講學案：第五章 原子核 章末檢測題

學而優(yōu)教有方解析版第五章原子核章末檢測題一、單選題1．氫有三種同位素，分別是氕（H）、氘（H）、氚（H）（）A．它們的質子數(shù)相等 B．它們的物理性質和化學性質均不相同C．它們的核子數(shù)相等 D．它們的中子數(shù)相等【答案】A【解析】任意一種元素的幾種同位素，具有相同的質子數(shù)、核電荷數(shù)和核外電子數(shù)，且化學性質相同，但質量數(shù)（核子數(shù)）和中子數(shù)都不相等。故選A。2．如圖所示，R是一種放射性物質，虛線框內是勻強磁場B，LL′是一厚紙板，MN是熒光屏，實驗時，發(fā)現(xiàn)在熒光屏O、P兩處有亮斑，則下列關于磁場方向、到達O點的射線、到達P點的射線的判斷，與實驗相符的是（）磁場方向到達O點射線到達P點射線A豎直向上β射線α射線B豎直向下α射線β射線C垂直線面向內γ射線β射線D垂直線面向外β射線γ射線A．A B．B C．C D．D【答案】C【解析】由三種射線的本質知，γ射線在磁場中不偏轉，O處亮斑為γ射線，能穿過厚紙板且在磁場中發(fā)生偏轉的射線為β射線，再根據(jù)偏轉方向，結合左手定則可知磁場方向垂直紙面向內。故選C。3．關于近代物理學史的相關知識，下列說法正確的是（）A．盧瑟福提出原子的核式結構模型，并發(fā)現(xiàn)了質子和中子B．湯姆孫研究衰變時發(fā)現(xiàn)了電子，說明電子是原子核的重要組成部分C．玻爾借鑒普朗克的能量子假說提出光子說，成功解釋了氫原子光譜是分立的線狀光譜D．研究發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)大于83的元素都具有天然放射性【答案】D【解析】A．盧瑟福提出原子的核式結構模型，并發(fā)現(xiàn)了質子，同時預言了中子的存在，但發(fā)現(xiàn)中子的是查德威克，選項A錯誤；B．湯姆孫硏究陰極射線時發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子是可以再分的，電子是原子的重要組成部分，選項B錯誤；C．玻爾借鑒普朗克的能量子假說提出氫原子理論，成功解釋了氫原子光譜是線狀譜，愛因斯坦提出光子說，選項C錯誤；D．最初來自于天然放射現(xiàn)象的硏究，表明所有原子序數(shù)大于83的元素都具有天然放射性，選項D正確。故選D。4．關于放射性同位素的應用，下列說法正確的有（）A．放射性改變了布料的性質使其不再因摩擦而生電，從而達到消除有害靜電的目的B．利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進行人體的透視C．用放射性照射作物種子使其DNA發(fā)生變異，其結果一定是更優(yōu)秀的品種D．用γ射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷害【答案】D【解析】A．利用放射性消除有害靜電是利用射線的電離性，使空氣分子電離成導體，將布料靜電導走，故A錯誤；B．γ射線對人體細胞傷害很大，所以利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，但不能進行人體的透視，故B錯誤；C．用放射性照射作物種子使其DNA發(fā)生變異，變異方向是不確定的，故其結果不一定是更優(yōu)秀的品種，故C錯誤；D．用γ射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷害，故D正確。故選D。5．如圖所示，某軋鋼廠的熱軋機上安裝了一個射線測厚儀，探測器探測到的射線強度與鋼板的厚度有關。已知測厚儀采用放射性同位素作為放射源，發(fā)生衰變時放出射線和射線，半衰期為74天，適合透照厚度在之間的鋼板，下列說法正確的是（）A．探測器探測到的射線增強，說明鋼板的厚度增加B．192g放射性同位素經(jīng)過148天全部完成衰變C．若衰變產(chǎn)生的新核用X表示，則的衰變方程為D．的比結合能比衰變后的產(chǎn)物X的比結合能大【答案】C【解析】A．探測器探測到的射線增強，說明鋼板的厚度減小，A錯誤；B．192g放射性同位素經(jīng)過，148天，剩余的質量沒有發(fā)生衰變的為B錯誤；C．根據(jù)質量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，衰變方程為C正確；D．衰變過程釋放出能量，即核反應中生成物比反應物更加穩(wěn)定，可知衰變后的產(chǎn)物X的比結合能比的比結合能大，D錯誤。故選C。6．“β衰變”的實質是原子核內一個中子（）轉變?yōu)橐粋€質子（），同時釋放一個電子（）若質子的質量為，中子的質量為，電子的質量為，光速為c，則該核反應過程釋放出的核能為（）A．B．C．D．【答案】C【解析】β衰變的轉化方程為根據(jù)質能方程，可知該核反應過程釋放出的核能為。故選C。7．2021年5月28日，中科院合肥物質科學研究院全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST（東方超環(huán)）傳來捷報，中國的“人造太陽”再次創(chuàng)造托卡馬克實驗裝置運行新的世界紀錄。已知該裝置內部發(fā)生的核反應方程為，可以判斷（）A．該反應屬于α衰變B．反應放出的X是質子C．該反應過程中會放出能量D．該反應目前大量應用于核電站進行發(fā)電【答案】C【解析】AB．根據(jù)核反應的質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，為中子，該反應為輕核聚變反應，不屬于衰變，AB錯誤；C．該反應過程中有質量虧損，根據(jù)質能方程，反應會放出能量，C正確；D．目前核電站主要是利用重核裂變，則該反應不是目前核電站的工作原理，D錯誤。故選C。8．太陽的巨大能量是核聚變產(chǎn)生的，其中一種核反應方程為：。已知的比結合能為E1，的比結合能為E2，的比結合能為E3，則（）A．X表示質子B．核比核更穩(wěn)定C．核反應過程中的質量虧損可以表示為D．一個核與一個核的結合能之和等于一個核的結合能【答案】C【解析】A．根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒得，X的電荷數(shù)為0，質量數(shù)為1，為中子，故A錯誤；B．使重核裂變?yōu)閮蓚€質量中等的核或使輕核聚變，都可使核更為穩(wěn)定并放出能量，故一個生成物核子的結合能大于一個反應物的核子的結合能，比結合能越大，原子核越穩(wěn)定，則核比核更穩(wěn)定，故B錯誤；C．由愛因斯坦方程解得故C正確；D．核聚變反應是放熱反應，則生成物的結合能之和一定大于反應物的結合能之和，故D錯誤。故選C。二、多選題9．天然放射性元素（釷）經(jīng)過一系列α衰變和β衰變之后，變成（鉛）。下列判斷中正確的是（）A．衰變過程共有6次α衰變和4次β衰變B．鉛核比釷核少8個質子C．β衰變所放出的電子來自原子核外D．釷核比鉛核多24個中子【答案】AB【解析】由于β衰變不會引起質量數(shù)的減少，故可先根據(jù)質量數(shù)的減少確定α衰變的次數(shù)x==6再結合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判定β衰變的次數(shù)2x-y=90-82=8y=2x-8=4即衰變過程共有6次α衰變和4次β衰變；釷232核中的中子數(shù)為232-90=142，鉛208核中的中子數(shù)為208-82=126，所以釷核比鉛核多16個中子，鉛核比釷核少8個質子，由于物質的衰變與元素的化學狀態(tài)無關，所以β衰變所放出的電子來自原子核內，所以AB正確，CD錯誤。故選AB。10．在物理學發(fā)展史上，有一些發(fā)現(xiàn)，首先是通過推理論證，然后再由實驗加以驗證。下列敘述符合上述情況的是（）A．牛頓得出了萬有引力定律，后來卡文迪許用實驗測出引力常量的數(shù)值，從而驗證了萬有引力定律B．愛因斯坦提出了量子理論，后來普朗克用光電效應實驗提出了光子說C．盧瑟福預言了原子核內存在著中子，后來由查德威克用實驗驗證了這個猜想D．法拉第提出電磁場理論并預言了電磁波的存在，后來由赫茲用實驗證實了電磁波的存在【答案】AC【解析】A．牛頓得出了萬有引力定律，后來卡文迪許用實驗測出引力常量的數(shù)值，從而驗證了萬有引力定律，故A正確；B．普朗克提出了量子理論，后來為了解釋光電效應現(xiàn)象，愛因斯坦提出了光子說，故B錯誤；C．盧瑟福預言了原子核內存在著中子，后來由查德威克用實驗驗證了這個猜想，故C正確；D．麥克斯韋提出電磁場理論并預言電磁波的存在，后來由赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故D錯誤。故選AC。11．目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝修材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放出、、射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據(jù)有關放射性知識可知，下列說法正確的是（）A．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下一個原子核了B．衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉化成質子時所產(chǎn)生的C．射線一般伴隨著或射線而產(chǎn)生，在這3種射線中，射線的穿透能力最強，但電離能力最弱D．發(fā)生衰變時，生成的新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4【答案】BC【解析】A．半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核的衰變不適應，選項A錯誤；B．衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉化成質子時所產(chǎn)生的，選項B正確；C．射線一般伴隨著或射線而產(chǎn)生，在這3種射線中，射線的穿透能力最強，但電離能力最弱，選項C正確；D．發(fā)生衰變時，生成的新核與原來的原子核相比，質量數(shù)減小4，電荷數(shù)減小2，則中子數(shù)減少了2，選項D錯誤。故選BC。12．下列四幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法正確的是（）A．由甲圖的實驗分析提出了原子的核式結構模型B．由乙圖數(shù)據(jù)可知a光的頻率大C．由丙圖可知在中子轟擊下生成和的反應中還生成2個中子D．由丁圖觀察到光的干涉條紋，它是由凸透鏡上表面反射光和玻璃上表面反射光疊加【答案】AC【解析】A．甲圖是盧瑟福的α離子散射實驗，實驗分析提出了原子的核式結構模型，故A正確；B．光電流恰為零，此時光電管兩端加的電壓為截止電壓，a光對應的截止電壓小于b光的截止電壓，根據(jù)可知入射光的頻率越高，對應的截止電壓越大，可知b光的頻率大，故B錯誤；C．根據(jù)質量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可知，在中子轟擊下生成和的反應中還生成2個中子，故C正確；D．觀察到光的干涉條紋，它是由凸透鏡下表面反射光和玻璃上表面反射光疊加形成的，故D錯誤。故選AC。三、解答題13．在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個α粒子，結果得到一張兩個相切圓的徑跡照片（如圖所示），今測得兩個相切圓半徑之比r1∶r2＝1∶44。求：（1）這個原子核原來所含的質子數(shù)是多少？（2）圖中哪一個圓是α粒子的徑跡？（說明理由）

【答案】（1）90；（2）軌跡2【解析】（1）設衰變后新生核的電荷量為q1，α粒子的電荷量為q2＝2e，它們的質量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，所以原來原子核的電荷量q＝q1＋q2根據(jù)軌道半徑公式有又由于衰變過程中遵循動量守恒定律，則以上三式聯(lián)立解得q＝90e即這個原子核原來所含的質子數(shù)為90。（2）因為動量相等，所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比。所以圓軌道2是α粒子的徑跡，圓軌道1是新生核的徑跡。14．用速度幾乎是零的慢中子轟擊靜止的硼核（），產(chǎn)生鋰核（）和粒子。已知中子質量，硼核質量，鋰核質量，粒子質量。（計算結果均保留小數(shù)點后兩位數(shù)字）（1）寫出該反應的核反應方程。（2）求出該反應放出的能量。（3）若核反應中放出的能量全部變成生成核的動能，則鋰核和粒子的動能各是多少？（相當于）【答案】（1）；（2）；（3），【解析】（1）根據(jù)質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知核反應方程（2）根據(jù)質能方程可知放出的能量（3）由動量守恒可知由能量守恒可知而代入數(shù)據(jù)可得，15．钚的放射性同位素靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)和α粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)立即衰變?yōu)殁櫤耍⒎懦鲱l率為υ的光子。已知的質量、的質量和α粒子的質量，真空中的光速為c，普朗克常量為h。（1）寫出衰變方程；（2）忽略衰變放出光子的動量，求α粒子的動能?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）衰變方程為（2）設衰變后和α粒子的速度大小分別為v2、v3，根據(jù)動量守恒定律有根據(jù)能量守恒定律有聯(lián)立以上兩式解得16．受中子轟擊時會發(fā)生裂變，產(chǎn)生和，同時放出200兆電子伏特的能量?，F(xiàn)要建設發(fā)電能力是10萬千瓦的核電站，用鈾235作為原子鍋爐的燃料。假設核裂變釋放的能量的50%轉化為電能。（1）寫出核反應方程；（2）一天需要純鈾235的質量為多大？（阿伏伽德羅常數(shù)取6.02×1023個/摩爾）【答案】（1）+→++3；（2）0.21kg【解析】（1）核反應方程為+→++3（2）每一天的發(fā)電量為消耗的鈾235核的個數(shù)為需要的純鈾235的質量為17．太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段，由于太陽內部含有大量的氘核，在高溫環(huán)境下氘核不斷發(fā)生核反應而釋放大量的核能，使得太陽的質量逐漸的減小.兩個氘核在高溫環(huán)境下生成一個新核X同時釋放一個中子，已知氘核、中子以及X核的質量分別為2.0136u、1.0087u、3.0150u，核反應時質量虧損1u向外