人教版(新教材)高中物理選擇性必修3第五章 原子核章末檢測（五）

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE1章末檢測(五)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共12個小題，每小題6分，共72分。其中1～6題為單項選擇題，7～12題為多項選擇題)1.下列關(guān)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.玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論的假設(shè)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.平均結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固〖解析〗β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時產(chǎn)生的，選項A錯誤；玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論的基本假設(shè)是軌道、能量都是量子化的，選項B正確；半衰期由原子核的內(nèi)部因素決定，跟元素的化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)等因素均無關(guān)，選項C錯誤；平均結(jié)合能越大，表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，選項D錯誤?！即鸢浮紹2.下列與α粒子相關(guān)的說法中正確的是()A.天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線速度與光速相當(dāng)，穿透能力很強(qiáng)B.eq\o\al(238,92)U(鈾238)核放出一個α粒子后就變?yōu)閑q\o\al(234,90)Th(釷234)核C.高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(1,0)nD.丹麥物理學(xué)家玻爾進(jìn)行了α粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型〖解析〗α粒子的速度是eq\f(c,10)，穿透能力較弱，A錯誤；根據(jù)核反應(yīng)遵循的電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知，B正確，C錯誤；D項中應(yīng)是盧瑟福，D錯誤?！即鸢浮紹3.下面列出的是一些核反應(yīng)方程：eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋X，eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(10,5)B＋Y，eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(7,3)Li＋Z，其中()A.X是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子B.X是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子C.X是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子D.X是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子〖解析〗根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，知X的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為0，為正電子；Y的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，為中子；Z的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為1，為質(zhì)子。故A正確，B、C、D錯誤?！即鸢浮紸4.典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，同時放出x個中子；核反應(yīng)方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋xeq\o\al(1,0)n，鈾235質(zhì)量為m1，中子質(zhì)量為m2，鋇144質(zhì)量為m3，氪89質(zhì)量為m4，下列說法正確的是()A.該核反應(yīng)類型屬于人工轉(zhuǎn)變B.該反應(yīng)放出能量(m1－xm2－m3－m4)c2C.x的值為3D.該核反應(yīng)比聚變反應(yīng)對環(huán)境的污染較小〖解析〗該核反應(yīng)是核裂變，不是人工轉(zhuǎn)變，故A錯誤；核反應(yīng)方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋xeq\o\al(1,0)n中根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，有235＋1＝144＋89＋x，解得x＝3；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，該反應(yīng)放出的能量為ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝(m1－m3－m4－2m2)c2，故B錯誤，C正確；該核反應(yīng)生成兩種放射性元素，核污染較大，故D錯誤?！即鸢浮紺5.下列關(guān)于近代物理知識的說法正確的是()A.所有元素都可能發(fā)生衰變B.太陽輻射的能量來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng)C.可利用γ射線對某些金屬棒進(jìn)行探傷檢測D.β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流〖解析〗有些元素的原子核不穩(wěn)定，可以自發(fā)地發(fā)生衰變，但不是所有元素都可能發(fā)生衰變，A錯誤；太陽輻射的能量來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，B錯誤；γ射線的穿透本領(lǐng)強(qiáng)，所以可利用γ射線對某些金屬棒進(jìn)行探傷檢測，C正確；β射線為原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時形成的電子流，D錯誤。〖答案〗C6.14C測年法是利用14C衰變規(guī)律對古生物進(jìn)行年代測定的方法。若以橫坐標(biāo)t表示時間，縱坐標(biāo)m表示任意時刻14C的質(zhì)量，m0為t＝0時14C的質(zhì)量。下面四幅圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是()〖解析〗由公式m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)可知14C的衰變圖像應(yīng)為選項C所示圖像。〖答案〗C7.煙霧探測器使用了一種半衰期為432年的放射性元素eq\o\al(241,95)Am來探測煙霧。當(dāng)正常空氣分子穿過探測器時，eq\o\al(241,95)Am會釋放出射線將它們電離，從而產(chǎn)生電流。煙塵一旦進(jìn)入探測腔內(nèi)。煙塵中的微粒會吸附部分射線，導(dǎo)致電流減小，從而觸發(fā)警報。則下列說法不正確的是()A.eq\o\al(241,95)Am發(fā)出的是α射線B.eq\o\al(241,95)Am發(fā)出的是β射線C.eq\o\al(241,95)Am發(fā)出的是γ射線D.0.2mg的eq\o\al(241,95)Am經(jīng)864年將衰變掉0.15mg〖解析〗eq\o\al(241,95)Am會釋放出射線將空氣電離，從而使電路中產(chǎn)生電流，則eq\o\al(241,95)Am發(fā)生的是α射線，選項A正確，B、C不正確；0.2mg的eq\o\al(241,95)Am經(jīng)864年(2個半衰期)將衰變掉0.15mg，選項D正確?！即鸢浮紹C8.2018年8月23日，中國散裂中子源(CSNS)通過國家驗收，正式投入運行。散裂中子源就是一個用中子來了解微觀世界的工具，如一臺“超級顯微鏡”，可以研究DNA、結(jié)晶材料、聚合物等物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。下列關(guān)于中子的說法正確的是()A.盧瑟福預(yù)言了中子的存在，查德威克通過實驗發(fā)現(xiàn)了中子B.散裂中子源中產(chǎn)生的強(qiáng)中子束可以利用電場使之慢化C.若散裂中子源中的中子束慢化后的速度與電子顯微鏡中的電子束速度相同，則此時電子的物質(zhì)波波長比中子的物質(zhì)波波長短D.原子核內(nèi)的中子與其他核子間無庫侖力，但有核力，有助于維持原子核的穩(wěn)定〖解析〗盧瑟福預(yù)言了中子的存在，查德威克通過實驗發(fā)現(xiàn)了中子，選項A正確；中子不帶電，在電場中不受電場力作用，選項B錯誤；根據(jù)德布羅意波的波長公式λ＝eq\f(h,p)知，波長與動量成反比，選項C錯誤；易知選項D正確?！即鸢浮紸D9.一個靜止的放射性原子核發(fā)生天然衰變時，在勻強(qiáng)磁場中得到內(nèi)切圓的兩條徑跡，如圖所示。若兩圓半徑之比為44∶1，則()A.發(fā)生的是α衰變B.軌跡2是反沖核的徑跡C.反沖核是逆時針運動，放射出的粒子是順時針運動D.該放射性元素的原子序數(shù)是90〖解析〗由動量守恒可知：m1v1＝m2v2，而R＝eq\f(mv,qB)，故q1BR1＝q2BR2；可見半徑越小，則q越大，故軌跡1是放出粒子的軌跡，軌跡2是反沖核的徑跡，故選項B正確；反沖核帶正電，由洛倫茲力充當(dāng)向心力，根據(jù)左手定則可知，反沖核速度向下，則放出的粒子速度向上，由受力方向可知，放出粒子帶負(fù)電，即發(fā)生β衰變，故選項A錯誤，C正確；由q1R1＝q2R2及β衰變公式可知，放射性元素的原子序數(shù)為43，選項D錯誤?！即鸢浮紹C10.核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，我國在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，提高患癌癥的風(fēng)險。已知钚的一種同位素eq\o\al(239,94)Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，下列有關(guān)說法正確的是()A.X原子核中含有92個質(zhì)子B.100個eq\o\al(239,94)Pu經(jīng)過24100年后一定還剩余50個C.由于衰變時釋放巨大能量，根據(jù)E＝mc2，衰變過程總質(zhì)量增加D.衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力〖解析〗根據(jù)“電荷數(shù)”守恒，可知選項A正確；半衰期是對大量原子的統(tǒng)計規(guī)律，所以B錯誤；放出能量質(zhì)量減少，C錯誤；γ光子穿透能力很強(qiáng)，D正確。〖答案〗AD11.(2017·江蘇單科)原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示。根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()A.eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為14MeVB.eq\o\al(4,2)He核比eq\o\al(6,3)Li核更穩(wěn)定C.兩個eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時釋放能量D.eq\o\al(235,92)U核中核子的平均結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核中的大〖解析〗由圖像可知eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為28MeV，選項A錯誤；eq\o\al(4,2)He核比eq\o\al(6,3)Li核的比結(jié)合能大，故eq\o\al(4,2)He核比eq\o\al(6,3)Li核穩(wěn)定，選項B正確；兩個eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核時比結(jié)合能增大，釋放能量，選項C正確；eq\o\al(235,92)U的平均結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核中的小，選項D錯誤?！即鸢浮紹C12.太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)主要是輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，氫核的聚變反應(yīng)可以看做是4個氫核(eq\o\al(1,1)H)結(jié)合成1個氦核(eq\o\al(4,2)He)。下表中列出了部分粒子的質(zhì)量(1u相當(dāng)于931.5MeV的能量)，以下說法中正確的是()粒子名稱質(zhì)子pα粒子電子e中子n質(zhì)量/u1.00734.00150.000551.0087A.核反應(yīng)方程式為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,＋1)eB.核反應(yīng)方程式為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,－1)eC.4個氫核結(jié)合成1個氦核時的質(zhì)量虧損約為0.0266uD.聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為24.8MeV〖解析〗根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒關(guān)系可判斷A正確，B錯誤；質(zhì)量虧損為Δm＝(4×1.0073－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266u，根據(jù)質(zhì)能方程可知ΔE＝Δmc2≈24.8MeV，C、D正確?！即鸢浮紸CD二、非選擇題(本題共3小題，共28分)13.(8分)室內(nèi)裝修污染四大有害物質(zhì)是苯系物、甲醛、氨氣和氡。氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中，氡看不到，嗅不到，即使在氡濃度很高的環(huán)境里，人們對它也毫無感覺，氡進(jìn)入人體的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌，靜止的氡核(eq\o\al(222,86)Rn)放出一個粒子X后變成釙核(eq\o\al(218,84)Po)，釙核的動能為Ek1，若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動能。試回答以下問題：(1)寫出上述衰變的核反應(yīng)方程(請用物理學(xué)上規(guī)定的符號表示粒子X)；(2)求粒子X的動能Ek2?！冀馕觥?1)根據(jù)核反應(yīng)遵循的規(guī)律得核反應(yīng)方程式為eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He(2)靜止的氡核發(fā)生衰變前后，系統(tǒng)的動量和能量守恒，α粒子和反沖核的動量大小相等，方向相反。而Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(p2,2m)∝eq\f(1,m)，釙核的動能為Ek1，則α粒子的動能為eq\f(109,2)Ek1?！即鸢浮?1)eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He(2)eq\f(109,2)Ek114.(10分)2008年北京奧運會場館周圍80%～90%的路燈利用太陽能發(fā)電技術(shù)來供電，奧運會90%的洗浴熱水采用全玻璃真空太陽能集熱技術(shù)。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)，即在太陽內(nèi)部四個氫核(eq\o\al(1,1)H)轉(zhuǎn)化成一個氦核(eq\o\al(4,2)He)和兩個正電子(eq\o\al(0,＋1)e)并放出能量。已知質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.0073u，α粒子的質(zhì)量mα＝4.0026u，正電子的質(zhì)量me＝0.0005u，1u的質(zhì)量相當(dāng)于931.5MeV的能量。(1)寫出該核反應(yīng)方程；(2)一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出多少能量？(結(jié)果保留4位有效數(shù)字)〖解析〗(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，該核反應(yīng)方程為：4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,＋1)e。(2)質(zhì)量虧損Δm＝4mp－mα－2me＝4×1.0073u－4.0026u－2×0.0005u＝0.0256uΔE＝0.0256×931.