2018-物理新導學筆記選修3-5教科通用版講義第三章原子核章末檢測試卷（三）WORD版含答案

06/707/7/章末檢測試卷(三)(時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分.1～8題為單選題，9～12題為多選題．全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分)1．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，穿透能力很強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．丹麥物理學家玻爾進行了α粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型答案B解析α粒子的速度是eq\f(c,10)，A錯；根據(jù)核反應遵循的電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知，B對，C錯；D項中應是盧瑟福，D錯．2．鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90(eq\o\al(90,36)Kr)是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90(eq\o\al(90,40)Zr)，這些衰變是()A．1次α衰變，6次β衰變B．4次β衰變C．2次α衰變D．2次α衰變，2次β衰變答案B解析原子核每經(jīng)過一次α衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；每經(jīng)過一次β衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變．α衰變的次數(shù)為n＝eq\f(90－90,4)＝0(次)，β衰變的次數(shù)為m＝40－36＝4(次)．3．“兩彈一星”可以說長了中國人的志氣，助了中國人的威風．下列核反應方程中，屬于研究“兩彈”的基本核反應方程的是()①eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H②eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n③eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He④eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nA．①②B．②③C．②④D．③④答案C解析“兩彈”指原子彈和氫彈，原子彈的核反應方程是鈾核裂變，②正確；氫彈的核反應方程是輕核聚變，④正確，所以選項C正確．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．該核反應類型屬于人工轉(zhuǎn)變B．該反應放出能量(m1－xm2－m3－m4)c2C．x的值為3D．該核反應比聚變反應對環(huán)境的污染小答案C解析該核反應是核裂變，不是人工轉(zhuǎn)變，故A錯誤；核反應方程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，該反應放出的能量為：ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝(m1－m3－m4－2m2)c2，故B錯誤，C正確；該核反應生成兩種放射性元素，核污染較大，故D錯誤．5．貧鈾炸彈是一種殺傷力很強的武器，貧鈾是提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分為鈾238，貧鈾炸彈不僅有很強的穿甲能力，而且鈾238具有放射性，殘留物可長期對環(huán)境起破壞作用而造成污染．人長期生活在該環(huán)境中會受到核輻射而患上皮膚癌和白血?。铝袛⑹鲥e誤的是()A．鈾238的衰變方程式：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeB.eq\o\al(238,92)U和eq\o\al(235,92)U互為同位素C．人患皮膚癌和白血病是因為核輻射導致了基因突變D．貧鈾彈的穿甲能力很強，也是因為它的放射性答案D解析鈾238具有放射性，放出一個α粒子，變成釷234，A正確．鈾238和鈾235質(zhì)子數(shù)相同，互為同位素，B正確．核輻射能導致基因突變，是皮膚癌和白血病的誘因之一，C正確．貧鈾彈的穿甲能力很強，是因為它的彈芯是由高密度、高強度、高韌性的鈾合金組成，襲擊目標時產(chǎn)生高溫化學反應，所以其爆炸力、穿透力遠遠超過一般炸彈，D錯誤．6．秦山核電站第三期工程的兩個6×105kW發(fā)電機組已實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，發(fā)電站的核能來源于eq\o\al(235,92)U的裂變，下列說法正確的是()A．反應堆中核反應速度通常是采用調(diào)節(jié)eq\o\al(235,92)U的體積來控制的B.eq\o\al(235,92)U一種可能的裂變是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U是天然放射性元素，升高溫度后它的半衰期會縮短D．雖然核電站能提供很大的能量，但它對環(huán)境的污染比火電站嚴重答案B解析反應堆中核反應速度由控制棒(鎘棒)吸收中子的多少來控制，A錯；eq\o\al(235,92)U裂變有多種可能性，這是其中常見的一種，B對；放射性元素的半衰期由原子核本身決定，與溫度、壓強等外界條件無關(guān)，C錯；核電站對環(huán)境的污染比火電站小，D錯．

7．在勻強磁場中有一個靜止的氡原子核(eq\o\al(222,86)Rn)，由于衰變它放出一個粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個相互外切的圓，大圓與小圓的直徑之比為42∶1，如圖1所示，那么氡核的衰變方程應為()圖1A.eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(222,87)Fr＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(222,85)At＋eq\o\al(0,1)eD.eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(220,85)At＋eq\o\al(2,1)H答案B解析由于粒子與反沖核的徑跡是外切的，根據(jù)左手定則可知，該粒子一定帶正電．由于粒子與反沖核的動量大小相等，據(jù)r＝eq\f(mv,Bq)，又由大圓與小圓的直徑之比為42∶1，所以粒子與反沖核的電荷量之比為1∶42，故B正確．8．一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，下列說法正確的是()A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經(jīng)歷的時間D．衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量答案B解析靜止的鈾核在α衰變過程中，滿足動量守恒的條件，根據(jù)動量守恒定律得pTh＋pα＝0，即釷核的動量和α粒子的動量大小相等、方向相反，選項B正確；根據(jù)Ek＝eq\f(p2,2m)可知，選項A錯誤；半衰期的定義是統(tǒng)計規(guī)律，對于一個α粒子不適用，選項C錯誤；鈾核在衰變過程中，伴隨著一定的能量放出，即衰變過程中有一定的質(zhì)量虧損，故衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核的質(zhì)量，選項D錯誤．9．以下關(guān)于天然放射現(xiàn)象，敘述正確的是()A．若使某放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將變短B．β衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的C．α射線是原子核衰變產(chǎn)生的，它有很強的電離作用D．γ射線是原子核產(chǎn)生的，它是能量很大的光子流答案CD解析半衰期與元素的物理狀態(tài)無關(guān)，若使某放射性物質(zhì)的溫度升高，半衰期不變，故A錯誤；β衰變所釋放的電子是從原子核內(nèi)釋放出的電子，故B錯誤；α射線是原子核衰變產(chǎn)生的，是氦的原子核，它有很強的電離作用，穿透能力很弱，選項C正確；γ射線是原子核發(fā)生α或β衰變時產(chǎn)生的，它是能量很大的光子流，選項D正確．10．為紀念愛因斯坦對物理學的巨大貢獻，聯(lián)合國將2005年定為“國際物理年”．對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E＝mc2，下列說法中正確的是()A．E＝mc2定量地指出了物體具有的能量與其質(zhì)量之間的關(guān)系B．根據(jù)ΔE＝Δmc2可以計算核反應中釋放的核能C．一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合成氘核時，釋放出核能，表明此過程中出現(xiàn)了質(zhì)量虧損D．E＝mc2中的E是發(fā)生核反應中釋放的核能答案ABC解析愛因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2定量地指出了物體具有的能量與其質(zhì)量之間的關(guān)系，A正確；由質(zhì)能方程知，當物體的質(zhì)量減少時，物體的能量降低，向外釋放了能量；反之，若物體的質(zhì)量增加，則物體的能量升高，表明它從外界吸收了能量，所以由物體的質(zhì)量變化能算出物體的能量變化，故B、C正確，D錯誤．11．太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應主要是輕核的聚變，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．聚變反應過程中釋放的能量約為24.8MeV答案ACD解析根據(jù)核反應過程中質(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．

12．原子核的比結(jié)合能曲線如圖2所示．根據(jù)該曲線，下列判斷正確的有()圖2A.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,)92U核中核子的平均結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核中的大答案BC解析由題圖可知eq\o\al(4,2)He核的結(jié)合能約為28MeV，A項錯誤；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，B項正確；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，C項正確；eq\o\al(235,92)U核中核子的平均結(jié)合能比eq\o\al(89,36)Kr核中的小，D項錯誤．二、填空題(本題共2小題，共12分)13．(6分)一個中子與某原子核發(fā)生核反應，生成一個氘核，其核反應方程為____，該反應放出的能量為Q，則氘核的比結(jié)合能為________．答案eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(2,1)Heq\f(Q,2)14．(6分)約里奧—居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素而獲得了1935年的諾貝爾獎，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素eq\o\al(30,15)P衰變成eq\o\al(30,14)Si的同時放出另一種粒子，這種粒子是________.eq\o\al(32,15)P是eq\o\al(30,15)P的同位素，被廣泛應用于生物示蹤技術(shù).1mgeq\o\al(32,15)P隨時間衰變的關(guān)系如圖3所示，請估算4mg的eq\o\al(32,15)P經(jīng)____天的衰變后還剩0.25mg.圖3答案正電子56解析衰變方程為eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e，即這種粒子是正電子．由題圖可以看出eq\o\al(32,15)P的半衰期為14天，則4mg×＝0.25mg，得t＝56天．三、計算題(本題共3小題，共40分)15．(12分)為測定某水庫的存水量，將一瓶放射性同位素溶液倒入水庫中，已知這瓶溶液每分鐘衰變8×107次，這種同位素的半衰期為2天，10天以后從水庫取出1m3的水，并測得每分鐘衰變10次，求水庫的存水量為多少？答案2.5×105m3解析設(shè)放射性同位素原有質(zhì)量為m0,10天后其剩余質(zhì)量為m，水庫存水量為Q，由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比可得eq\f(10Q,8×107)＝eq\f(m,m0)，由半衰期公式得：m＝m0，由以上兩式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得eq\f(10Q,8×107)＝＝(eq\f(1,2))5，解得水庫的存水量為Q＝2.5×105m3.16．(14分)一個靜止的鈾核eq\o\al(232,92)U(原子質(zhì)量為232.0372u)放出一個α粒子(原子質(zhì)量為4.0026u)后衰變成釷核eq\o\al(228,90)Th(原子質(zhì)量為228.0287u)．已知1u相當于931.5MeV的能量．(1)寫出鈾核的衰變反應方程；(2)算出該衰變反應中釋放出的核能；(3)若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動能，則α粒子的動能為多少？答案(1)eq\o\al(232,92)U→eq\o\al(228,90)Th＋eq\o\al(4,2)He(2)5.5MeV(3)5.41MeV解析(1)衰變反應方程為eq\o\al(232,92)U→eq\o\al(228,90)Th＋eq\o\al(4,2)He(2)質(zhì)量虧損Δm＝mU－mα－mTh＝0.0059uΔE＝Δmc2＝0.0059×931.5MeV≈5.5MeV(3)衰變前后系統(tǒng)動量守恒，釷核和α粒子的動量大小相等，即pTh＋pα＝0EkTh＝eq\f(p\o\al(2,Th),2mTh)Ekα＝eq\f(p\o\al(2,α),2mα)EkTh＋Ekα＝ΔE，所以α粒子獲得的動能Ekα＝eq\f(mTh,mα＋mTh)·ΔE≈5.41MeV.17．(14分)在磁感應強度為B的勻強磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變．放射出的α粒子(eq\o\al(4,2)H