章末質(zhì)量檢測(cè)(十五)

1、章末質(zhì)量檢測(cè)（十五）原子和原子核（時(shí)間：90分鐘滿分:100分）第I卷選擇題一、選擇題（本題包括10小題，共40分每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有 的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得 2分，錯(cuò)選或不選的得0分）1. 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A. 半衰期表示放射性元素衰變的快慢，半衰期越長(zhǎng)，衰變?cè)铰鼴. 同位素的核外電子數(shù)相同，因而具有相同的化學(xué)性質(zhì)C. 陰極射線和3射線都是電子流，它們的產(chǎn)生機(jī)理是一樣的D. 重核裂變過(guò)程中一定伴隨著質(zhì)量虧損解析：由基本概念可知ABD說(shuō)法是對(duì)的.陰極射線和3射線都是電子流，但產(chǎn)生機(jī)理不同，故應(yīng) 選C.答案:C2. 下列說(shuō)法中正確的是（

2、）A. 氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時(shí)，電子的動(dòng)能增加，電勢(shì)能增加，原子的總能量增加B. a射線是原子核發(fā)出的一種粒子流，它的電離能力在a 3 丫三種射線中是最弱的C. 原子核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損現(xiàn)象違背了能量守恒定律D. 將放射性元素?fù)诫s到其他穩(wěn)定元素中并大幅度降低其溫度，它的半衰期不發(fā)生改變解析:氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減少，又因氫原子放出光子，所以原子的總能量減少，故A錯(cuò).a射線的電離能力在 a 3 丫三種射線中是最強(qiáng)的，所以 B錯(cuò).據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知，原子核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損現(xiàn)象并不 違背能量守恒定律，故C錯(cuò).放射性元素的半衰期

3、不因其物理、化學(xué)狀態(tài)的變化而變化，故D正確.答案:D3. 現(xiàn)在太陽(yáng)向外輻射的能量是由于太陽(yáng)內(nèi)部氫聚變產(chǎn)生的，大約在40億年以后太陽(yáng)內(nèi)部將會(huì)啟動(dòng)另一種核反應(yīng)， 其核反應(yīng)方程為：4 He 4 He 4 He-；1； C，那時(shí)太陽(yáng)向外輻射的能量是由上述兩種核反應(yīng)產(chǎn)生的.已知：He的質(zhì)量為mi,的質(zhì)量為m2,則下列判斷正確的是（ ）A. 3mi m2B.3mi m2,即選項(xiàng)A正確.答案:A4.2006年美國(guó)和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋加速器，通過(guò)48Ca （鈣48）轟擊2：9Cf （锎249）發(fā)生核反應(yīng)，成功合成了第118號(hào)元素，這是迄今為止門(mén)捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元 素.實(shí)驗(yàn)表明，該元素的原子

4、核先放出3個(gè)相同的粒子 X，再連續(xù)經(jīng)過(guò)3次a衰變后，變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號(hào)元素的原子核，則上述過(guò)程中的粒子X(jué)是（）A. 中子B.質(zhì)子C.電子D. a粒子解析：綜合上述反應(yīng)可得總的核反應(yīng)方程為28 Ca +249 Cf T 3 4 He +焉丫 ,根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得 m=0、n=1,所以X是中子，A正確.答案:A5. K介子衰變的方程為 K+ n,其中K介子和 齊介子帶負(fù)的元電荷 e, *介子不帶電 如圖15-1所示，兩勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向相同，以虛線MN為理想邊界，磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B2.今有一個(gè)K-介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng) Bi中，其軌跡為圓弧 AP, P在MN上， K在P點(diǎn)

5、時(shí)的速度為V,方向與MN垂直在P點(diǎn)該介子發(fā)生了上述衰變衰變后產(chǎn)生的 n 介子沿v反方向射出，其運(yùn)動(dòng)軌跡為如圖虛線所示的心”形圖線則以下說(shuō)法正確的是（）圖 15-1A. n介子的運(yùn)行軌跡為 PENCMDPB. n介子運(yùn)行一周回到 P用時(shí)為T(mén)二巴eB2C.B1= 4B2d. n介子做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析:根據(jù)左手定則可知 n介子的運(yùn)行軌跡為 PDMCNEP，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；n介子在磁場(chǎng)B1中的半徑r1,在磁場(chǎng)eB1B2中的半徑r2二四，由題圖可知eB2r2=2r1，所以 B1 = 2B2,選項(xiàng)c錯(cuò)誤；n介子運(yùn)行一周回到p用時(shí)為三m 衛(wèi)二三m,選項(xiàng)b正確；n介子不帶eB1 eB2 eB2電，將做勻速直線

6、運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確.答案:BD6. 下列說(shuō)法正確的是（）A.研制核武器的钚239 (294 Pu)由鈾 239 (292 U)經(jīng)過(guò) 4 次B衰變而產(chǎn)生94121B. 發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是4 Be 2 He 6 C nC. 20 g的2； U經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后其質(zhì)量變?yōu)?5 gD. 29；U在中子轟擊下，生成9：Sr和122Xe的核反應(yīng)前后，原子核的核子總數(shù)減少解析：23；ut294 pu+2,e發(fā)生2次b衰變，a錯(cuò)誤.20 g292u經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后其質(zhì)量1 2m = 20 （）g =5g,C錯(cuò)誤.在核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)都守恒，D錯(cuò)誤.所以只有B正確.2答案:B7. 北京奧委會(huì)接受專家的建議，

7、大量采用對(duì)環(huán)境有益的新技術(shù)，如2008年奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周圍80%90%的路燈利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，奧運(yùn)會(huì)90%的洗浴熱水采用全玻璃真空太陽(yáng)能聚熱 技術(shù).太陽(yáng)能是由于太陽(yáng)內(nèi)部高溫高壓條件下的聚變反應(yīng)產(chǎn)生的，下列核反應(yīng)屬于聚變反應(yīng)的是（）A. 2h 3 H 4 He 0 nB. 74 N +2 He-*1： 0+1 H亠 2351136901C. 92 U 0 n r 54 Xe 38 S 1Oon2382344D. 92 U - 90 Th 2 He解析:把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)，稱為聚變，四個(gè)選項(xiàng)中只有A為聚變反應(yīng)，B是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)，C是鈾核的裂變反應(yīng)，D是鈾核的a衰變.答案:

8、A8. 關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是（）A. B衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的B. 若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小C. 在a氏丫這三種射線中，丫射線的穿透能力最強(qiáng)，B射線的電離能力最強(qiáng)D. 鈾核（238 U）衰變?yōu)殂U核（28；Pb）的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò) 8次a衰變和10次B衰變110解析:A選項(xiàng)正確，核反應(yīng)方程為n 1H eB選項(xiàng)錯(cuò)誤，放射性物質(zhì)的半衰期只與物質(zhì)本身有關(guān)，與該物質(zhì)所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān).C選項(xiàng)錯(cuò)誤，在 a 3 丫三種射線中，a射線的電離能力最強(qiáng)，穿透能力最弱；丫射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱 .D選項(xiàng)錯(cuò)誤，238 = 4x + 206x =

9、 8核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，則丿,解得丿 ,即8次a衰變和6次3、92=2x_6+82畀=6衰變.答案:A9. 據(jù)新華社報(bào)道，由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、研制的世界第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（又稱人造太陽(yáng)”已完成了首次工程調(diào)試.下列關(guān)于 人造太陽(yáng)”的說(shuō)法正確的是（）A. 人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是2h 3 H 4 He 0 nB. 人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是235U +o n-*魯Ba十；6 Kr +30 nC. 人造太陽(yáng)”釋放的能量大小的計(jì)算公式是AE=Amc21 2D. 人造太陽(yáng)”核能大小的計(jì)算公式是 E mc22解析：人造太陽(yáng)”是利用海水中的21H和31H聚變而產(chǎn)生大量能量的.放出的能量可利用愛(ài)因

10、 斯坦質(zhì)能方程 AE =Amc2求出，其中 如 為質(zhì)量虧損，所以 A、C項(xiàng)正確.答案:AC10. 靜止的30P衰變成30Si ,靜止的294Th衰變?yōu)?34 Pa,在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的軌道如圖15-2所示.由此可知（）圖 15-2a.甲圖為30 p的衰變軌跡，乙圖為234Th的衰變軌跡B. 甲圖為29：Th的衰變軌跡，乙圖為30 P的衰變軌跡C. 圖中2、4為新核軌跡，1、3為粒子軌跡D. 圖中2、4為粒子軌跡，1、3為新核軌跡解析：30p衰變成30si時(shí)，放出正電子，兩者均帶正電，運(yùn)動(dòng)方向相反，根據(jù)左手定則，軌 跡應(yīng)是外切圓，如題圖乙.根據(jù)動(dòng)量守恒和 R = mV可知3為正電子的軌跡，4為14

11、Si的軌跡.qB同理可分析230Th衰變?yōu)?9：Pa時(shí)，放出負(fù)電子，軌跡應(yīng)是內(nèi)切圓，如題圖甲，1為負(fù)電子的軌跡，2為291 Pa的軌跡.故選項(xiàng)B、C正確.答案:BC二、填空實(shí)驗(yàn)題（11題6分，12題6分）11. 一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的a B和丫射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng) .進(jìn)入電場(chǎng)后，射線變?yōu)?a、b兩束，射線a沿原來(lái)方向行進(jìn)，射 線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖15-3所示，則圖中的射線 a為射線，射線b為射線.圖 15-3解析:從放射源射出三種射線，分別為a B和丫射線，其中a射線被鋁箔擋住，只有 B和丫射線穿出，又由于丫射線不帶電，所以在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中不發(fā)生偏

12、轉(zhuǎn).綜上分析，可知圖中的射線a為丫射線，射線b為B射線.答案：丫 312. 人類認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過(guò)程.請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題.圖 15-4（1）盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面作出了卓越的貢獻(xiàn).請(qǐng)選擇其中的兩位，指出他們的主要成績(jī).（2）在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對(duì)放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究，圖154為三種射線在同一磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，請(qǐng)從三種射線中任選一種，寫(xiě)出它的名稱和一種用途.解析:（1）盧瑟福：提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 （或其他成就）；玻爾：首次把量子理論引入到 原子結(jié)構(gòu)中，提出了軌道量子化和能量量子化的思想，進(jìn)一步發(fā)展了原子結(jié)

13、構(gòu)理論，并成功解釋了氫光譜（或其他成就）；查德威克：首先發(fā)現(xiàn)了中子（或其他成就）.（2）1為a射線，利用它的電離作用很強(qiáng)，可消除靜電.2為丫射線，利用它的穿透本領(lǐng)很強(qiáng)，可用于工業(yè)探傷3為3射線，利用它的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，可用于控制工業(yè)生產(chǎn)線上某些金屬板的厚度判斷方法：用左手定則.依據(jù)磁場(chǎng)方向及運(yùn)動(dòng)軌跡”彎曲方向即洛倫茲力方向，可斷定射線1、 3的電性，從而確定射線種類.答案:見(jiàn)解析三、計(jì)算題（本題包括4小題,共48分.解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫(xiě)出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題目，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位）13. （10分）在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速，輕水、重

14、水和石墨等常用作減速劑.中子在重水中可與2H核碰撞減速，在石墨中與核碰撞減速.上述碰撞可簡(jiǎn)化為彈性碰撞模型 .某反應(yīng)堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對(duì)心正碰，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，僅從一次碰撞考慮，用重水和石墨作減速劑，哪種減速效果更好？解析：設(shè)中子質(zhì)量為 Mn，靶核質(zhì)量為 M，由動(dòng)量守恒定律得 Mnv0= Mnv1 + Mv2由能量守恒得Im nVo-MnVi2- MV222 2 2解得V1二Mn - MMn MVo在重水中靶核質(zhì)量 MH=2Mn在石墨中靶核質(zhì)量 MC=12Mn與重水靶核碰后中子速度較小，故重水減速效果更好 答案:略14. (10分)原子從一個(gè)能級(jí)躍遷到一個(gè)較低能級(jí)時(shí)，有可能不發(fā)射光子，例

15、如在某種條件下，鉻原子n=2能級(jí)上的電子躍遷到 n=1能級(jí)上時(shí)并不發(fā)射光子，而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給 n=4能 級(jí)上的電子，使之能脫離原子，這一現(xiàn)象叫做俄歇效應(yīng) ，以這種方式脫離原子的電子叫俄歇電A子.已知鉻原子的能級(jí)公式可簡(jiǎn)化為En=-飛，式中n=1,2,3，表示不同的能級(jí)，A是正的已n知常數(shù)上述俄歇電子的動(dòng)能是多少？Aa解析：鉻原子n=2的能級(jí)E22，n=1的能級(jí)E1 = A，所以電子從n=2能級(jí)躍遷到224n=1的能級(jí)釋放的能量 AE= E2 E1=34A又鉻原子n=4的能級(jí)E4 -A42A16, 說(shuō)明電子從n=4能級(jí)躍遷到無(wú)窮遠(yuǎn)能級(jí)(E 口)，即脫A離原子需吸收的能1611Ek -(-E

16、4)A.6能的轉(zhuǎn)化和守恒知，該俄歇電子的能量應(yīng)為11 答案：A164個(gè)質(zhì)子聚變?yōu)?個(gè)氦核的熱核反應(yīng)，這個(gè)核反應(yīng)釋15. (14分)太陽(yáng)內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著 放出的大量能量就是太陽(yáng)的能源(1) 寫(xiě)出這個(gè)核反應(yīng)方程；(2) 這一核反應(yīng)能釋放多少能量？已知太陽(yáng)每秒釋放的能量為3.8 XO26 J,則太陽(yáng)每秒減少的質(zhì)量為多少？若太陽(yáng)質(zhì)量減少萬(wàn)分之三，熱核反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行，計(jì)算太陽(yáng)能存在多少年.(太陽(yáng)質(zhì)量M30=2X10 kg,mp = 1.007 3 u, mHe= 4.001 5 u, me= 0.000 55 u)解析:(1)4；H 2 He 20e.(2) m= 4X1.007 3 u (4.0

17、01 5 + 20.000 55) u = 0.026 6 uAE= Amc2= 0.026 6 31.5 MeV = 24.78 MeV = 4X1012 j.太陽(yáng)每秒鐘釋放的能量為3.8 1026 J,則太陽(yáng)每秒鐘減少的質(zhì)量為太陽(yáng)的質(zhì)量為2 1030 kg,太陽(yáng)還能存在的時(shí)間為2 1030 3 10 0.4 1010s =15 1016s=5 109(年)._ 12答案：略 (2)4為0J109 A-(3) 0.4 10 kg (4)5 10 年16.(14分)已知氘核質(zhì)量為2.013 6 u，中子質(zhì)量為1.008 7 u,；He的質(zhì)量為3.015 0 u.(1)寫(xiě)出兩個(gè)氘核聚變成|He的核反應(yīng)方程;(2)計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能；若兩氘核以相等的動(dòng)能 0.35 Me V做對(duì)心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則反應(yīng)中生成的；He和中子的動(dòng)能各是多少 ？思路點(diǎn)撥：(1)計(jì)算出質(zhì)量虧損 Am,根據(jù)AE = Amc2計(jì)算釋放的核能.(2)在兩氘核對(duì)心碰撞發(fā) 生核反應(yīng)的過(guò)程中，滿足動(dòng)量守恒及能的轉(zhuǎn)化與守恒定律解析:應(yīng)用質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒不難寫(xiě)出核反應(yīng)方程為：2h 2 H 2 He 0 n由題給條件可求出質(zhì)量虧損為 ：Am= 2.013 6 u 2X (3.015 0 + 1.008 7) u= 0.003 5