講學(xué)案：第五章 原子核 章末檢測(cè)題

學(xué)而優(yōu)教有方解析版第五章原子核章末檢測(cè)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(zhì)子數(shù)相等 B．它們的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)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(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)和核外電子數(shù)，且化學(xué)性質(zhì)相同，但質(zhì)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(zhì)，虛線框內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，LL′是一厚紙板，MN是熒光屏，實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在熒光屏O、P兩處有亮斑，則下列關(guān)于磁場(chǎng)方向、到達(dá)O點(diǎn)的射線、到達(dá)P點(diǎn)的射線的判斷，與實(shí)驗(yàn)相符的是（）磁場(chǎng)方向到達(dá)O點(diǎn)射線到達(dá)P點(diǎn)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(nèi)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(zhì)知，γ射線在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，O處亮斑為γ射線，能穿過(guò)厚紙板且在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)的射線為β射線，再根據(jù)偏轉(zhuǎn)方向，結(jié)合左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向內(nèi)。故選C。3．關(guān)于近代物理學(xué)史的相關(guān)知識(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子B．湯姆孫研究衰變時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子，說(shuō)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(shuō)提出光子說(shuō)，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(jié)構(gòu)模型，并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，同時(shí)預(yù)言了中子的存在，但發(fā)現(xiàn)中子的是查德威克，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．湯姆孫硏究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子，說(shuō)明原子是可以再分的，電子是原子的重要組成部分，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．玻爾借鑒普朗克的能量子假說(shuō)提出氫原子理論，成功解釋了氫原子光譜是線狀譜，愛(ài)因斯坦提出光子說(shuō)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．最初來(lái)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(xiàng)D正確。故選D。4．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的有（）A．放射性改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，從而達(dá)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(jìn)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(jié)果一定是更優(yōu)秀的品種D．用γ射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對(duì)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(dǎo)體，將布料靜電導(dǎo)走，故A錯(cuò)誤；B．γ射線對(duì)人體細(xì)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(jìn)行人體的透視，故B錯(cuò)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(jié)果不一定是更優(yōu)秀的品種，故C錯(cuò)誤；D．用γ射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對(duì)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(jī)上安裝了一個(gè)射線測(cè)厚儀，探測(cè)器探測(cè)到的射線強(qiáng)度與鋼板的厚度有關(guān)。已知測(cè)厚儀采用放射性同位素作為放射源，發(fā)生衰變時(shí)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(shuō)法正確的是（）A．探測(cè)器探測(cè)到的射線增強(qiáng)，說(shuō)明鋼板的厚度增加B．192g放射性同位素經(jīng)過(guò)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(jié)合能比衰變后的產(chǎn)物X的比結(jié)合能大【答案】C【解析】A．探測(cè)器探測(cè)到的射線增強(qiáng)，說(shuō)明鋼板的厚度減小，A錯(cuò)誤；B．192g放射性同位素經(jīng)過(guò)，148天，剩余的質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生衰變的為B錯(cuò)誤；C．根據(jù)質(zhì)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(guò)程釋放出能量，即核反應(yīng)中生成物比反應(yīng)物更加穩(wěn)定，可知衰變后的產(chǎn)物X的比結(jié)合能比的比結(jié)合能大，D錯(cuò)誤。故選C。6．“β衰變”的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)一個(gè)中子（）轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子（），同時(shí)釋放一個(gè)電子（）若質(zhì)子的質(zhì)量為，中子的質(zhì)量為，電子的質(zhì)量為，光速為c，則該核反應(yīng)過(guò)程釋放出的核能為（）A．B．C．D．【答案】C【解析】β衰變的轉(zhuǎn)化方程為根據(jù)質(zhì)能方程，可知該核反應(yīng)過(guò)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(zhì)科學(xué)研究院全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置EAST（東方超環(huán)）傳來(lái)捷報(bào)，中國(guó)的“人造太陽(yáng)”再次創(chuàng)造托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行新的世界紀(jì)錄。已知該裝置內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)方程為，可以判斷（）A．該反應(yīng)屬于α衰變B．反應(yīng)放出的X是質(zhì)子C．該反應(yīng)過(guò)程中會(huì)放出能量D．該反應(yīng)目前大量應(yīng)用于核電站進(jìn)行發(fā)電【答案】C【解析】AB．根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，為中子，該反應(yīng)為輕核聚變反應(yīng)，不屬于衰變，AB錯(cuò)誤；C．該反應(yīng)過(guò)程中有質(zhì)量虧損，根據(jù)質(zhì)能方程，反應(yīng)會(huì)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(yīng)不是目前核電站的工作原理，D錯(cuò)誤。故選C。8．太陽(yáng)的巨大能量是核聚變產(chǎn)生的，其中一種核反應(yīng)方程為：。已知的比結(jié)合能為E1，的比結(jié)合能為E2，的比結(jié)合能為E3，則（）A．X表示質(zhì)子B．核比核更穩(wěn)定C．核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損可以表示為D．一個(gè)核與一個(gè)核的結(jié)合能之和等于一個(gè)核的結(jié)合能【答案】C【解析】A．根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，為中子，故A錯(cuò)誤；B．使重核裂變?yōu)閮蓚€(gè)質(zhì)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(gè)生成物核子的結(jié)合能大于一個(gè)反應(yīng)物的核子的結(jié)合能，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，則核比核更穩(wěn)定，故B錯(cuò)誤；C．由愛(ài)因斯坦方程解得故C正確；D．核聚變反應(yīng)是放熱反應(yīng)，則生成物的結(jié)合能之和一定大于反應(yīng)物的結(jié)合能之和，故D錯(cuò)誤。故選C。二、多選題9．天然放射性元素（釷）經(jīng)過(guò)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(guò)程共有6次α衰變和4次β衰變B．鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子C．β衰變所放出的電子來(lái)自原子核外D．釷核比鉛核多24個(gè)中子【答案】AB【解析】由于β衰變不會(huì)引起質(zhì)量數(shù)的減少，故可先根據(jù)質(zhì)量數(shù)的減少確定α衰變的次數(shù)x==6再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來(lái)判定β衰變的次數(shù)2x-y=90-82=8y=2x-8=4即衰變過(guò)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(gè)中子，鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子，由于物質(zhì)的衰變與元素的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，所以β衰變所放出的電子來(lái)自原子核內(nèi)，所以AB正確，CD錯(cuò)誤。故選AB。10．在物理學(xué)發(fā)展史上，有一些發(fā)現(xiàn)，首先是通過(guò)推理論證，然后再由實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。下列敘述符合上述情況的是（）A．牛頓得出了萬(wàn)有引力定律，后來(lái)卡文迪許用實(shí)驗(yàn)測(cè)出引力常量的數(shù)值，從而驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律B．愛(ài)因斯坦提出了量子理論，后來(lái)普朗克用光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)提出了光子說(shuō)C．盧瑟福預(yù)言了原子核內(nèi)存在著中子，后來(lái)由查德威克用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這個(gè)猜想D．法拉第提出電磁場(chǎng)理論并預(yù)言了電磁波的存在，后來(lái)由赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在【答案】AC【解析】A．牛頓得出了萬(wàn)有引力定律，后來(lái)卡文迪許用實(shí)驗(yàn)測(cè)出引力常量的數(shù)值，從而驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律，故A正確；B．普朗克提出了量子理論，后來(lái)為了解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象，愛(ài)因斯坦提出了光子說(shuō)，故B錯(cuò)誤；C．盧瑟福預(yù)言了原子核內(nèi)存在著中子，后來(lái)由查德威克用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這個(gè)猜想，故C正確；D．麥克斯韋提出電磁場(chǎng)理論并預(yù)言電磁波的存在，后來(lái)由赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故D錯(cuò)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(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放出、、射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說(shuō)法正確的是（）A．氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下一個(gè)原子核了B．衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)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(qiáng)，但電離能力最弱D．發(fā)生衰變時(shí)，生成的新核與原來(lái)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(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)原子核的衰變不適應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的，選項(xiàng)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(qiáng)，但電離能力最弱，選項(xiàng)C正確；D．發(fā)生衰變時(shí)，生成的新核與原來(lái)的原子核相比，質(zhì)量數(shù)減小4，電荷數(shù)減小2，則中子數(shù)減少了2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選BC。12．下列四幅圖涉及到不同的物理知識(shí)，其中說(shuō)法正確的是（）A．由甲圖的實(shí)驗(yàn)分析提出了原子的核式結(jié)構(gòu)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(yīng)中還生成2個(gè)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(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)分析提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A正確；B．光電流恰為零，此時(shí)光電管兩端加的電壓為截止電壓，a光對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)的截止電壓越大，可知b光的頻率大，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)質(zhì)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(yīng)中還生成2個(gè)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(cuò)誤。故選AC。三、解答題13．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于放出一個(gè)α粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓的徑跡照片（如圖所示），今測(cè)得兩個(gè)相切圓半徑之比r1∶r2＝1∶44。求：（1）這個(gè)原子核原來(lái)所含的質(zhì)子數(shù)是多少？（2）圖中哪一個(gè)圓是α粒子的徑跡？（說(shuō)明理由）

【答案】（1）90；（2）軌跡2【解析】（1）設(shè)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(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，所以原來(lái)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(guò)程中遵循動(dòng)量守恒定律，則以上三式聯(lián)立解得q＝90e即這個(gè)原子核原來(lái)所含的質(zhì)子數(shù)為90。（2）因?yàn)閯?dòng)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(zhì)量，硼核質(zhì)量，鋰核質(zhì)量，粒子質(zhì)量。（計(jì)算結(jié)果均保留小數(shù)點(diǎn)后兩位數(shù)字）（1）寫(xiě)出該反應(yīng)的核反應(yīng)方程。（2）求出該反應(yīng)放出的能量。（3）若核反應(yīng)中放出的能量全部變成生成核的動(dòng)能，則鋰核和粒子的動(dòng)能各是多少？（相當(dāng)于）【答案】（1）；（2）；（3），【解析】（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程（2）根據(jù)質(zhì)能方程可知放出的能量（3）由動(dòng)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(shí)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?，并放出頻率為υ的光子。已知的質(zhì)量、的質(zhì)量和α粒子的質(zhì)量，真空中的光速為c，普朗克常量為h。（1）寫(xiě)出衰變方程；（2）忽略衰變放出光子的動(dòng)量，求α粒子的動(dòng)能?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）衰變方程為（2）設(shè)衰變后和α粒子的速度大小分別為v2、v3，根據(jù)動(dòng)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(shí)會(huì)發(fā)生裂變，產(chǎn)生和，同時(shí)放出200兆電子伏特的能量?，F(xiàn)要建設(shè)發(fā)電能力是10萬(wàn)千瓦的核電站，用鈾235作為原子鍋爐的燃料。假設(shè)核裂變釋放的能量的50%轉(zhuǎn)化為電能。（1）寫(xiě)出核反應(yīng)方程；（2）一天需要純鈾235的質(zhì)量為多大？（阿伏伽德羅常數(shù)取6.02×1023個(gè)/摩爾）【答案】（1）+→++3；（2）0.21kg【解析】（1）核反應(yīng)方程為+→++3（2）每一天的發(fā)電量為消耗的鈾235核的個(gè)數(shù)為需要的純鈾235的質(zhì)量為17．太陽(yáng)現(xiàn)正處于主序星演化階段，由于太陽(yáng)內(nèi)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(yīng)而釋放大量的核能，使得太陽(yáng)的質(zhì)量逐漸的減小.兩個(gè)氘核在高溫環(huán)境下生成一個(gè)新核X同時(shí)釋放一個(gè)中子，已知氘核、中子以及X核的質(zhì)量分別為2.0136u、1.0087u、3.0150u，核反應(yīng)時(shí)質(zhì)量虧損1u向外