jù)動(dòng)量守恒定律得

4mH-234/zns=0

解得社核的速度大小為

2

又

￡=--4wv,2

21

則反沖的針核的動(dòng)能

E.=-234mv；=—E

2-117

(2)滑塊A和B系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，滑塊A和B的速度分別為以和%,選取滑塊A運(yùn)

動(dòng)方向?yàn)橹狗较颍瑒t根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得

mvA-Mvn=0

又由能量守恒定律可知，彈簧彈性勢(shì)能為

5

則滑塊A獲得的動(dòng)能為

%=；*=祟=-^

22m1一H---

M

加和練均為定值，因此滑塊B的質(zhì)量用越大，剪斷輕繩，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)?，滑塊A獲得的動(dòng)能就越

大。

(3)衛(wèi)星噴氣的過程中，可認(rèn)為衛(wèi)星和噴出的氣體所組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)噴氣前星沿橢圓軌道運(yùn)

動(dòng)的速度為％,噴出后衛(wèi)星的速度為也以噴氣前衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍鶕?jù)動(dòng)最守恒定律，有