教科版選修3-5章末檢測3原子核

章末檢測（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1?7題為單項(xiàng)選擇題，8?10題為多項(xiàng)選擇題）1.關(guān)于a、3、丫三種射線，下列說法中正確的是 （ ）a射線是原子核自發(fā)放射出的氮核，它的穿透力最強(qiáng)3射線是原子核外電子電離形成的電子流，它具有較弱的穿透能力丫射線一般伴隨著a射線或3射線產(chǎn)生，它的穿透能力最強(qiáng)丫射線是電磁波，它的穿透能力最弱答案C解析a射線是原子核發(fā)生 a衰變放出的氨核流，它的電離能力強(qiáng)，但穿透能力弱；3 射線也是原子核發(fā)生3衰變放出的電子流，具有較強(qiáng)的電離能力和穿透能力；丫 射線是一種電磁波，一般伴隨著a射線TOC\o"1-5"\h\z或3射線產(chǎn)生，它的穿透能力強(qiáng)，電離能力弱.故答案為 C.2.貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用.下列屬于放射性衰變的是（ ）A.?174NI+01eB.23592U+0nf13153I+10339Y+21n―2 3 4 1C.1H+1HR2He+anD.2He+13Al-15p+0n答案A解析原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶髟雍说乃プ儯挥羞x項(xiàng) A符合.選項(xiàng)B是核裂變反應(yīng).選項(xiàng)D是人工核轉(zhuǎn)變反應(yīng)，選項(xiàng) C是核聚變反應(yīng).3.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(shí)的說法中正確的是 （ ）A.3射線與丫射線一樣是電磁波，但穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比 丫射線弱B.氫的半衰期為3.8天，4個(gè)氫原子核經(jīng)過7.6天后就一定只剩下1個(gè)氫原子核C.^U衰變成206Pb要經(jīng)過8次3衰變和8次a衰變D.放射性元素發(fā)生 3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3射線是高速電子流，不是電磁波，其穿透本領(lǐng)也沒有 丫射線強(qiáng)，選項(xiàng)A錯(cuò)；半衰期只具有統(tǒng)計(jì)意義，對(duì)少數(shù)粒子不適用，選項(xiàng)B錯(cuò)；92U—>82Pb+X2He+y1e,根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有 238=206+4x,92=82+2x-y,可解得x=8,y=6,所以要經(jīng)過8次a衰變和6次3衰變，選項(xiàng)C錯(cuò)；放射性元素發(fā)生3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.4.根據(jù)愛因斯坦的研究成果，物體的能量和質(zhì)量的關(guān)系是 E=m（2,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m,氨核的質(zhì)量為 ,下列關(guān)系式正確的是（ ）

A.mi=(2mp+2m) B.mi<(2mp+2mn)C.mi>(2mp+2mn) D.以上關(guān)系式都不正確答案B解析由核反應(yīng)方程2；H+20n一；He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.10B俘獲1個(gè)“粒子，生成173NI,放出x粒子，而173N是不穩(wěn)定的，它放出 y粒子變成163G那么x粒子和y粒子分別為( )A.中子和正電子 B.中子和電子D.質(zhì)子和中子C.D.質(zhì)子和中子答案A解析根據(jù)題意，寫出該核反應(yīng)的方程式為 5B+2He-^?NI+x,?NR136C+y,由核反應(yīng)中的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒分別得x、y的電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)為Z<=5+2-7=0,Ax=10+4-13=1,Zy=7-6=1,Ay=13-13=0,因此，x為中子，y為正電子.一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)笊核，同時(shí)輻射一個(gè) 丫光子.已知質(zhì)子、中子、笊核的質(zhì)量分別為m、mt、ms,普朗克常量為h,真空中的光速為c.下列說法正確的是( )A.核反應(yīng)方程是；H+0n>；H+丫B.聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損 Am=m+mi—msC.輻射出的丫光子的能量E=(m3—m—mt)cD.hD.h光子的波長入=m+m—ms c?答案B解析根據(jù)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，得到的笊核為 2H,故A錯(cuò)誤；聚變反應(yīng)過程中輻射一個(gè)丫光子，質(zhì)量減少Am=m+m—ms,故B正確；由質(zhì)能方程知，輻射出的 丫光子的能量為E=Amc2=(m2+m—m3)c之，故C錯(cuò)誤；由c=入y及E=h丫得入=7.h m+m2—m3 c'故D錯(cuò)誤.7.h m+m2—m3 c'故D錯(cuò)誤.社核2932Th經(jīng)過6次a衰變和4次3衰變后變成鉛核，則( )A.鉛核的符號(hào)為208,82Pb,它比2902Th少8個(gè)中子B.鉛核的符號(hào)為2°4Pb,它比2902Th少16個(gè)中子C.鉛核的符號(hào)為2°8Pb,它比2902Th少16個(gè)中子D.鉛核的符號(hào)為22°Pb,它比232Th少12個(gè)中子答案C解析設(shè)鉛的質(zhì)量數(shù)為M,核電核數(shù)為Z,則由質(zhì)量數(shù)守恒可得： 昨232—6X4=208.由電荷數(shù)守恒可得:解析設(shè)鉛的質(zhì)量數(shù)為Z=90-6X2+4X1=82.則鉛的中子數(shù)=208—82=126,社的中子數(shù)=232—90=142.所以鉛核的中子數(shù)比社核中子數(shù)少16個(gè).C對(duì)..在人類對(duì)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.下列說法符合歷史事實(shí)的是( )A.貝克勒爾通過對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核B.居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了針 (Po)和鐳(Ra)兩種新元素C.盧瑟福通過“粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子D.湯姆孫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，并測出了該粒子的比荷答案BD解析盧瑟福通過a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， AC兩項(xiàng)錯(cuò)誤；居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了針和鐳兩種新元素，并因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)， B項(xiàng)正確；湯姆遜通過研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)了電子，并測出了電子的比荷， D項(xiàng)正確..正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素 15O注入人體，15O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(duì) 丫光子，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原理判斷下列表述正確的是( )A.185O在人體內(nèi)衰變方程是15d175NI++1eB.正、負(fù)電子?K火方程是1e+—1e>2丫C.在PET中，15O主要用途是作為示蹤原子D.在PET中，15O主要用途是參與人體的新陳代謝答案ABC解析由題意知A、B正確，顯像的原理是采集 丫光子，即注入人體內(nèi)的158。衰變放出正電子和人體內(nèi)的負(fù)電子湮滅轉(zhuǎn)化為丫光子，因此185O主要用途是作為示蹤原子，故 C對(duì)、D錯(cuò).月球土壤里大量存在著一種叫做“氨 3(2He)”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100萬噸氨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“氨3(2He)”與笊核的聚變，下列說法中正確的是 ( )A.核反應(yīng)方程為2He+2H—>；He+1HB.核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于反應(yīng)物的質(zhì)量C.氨3(2He)一個(gè)核子的結(jié)合能大于氨4(4He)一個(gè)核子的結(jié)合能D.氨3(2He)的原子核與一個(gè)笊核發(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 2He+2H-2He+1H,A對(duì)；根據(jù)平均結(jié)合能曲線可知氨3(3He)一個(gè)核子的結(jié)合能小于氨 4(2He)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，BC錯(cuò)，D對(duì).二、填空題(本題共2小題，共12分)(6分)在下列描述核過程的方程中，屬于a衰變的是,屬于3衰變的是,屬于裂變的是,屬于聚變的是.(填正確答案標(biāo)號(hào))TOC\o"1-5"\h\z14-14 06CH*7NI+-ie32 32 015P16S+ie_ 423892U-23490Th+2He14 4 17-17N+2Hg8O+1H23592U+0nf14054Xe+98Sr+20n；H+1HH>2He+0n答案CABEF解析a衰變是原子核自發(fā)地放射出 a粒子的核衰變過程， 選C；3衰變是原子核自發(fā)地放射出 3粒子的核衰變過程，選A、B；重核裂變選E;輕核聚變選F.(6分)“反粒子”與其對(duì)應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和電荷量，但電荷的符號(hào)相反，例如正電子就是電子的“反粒子”.據(jù)此，若有反質(zhì)子存在，它的質(zhì)量數(shù)應(yīng)為,元電荷的電荷量是1.60X1019C,則反質(zhì)子的帶電荷量大小為.答案1 1.60X1019C解析質(zhì)子的質(zhì)量數(shù)為1,帶電荷量為1.60X10-七，所以反質(zhì)子白^質(zhì)量數(shù)為 1,帶電荷量也為1.60X1019C,電性相反.三、計(jì)算題(本題共4小題，共38分)(8分)放射性同位素146C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，它可用來斷定古生物的年代，此項(xiàng)研究獲得 1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng).(1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會(huì)形成 164C,164C很不穩(wěn)定，易發(fā)生衰變，其半衰期為5730年，衰變時(shí)會(huì)放出 3射線，試寫出有關(guān)核反應(yīng)方程；14(2)若測得一古生物遺骸中6C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)17190年14 1 14 1,,14 14 0斛析(1)7N+0n 6C+1H,6C 7C+-1e,(2)依題意1n=11200-=0.125,解得n=3,則t=5730年X3=17190年.27(8分)已知笊核的質(zhì)量m)=3.3446X10kg.如果用入射光子照射笊核使其分為質(zhì)子和中子，質(zhì)子質(zhì)量用5=1.6726X1?！?7kg,中子質(zhì)量m=1.6749*10-27kg.求入射光子的頻率.答案3.94X102°Hz解析笊核分為質(zhì)子和中子，增加的質(zhì)量為Am=np+m—mD=(1.6726+1.6749-3.3446)X1027kg=0.0029X1027kg.

吸收的入射光子的能量為1013J.E=Amc2=0.0029X1027X(3X1081013J.由公式E=hv知，入射光子的頻率為—13V=K=%：：：34Hz-3.94X1020Hz.h6.63X1015.(1015.(10分)一靜止的質(zhì)量為 M的饃核(23Ni)發(fā)生3衰變，放出一個(gè)速度為V0,質(zhì)量為m的3粒子和一個(gè)反沖銅核，若饃核發(fā)生衰變時(shí)釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為3反沖銅核，若饃核發(fā)生衰變時(shí)釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為3粒子和銅核的動(dòng)能.求此衰變過程中的質(zhì)量虧損(虧損的質(zhì)量在與粒子質(zhì)量相比時(shí)可忽略不計(jì) ).2Mmv22M-mc解析設(shè)衰變后銅核的速度為 v,由動(dòng)量守恒mw)=(M—m)v①由能量守恒AE=2m\0+由動(dòng)量守恒mw)=(M—m)v①由能量守恒AE=2m\0+2(M—m)v2②由質(zhì)能方程2fAE=Amc③解得Am=2Mmv

2M-mc2.16.(12分)用速度幾乎是零的慢中子轟擊靜止的硼核 (1:B),產(chǎn)生鋰核(7Li)和“粒子.已知中子質(zhì)量 m=1.008665u,硼核質(zhì)量g=10.01677u,鋰核質(zhì)量僅=7.01822u,a粒子質(zhì)量0^=4.00260u.(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 AE;(3)若核反應(yīng)中放出的能量全部變成生成核的動(dòng)能，則鋰核和 a粒子的動(dòng)能各是多少？ (1u相當(dāng)于931.5MeV)答案(1)5B+0n—>3Li+4He(2)4.30MeV(3)1.56MeV2.74MeV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(dòng)量守恒和能量守恒求出鋰核和 a粒子的動(dòng)能.(1)核反應(yīng)方程為黜+0n—>7Li+2He.(2)核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為Am=(10.016