（浙江專版）2022年高中物理 第十九章 原子核 章末過關檢測（八）（含解析）新人教版選修3-5

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1、（浙江專版）2022年高中物理 第十九章 原子核 章末過關檢測（八）（含解析）新人教版選修3-5 一、單項選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分) 1．下列關于原子和原子核的說法正確的是(　　) A．β衰變現(xiàn)象說明：電子是原子核的組成部分 B．玻爾理論的假設之一是原子能量的量子化 C．放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短 D．比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固 解析：選B　原子核是由質(zhì)子和中子組成，β衰變是核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變成為質(zhì)子同時生成了電子，即β粒子，故A錯；半衰期由原子核本身決定，與外界環(huán)境因素無關，C錯；比結(jié)合能越大表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，D錯；玻爾

2、提出的氫原子能級不連續(xù)就是原子能量量子化，B對。 2.如圖所示，天然放射性元素，放出α、β、γ三種射線同時射入互相垂直的勻強電場和勻強磁場中，射入時速度方向和電場、磁場方向都垂直，進入場區(qū)后發(fā)現(xiàn)β射線和γ射線都沿直線前進，則α射線(　　) A．向右偏 B．向左偏 C．直線前進 D．無法判斷 解析：選A　γ射線不帶電故在電磁場中不偏轉(zhuǎn)，β射線不偏轉(zhuǎn)是因為所受電場力與洛倫茲力是一對平衡力，故Eq＝Bqv即v＝，而α射線的速度遠比β射線小，因此α射線進入場區(qū)后，受向右的電場力遠大于向左的洛倫茲力，故α射線向右偏，A正確，B、C、D錯。 3．(北京高考)質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m

3、1、m2和m3。當一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，釋放的能量是(c表示真空中的光速)(　　) A．(m＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)c C．(m1＋m2－m3)c2 D．(m1－m2－m3)c2 解析：選C　一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3，根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，選項C正確，A、B、D錯誤。 4．某放射性元素的原子核發(fā)生2次α衰變和6次β衰變，關于它的原子核的變化，下列說法中正確的是(　　) A．中子數(shù)減少8 B．質(zhì)子數(shù)減少2 C．質(zhì)子數(shù)增加2 D．核子數(shù)減少10 解析：選C　發(fā)生2

4、次α衰變，質(zhì)量數(shù)減少8，電荷數(shù)減少4，發(fā)生6次β衰變，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加6，最終質(zhì)量數(shù)減少8，電荷數(shù)增加2。所以核子數(shù)減少8，質(zhì)子數(shù)增加2，中子數(shù)減少10，選項C正確。 5．(天津高考)下列說法正確的是(　　) A．原子核發(fā)生衰變時要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律 B．α射線、β射線、γ射線都是高速運動的帶電粒子流 C．氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子 D．發(fā)生光電效應時光電子的動能只與入射光的強度有關 解析：選C　原子核發(fā)生衰變時，遵守質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，而不是遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律，A項錯誤；α射線、β射線是高速運動的帶電粒子流，γ射線是不帶電的光子，B項

5、錯誤；氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，只能輻射能量等于兩能級差的頻率特定的光子，C項正確；由光電效應方程知，發(fā)生光電效應時，光電子的動能只與入射光的頻率有關，D項錯誤。 6．(重慶高考)碘131的半衰期約為8天。若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有 A. B. C. D. 解析：選C　經(jīng)過32天即4個半衰期，碘131的含量變?yōu)閙′＝＝，C項正確。 二、多項選擇題(本題共4小題，每小題4分，共16分) 7．天然放射現(xiàn)象顯示出(　　) A．原子不是單一的基本粒子 B．原子核不是單一的基本粒子 C．原子核具有復雜的結(jié)構(gòu) D．原子內(nèi)部大部分是

6、空的 解析：選BC　天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復雜的結(jié)構(gòu)，它是可分的，故不是單一的基本粒子。B、C正確。 8．據(jù)新華社報道，由我國自行設計、研制的世界上第一套全超導核聚變實驗裝置(又稱“人造太陽”)已完成了首次工程調(diào)試。下列關于“人造太陽”的說法正確的是(　　) A．“人造太陽”的核反應方程是H＋H―→He＋n B．“人造太陽”的核反應方程是U＋n―→Ba＋Kr＋3n C．“人造太陽”釋放的能量大小的計算公式是ΔE＝Δmc2 D．“人造太陽”核能大小的計算公式是E＝mc2 解析：選AC　“人造太陽”發(fā)生的是氫核聚變，所以核反應方程式為H＋H―→He＋n，A正確；而B選項中的核反應

7、是核裂變，故B錯誤；“人造太陽”釋放的能量大小的計算公式是ΔE＝Δmc2，C正確；而核能大小的計算公式為E＝mc2，D錯誤。 9．已知π＋介子、π－介子都是由一個夸克(夸克u或夸克d)和一個反夸克(反夸克或反夸克)組成的，它們的帶電荷量如下表所示，表中e為元電荷。 π＋ π－ u d 帶電量 ＋e －e ＋e －e －e ＋e 下列說法正確的是(　　) A．π＋由u和 組成　　　　 B．π＋由d和 組成 C．π－由u和 組成 D．π－由d和 組成 解析：選AD　π＋帶電量為＋e，u帶電量為＋e, 帶電量為＋e，故π＋由u和 組成，A

8、對，B錯；π－帶電量為－e，d帶電量為－e, 帶電量為－e，故π－由d和 組成，D對，C錯。 10．2013年12月中旬，中國自行研制的“玉兔”號月球車，在38萬千米之外的月球表面閑庭信步。月球的表面長期受到宇宙射線的照射，使得“月壤”中的He含量十分豐富，科學家認為He是發(fā)生核聚變的極好原料，將來He也許是人類重要的能源，所以探測月球意義十分重大。關于He，下列說法正確的是(　　) A.He的原子核內(nèi)有三個中子、兩個質(zhì)子 B.He的原子核內(nèi)有一個中子、兩個質(zhì)子 C.He發(fā)生核聚變，放出能量，一定會發(fā)生質(zhì)量虧損 D.He原子核內(nèi)的核子靠萬有引力緊密結(jié)合在一起 解析：選BC　He

9、是氦元素的一種同位素，質(zhì)量數(shù)是3，電荷數(shù)是2，原子核內(nèi)有兩個質(zhì)子、一個中子，所以A錯誤，B正確；發(fā)生核聚變放出能量就會有質(zhì)量虧損，C正確；原子核內(nèi)的核子是靠核力緊密結(jié)合在一起的，而不是靠萬有引力，D錯誤。 三、非選擇題(本題共5小題，共60分) 11．(8分)一質(zhì)子束入射到靜止靶核Al上，產(chǎn)生如下核反應：p＋Al→X＋n，式中p代表質(zhì)子，n代表中子，X代表核反應產(chǎn)生的新核。由反應式可知，新核X的質(zhì)子數(shù)為________，中子數(shù)為________。 解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為27，根據(jù)核電荷數(shù)守恒可知其質(zhì)子數(shù)為14，所以中子數(shù)為13。 答案：14　13 12．(10分)放射性

10、元素Po衰變?yōu)镻b，此衰變過程的核反應方程是__________________；用此衰變過程中發(fā)出的射線轟擊F，可得到質(zhì)量數(shù)為22的氖(Ne)元素和另一種粒子，此核反應過程的方程是__________________。 解析：根據(jù)衰變規(guī)律，此衰變過程的核反應方程是Po→Pb＋He。用α射線轟擊F，得到質(zhì)量數(shù)為22的氖(Ne)元素和另一種粒子，此核反應過程的方程是：He＋F→Ne＋H。 答案：Po→Pb＋He He＋F→Ne＋H 13．(12分)恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應，當溫度達到108 K時，可以發(fā)生“氦燃燒”。 (1)完成“氦燃燒”的核反應方程： He＋

11、________→Be＋γ。 (2)Be是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.6×10－16 s。一定質(zhì)量的Be，經(jīng)7.8×10－16 s后所剩Be占開始時的________。 解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知He＋He→Be＋γ。 (2)經(jīng)歷半衰期的次數(shù)n＝＝＝3，故剩余的Be占開始時的3＝。 答案：(1)He(或α)　(2)(或12.5%) 14．(15分)太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著四個質(zhì)子聚變?yōu)橐粋€氦核的熱核反應，這個核反應釋放出的大量能量就是太陽的能量來源。(mp＝1.007 3 u，mHe＝4.002 6 u，me＝0.000 55 u) (1)寫出這個核反應方程。 (

12、2)這一核反應能釋放多少能量？ (3)已知太陽每秒釋放的能量為3.8×1026 J，則太陽每秒減少的質(zhì)量為多少千克？ 解析：(1)核反應方程是4H→He＋X，而X只能是2個正電子，因此核反應方程應是4H→He＋2　0＋1e。 (2)反應前的總質(zhì)量為 m1＝4mp＝4×1.007 3 u＝4.029 2 u 反應后的總質(zhì)量為 m2＝mHe＋2me＝4.002 6 u＋2×0.000 55 u＝4.003 7 u 質(zhì)量虧損為Δm＝m1－m2＝0.025 5 u 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得釋放的能量為 ΔE＝0.025 5×931.5 MeV ≈23.75 MeV。 (3)根據(jù)愛因

13、斯坦質(zhì)能方程得太陽每秒減少的質(zhì)量為 Δm′＝＝ kg≈4.2×109 kg。 答案：(1)4H→He＋2　0＋1e (2)23.75 MeV　(3)4.2×109 kg 15．(15分)三個α粒子結(jié)合成一個碳C，已知碳原子的質(zhì)量為12.000 0 u，氦原子質(zhì)量為4.002 6 u。 (1)寫出核反應方程； (2)這個核反應放出的能量是多少焦？ (3)這個能量為多少MeV? 解析：(1)3He→C＋ΔE。 (2)Δm＝3×4.002 6 u－12.000 0 u＝0.007 8 u， Δm＝0.007 8×1.66×10－27 kg ＝12.948×10－30 kg， ΔE＝Δmc2≈1.165×10－12 J。 (3)ΔE＝ eV≈7.28×106 eV＝7.28 MeV。 答案：(1)3He→C＋ΔE　(2)1.165×10－12 J (3)7.28 MeV