高中物理課時(shí)作業(yè)（人教版選修第三冊）單元素養(yǎng)評價(jià)(五)

單元素養(yǎng)評價(jià)(五)原子核(時(shí)間：75分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1．太陽不斷地向外輻射能量，中心溫度仍能達(dá)到×107K，其主要原因是太陽內(nèi)部進(jìn)行著劇烈的()A．衰變反應(yīng)B．人工核反應(yīng)C．裂變反應(yīng)D．熱核反應(yīng)2．一個(gè)放射性元素的原子核，發(fā)生一次α衰變，它的()A．質(zhì)子數(shù)減少2，中子數(shù)不變B．質(zhì)子數(shù)增加2，中子數(shù)不變C．質(zhì)子數(shù)增加2，中子數(shù)增加2D．質(zhì)子數(shù)減少2，中子數(shù)減少23．鎘棒在核反應(yīng)堆中的作用是()A．使快中子變慢中子B．使慢中子變快中子C．使反應(yīng)速度加快D．控制反應(yīng)速度4．下列說法正確的是()A．電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子B．最早發(fā)現(xiàn)的輕子是電子，最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子是中子C．τ子質(zhì)量比核子質(zhì)量大，τ子不屬于輕子D．夸克模型說明電子電荷不再是電荷的最小單位5．2021年12月30日，中科院全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)在7000萬℃的高溫下實(shí)現(xiàn)1056s的長脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行．若某次聚變反應(yīng)是4個(gè)氫核eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H結(jié)合成1個(gè)氦核eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He，同時(shí)釋放出正電子eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))e.已知?dú)浜说馁|(zhì)量為mp，氦核的質(zhì)量為mα，正電子的質(zhì)量為me，真空中光速為c，則此次核反應(yīng)釋放的能量為()A．(4mp－mα－me)c2B．(4mp－mα－2me)c2C．(4mp＋mα－me)c2D．(4mp＋mα－2me)c26．核電池又稱“放射性同位素電池”，利用衰變放出的射線能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芏瞥桑茖W(xué)家利用eq\o\al(\s\up1(147),\s\do1(61))Pm→eq\o\al(\s\up1(147),\s\do1(62))Sm＋X反應(yīng)制成核電池，已知eq\o\al(\s\up1(147),\s\do1(61))Pm的半衰期約為年，eq\o\al(\s\up1(147),\s\do1(61))Pm、eq\o\al(\s\up1(147),\s\do1(62))Sm原子核及X粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m，真空中的光速為c，則()A．射線粒子X的符號是eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))eB．年后所有eq\o\al(\s\up1(147),\s\do1(61))Pm原子核均已衰變C．每個(gè)eq\o\al(\s\up1(147),\s\do1(61))Pm原子核衰變放出的能量為(m1－m2－m)c2D．單位時(shí)間內(nèi)該電池因衰變而放出的核能一直保持不變7．2021年5月，中國科學(xué)院全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)取得新突破，成功實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)的億攝氏度101秒和億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行，創(chuàng)造托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行新的世界紀(jì)錄，向核聚變能源應(yīng)用邁出重要一步．等離子體狀態(tài)不同于固體、液體和氣體的狀態(tài)，被認(rèn)為是物質(zhì)的第四態(tài)．當(dāng)物質(zhì)處于氣態(tài)時(shí)，如果溫度進(jìn)一步升高，幾乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而離解為電子和正離子，此時(shí)物質(zhì)稱為等離子體．在自然界里，火焰、閃電、極光中都會形成等離子體，太陽和所有恒星都是等離子體．下列說法不正確的是()A.核聚變釋放的能量源于等離子體中離子的動能B．可以用磁場來約束等離子體C．盡管等離子體整體是電中性，但它是電的良導(dǎo)體D．提高托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行溫度有利于克服等離子體中正離子間的庫侖斥力二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．全部選對得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)8．下列關(guān)于核反應(yīng)的說法中正確的是()A．核電站是利用重核裂變產(chǎn)生的能量，所以重核裂變平均核子放出的能量要比輕核聚變平均核子放出的能量多B．輕核聚變產(chǎn)生的廢料具有放射性，為了防止核污染應(yīng)用水泥包裹深埋海底C．隨著科技的發(fā)展，將來可能實(shí)現(xiàn)汽車不再燒油，而改燒海水D．原子彈爆炸能產(chǎn)生幾百萬攝氏度的高溫，所以氫彈利用原子彈引發(fā)熱核反應(yīng)9．釷eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th具有放射性，它能放出一個(gè)新的粒子而變?yōu)殓heq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(91))Pa，同時(shí)伴隨有γ射線產(chǎn)生，其方程為eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th→eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(91))Pa＋X，釷的半衰期為24天，則下列說法中正確的是()A．X為質(zhì)子B．X為電子C．X是釷核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的D．1g釷eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th經(jīng)過120天后還剩5g10．原來靜止的質(zhì)量為m1的原子核eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))X處在勻強(qiáng)磁場中，經(jīng)α衰變后變成質(zhì)量為m2的原子核Y，α粒子的質(zhì)量為m3，其速度方向垂直于磁場，動能為E0，假定原子核X衰變時(shí)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動能，質(zhì)子、中子質(zhì)量視為相等，則下列說法正確的是()A．核Y與α粒子在磁場中運(yùn)動的周期之比為eq\f(A－4,2（Z－2）)B．核Y與α粒子在磁場中運(yùn)動的半徑之比為eq\f(Z－2,2)C．此衰變過程中的質(zhì)量虧損為m2＋m3－m1D．此衰變過程中釋放的核能為eq\f(AE0,A－4)三、非選擇題(本題共5小題，共54分)11.(6分)自然界里放射性核元素并非一次衰變就達(dá)到穩(wěn)定，而是發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，直到穩(wěn)定的核元素而終止，這就是級聯(lián)衰變．某個(gè)釷系的級聯(lián)衰變過程如圖(N軸表示中子數(shù)，Z軸表示質(zhì)子數(shù))，圖中Pb→Bi的衰變是________衰變，從eq\o\al(\s\up1(232),\s\do1(90))Th到eq\o\al(\s\up1(208),\s\do1(82))Pb共發(fā)生________次α衰變．12．(10分)在下列描述核反應(yīng)過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________．13．(10分)正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(Positronemissiontomography，簡稱PET)是一種核醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，它的基本原理是將放射性同位素氟-18(eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(9))F)注入人體，參與人體的代謝過程．氟-18(eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(9))F)在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像(如圖甲)，根據(jù)PET原理，回答下列問題：(1)寫出氟-18的衰變的方程式及正、負(fù)電子發(fā)生湮滅的方程式．(2)根據(jù)氟-18的衰變規(guī)律(如圖乙)(縱坐標(biāo)eq\f(N,N0)表示任意時(shí)刻放射性元素的原子數(shù)與t＝0時(shí)的原子數(shù)之比)，氟-18的半衰期為多長時(shí)間？經(jīng)過5小時(shí)人體內(nèi)氟-18的殘留量是初始時(shí)的百分之幾？14．(12分)現(xiàn)在的核電站廣泛采用的核反應(yīng)方程之一是：eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(143),\s\do1(60))Nd＋Zr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n＋8eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e＋eq\o(v,\s\up6(－))(1)核反應(yīng)方程中的eq\o(v,\s\up6(－))是反中微子，它不帶電，質(zhì)量數(shù)為零，試確定生成物鋯(Zr)的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)．(2)已知鈾(U)核的質(zhì)量為9u，中子質(zhì)量為7u，釹(Nd)核質(zhì)量為8u，鋯核質(zhì)量為7u；又知1u＝6×10－27kg.試計(jì)算1kg鈾235大約能產(chǎn)生的能