人教版(新教材)高中物理選擇性必修3第五章 原子核章末自測卷(五)

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE1章末自測卷(五)(時(shí)間：45分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(共7小題，每小題6分，共42分)1.(2021·象州縣中學(xué)高二月考)原子核eq\o\al(234,90)Th表示()A.eq\o\al(234,90)Th的質(zhì)量數(shù)為90B.核內(nèi)有234個(gè)質(zhì)子C.核內(nèi)有144個(gè)中子D.核內(nèi)有90個(gè)核子〖答案〗C〖解析〗原子核eq\o\al(234,90)Th，234表示質(zhì)量數(shù)，即234個(gè)核子，90表示核電荷數(shù)，即90個(gè)質(zhì)子，故核內(nèi)中子數(shù)為234個(gè)－90個(gè)＝144個(gè)，故選項(xiàng)C正確。2.(2021·南京師大蘇州實(shí)驗(yàn)學(xué)校高二月考)關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A.放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān)B.放射性元素的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級向低能級躍遷時(shí)，輻射出γ射線C.當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時(shí)，將發(fā)生β衰變D.放射性物質(zhì)放出的射線中，α粒子動(dòng)能很大，因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很強(qiáng)〖答案〗B〖解析〗半衰期是放射性元素固有的一種物理屬性，與化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，故A錯(cuò)誤；放射性元素的原子核在發(fā)生α衰變和β衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能級，這時(shí)它要向低能級躍遷，輻射γ射線，故B正確；發(fā)生β衰變時(shí)，核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，產(chǎn)生的電子從核內(nèi)發(fā)射出來，這是β衰變，故C錯(cuò)誤；α粒子動(dòng)能很大，速度可達(dá)光速的十分之一，很容易使氣體電離，使底片感光的作用也很強(qiáng)，但由于它跟物體的原子碰撞時(shí)很容易損失能量，因此它貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很弱，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米，一張普通的紙就能把它擋住，故D錯(cuò)誤。3.(2021·河北保定市高二期末)釷基熔鹽堆是第四代反應(yīng)堆核能系統(tǒng)的六種候選堆型之一，使用釷鈾核燃料循環(huán)，反應(yīng)堆中主要發(fā)生兩個(gè)核反應(yīng)：①eq\o\al(232,90)Th＋eq\o\al(1,0)n→2()＋eq\o\al(233,92)U，②eq\o\al(233,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(142,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1())。下列說法中正確的是()A.反應(yīng)①中括號里應(yīng)填eq\o\al(1,1)HB.反應(yīng)①中括號里應(yīng)填eq\o\al(0,1)eC.反應(yīng)②中括號里應(yīng)填eq\o\al(0,－1)eD.反應(yīng)②中括號里應(yīng)填eq\o\al(1,0)n〖答案〗D〖解析〗根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，①中反應(yīng)前總質(zhì)量數(shù)為233，電荷數(shù)為90，反應(yīng)后的eq\o\al(233,92)U的質(zhì)量數(shù)為233，電荷數(shù)為92，所以括號里應(yīng)填eq\o\al(0,－1)e，故A、B錯(cuò)誤；反應(yīng)②中，反應(yīng)后的eq\o\al(142,56)Ba和eq\o\al(89,36)Kr的質(zhì)量數(shù)之和為231，比反應(yīng)前少3，電荷數(shù)與反應(yīng)前相同，故反應(yīng)②中括號里應(yīng)填eq\o\al(1,0)n，故C錯(cuò)誤，D正確。4.家庭裝修使用的大理石中常含有放射性元素氡(eq\o\al(222,86)Rn)，其衰變方程為eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He，半衰期為3.8天，下列說法正確的是()A.釙(eq\o\al(218,84)Po)的比結(jié)合能大于氡(eq\o\al(222,86)Rn)的比結(jié)合能B.衰變過程中，大理石中的eq\o\al(222,86)Rn、eq\o\al(218,84)Po、eq\o\al(4,2)He總質(zhì)量保持不變C.將其放置陽光下暴曬可以加快其衰變D.氡(eq\o\al(222,86)Rn)的半衰期非常短，所以幾個(gè)月后大理石就不具有放射性了〖答案〗A〖解析〗該反應(yīng)釋放能量，比結(jié)合能增加，即釙的比結(jié)合能大于氡的比結(jié)合能，故A正確；該反應(yīng)釋放能量，由愛因斯坦質(zhì)能方程可知，反應(yīng)過程中有質(zhì)量虧損，故B錯(cuò)誤；半衰期只與元素內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，與外界因素?zé)o關(guān)，故C錯(cuò)誤；雖然氡(eq\o\al(222,86)Rn)的半衰期非常短，但大理石幾個(gè)月后仍具有放射性，故D錯(cuò)誤。5.(2021·吉林長春市二模)我國新一代可控核聚變研究裝置“中國環(huán)流器二號M”于2020年12月4日在成都正式建成放電，標(biāo)志著我國正式跨入全球可控核聚變研究前列。某核聚變的反應(yīng)方程式是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X關(guān)于核聚變下列說法正確的是()A.我國已建成的核電站使用了核聚變發(fā)電B.eq\o\al(4,2)He的比結(jié)合能比eq\o\al(2,1)H的比結(jié)合能大C.核反應(yīng)過程中釋放出了核能，所以反應(yīng)后生成物的質(zhì)子數(shù)一定減少D.核反應(yīng)中生成的X粒子是質(zhì)子〖答案〗B〖解析〗我國已建成的核電站是使用核裂變發(fā)電，故A錯(cuò)誤；核反應(yīng)釋放能量，則由比結(jié)合能定義可知eq\o\al(4,2)He的比結(jié)合能比eq\o\al(2,1)H的比結(jié)合能大，故B正確；核反應(yīng)過程中釋放出了核能，所以反應(yīng)中質(zhì)量一定虧損，但質(zhì)量數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒可知，該核聚變反應(yīng)中生成的X粒子是中子，故D錯(cuò)誤。6.有關(guān)原子核反應(yīng)的典型方程，下列說法正確的是()A.盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(1,1)HB.查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(8,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nC.居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素的方程是eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)nD.鈾核的典型裂變方程是eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)n〖答案〗C〖解析〗盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性同位素的方程是eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n，選項(xiàng)C正確；鈾核的典型裂變方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.(2021·上海楊浦區(qū)高二月考)如圖是歷史上發(fā)現(xiàn)中子的實(shí)驗(yàn)示意圖()A.x1是質(zhì)子，x2是電子 B.x1是α粒子，x2是中子C.x2是質(zhì)子，x3是中子 D.x2是γ光子，x3是質(zhì)子〖答案〗B〖解析〗釙是常見的α射線源，所以x1是α粒子，α粒子轟擊鈹，得到中子，中子轟擊石蠟，打出質(zhì)子。故x2是中子，x3是質(zhì)子。故選項(xiàng)B正確。二、多項(xiàng)選擇題(共3小題，每小題6分，共18分)8.目前，在居家裝修中，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、釷的花崗巖等巖石都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α、β、γ射線，這些射線會導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變，根據(jù)有關(guān)放射性知識可知，下列說法正確的是()A.β射線是由原子核外的電子電離后形成的高速電子流B.鈾核(eq\o\al(238,92)U)衰變?yōu)殂U核(eq\o\al(206,82)Pb)的過程中，要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變C.γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱D.已知氡的半衰期為3.8天，100個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后未衰變的氡原子核還有25個(gè)〖答案〗BC〖解析〗β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)產(chǎn)生并發(fā)射出來的電子流，故A錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，鈾核(eq\o\al(238,92)U)衰變?yōu)殂U核(eq\o\al(206,82)Pb)的過程中，設(shè)發(fā)生x次α衰變，y次β衰變，衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(206,82)Pb＋xeq\o\al(4,2)He＋yeq\o\al(0,－1)e，則238＝206＋4x，解得x＝8，又92＝82＋8×2－y，得y＝6，即要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變，故B正確；γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，故C正確；半衰期是對大量原子核在衰變時(shí)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只適用于大量原子核的衰變，不適用于少數(shù)原子核的衰變，故D錯(cuò)誤。9.(2021·山東淄博市高二檢測)實(shí)現(xiàn)核能電池的小型化、安全可控化一直是人們的目標(biāo)?，F(xiàn)在有一種“氚電池”，就是利用了氚核β衰變產(chǎn)生的能量，有的心臟起搏器就是使用“氚電池”供電，使用壽命長達(dá)20年。氚核發(fā)生β衰變過程中除了產(chǎn)生β粒子和新核外，還會放出質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)為零的反中微子。氚核的半衰期為12.5年，下列說法正確的是()A.氚核衰變放出的β射線是電子流，來源于核外電子B.經(jīng)過25年后，未衰變的氚的質(zhì)量變?yōu)槌跏假|(zhì)量的eq\f(1,4)C.環(huán)境的溫度、壓強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，氚核的半衰期會發(fā)生變化D.氚核發(fā)生β衰變過程中產(chǎn)生的新核為eq\o\al(3,2)He〖答案〗BD〖解析〗氚核衰變放出的β射線是電子流，來源于原子核內(nèi)，由一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，故A錯(cuò)誤；由公式m＝(eq\f(1,2))eq\f(t,T)m0＝(eq\f(1,2))eq\f(25,12.5)m0＝eq\f(1,4)m0，故B正確；放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，與外界的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故C錯(cuò)誤；由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，氚核發(fā)生β衰變過程中產(chǎn)生的新核為eq\o\al(3,2)He，故D正確。10.(2021·江蘇西安交大蘇州附中高二期中)科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV和eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV下列表述正確的有()A.X是中子B.Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C.兩個(gè)核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損D.氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)〖答案〗AD〖解析〗由核反應(yīng)方程eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，知X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，可知X是中子，故A正確；根據(jù)X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV可知，Y的質(zhì)子數(shù)是3，質(zhì)量數(shù)為6，則中子數(shù)是3，故B錯(cuò)誤；兩個(gè)核反應(yīng)都放出能量，則都有質(zhì)量虧損，故C錯(cuò)誤；氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)，故D正確。三、計(jì)算題(共3小題，共40分)11.(12分)中國科學(xué)院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素eq\o\al(202,78)Pt。制取過程如下：(1)用質(zhì)子轟擊鈹靶eq\o\al(9,4)Be產(chǎn)生快中子；(2)用快中子轟擊汞eq\o\al(204,80)Hg，反應(yīng)過程可能有兩種：①生成eq\o\al(202,78)Pt，放出氦原子核；②生成eq\o\al(202,78)Pt，放出質(zhì)子、中子；(3)生成的eq\o\al(202,78)Pt發(fā)生兩次β衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞eq\o\al(202,80)Hg。寫出上述核反應(yīng)方程式?！即鸢浮揭姟冀馕觥健冀馕觥?1)核反應(yīng)為eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(9,5)B＋eq\o\al(1,0)n(2)①核反應(yīng)為eq\o\al(204,80)Hg＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋eq\o\al(4,2)He②核反應(yīng)為eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n(3)核反應(yīng)為eq\o\al(202,78)Pt→eq\o\al(202,79)Au＋eq\o\al(0,－1)eeq\o\al(202,79)Au→eq\o\al(202,80)Hg＋eq\o\al(0,－1)e12.(14分)1934年約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊靜止的eq\o\al(27,13)Al，發(fā)現(xiàn)了放射性磷eq\o\al(30,15)P和另一種粒子，并因這一偉大發(fā)現(xiàn)而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。(1)寫出這個(gè)過程的核反應(yīng)方程式；(2)若該種粒子以初速度v0與一個(gè)靜止的12C核發(fā)生碰撞，但沒有發(fā)生核反應(yīng)，該粒子碰后的速度大小為v1，運(yùn)動(dòng)方向與原運(yùn)動(dòng)方向相反，求碰撞后12C核的速度。〖答案〗(1)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n(2)大小為eq\f(v0＋v1,12)，方向與該粒子原運(yùn)動(dòng)方向相同〖解析〗(1)核反應(yīng)方程式為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\a