高中創(chuàng)新設(shè)計(jì)物理粵教版選修35 原子核 章末檢測

1、章末檢測(四)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分其中16題為單項(xiàng)選擇題，710題為多項(xiàng)選擇題)1物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，實(shí)驗(yàn)探究的方法在科學(xué)研究中具有重要作用盧瑟福通過對粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析()A發(fā)現(xiàn)了電子B建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型C提出原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)D發(fā)現(xiàn)某些元素具有天然放射現(xiàn)象答案B解析盧瑟福通過對粒子的散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，B對該實(shí)驗(yàn)中沒有發(fā)現(xiàn)電子，A錯(cuò)天然放射現(xiàn)象說明了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)克克勒爾發(fā)現(xiàn)了某些元素具有天然放射現(xiàn)象，D錯(cuò)2在人類對微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用下列說法不

2、符合歷史事實(shí)的是()A密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測出了基本電荷的數(shù)值B貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素D湯姆遜通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測出了該粒子的荷質(zhì)比答案B解析密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測出了基本電荷的電量，A項(xiàng)正確；盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型，發(fā)現(xiàn)了原子中心有一個(gè)核，B錯(cuò)誤；居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙和鐳兩種新元素，并因此獲得了諾貝爾獎，C項(xiàng)正確；湯姆遜通過研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)了電子，并測出了電子的荷質(zhì)比，D項(xiàng)正確3正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(P

3、ET)的基本原理是：將放射性同位素O注入人體，O在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器采集后，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理生成清晰圖像則根據(jù)PET原理判斷下列表述不正確的是()A.O在人體內(nèi)衰變方程是ONeB正、負(fù)電子湮滅方程是ee2C在PET中，O主要用途是作為示蹤原子D在PET中，O主要用途是參與人體的新陳代謝答案D解析由題意知A、B正確，顯像的原理是采集光子，即注入人體內(nèi)的O衰變放出正電子和人體內(nèi)的負(fù)電子湮滅轉(zhuǎn)化為光子，因此O主要用途是作為示蹤原子，故C對，D錯(cuò)4目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，下列有關(guān)放射性知識的

4、說法中正確的是()A射線與射線一樣是電磁波，但穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比射線弱B氡的半衰期為3.8天，4個(gè)氡原子核經(jīng)過7.6天后就一定只剩下1個(gè)氡原子核C.U衰變成Pb要經(jīng)過8次衰變和8次衰變D放射性元素發(fā)生衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的答案D解析射線是高速電子流，不是電磁波，其穿透本領(lǐng)比射線弱，選項(xiàng)A錯(cuò)；半衰期只具有統(tǒng)計(jì)意義，對少數(shù)粒子不適用，選項(xiàng)B錯(cuò)；UPbxHeye，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有2382064x,92822xy，可解得x8，y6，所以要經(jīng)過8次衰變和6次衰變，選項(xiàng)C錯(cuò)；放射性元素發(fā)生衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，選項(xiàng)D正確5根據(jù)愛因斯坦的研究成果

5、，物體的能量和質(zhì)量的關(guān)系是Emc2，這一關(guān)系叫愛因斯坦質(zhì)能方程質(zhì)子的質(zhì)量為mp，中子的質(zhì)量為mn，氦核的質(zhì)量為m，下列關(guān)系式正確的是()Am(2mp2mn) Bm<(2mp2mn)Cm>(2mp2mn) D以上關(guān)系式都不正確答案B解析由核反應(yīng)方程2H2nHe知，核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出能量，即有質(zhì)量虧損，故選B.6原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí)，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出熱量這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為6HkHedH2n43.15 MeV由平衡條件可知()Ak1，d4 Bk2，d2Ck1，d6 Dk2，d3答案B解析根據(jù)核反應(yīng)過程

6、中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得124kd262kd解得k2，d2.7鐵的平均結(jié)合能比鈾核的平均結(jié)合能大，下列關(guān)于它們的說法正確的是()A鐵的結(jié)合能大于鈾核的結(jié)合能B鐵核比鈾核穩(wěn)定C鈾核發(fā)生核變化變成鐵核要放出能量D鈾核發(fā)生核變化變成鐵質(zhì)量要虧損答案BCD解析鐵核的平均結(jié)合能大，則鐵核比鈾核更穩(wěn)定，鈾核平均結(jié)合能小變成鐵核會放出核能，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，B、C、D正確8月球土壤里大量存在著一種叫做“氦3(He)”的化學(xué)元素，這是熱核聚變的重要原料，科學(xué)家初步估計(jì)月球上至少有100萬噸氦3，如果相關(guān)技術(shù)開發(fā)成功，將可為地球帶來取之不盡的能源關(guān)于“氦3(He)”與氘核的聚變，下列說法中正確的是()A核反應(yīng)方程

7、為HeHHeHB核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于反應(yīng)物的質(zhì)量C氦3(He)一個(gè)核子的結(jié)合能大于氦4(He)一個(gè)核子的結(jié)合能D氦3(He)的原子核與一個(gè)氘核發(fā)生聚變將放出能量答案AD解析根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得核反應(yīng)方程為HeHHeH，A對；根據(jù)平均結(jié)合能曲線可知氦3(He)一個(gè)核子的結(jié)合能小于氦4(He)一個(gè)核子的結(jié)合能，所以核反應(yīng)中釋放了能量，發(fā)生質(zhì)量虧損，B、C錯(cuò)，D對9“兩彈一星”可以說長了中國人的志氣，助了中國人的威風(fēng)下列核反應(yīng)方程中，屬于研究兩彈的基本核反應(yīng)方程的是()A.NHeOHB.UnSrXe10nC.UThHeD.HHHen答案BD解析“兩彈”指原子彈和氫彈，原子彈的核反應(yīng)方程

8、是鈾核裂變，B選項(xiàng)正確氫彈的核反應(yīng)方程是輕核聚變，D選項(xiàng)正確10如圖1所示，下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核的說法中正確的是()圖1A盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B天然放射性元素在衰變過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，其放射線在磁場中不偏轉(zhuǎn)的是射線C據(jù)題圖可知，原子核A裂變成原子核B和C要放出核能D據(jù)題圖可知，原子核D和E聚變成原子核F要吸收能量答案AC解析盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)A對；放射性元素在衰變過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，而射線帶負(fù)電，它在電磁場中會偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由題圖可知，A為重核，B、C為中等質(zhì)量的核，重核裂變?yōu)橹械荣|(zhì)量的核將向外釋放出能

9、量，選項(xiàng)C對；D、E為輕核，輕核聚變成較大質(zhì)量的原子核時(shí)要向外釋放巨大的能量，選項(xiàng)D錯(cuò)二、填空題(本題共2小題，共18分)11(8分)在下列核反應(yīng)方程中，屬于衰變的是 _，屬于衰變的是_，屬于裂變的是_，屬于聚變的是_(填正確答案標(biāo)號)A.CNeB.PSeCD.NHeOHEF.HHHen答案CABEF解析衰變是原子核自發(fā)地放射出粒子的核衰變過程，選C；衰變是原子核自發(fā)地放射出粒子的核衰變過程，選A、B；重核裂變選E；輕核聚變選F.12(10分)歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動能為0.5 MeV的質(zhì)子H轟擊靜止的X，生成兩個(gè)動能均為8.9 MeV的He.(1 MeV1.6

10、5;1013 J)(1)上述核反應(yīng)方程為_.(2)質(zhì)量虧損為_kg.答案(1)HXHeHe(或HLiHeHe)(2)3.1×1029解析(1)根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可寫出核反應(yīng)方程為HXHeHe或HLiHeHe.(2)設(shè)反應(yīng)前質(zhì)子的動能為Ek0，反應(yīng)后He的動能為Ek，由于質(zhì)量虧損而釋放的能量為E2EkEk0(2×8.90.5) MeV17.3 MeV，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，有m kg3.1×1029 kg.三、計(jì)算題(本題共3小題，共32分)13(10分)放射性同位素被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，它可用來斷定古生物體的年代，此項(xiàng)研究獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎(1)宇宙

11、射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會形成，很不穩(wěn)定，易發(fā)生衰變，其半衰期為5 730年，放出射線，試寫出有關(guān)核反應(yīng)方程；(2)若測得一古生物遺骸中含量只有活體中的12.5%，則此遺骸的年代約有多少年？答案(1)見解析(2)17 190年解析(1) (2)依題意得：()n0.125，解得n3，則t5 730×317 190年14(10分)已知氘核的質(zhì)量mD3.344 6×1027 kg.如果用入射光子照射氘核使其分解為質(zhì)子和中子，質(zhì)子質(zhì)量mp1.672 6×1027 kg，中子質(zhì)量mn1.674 9×1027 kg.求入射光子的頻率答案3.94

12、15;1020Hz解析氘核分解為質(zhì)子和中子，增加的質(zhì)量為mmpmnmD(1.672 61.674 93.344 6)×1027 kg0.002 9×1027 kg.吸收的入射光子的能量為Emc20.002 9×1027×(3×108)2 J2.61×1013 J.由公式Eh知，入射光子的頻率為 Hz3.94×1020 Hz.15(12分)用速度幾乎是零的慢中子轟擊靜止的硼核(B)，產(chǎn)生鋰核(Li)和粒子已知中子質(zhì)量mn1.008 665 u，硼核質(zhì)量mB10.016 77 u，鋰核質(zhì)量mLi7.018 22 u，粒子質(zhì)量m4.002 60 u.(1)寫出該反應(yīng)的核反應(yīng)方程；(2)求出該反應(yīng)放出的能量E；(3)若核反應(yīng)中放出的能量全部變成生成核的動能，則鋰核和粒子的動能各是多少？(1 u相當(dāng)于931.5 MeV)答案(1)BnLiHe(2)4.30 MeV(3)1.56 MeV2.74 MeV解析根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程，由質(zhì)量虧損及愛因斯坦質(zhì)能方程求出核能，再由動量守恒和能量守恒求出鋰核和粒子的動能(1)核反應(yīng)方程為BnLiHe.(2)核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為m(10.