高中物理人教版5第十九章原子核單元測試 公開課獎

第十九章單元測試題一、選擇題(本題包括10小題,共45分.每小題給出的四個選項中,有的只有一個選項正確,有的有多個選項正確,全部選對的得5分,選對但不全的得2分,錯選或不選的得0分)1.下列說法錯誤的是()A.半衰期表示放射性元素衰變的快慢，半衰期越長，衰變越慢B.同位素的核外電子數(shù)相同，因而具有相同的化學性質(zhì)C.陰極射線和β射線都是電子流，它們的產(chǎn)生機理是一樣的D.重核裂變過程中一定伴隨著質(zhì)量虧損2.下列說法中正確的是()A.氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時，電子的動能增加，電勢能增加，原子的總能量增加B.α射線是原子核發(fā)出的一種粒子流，它的電離能力在α、β、γ三種射線中是最弱的C.原子核反應過程中的質(zhì)量虧損現(xiàn)象違背了能量守恒定律D.將放射性元素摻雜到其他穩(wěn)定元素中并大幅度降低其溫度，它的半衰期不發(fā)生改變3.現(xiàn)在太陽向外輻射的能量是由于太陽內(nèi)部氫聚變產(chǎn)生的，大約在40億年以后太陽內(nèi)部將會啟動另一種核反應，其核反應方程為:,那時太陽向外輻射的能量是由上述兩種核反應產(chǎn)生的.已知的質(zhì)量為m1，的質(zhì)量為m2,則下列判斷正確的是()A.3m1＞m2 B.3m1＜m2 C.3m1=m年美國和俄羅斯的科學家利用回旋加速器，通過(鈣48)轟擊(锎249)發(fā)生核反應，成功合成了第118號元素，這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素.實驗表明，該元素的原子核先放出3個相同的粒子X，再連續(xù)經(jīng)過3次α衰變后，變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號元素的原子核，則上述過程中的粒子X是()A.中子 B.質(zhì)子 C.電子 D.α粒子5.下列說法正確的是()A.研制核武器的钚239由鈾239經(jīng)過4次β衰變而產(chǎn)生B.發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程是C.20g的經(jīng)過兩個半衰期后其質(zhì)量變?yōu)?5D.在中子轟擊下，生成和的核反應前后，原子核的核子總數(shù)減少6.北京奧委會接受專家的建議，大量采用對環(huán)境有益的新技術，如2023年奧運會場館周圍80%～90%的路燈利用太陽能發(fā)電技術，奧運會90%的洗浴熱水采用全玻璃真空太陽能聚熱技術.太陽能是由于太陽內(nèi)部高溫高壓條件下的聚變反應產(chǎn)生的，下列核反應屬于聚變反應的是()A.B.C.D.7.關于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時所產(chǎn)生的B.若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小C.在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，β射線的電離能力最強D.鈾核衰變?yōu)殂U核的過程中，要經(jīng)過8次α衰變和10次β衰變8.據(jù)新華社報道，由我國自行設計、研制的世界第一套全超導核聚變實驗裝置(又稱“人造太陽”)已完成了首次工程調(diào)試.下列關于“人造太陽”的說法正確的是()A.“人造太陽”的核反應方程是B.“人造太陽”的核反應方程是C.“人造太陽”釋放的能量大小的計算公式是ΔE=Δmc2D.“人造太陽”核能大小的計算公式是9.靜止的衰變成，靜止的衰變?yōu)?，在同一勻強磁場中的軌道如圖1所示.由此可知()A.甲圖為的衰變軌跡，乙圖為的衰變軌跡B.甲圖為的衰變軌跡，乙圖為的衰變軌跡C.圖中2、4為新核軌跡，1、3為粒子軌跡D.圖中2、4為粒子軌跡，1、3為新核軌跡二、填空題(10題6分，11題6分，共12分)11.人類認識原子結構和開發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過程.請按要求回答下列問題.(1)盧瑟福、玻爾、查德威克等科學家在原子結構或原子核的研究方面作出了卓越的貢獻.請選擇其中的兩位，指出他們的主要成績.①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________。(2)在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對放射線的性質(zhì)進行了深入研究，圖3為三種射線在同一磁場中的運動軌跡，請從三種射線中任選一種，寫出它的名稱和一種用途。_____________________________________________________________。三、計算題(本題包括3小題,共43分.解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題目,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)12.(12分)在可控核反應堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作減速劑.中子在重水中可與核碰撞減速，在石墨中與核碰撞減速.上述碰撞可簡化為彈性碰撞模型.某反應堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對心正碰，通過計算說明，僅從一次碰撞考慮，用重水和石墨作減速劑，哪種減速效果更好？13.(16分)太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質(zhì)子聚變?yōu)?個氦核的熱核反應，這個核反應釋放出的大量能量就是太陽的能源.(1)寫出這個核反應方程；(2)這一核反應能釋放多少能量？(3)已知太陽每秒釋放的能量為×1026J，則太陽每秒減少的質(zhì)量為多少？(4)若太陽質(zhì)量減少萬分之三，熱核反應不能繼續(xù)進行，計算太陽能存在多少年.(太陽質(zhì)量M＝2×1030kg,mp＝3u，mHe＝5u，me14.(15分)已知氘核質(zhì)量為6u，中子質(zhì)量為7u,的質(zhì)量為0u.(1)寫出兩個氘核聚變成的核反應方程；(2)計算上述核反應中釋放的核能；(3)若兩氘核以相等的動能MeＶ做對心碰撞即可發(fā)生上述核反應，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機械能，則反應中生成的和中子的動能各是多少?

參考答案一、選擇題1.解析:由基本概念可知ABD說法是對的.陰極射線和β射線都是電子流,但產(chǎn)生機理不同,故應選C.答案:C2.解析:氫原子從較高的激發(fā)態(tài)躍遷到較低的激發(fā)態(tài)時，由于電場力做正功，電勢能減少,又因氫原子放出光子，所以原子的總能量減少，故A錯.α射線的電離能力在α、β、γ三種射線中是最強的，所以B錯.據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，原子核反應過程中的質(zhì)量虧損現(xiàn)象并不違背能量守恒定律，故C錯.放射性元素的半衰期不因其物理、化學狀態(tài)的變化而變化，故D正確.答案:D3.解析:由于發(fā)生上述核聚變時釋放核能，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，可知該反應存在質(zhì)量虧損，所以3m1＞m2答案:A4.解析:綜合上述反應可得總的核反應方程為,根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得m=0、n=1,所以X是中子，A正確.答案:A5.解析:發(fā)生2次β衰變，A錯誤.20g經(jīng)過兩個半衰期后其質(zhì)量C錯誤.在核反應中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)都守恒，D錯誤.所以只有B正確.答案:B6.解析:把輕核結合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應，稱為聚變，四個選項中只有A為聚變反應，B是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應，C是鈾核的裂變反應，D是鈾核的α衰變.答案:A7.解析:A選項正確，核反應方程為B選項錯誤，放射性物質(zhì)的半衰期只與物質(zhì)本身有關，與該物質(zhì)所處的物理、化學狀態(tài)無關.C選項錯誤，在α、β、γ三種射線中，α射線的電離能力最強，穿透能力最弱；γ射線的穿透能力最強，電離能力最弱.D選項錯誤，核反應中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，則解得即8次α衰變和6次β衰變.答案:A8.解析:“人造太陽”是利用海水中的21H和31H聚變而產(chǎn)生大量能量的.放出的能量可利用愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2求出，其中Δm為質(zhì)量虧損，所以A、C項正確.答案:AC9.解析:衰變成時，放出正電子，兩者均帶正電，運動方向相反，根據(jù)左手定則，軌跡應是外切圓，如題圖乙.根據(jù)動量守恒和可知3為正電子的軌跡，4為的軌跡.同理可分析衰變?yōu)闀r，放出負電子，軌跡應是內(nèi)切圓，如題圖甲，1為負電子的軌跡，2為的軌跡.故選項B、C正確.答案:BC二、填空題10.解析:(1)①盧瑟福:提出了原子的核式結構模型(或其他成就)；②玻爾:首次把量子理論引入到原子結構中，提出了軌道量子化和能量量子化的思想，進一步發(fā)展了原子結構理論，并成功解釋了氫光譜(或其他成就)；③查德威克:首先發(fā)現(xiàn)了中子(或其他成就).(2)1為α射線，利用它的電離作用很強，可消除靜電.2為γ射線，利用它的穿透本領很強，可用于工業(yè)探傷.3為β射線，利用它的穿透本領較強，可用于控制工業(yè)生產(chǎn)線上某些金屬板的厚度.判斷方法:用左手定則.依據(jù)磁場方向及“運動軌跡”彎曲方向即洛倫茲力方向，可斷定射線1、3的電性，從而確定射線種類.答案:見解析三、計算題11.解析:設中子質(zhì)量為Mn，靶核質(zhì)量為M，由動量守恒定律得Mnv0=Mnv1+Mv2由能量守恒得解得在重水中靶核質(zhì)量MH=2Mn在石墨中靶核質(zhì)量MC=12Mn與重水靶核碰后中子速度較小，故重水減速效果更好.答案:略12.解析:(1)(2)Δm＝4×3u－5＋2×55)u＝6uΔE＝Δmc2＝6×MeV＝MeV＝4×10－12J.(3)太陽每秒鐘釋放的能量為×1026J，則太陽每秒鐘減少的質(zhì)量為(4)太陽的質(zhì)量為2×1030(年).答案:(1)略(2)4×10－12J(3)×1010kg(4)5×1013.解析:應用質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒不難寫出核反應方程為:由題給