2023年高考物理全国甲卷真题变式分层精准练：第2题

试卷更新日期：2023-06-12 类型：二轮复习

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一、原题

1. 在下列两个核反应方程中
X+ $_{7}^{14} N$ →Y+ $_{8}^{17} O$ ，

Y+ $_{3}^{7} L i$ →2X

X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数则（）

A、Z=1，A=1 B、Z=1，A=2 C、Z=2，A=3 D、Z=2，A=4

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二、基础

2. 科学家用 $α$ 粒子等轰击原子核，实现原子核的转变并研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。关于核反应方程 ${}_{4}^{9}B e + {}_{2}^{4}H e \to_{6}^{12} C + X$ ，下列说法正确的是（　　）

A、X是电子 B、X是质子 C、X是中子 D、X粒子由卢瑟福发现

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3. 2022年10月，中国科学院近代物理研究所使用兰州重离子加速器与中国超重元素研究加速器装置，成功合成了新核素锕204（ $_{89}^{204} Ac$ ），锕204的中子数为（　　）

A、115 B、89 C、204 D、293

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4. 我国自主知识产权的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）称为“人造太阳”，它产生能量的原理与太阳发光发热原理相似。虽然都有“太阳”二字，但二者的“温差”却很大：太阳的核心温度约为1500万摄氏度，而“人造太阳”等离子体温度可达1.5亿摄氏度。“人造太阳”主要的核反应过程为（）

A、 $_{1}^{2} H +_{1}^{2} H \to_{2}^{3} H e +_{0}^{1} n$ B、 $_{7}^{14} N +_{2}^{4} H e \to_{8}^{17} O +_{1}^{1} H$ C、 ${}_{92}^{235}U + {}_{0}^{1}n \to {}_{56}^{141}B a + {}_{36}^{92}K r + 3 {}_{0}^{1}n$ D、 $_{92}^{238} U \to_{90}^{234} T h +_{2}^{4} H e$

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5. 近期在部分地区抽样检测，发现菠菜、莴苣叶上有微量的放射性碘—131。环保部门发现这是由于空气中有微量放射性物质碘—131存在，污染了地面上露天生长的蔬菜。 ${}_{53}^{131}I$ 发生 $β$ 衰变的核反应方程为（）

A、 $_{53}^{131} I {\overset{}{\to}}_{51}^{127} S b +_{2}^{4} H e$ B、 $_{53}^{131} I {\overset{}{\to}}_{54}^{131} X e +_{1}^{0} e$ C、 $_{53}^{131} I {\overset{}{\to}}_{54}^{131} X e +_{- 1}^{0} e$ D、 $_{53}^{131} I {\overset{}{\to}}_{53}^{130} I +_{0}^{1} n$

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6. 我国发射的“嫦娥”系列月球探测器，在着陆器和月球车内均安置有钚-238，以确保仪器仓内温度不会很低，让搭载的仪器安然度过月夜，成为仪器的“暖宝宝”。 ${}_{94}^{238}P u$ 可以通过以下过程得到： ${}_{92}^{238}U + {}_{1}^{2}H \to {}_{93}^{238}N p + k {}_{0}^{1}n$ ， ${}_{93}^{238}N p \to X + {}_{94}^{238}P u$ ，则下列说法正确的是（）

A、k=1，X为质子 B、k=2，X为电子 C、k=1，X为电子 D、k=2，X为质子

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7. 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 ${}_{4}^{7}B e$ 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ν_e ，即 ${}_{4}^{7}B e$ + ${}_{- 1}^{0}e$ →X+ ${}_{0}^{0}ν_{e}$ 。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 ${}_{3}^{7}L i$ 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ν_e的电荷量与电子的相同

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三、巩固

8. 宇宙射线与地球大气作用产生中子，中子撞击大气层中的氮引发核反应产生碳14。核反应方程为 $_{7}^{14} N +$ $_{0}^{1} n \to_{6}^{14} C + X$ ，碳14具有放射性，能够自发地进行β衰变而变成氮，核反应方程为 $_{6}^{14} C \to_{7}^{14} N + Y$ 。碳14可以用来测定物质年代，碳14的半衰期为5730年，下列说法正确的是（　　）

A、X表示电子 $_{- 1}^{0} e$ B、Y表示质子 $_{1}^{1} H$ C、一块古木样品中碳14的含量是现代植物的 $\frac{1}{4}$ ，说明古木的历史大概有5730年 D、一块古木样品中碳14的含量是现代植物的 $\frac{1}{4}$ ，说明古木的历史大概有11460年

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9. 钍 $(_{90}^{232} Th)$ 是一种放射性元素，广泛分布在地壳中．钍经中子 $(_{1}^{0} n)$ 轰击可得到核燃料铀 $(_{92}^{233} U)$ ，其反应方程为 $_{90}^{232} Th +_{0}^{1} n \to_{92}^{233} U + 2 X$ ，此反应能将地球上现有的钍资源变成潜在的核燃料。下列说法正确的是（　　）

A、X为质子 B、该过程发生了一次 $α$ 衰变 C、该过程发生了两次 $β$ 衰变 D、 $_{90}^{232} Th$ 原子核的质量大于 $_{92}^{233} U$ 原子核的质量

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10. 居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素钍（ $_{90}^{232} Th$ ），会释放出放射性气体氡（ $_{86}^{220} Rn$ ），从而放出 $α 、 β 、 γ$ 射线。下列说法正确的是（　　）

A、 $α$ 射线的穿透能力强于 $γ$ 射线 B、 $β$ 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的 C、氡（ $_{86}^{220} Rn$ ）发生 $β$ 衰变后电荷数减少了1 D、氡（ $_{86}^{220} Rn$ ）的半衰期为3.8天，若取40个氡（ $_{86}^{220} Rn$ ）原子核，经过7.6天后还剩10个未衰变

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11. 1986年4月26日，乌克兰切尔诺贝利核电厂的第44号反应堆发生了爆炸。前苏联政府为了阻止核电站爆炸产生放射性核污染，建造起来的一个巨大的钢筋混凝土建筑将核电站的第4号反应堆彻底封住。由于从远处看这一建筑像一座巨大的坟墓，被称为“切尔诺贝利核石棺”。这座“石棺”到2022年就会达到寿命极限，目前乌克兰已经完成核电站新防护罩建造工作，据乌克兰政府表示，“新棺”的用期计划达到100年。核事故中辐射防护的主要对象是碘-131，放射性碘进入人体后对甲状腺造成损害，短期引起甲状腺功能减退，长期可引起癌变。碘的半衰期为8天，其衰变方程为 ${}_{53}^{131}I \to {}_{54}^{131}X e + {}_{- 1}^{0}e + γ$ ，以下说法正确的是（）

A、通过加压或者是降温的方法，可以改变放射性物质的半衰期 B、8个 ${}_{53}^{131}I$ 经过8天后还剩下4个 C、衰变发出的射线是波长很短的光子，电离能力很强 D、衰变过程中质量数不变

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12. 太阳内部持续不断地发生着4个质子 $(_{1}^{1} H)$ 聚变为1个氦核 $(_{2}^{4} H e)$ 的热核反应，这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核的质量分别为 $m_{1} 、 m_{2}$ ，下列说法正确的是（）

A、该核反应中会生成中子 $(_{0}^{1} n)$ B、该核反应中会生成电子 $(_{- 1}^{0} e)$ C、该核反应中质量亏损 $Δ m = 4 m_{1} - m_{2}$ D、该核反应方程是 $4_{1}^{1} H \to_{2}^{4} H e + 2_{1}^{0} e$

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四、提升

13. 在匀强磁场中，有一个静止的原子核发生衰变，放出一个粒子而转变为一个新原子核，放射出的粒子与新原子核的速度方向都与磁感线方向垂直，形成的径迹是两个相外切的圆，如图所示．下列说法正确的是（　　）

A、放射出的粒子可能是α粒子也可能是β粒子 B、放射出的粒子和新原子核都做顺时针方向的圆周运动 C、图中小圆是放射出的粒子的径迹，大圆是新原子核的径迹 D、放射出的粒子的动能小于新原子核的动能

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14. 航天器上常用的核电池为“钚238”核热电池，其原理为：电池芯部的“钚238”衰变产生热量，通过“热电转换器”将热能转化为电能。已知“钚238”（ ${}_{94}^{238}P u$ ）衰变产生α粒子和新核X，质量为M的“钚238”经时间 $t_{0}$ 发生衰变的质量为 $\frac{3}{4} M$ ，则（）

A、产生的α射线有很强的穿透能力 B、X核内有143个中子 C、“钚238”的半衰期为 $\frac{t_{0}}{2}$ D、电池工作时内部处于高温，“钚238”的半衰期变短

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15. 2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院的可控核果变装置全超导托马克（ $E A S T$ ）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： $_{1}^{2} H +_{1}^{3} H \to_{2}^{4} H e + X$ ，已知 $_{1}^{2} H$ 、 $_{1}^{3} H$ 、 $_{2}^{4} H e$ 和X的质量分别为 $2.0141 u$ 、 $3.0161 u$ 、 $4.0026 u$ 和 $1.0087 u$ ， $1 u$ 相当于 $931.5 M e V$ ，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 $55.6 M e V$ 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 $Δ E = Δ m c^{2}$ 可知，部分质量转化成了能量

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16. 如图所示，PET-CT检查已广泛应用于健康体检和肿瘤诊断。PET的基本原理是：将放射性同位素 $_{8}^{15} O$ 注入人体，参与人体的代谢过程， $_{8}^{15} O$ 在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为光子被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。根据PET原理，下列说法正确的是（）

A、 $_{8}^{15} O$ 衰变的方程式为 $_{8}^{15} O \to_{7}^{15} N +_{1}^{0} e$ B、一对正负电子湮灭后可能只生成一个光子 C、PET中所选的放射性同位素的半衰期应尽量大些 D、将放射性同位素 $_{8}^{15} O$ 注入人体，其主要用途是参与人体的代谢

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17. 2021年11月30日，上海市洋山海关透露，199.5 吨被放射性污染的樟子松板材被退运出境。原因是在这批进口板材中检测出了人工核素铯137（ ${}_{55}^{137}C s$ ），且其活度浓度超过了国家规定的免管浓度值。已知人工核素铯137的半衰期长达30年，衰变时会辐射γ射线。其衰变方程为 ${}_{55}^{137}C s$ → ${}_{56}^{137}B a$ +X。下列说法正确的是（）

A、衰变方程中的X来自于铯（ ${}_{55}^{137}C s$ ）内中子向质子的转化 B、通过高温暴晒，可使板材中的铯（ ${}_{55}^{137}C s$ ）尽快衰变殆尽 C、该反应产生的新核 ${}_{56}^{137}B a$ 与铯（ ${}_{55}^{137}C s$ ）的比结合能相等 D、衰变时放出的X离子的穿透性比γ射线强

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18. 自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所示（N表示中子数，Z表示质子数）， $_{90}^{232} Th$ 衰变为 $_{88}^{224} Ra$ 的过程下列说法正确的是（　　）

A、只经历2次 $α$ 衰变 B、只经历1次 $β$ 衰变 C、经历2次 $α$ 衰变和2次 $β$ 衰变 D、经历1次 $α$ 衰变和2次 $β$ 衰变

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