2020年秋人教版高中物理選修3-5第十九章原子核測試含答案

絕密★啟用前2020年秋人教版高中物理選修 3-5第十九章原子核測試本試卷共100分，考試時間120分鐘。一、單選題（共10小題每小題4.0分，共40分）1.下列說法正確的是（ ）A.因為裂變時釋放能量，根據 生=Amc2,所以生成物的總質量減少B.玻爾通過“粒子散射實驗提出了原子核式結構模型C.放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變長D.知e+召Al-世P+Hn是原子核聚變方程2.關于放射性同位素的應用，下列說法中正確的是 （ ）A.利用丫射線使空氣電離，把靜電荷除去B.利用“射線照射植物的種子，使產量顯著增加C.利用3射線來治肺癌、食道癌D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學性質相同，作為示蹤原子3.為了直接驗證愛因斯坦狹義相對論中著名的質能方程 E=mc2,科學家用中子轟擊硫原子，分別測出原子捕獲中子前后質量的變化以及核反應過程中放出的能量，然后進行比較，精確驗證了質能方程的正確性.設捕獲中子前的原子質量為 m1，捕獲中子后的原子質量為 m2,被捕獲的中子質量為m3,核反應過程放出的能量為 AE,則這一實驗需驗證的關系式是（ ）2A.正=（m1—m2—m3）c2正=（m1+m3—m2）cC.正=（m2—m1一m3）C22D.正=（m2—m1+m3）c4.如圖所示是原子核人工轉變實驗裝置示意圖， A是a粒子源，F(xiàn)是鋁箔，S是熒光屏，在容器中充入氮氣后，屏S上出現(xiàn)閃光，該閃光產生的原因是 （ ）A.a粒子射到屏S上產生的B.粒子源放出的丫射線射到屏上產生的a粒子轟擊鋁箔F上打出的某種粒子射到屏上產生的a粒子轟擊氮核后產生的某種粒子射到屏上產生的5.一個笊核[H質量為mi,一個瓶核fH質量為m2,它們結合成一個質量為m3的氯核。核反應方程如下：=H+[H->WHe+X。在這一核反應過程中釋放的能量為AE。已知光速為c,則以下判斷正確的是（ ）X是質子X是正電子X的質量為mi+m2—m3X的質量為mi+m2—m3一音.下列有關原子結構和原子核的認識，其中正確的是 （ ）A.丫射線是高速運動的電子流B.氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大C.太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變D.,於Bi的半衰期是5天，100克啰Bi經過10天后還剩下50克TOC\o"1-5"\h\z.社核^Th經過6次a衰變和4次3衰變后變成鉛核，則（ ）A.鉛核的符號為拿Pb,它比建Th少8個中子.鉛核的符號為國Pb,它比出Th少16個中子C.鉛核的符號為挈Pb,它比也Th少16個中子HO Z32D.鉛核的符號為三Pb,它比乘Th少12個中子.貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領域中有著廣泛應用.下列屬于放射性衰變的是（ ）：；C—"N+^?eMu+此一號I+?丫+2加*H+!HH^He+JnD,加+召Al-斛+而.最早發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的科學家為 （ ）A.盧瑟福B.貝可勒爾C.愛因斯坦D.查德威克10.下列探測射線的方法中利用粒子使液體電離的是 （）A.威耳遜云室B.氣泡室C.蓋革-米勒計數(shù)器D.照相乳膠感光二、多選題（共4小題每小題5.0分，共20分）11.（多選）關于原子核中的核力與結合能，下列說法中正確的是 （ ）A.核力是短程力，作用范圍在 I。-15m內，核力比庫侖力大得多B.原子核中，質子與質子間有核力，質子和中子間沒有核力C.結合能是指核子構成原子核時而具有的能量D.比結合能越大，表示原子核中的核子結合得越牢固12.（多選）有一種新型饃銅長效電池，它是采用半衰期長達 100年的放射性同位素饃63（卷Ni）和銅兩種金屬作為長壽命電池的材料，利用饃63發(fā)生3衰變時釋放電子2銅片，把饃63和銅片作為電池兩極，外接負載為負載提供電能.下面有關該電池的說法正確的是 （）A.饃63的衰變方程是爻Ni一:Cu+.；eB.饃63的衰變方程是:Nif：：Cu+,ieC.外接負載時饃63的電勢比銅片高D.該電池內電流方向是從饃片到銅片13.（多選）下列說法正確的是（ ）A.家用照明電路電壓的峰值約為 311VB.3衰變發(fā)出的3射線來自原子外層電子C.盧瑟福通過“粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)原子核具有復雜結構D.在發(fā)生輕核聚變或重核裂變后，核子的平均質量均變小14.（多選）隨著科技的發(fā)展，大量的科學實驗促進了人們對微觀領域的認識，下列說法正確的是（ ）A.玻爾建立了量子理論，成功解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象B.德布羅意首先提出了物質波的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想C.比結合能越大表示原子核中的核子結合得越牢固D.3衰變中產生的3射線是原子核外電子掙脫原子核束縛后形成的三、計算題（共4小題,每小題10.0分，共40分）15.11U受中子轟擊時會發(fā)生裂變，產生i^Ba和翳Kr,同時放出200兆電子伏特的能量.現(xiàn)要建設發(fā)電能力是50萬千瓦的核電站，用鈾 235作為原子鍋爐的燃料.假設核裂變釋放的能量全部被用來發(fā)電，那么一天需要純鈾 235的質量為多大？(阿伏加德羅常數(shù)取6.02M023mo「1)16.4個氫核聚變成一個氨核，同時放出兩個正電子，釋放出2.8106eV的能量，寫出核反應方程，并計算1g氫核完成這個反應后釋放出多少焦耳的能量．.每晝夜消耗220g鈾235的核電站，如果效率為 25%，它生產的電功率為多大？(每個鈾核裂變時放出的能量是200MeV,阿伏加德羅常數(shù)取6.02>1023mol1).假設兩個笊核在一直線上相碰發(fā)生聚變反應生成氨的同位素和中子，已知笊核的質量是 mi,中子的質量是 m2，氦的同位素的質量是 m3，光在真空中速度為 c.(1)寫出核聚變反應的方程式；(2)求核聚變反應中釋放出的能量 AE.答案解析.【答案】A【解析】因為裂變時釋放能量，根據 AE=淅c2,所以生成物的總質量減少，故A正確；盧瑟福根據“粒子散射實驗提出了原子內部有個較小的核，即原子核式結構學說，故 B錯誤；放射性元素的半衰期，與外界因素無關，故C錯誤；WHe+^Al一日P+jJn是原子核的人工轉變，不屬于原子核聚變方程，故D錯誤..【答案】D【解析】3或“射線的電離本領較大，可以消除工業(yè)上有害的靜電積累， A錯誤；丫射線可以輻射育種、輻射保鮮、消毒殺菌和醫(yī)治腫瘤等， B、C錯誤；放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學性質相同，可以用作示蹤原子， D正確..【答案】B【解析】反應前的質量總和為 mi+m3,質量虧損z\m=mi+m3—m2,核反應釋放的能量AE=(mi+m3—m2)c2,選項B正確..【答案】D【解析】 充入氮氣后，a粒子轟擊氮核產生質子，質子穿過鋁箔后射到熒光屏上，使熒光屏上出現(xiàn)閃光，故選D..【答案】D【解析】 由電荷數(shù)守恒知，X的質子數(shù)為0,由質量數(shù)守恒知，X的質量數(shù)為1,故X為中子，設X的質量為m,反應中的質量與損Am=mi+m2—m3—m,釋放的核能AE=2^mc2=(mi+m2—m3—m)c2,則X的質量為m1+m2—m3—p,故選項D正確。.【答案】B【解析】3射線是高速電子流，而 丫射線是一種電磁波，選項A錯誤.氫原子輻射光子后，繞核運動的電子距核更近，動能增大，選項B正確.太陽輻射能量的主要來源是太陽內部氫核的聚變,選項C錯誤選項C錯誤.I0天為兩個半衰期，剩余的Bi為I00X(-g=I00XQ)2g=25g,選項D錯誤.Xr.【答案】C【解析】經過I次“衰變電荷數(shù)少2,質量數(shù)少4,經過I次3衰變，電荷數(shù)增I,質量數(shù)不8,質量數(shù)少24,為芍Pb,質量數(shù)等于變.則社核^Th經過6次a8,質量數(shù)少24,為芍Pb,質量數(shù)等于質子數(shù)加中子數(shù)，則中子數(shù)少 I6,所以C正確，A、B、D錯誤..【答案】A【解析】原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉變?yōu)樾潞说淖兓凶髟雍说乃プ?，只有選項 A符合.選項B是核裂變反應.選項D是人工核轉變反應，選項C是核聚變反應..【答案】B【解析】盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子，查德威克發(fā)現(xiàn)中子，愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了光電效應，貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，故B正確，A、C、D錯誤..【答案】B【解析】氣泡室利用粒子使液體電離，故選擇B選項。.【答案】AD【解析】核力與萬有引力、庫侖力的性質不同，核力是短程力，作用范圍在 1.5M0—15m之內，原子核的半徑數(shù)量級為10r5m,所以核力只存在于相鄰的核子之間，核力是原子核能穩(wěn)定存在的原因，故A正確；原子核中，質子與質子間有核力，質子和中子間、中子與中子之間都有核力，故B錯誤；原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故 C錯誤；當比結合能越大，原子核中的核子結合的越牢固，原子核越穩(wěn)定，故D正確..【答案】AC【解析】饃63的衰變方程為與Ni一^Cu+01e,選項A對、B錯.電流方向為正電荷定向移動方向，在電池內部電流從銅片到饃片，饃片電勢高，選項 C對、D錯..【答案】AD【解析】A.家用照明電路電壓的峰值約為 311V,正確；B.3衰變發(fā)出的3射線來自原子外層電子，錯誤；C.盧瑟福通過“粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)原子核具有復雜結構，錯誤；D.在發(fā)生輕核聚變或重核裂變后，核子的平均質量均變小正確；.【答案】BC【解析】玻爾理論成功地引入了量子的概念解釋了氫光譜，但保留了太多的經典理論，他沒有建立量子理論，故A錯誤；德布羅意首先提出了物質波的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想，故B正確；比結合能是指原子核結合能對其中所有核子的平均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均對每個核子所要添加的能量，所以比結合能越大，原子核越牢固，故 C正確；3衰變中產生的3射線實際上是原子核內的中子變成質子和電子，產生的電子是從核內發(fā)出的，并不是核外電子掙脫原子核的束縛而形成的，故 D錯誤..【答案】0.527kg【解析】核電站每天的發(fā)電量為： E=Pt=50X104^03x24>3600J=4.321013J.據題意知，核電站一天的發(fā)電量就等于發(fā)電站在一天時間內鈾 235裂變所釋放的總能量，故核電站每天所消耗的鈾235核的個數(shù)為：2.00X103X1.6X102.00X103X1.6X10<e432XIO133.2X10-11=1.351024(個).n 1ytr故發(fā)電站每一天需要的純鈾 235的質量為：m=—M=- X235X103kg^0.527kg.Na 6.02X10^.【答案】41HH*H+2_￡e6.741010J【解析】該反應的核反應方程為： 41H-^He+2tfe,由此可知，平均每個氫核反應釋放出的能量)gX10專為曰=二~^——eV=7X105eV.1g氫核(即1mol)所包含的氫核的粒子個數(shù)為 6.021023個.應釋放出的總＞能量E=7X105x6.021023eV=6.74X10J)..【答案】5.2107W20【解析】一晝夜消耗的鈾所產生的核能 AE=200X1