2023年高考物理全国乙卷真题变式·分层精准练：第3题

日期: 2025-04-11 二轮复习来源：出卷网

原题

2022年10月，全球众多天文设施观测到迄今最亮伽马射线暴，其中我国的“慧眼”卫星、“极目”空间望远镜等装置在该事件观测中作出重要贡献。由观测结果推断，该伽马射线暴在1分钟内释放的能量量级为10⁴⁸J 。假设释放的能量来自于物质质量的减少，则每秒钟平均减少的质量量级为（光速为3×10⁸m/s）

A、 $\text{[math]}$

B、 $\text{[math]}$

C、 $\text{[math]}$

D、 $\text{[math]}$

基础

太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环，循环的结果可表示为 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，1u=931MeV/c² ， c为光速．在4个 $\text{[math]}$ 转变成1个 $\text{[math]}$ 的过程中，释放的能量约为（）

A、 8 MeV

B、 16 MeV

C、 26 MeV

D、 52 MeV

大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是： $\text{[math]}$ .已知 $\text{[math]}$ 的质量为2.013 6 u， $\text{[math]}$ 的质量为3.015 0 u， $\text{[math]}$ 的质量为1.008 7 u，1 u＝931 MeV/c².则氘核聚变反应中释放的核能约为（）

A、 3.7 MeV

B、 3.3 MeV

C、 2.7 MeV

D、 0.93 MeV

用中子轰击 $\text{[math]}$ 原子核某次的裂变方程为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 半衰期为 $\text{[math]}$ ，真空中的光速为 $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A、裂变时质量亏损 $\text{[math]}$

B、裂变时释放的能量为 $\text{[math]}$

C、若增大对 $\text{[math]}$ 的压力， $\text{[math]}$ 的半衰期小于 $\text{[math]}$

D、 $\text{[math]}$ 原子核中含有 $\text{[math]}$ 个中子

根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是E＝mc² ，这一关系叫爱因斯坦质能方程．质子的质量为m_p ，中子的质量为m_n ，氦核的质量为m_α ，下列关系式正确的是（）

A、 m_α＝(2m_p＋2m_n)

B、 m_α<(2m_p＋2m_n)

C、 m_α>(2m_p＋2m_n)

D、以上关系式都不正确

某核反应方程为 $\text{[math]}$ H+ $\text{[math]}$ H= $\text{[math]}$ He+X．已知（1u=931Mev）， $\text{[math]}$ H的质量为2.0136u， $\text{[math]}$ H的质量为3.0180u， $\text{[math]}$ He的质量为4.0026u，X的质量为1.0087u，则下列说法中正确的是（）

A、 X是中子，该反应释放能量，放出18.27×10¹⁶J能量

B、 X是中子，该反应释放能量，放出18.90Mev能量

C、 X是质子，该反应吸收能量，吸收18.90Mev能量

D、 X是中子，该反应吸收能量，吸收18.27×10¹⁶J能量

为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能万能方程E=mC² ，下列说法中不正确的是（）

A、 E=mc²表明物体具有的能量与其质量成正比

B、根据△E=△mc²可以计算核反应中释放的核能

C、 E=mc²中的E表示发生核反应过程中释放的核能，m是参与核反应的核子的总质量

D、一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损

巩固

中国环流器二号M装置的内部结构如图所示，这种“人造太阳”进行的热核反应方程式为 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，应中释放的核能为 $\text{[math]}$ ，光速为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A、要使这种热核反应发生，必须克服 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 之间巨大的核力

B、反应的产物 $\text{[math]}$ 有污染

C、两个轻核结合成质量较大的核，比结合能较聚变前增大，反应后的产物结构更稳定

D、 X核的质量为 $\text{[math]}$

在 $\text{[math]}$ 核反应中，其中 $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ，比结合能为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ，比结合能为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ，比结合能为 $\text{[math]}$ ， X的质量为 $\text{[math]}$ ，比结合能为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A、 X是质子

B、 X是电子

C、一次该核反应的质量亏损为 $\text{[math]}$

D、一次该核反应释放的能量为 $\text{[math]}$

如图是原子核的比结合能与质量数的关系图像，通过该图像可以得出一些原子核的比结合能，如 $\text{[math]}$ 的核子比结合能约为7.6Mev， $\text{[math]}$ 的核子比结合能约为7Mev，根据该图像判断，下到说法正确的是（）

A、随着原子质量数的增加，原子核的比结合能增大

B、 $\text{[math]}$ 核的结合能最大

C、把 $\text{[math]}$ 分成8个质子和8个中子，会发生质量亏损

D、 3个 $\text{[math]}$ 核结合成1个 $\text{[math]}$ 核，释放约7.2MeV的能量

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（ $\text{[math]}$ ）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： $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和X的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 相当于 $\text{[math]}$ ，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 $\text{[math]}$

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 $\text{[math]}$ 可知，部分质量转化成了能量

重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，关于裂变和聚变，下列说法正确的是（）

A、裂变释放能量，聚变吸收能量

B、裂变过程有质量亏损，聚变过程无质量亏损

C、裂变和聚变都可以释放出巨大的能量

D、太阳能来源于太阳内部发生的核裂变

提升

原来静止的原子核 $\text{[math]}$ 发生α衰变时，放出α粒子的动能为E₀。假设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是（）

A、 $\text{[math]}$

B、 $\text{[math]}$

C、 $\text{[math]}$

D、 $\text{[math]}$

核电池可通过半导体换能器，将放射性同位素 $\text{[math]}$ 衰变过程释放的能量转变为电能。一静止的 $\text{[math]}$ 核衰变为核 $\text{[math]}$ 和新粒子，并释放出γ光子。已知 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 的质量分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A、 $\text{[math]}$ 的衰变方程为 $\text{[math]}$

B、释放的核能转变为 $\text{[math]}$ 的动能、新粒子的动能和γ光子能量

C、 $\text{[math]}$ 的结合能比 $\text{[math]}$ 的结合能更大

D、核反应过程中释放的核能为 $\text{[math]}$

$\text{[math]}$ 是铀核核裂变的产物之一，仍有放射性，其发生 $\text{[math]}$ 衰变的方程是 $\text{[math]}$ 。已知 $\text{[math]}$ 核的质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 核的质量为 $\text{[math]}$ ，电子的质量为 $\text{[math]}$ ，质子的质量为 $\text{[math]}$ ，中子的质量为 $\text{[math]}$ ，光速为 $\text{[math]}$ ，则 $\text{[math]}$ 的比结合能可表示为（）

A、 $\text{[math]}$

B、 $\text{[math]}$

C、 $\text{[math]}$

D、 $\text{[math]}$

有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置取得新突破，成功实现可重复的。2亿摄氏度 $\text{[math]}$ 和1.6亿摄氏度 $\text{[math]}$ 等离子体运行。其内部发生的一种核聚变反应方程式为 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的质量为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 相当于 $\text{[math]}$ 。则X的核子平均质量为（　　）

A、 $\text{[math]}$

B、 $\text{[math]}$

C、 $\text{[math]}$

D、 $\text{[math]}$

中国物理学家钱三强与何泽慧等合作，在利用中子打击铀的实验中，观察到三分裂变和四分裂变现象，如图，其中一种裂变反应式是 $\text{[math]}$ U＋ $\text{[math]}$ n→ $\text{[math]}$ Ba＋ $\text{[math]}$ Kr＋3 $\text{[math]}$ n。用 $\text{[math]}$ 分别表示 $\text{[math]}$ U、 $\text{[math]}$ Ba、 $\text{[math]}$ Kr核的质量， $\text{[math]}$ 表示n粒子的质量，c为真空中的光速，下列说法正确的是（）

A、链式反应能否发生跟铀原料的体积无关

B、裂变产物 $\text{[math]}$ Ba的比结合能大于 $\text{[math]}$ U的比结合能

C、该核反应过程中质量有所增加

D、该核反应中放出的核能为 $\text{[math]}$

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