教科版高中物理選修3-5第三章原子核寒假?gòu)?fù)習(xí)題(解析版)

絕密★啟用前教科版高中物理選修3-5第三章原子核寒假?gòu)?fù)習(xí)題本試卷分第I卷和第n卷兩部分，共100分，考13t時(shí)間150分鐘。分卷I、單選題（共10小題每小題4.0分，共40分）1.如圖中R是一種放射性物質(zhì)，它能放出 “、&丫三種射線，虛線框內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)， LL是厚紙板,MM是熒光屏，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)在熒光屏上只有 。、P兩點(diǎn)處有亮斑，下列說(shuō)法正確的是（ ）打打A.磁場(chǎng)方向平行紙面豎直向上，到達(dá) 。點(diǎn)的射線是3射線，到達(dá)P點(diǎn)的射線是a射線B.磁場(chǎng)方向平行紙面豎直向下，到達(dá) 。點(diǎn)的射線是"射線，到達(dá)P點(diǎn)的射線是3射線C.磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，到達(dá)。點(diǎn)的射線是丫射線，到達(dá)P點(diǎn)的射線是a射線D.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，到達(dá)。點(diǎn)的射線是丫射線，到達(dá)P點(diǎn)的射線是3射線【答案】D【解析】因?yàn)閍粒子的貫穿本領(lǐng)較小，一張紙即可把它擋住，所以亮斑中不可能有 a射線，A、B、C錯(cuò)誤；因?yàn)檠旧渚€不帶電，所以不受磁場(chǎng)約束，直接打在 。點(diǎn)，由左手定則知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，所以D正確.2.如圖所示是原子核的核子平均質(zhì)量（核子平均質(zhì)量=原子核質(zhì)量

核子數(shù)2.如圖所示是原子核的核子平均質(zhì)量（核子平均質(zhì)量=原子核質(zhì)量

核子數(shù).）與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象，其中原子核A、B、C對(duì)應(yīng)的原子序數(shù)、核子數(shù)、核子平均質(zhì)量分別為 Za、Zb、Zc,nA、nB、nc,和mA、mB、mc.若原子核A分裂成原子核B和原子核C,核反應(yīng)方程為：A—B+C,下列說(shuō)法中正確的是（ ）卜:「的平切耽螭卜:「的平切耽螭IA.一定釋放核能AE=(mA—mB—mc)c2一定吸收核能AE=(ZAmA-ZBmB-Zcmc)c2一定釋放核能AE=(nAmA—nemB—ncmc)c2D.不能確定是吸收核能，還是釋放核能【答案】C【解析】由圖看出，A核子平均質(zhì)量大于B和C的核子平均質(zhì)量，而在核反應(yīng)中核子數(shù)守恒，則若A分裂成B和C,出現(xiàn)質(zhì)量虧損，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程一定釋放能量，放出的能量為 AE=Amc2=（nAmA—nBmB—ncmc）c2故C正確，A、B、D錯(cuò)誤.3.氫的半衰期是3.8天，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.升高溫度，可以使氫的半衰期變短B.增加壓強(qiáng)，可以使氫的半衰期變短4克氫原子核，經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下1克氫原子核4個(gè)氫原子核，經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下1個(gè)氫原子核【答案】C【解析】半衰期由元素本身決定，與原子核所處環(huán)境、狀態(tài)無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤，氫的半衰期為3.8天,4克氫原子核，經(jīng)過(guò)7.6天即經(jīng)過(guò)2個(gè)半衰期，還剩余1克氫原子核，故C正確；半衰期是對(duì)大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于單個(gè)或者少數(shù)原子核是不成立的，故D錯(cuò)誤..下列說(shuō)法正確的是（ ）A.盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型很好的解釋了 “粒子散射實(shí)驗(yàn)B.湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子核是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的C.3射線是原子核外電子掙脫原子核束縛后形成的D.在核聚變反應(yīng)：：H+?H^He+dn中，質(zhì)量數(shù)減少，并釋放出能量【答案】A【解析】湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子可分，原子有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤；3射線是由原子核內(nèi)部發(fā)出的， C錯(cuò)誤；在核聚變反應(yīng)：?|h+!HTHe+|An中，質(zhì)量數(shù)守恒，但有質(zhì)量虧損，故釋放出能量， D錯(cuò)誤.選項(xiàng)A說(shuō)法正確..下面列出的是一些核反應(yīng)方程扣e+Wh^%+丫如e+』H-“i+Z四P一/Si+X其中（）X是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子X(jué)是正電子，丫是質(zhì)子，Z是中子X(jué)是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子X(jué)是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子【答案】D【解析】根據(jù)電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒知， X的電荷數(shù)為1,質(zhì)量數(shù)為0,則X為正電子；Y的電荷數(shù)為0,質(zhì)量數(shù)為1,則Y為中子；Z的電荷數(shù)為1,質(zhì)量數(shù)為1,則Z是質(zhì)子..下列說(shuō)法正確的是( )A.某放射性元素，當(dāng)它與其它元素形成化合物時(shí)，其半衰期將發(fā)生改變B.20個(gè)工得U原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期后，還有10個(gè)未發(fā)生衰變C.光波不同于機(jī)械波，它是一種概率波D.藍(lán)U^^Th+如e是核裂變反應(yīng)方程【答案】C【解析】半衰期與元素所處的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，當(dāng)它與其它元素形成化合物時(shí)，其半衰期不變，故 A錯(cuò)誤；半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核適用，故B錯(cuò)誤；光波不同于機(jī)械波，光波是一種概率波，故C正確；啜UH女Th+mHe是“衰變方程，故D錯(cuò)誤.7.已知：氨原子的質(zhì)量為MHeU,電子的質(zhì)量為meu,質(zhì)子的質(zhì)量為mpu,中子的質(zhì)量為mnu,u為原子質(zhì)量單位，且由愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2可知：1u對(duì)應(yīng)于931MeV的能量，若取光速c=3M08m/s,則每生成(聚變)一個(gè)氯原子核，釋放的能量為( )[2(mp+mn)—MHe]瀚31MeV[2(mp+mn+me)—MHe]>931MeV[2(mp+mn+me)—MHe]>cJ[2(mp+mn)—MHe]￡2J【答案】A【解析】質(zhì)量虧損是核反應(yīng)前所有原子核的質(zhì)量減去反應(yīng)后所有原子核的質(zhì)量，再由 E=mc2可知,選項(xiàng)A正確.8.下列說(shuō)法正確的是( )A.a粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算出原子核的數(shù)量級(jí)為 10-10mB.放射性元素的半衰期隨濃度增大而變長(zhǎng)C.原子核的結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定D.3射線來(lái)源于原子核.具有中等的穿透能力【答案】D【解析】“粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算出原子核的數(shù)量級(jí)為 10—15m,故A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期不隨環(huán)境的變化而變化，故 B錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故C錯(cuò)誤；3射線是原子核中一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)時(shí)釋放出來(lái)的，具有中等的穿透能力，故D正確.A.質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和小于笊核的質(zhì)量B.質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和等于笊核的質(zhì)量C.笊核分解為質(zhì)子和中子時(shí)要吸收能量D.質(zhì)子和中子結(jié)合成笊核時(shí)要吸收能量【答案】C【解析】根據(jù)題圖可知笊核吸收 2.23MeV的能量分解為質(zhì)子和中子，故C正確；由質(zhì)能方程知，質(zhì)量與能量有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，笊核吸收能量，能量增大，質(zhì)量變大，故A、B錯(cuò)；質(zhì)子和中子結(jié)合成笊核質(zhì)量虧損，故放出能量， D錯(cuò).10.已知質(zhì)子、中子、笊核質(zhì)量分別是 mi、m2、m3,光速為c.則質(zhì)子和中子結(jié)合成笊核的過(guò)程中（ ）A.吸收的能量為（mi+m2+m3）c2B.吸收的能量為（mi+m2—m3）c2C.釋放的能量為（mi+m2+m3）c2D.釋放的能量為（mi+m2—m3）c2【答案】D【解析】根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程 正=Amc2,此核反應(yīng)放出的能量AE=（mi+m2-m3）c2,故D正確,A、B、C錯(cuò)誤.二、多選題（共4小題,每小題5.0分，共20分）ii.（多選）下列說(shuō)法中正確的是（ ）A.以與Y互稱同位素^X與丫互稱同位素|fx比Y少2個(gè)中子:fX與丫含有不同的核子數(shù)【答案】AC【解析】同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的中子數(shù)，其質(zhì)量數(shù)不同， X和Y都具有Z個(gè)質(zhì)子，X的質(zhì)量數(shù)為A,丫是A+2,A正確；X的質(zhì)子數(shù)是乙丫的質(zhì)子數(shù)是Z-i,兩者的質(zhì)子數(shù)不等不是同位素，B錯(cuò)誤；中子數(shù)加上質(zhì)子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)，所以 X的中子數(shù)為A-Z,丫的中子數(shù)為A+2-Z,故X比丫少兩個(gè)中子，C正確；中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)之和為核子數(shù)，核子數(shù)即為質(zhì)量數(shù)，X和丫的質(zhì)量數(shù)都為A,X和丫含有相同的核子數(shù)，D錯(cuò)誤.

.（多選）在下列關(guān)于近代物理知識(shí)白^說(shuō)法中，正確的是 （A.“粒子散射實(shí)驗(yàn)是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外還具有動(dòng)量C.在核反應(yīng)中元素的種類不會(huì)改變D.1?Bi的半衰期是5天，12g]?Bi經(jīng)過(guò)15天后還有1.5g未衰變【答案】ABD【解析】盧瑟福通過(guò)分析 a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A正確；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外還具有動(dòng)量，故B正確；在核反應(yīng)中，原子核的核電荷數(shù)發(fā)生了變化，所以元素的種類發(fā)生改還具有動(dòng)量，故變.故C錯(cuò)誤;半衰期是5天，經(jīng)過(guò)變.故C錯(cuò)誤;半衰期是5天，經(jīng)過(guò)15天即3個(gè)半衰期后，還有m=mo（-）^115moX12g=1.5g未衰變，故D正確..（多選）下列說(shuō)法正確的是（ ）A.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，入射光的頻率越高金屬的逸出功越大B.玻爾將量子觀點(diǎn)引入原子領(lǐng)域，成功解釋了氫原子線狀譜線的成因C.黑U^嚶Th+*He和亭U+An-嗎Ba+冕Kr+3^n兩方程都是重核裂變方程D.2kg的2Ra經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期的時(shí)間有 1.5kg2Ra已經(jīng)發(fā)生了衰變【答案】BD【解析】在光電效應(yīng)現(xiàn)象中，金屬的逸出功與入射光的頻率無(wú)關(guān)，故 A錯(cuò)誤；玻爾將量子觀點(diǎn)引入原子領(lǐng)域，成功解釋了氫原子線狀譜線的成因，故B正確；?U+Jn一1Ba+冕Kr+3n是重核裂變方程，：^UH弋Th十?|He是“衰變方程，故C錯(cuò)誤；根據(jù)m=m02）n知，經(jīng)過(guò)2個(gè)半衰期,還剩四分之一沒(méi)有衰變，四分之三發(fā)生了衰變，即有 1.5kg飛Ra已經(jīng)發(fā)生了衰變，故D正確.14.（多選）以下有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述正確的是 （ ）A.一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出 “、&和丫三種射線B.比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定C.重核的裂變過(guò)程質(zhì)量增大，輕核的聚變過(guò)程有質(zhì)量虧損D.根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，電子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小【答案】BD【解析】一個(gè)放射性原子能同時(shí)發(fā)出“、丫二種射線，或者放出 就丫射線，故A錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固，故B正確；重核的裂變過(guò)程有質(zhì)量虧損，輕核的聚變過(guò)程也有質(zhì)量虧損，故 C錯(cuò)誤；根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，原子的能量減小.由庫(kù)侖力提供電子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則： ￡=—,電子的動(dòng)能：imv2=^,電子的動(dòng)能增大，軌道增大的過(guò)程中克服庫(kù)侖力做功，所以電勢(shì)能減小，故D正確.分卷II三、計(jì)算題(共4小題,每小題10.0分，共40分)15.(8分)一個(gè)被核(；Be)和一個(gè)“粒子反應(yīng)后生成一個(gè)碳核，放出一個(gè)中子，并釋放出5.6MeV的能量(保留兩位有效數(shù)字).(1)寫出這個(gè)核反應(yīng)過(guò)程.(2)如果被核和a粒子共130g,且剛好反應(yīng)完，求共放出多少能量？(3)這130g物質(zhì)反應(yīng)過(guò)程中，其質(zhì)量虧損是多少？【答案】(1);Be+捫門1C+3n(2)5.41?12J(3)6.0165kg【解析】⑴iBe+3Hh'iC+in.(2)被核和氨核的摩爾質(zhì)量之和 p=(iBe+|ia=(9+4)g/mol=13g/mol,被核和氯核各含的摩爾數(shù) n=-=￡^mol=10mol,所以放出的能量^=nNa￡放=10X6.02M023X5.6Meg3.371X20/leg5.4X12J⑶質(zhì)量虧損^m= kg=6.0105kg..靜止的^N被速度為V0的dn擊中生成Xc和另一種原子核甲，已知iC與甲核的速度方向與碰撞前中子的速度方向均一致，碰后 與C與甲核的動(dòng)量之比為2：1.(1)寫出核反應(yīng)方程；(2)求IC與甲核的速度各是多大.【答案】(1)-N+Jn-tC+?H(2)正—【解析】設(shè)中子的質(zhì)量為 m°,Xc的質(zhì)量為me,甲核的質(zhì)量為m甲，由動(dòng)量守恒定律得： m0v0=mcvc+m甲v甲，即movo=12movc+3mov甲，又因?yàn)槎﨏與甲核動(dòng)量比為2：1,所以mcvc=2m甲v甲,即i2m°v即i2m°vc=2><3m0v甲，聯(lián)立求得:vc=口0182.5min,2.5min,能衰變?yōu)殡pSi和一個(gè)未知粒子..列P是人類首先制造出的放射性同位素，其半衰期為①寫出該衰變的方程；②已知容器中原有純苕P的質(zhì)量為m,求5min后容器中剩余翦P的質(zhì)量.【答案】①四Af?Si+Je（正電子）②;m【解析】①衰變的方程為：轉(zhuǎn)4酉Si+Je（正電子）.②半衰期為2.5min,則經(jīng)過(guò)5min后發(fā)生2次衰變，則容器中剩余轉(zhuǎn)P的質(zhì)量為：M=mm..運(yùn)動(dòng)的原子核fX放出“粒子后變成靜止的原子核Y.已知X、丫和a粒