高中物理人教版5第十九章原子核單元測(cè)試 公開(kāi)課獎(jiǎng)

第十九章單元測(cè)試題一、選擇題(本題包括10小題,共45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5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(xiàn)和β射線(xiàn)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2.下列說(shuō)法中正確的是()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.α射線(xiàn)是原子核發(fā)出的一種粒子流，它的電離能力在α、β、γ三種射線(xiàn)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3.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:,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.已知的質(zhì)量為m1，的質(zhì)量為m2,則下列判斷正確的是()A.3m1＞m2 B.3m1＜m2 C.3m1=m年美國(guó)和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋加速器，通過(guò)(鈣48)轟擊(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，該元素的原子核先放出3個(gè)相同的粒子X(jué)，再連續(xù)經(jīng)過(guò)3次α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.α粒子5.下列說(shuō)法正確的是()A.研制核武器的钚239由鈾239經(jīng)過(guò)4次β衰變而產(chǎn)生B.發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是C.20g的經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后其質(zhì)量變?yōu)?5D.在中子轟擊下，生成和的核反應(yīng)前后，原子核的核子總數(shù)減少6.北京奧委會(huì)接受專(zhuān)家的建議，大量采用對(duì)環(huán)境有益的新技術(shù)，如2023年奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周?chē)?0%～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.B.C.D.7.關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A.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(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α、β、γ這三種射線(xiàn)中，γ射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng)，β射線(xiàn)的電離能力最強(qiáng)D.鈾核衰變?yōu)殂U核的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)8次α衰變和10次β衰變8.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(chēng)“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B.“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是C.“人造太陽(yáng)”釋放的能量大小的計(jì)算公式是ΔE=Δmc2D.“人造太陽(yáng)”核能大小的計(jì)算公式是9.靜止的衰變成，靜止的衰變?yōu)?，在同一勻?qiáng)磁場(chǎng)中的軌道如圖1所示.由此可知()A.甲圖為的衰變軌跡，乙圖為的衰變軌跡B.甲圖為的衰變軌跡，乙圖為的衰變軌跡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為新核軌跡二、填空題(10題6分，11題6分，共12分)11.人類(lèi)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.(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).①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(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(xiàn)的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究，圖3為三種射線(xiàn)在同一磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，請(qǐng)從三種射線(xiàn)中任選一種，寫(xiě)出它的名稱(chēng)和一種用途。_____________________________________________________________。三、計(jì)算題(本題包括3小題,共43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)12.(12分)在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作減速劑.中子在重水中可與核碰撞減速，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？13.(16分)太陽(yáng)內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4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？(3)已知太陽(yáng)每秒釋放的能量為×1026J，則太陽(yáng)每秒減少的質(zhì)量為多少？(4)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M＝2×1030kg,mp＝3u，mHe＝5u，me14.(15分)已知氘核質(zhì)量為6u，中子質(zhì)量為7u,的質(zhì)量為0u.(1)寫(xiě)出兩個(gè)氘核聚變成的核反應(yīng)方程；(2)計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能；(3)若兩氘核以相等的動(dòng)能MeＶ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)中生成的和中子的動(dòng)能各是多少?

參考答案一、選擇題1.解析:由基本概念可知ABD說(shuō)法是對(duì)的.陰極射線(xiàn)和β射線(xiàn)都是電子流,但產(chǎn)生機(jī)理不同,故應(yīng)選C.答案:C2.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).α射線(xiàn)的電離能力在α、β、γ三種射線(xiàn)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不因其物理、化學(xué)狀態(tài)的變化而變化，故D正確.答案:D3.解析:由于發(fā)生上述核聚變時(shí)釋放核能，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，可知該反應(yīng)存在質(zhì)量虧損，所以3m1＞m2答案:A4.解析:綜合上述反應(yīng)可得總的核反應(yīng)方程為,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.解析:發(fā)生2次β衰變，A錯(cuò)誤.20g經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后其質(zhì)量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.答案:B6.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(chēng)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α衰變.答案:A7.解析:A選項(xiàng)正確，核反應(yīng)方程為B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α、β、γ三種射線(xiàn)中，α射線(xiàn)的電離能力最強(qiáng)，穿透能力最弱；γ射線(xiàn)的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱.D選項(xiàng)錯(cuò)誤，核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，則解得即8次α衰變和6次β衰變.答案:A8.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)因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2求出，其中Δm為質(zhì)量虧損，所以A、C項(xiàng)正確.答案:AC9.解析:衰變成時(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)量守恒和可知3為正電子的軌跡，4為的軌跡.同理可分析衰變?yōu)闀r(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為的軌跡.故選項(xiàng)B、C正確.答案:BC二、填空題10.解析:(1)①盧瑟福:提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型(或其他成就)；②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)構(gòu)理論，并成功解釋了氫光譜(或其他成就)；③查德威克:首先發(fā)現(xiàn)了中子(或其他成就).(2)1為α射線(xiàn)，利用它的電離作用很強(qiáng)，可消除靜電.2為γ射線(xiàn)，利用它的穿透本領(lǐng)很強(qiáng)，可用于工業(yè)探傷.3為β射線(xiàn)，利用它的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，可用于控制工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)1、3的電性，從而確定射線(xiàn)種類(lèi).答案:見(jiàn)解析三、計(jì)算題11.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由能量守恒得解得在重水中靶核質(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12.解析:(1)(2)Δm＝4×3u－5＋2×55)u＝6uΔE＝Δmc2＝6×MeV＝MeV＝4×10－12J.(3)太陽(yáng)每秒鐘釋放的能量為×1026J，則太陽(yáng)每秒鐘減少的質(zhì)量為(4)太陽(yáng)的質(zhì)量為2×1030(年).答案:(1)略(2)4×10－12J(3)×1010kg(4)5×1013.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:由題給