新教材2024-2025學年高中物理第5章原子核與核能測評魯科版選擇性必修第三冊

第5章測評(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.下列說法正確的是()A.用不行見光照耀金屬肯定比用可見光照耀同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動能大B.α粒子散射試驗中極少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)C.核反應(yīng)方程

49Be+24HeD.614C的半衰期為5730年,若測得一古生物遺骸中的

62.在自然放射性物質(zhì)旁邊放置一帶電體,帶電體所帶的電荷很快消逝的根本緣由是()A.γ射線的貫穿作用 B.α射線的電離作用C.β射線的貫穿作用 D.β射線的中和作用3.某科學家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論,其中的兩個核反應(yīng)方程為

11H+612C

713N+Q1,方程中Q1、Q2表示釋放的能量,相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表:原子核

1

2

2

6

7

7質(zhì)量/u1.00733.01504.002612.000013.005715.0001以下推斷正確的是()A.X是

23He,Q2>Q1 B.X是

24He,C.X是

23He,Q2<Q1 D.X是

24He,4.在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)非常特殊,因此在試驗中很難探測。1953年,萊尼斯和柯文建立了一個由大水槽和探測器組成的試驗系統(tǒng),利用中微子υ與水中

11H的核反應(yīng),間接地證明了中微子的存在。中微子υ與水中的

11H發(fā)生核反應(yīng),產(chǎn)生中子(01n)和正電子(+10e),即υA.0和0 B.0和1 C.1和0 D.1和1二、多項選擇題:本題共4小題,每小題6分,共24分。每小題有多項符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有錯選的得0分。5.下列說法正確的是()A.自然放射現(xiàn)象的發(fā)覺揭示了原子核有困難的結(jié)構(gòu)B.一群處于n=3能級激發(fā)態(tài)的氫原子,自發(fā)躍遷時能發(fā)出最多6種不同頻率的光C.放射性元素發(fā)生一次β衰變,原子序數(shù)增加1D.926.核反應(yīng)堆中發(fā)生的一種裂變反應(yīng)是

92235U+01nUCs+37A.裂變反應(yīng)的生成物中x=2B.92235U核與

55C.55137Cs核與

37D.92236U核的結(jié)合能大于

927.秦山核電站產(chǎn)生

614C的核反應(yīng)方程為

714N+01nC+X,其產(chǎn)物

6A.X是

1B.6C.-D.經(jīng)過一個半衰期,10個

68.重元素的放射性衰變共有四個系列,分別是U238系列(從

92238U起先到穩(wěn)定的

82208Pb為止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(從

93237Np起先到穩(wěn)定的A.Np237系列中全部放射性元素的質(zhì)量數(shù)都等于4n+1(n等于正整數(shù))B.從

93237Np到

83209Bi,共發(fā)生7次C.可能Np237系列中的全部放射性元素的半衰期對于地球年齡都比較短D.自然的Np237系列中的放射性元素在地球上從來就沒有出現(xiàn)過三、非選擇題:共60分?？忌罁?jù)要求作答。9.(4分)核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不行缺少,我國在完善核電平安基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素,它可破壞細胞基因,增加罹患癌癥的風險。已知钚的一種同位素

94239Pu的半衰期為24100年,其衰變方程為

94239PuX+

24He+γ,則X原子核中含有個中子,衰變過程總質(zhì)量(選填“減小”“不變”10.(4分)放射性物質(zhì)

84210Po和

84210PoPb+X

2760CoNi+X方程中的X1代表的是,X2代表的是。

11.(6分)一個中子和一個質(zhì)子結(jié)合成氘核時要放出2.22MeV的能量,這些能量以γ光子的形式輻射出來。這一過程的核反應(yīng)方程是,質(zhì)量虧損為kg,此光子的波長為m。

12.(6分)如圖所示為用于火災(zāi)報警的離子式煙霧傳感器原理圖,在網(wǎng)罩1內(nèi),有電極板2和3,a、b端接電源,4是一塊放射性同位素镅241,它能放射出一種很簡單使氣體電離的粒子。平常镅放射出來的這種粒子使兩個電極間的空氣電離,形成較強的電流。發(fā)生火災(zāi)時,煙霧進入網(wǎng)罩內(nèi),煙的顆粒汲取空氣中的離子和镅放射出來的這種粒子,導(dǎo)致電流(選填“增加”或“減弱”),報警器檢測出這種電流改變,發(fā)出警報。

13.(10分)硼中子俘獲療法是腫瘤治療的新技術(shù),其原理是進入癌細胞內(nèi)的硼核(510B)汲取慢中子后變得不穩(wěn)定,會轉(zhuǎn)變成一個新核和一個α(24He)粒子,同時釋放出γ射線。一個硼核汲取一個中子后處于靜止狀態(tài),然后發(fā)生核反應(yīng),此過程中的質(zhì)量虧損為Δm,釋放的核能一部分轉(zhuǎn)化為新核和a粒子的動能,另一部分以γ射線的形式放出,γ射線的能量為E(1)寫出核反應(yīng)方程;(2)求α粒子的動能。14.(12分)一個靜止的鈾核

92232U(原子質(zhì)量為232.0372u)放出一個α粒子(原子質(zhì)量為4.0026u)后衰變成釷核Th(原子質(zhì)量為228(1)寫出核衰變反應(yīng)方程式;(2)求該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損;(3)求釋放的核能。15.(18分)在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,一個靜止的放射性原子核

ZAX發(fā)生了一次α衰變,放射出的α粒子(24He)在與磁場垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運動,其軌跡半徑為R。已知α粒子的質(zhì)量為m,電荷量為(1)若新核的元素符號用Y表示,原子核X的比結(jié)合能為E1,新核Y的比結(jié)合能為E2,α粒子的比結(jié)合能為E3,寫出該α衰變的核反應(yīng)方程及衰變過程中釋放的核能ΔE。(2)若該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能,新核的質(zhì)量為M,求衰變過程的質(zhì)量虧損Δm。

第5章測評1.B不行見光的頻率不肯定比可見光的頻率大,則用不行見光照耀金屬不肯定比用可見光照耀同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動能大,故A錯誤;α粒子散射試驗中極少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù),故B正確;依據(jù)電荷數(shù)守恒,質(zhì)量數(shù)守恒知,X的電荷數(shù)為0,質(zhì)量數(shù)為1,則X為中子,故C錯誤;測得一古生物遺骸中的

614C含量只有活體中的2.B由于α粒子電離作用較強,能使空氣分子電離,電離產(chǎn)生的電荷與帶電體的電荷中和,使帶電體所帶的電荷很快消逝,故B正確。3.B11H+612CN中質(zhì)量虧損為Δm1=(1.0073+12.0000-13.0057)u=0.0016u,依據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知

11H+715NC+X中X的電荷數(shù)為2、質(zhì)量數(shù)為4,X是

24He,質(zhì)量虧損為Δm2=(1.0073+15.0001-12.0000-4.0026)u=0.0048u,依據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知Q1=Δm1c2、Q24.A中微子+11Hn+5.AC自然放射現(xiàn)象的發(fā)覺揭示了原子核具有困難結(jié)構(gòu),故A正確;一群處于n=3能級激發(fā)態(tài)的氫原子,自發(fā)躍遷時能發(fā)出3種不同頻率的光,分別是從n=3到n=2,從n=3到n=1,從n=2到n=1,故B錯誤;依據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒,則有放射性元素發(fā)生一次β衰變,原子序數(shù)增加1,故C正確;半衰期不隨著地球環(huán)境的改變而改變,故D錯誤。6.CD依據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)相等、質(zhì)子數(shù)相等可知,裂變反應(yīng)的生成物中x=3,故A錯誤;核子數(shù)越多,結(jié)合能越大,可知

92235U核結(jié)合能大,故B錯誤;

3796Rb核的比結(jié)合能比

55137Cs核的大,故C正確;由于反應(yīng)釋放能量7.AB依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,X的質(zhì)子數(shù)為1,中子數(shù)為1,即為

11H,故A正確;常用的示蹤原子有

614C、

88.ABC從

93237Np起先到

83209Bi,質(zhì)量數(shù)削減28,所以發(fā)生7次α衰變,電荷數(shù)削減10,所以還發(fā)生4次β衰變,并且全部放射性元素的質(zhì)量數(shù)都等于4n+1(n等于正整數(shù))。對于C、D選項我們要留意關(guān)鍵詞“可能”與9.答案143減小解析依據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知,X的電荷數(shù)為92,質(zhì)量數(shù)為235,則中子數(shù)為143;由于衰變時釋放巨大能量,依據(jù)E=mc2,衰變過程總質(zhì)量減小。10.答案

24He解析由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知X1代表

24He,而X2代表11.答案

11H+01nH+γ4×10-305.解析核反應(yīng)方程為

11H+由ΔE=Δmc2得Δm=ΔEc2=4×10由ΔE=hcλ得λ=hcΔE=5.6×12.答案α減弱解析放射性同位素镅241放射出的是α粒子,α粒子帶正電,電離實力強;放射性同位素镅241放射出的α粒子使空氣電離產(chǎn)生正、負離子,在電場的作用下各自向正負極移動,形成較強的電流,在正常的狀況下,電流、電壓是穩(wěn)定的。當發(fā)生火災(zāi)時,煙霧進入網(wǎng)罩內(nèi),煙的顆粒汲取空氣中的離子和镅放射出來的α粒子,兩個電極間的空氣電離減弱或不被電離,因此電流減弱,報警器檢測出這種電流改變,發(fā)出警報,故填減弱。13.答案(1)510B+01n(2)711(Δmc2-E0解析(1)依題意有

510B+01nX(2)設(shè)新核、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2,速度分別為v1、v2,動能分別為Ek1、Ek2,由動量守恒定律,得m1v1-m2v2=0核反應(yīng)放出的核能ΔE=Δmc2由題中信息可知ΔE=Ek1+Ek2+E0又因為新核與α粒子的質(zhì)量數(shù)分別為7和4,則有mEk1=12m1Ek2=12m2可解得α粒子的動能Ek2=711(Δmc2-E014.答案(1)92232UTh+24He(3)5.5MeV解析(1)依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程式為

92232UTh+(2)質(zhì)量虧損為Δm=mU-mTh-mα=(232.0372-228.0287-4.0026)u=0.0059u,(3)釋放的核能