2022_2023学年新教材高中物理第五章原子与原子核阶段评价试题粤教版选择性必修第三册.doc

1第五章第五章阶段评价查缺漏阶段评价查缺漏(本试卷满分：100 分)一、单项选择题(本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1关于核聚变，以下说法正确的是()A与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁B世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站C要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到 1010m 以内，核力才能起作用D核聚变比核裂变更易控制解析：选 A与核裂变相比，核聚变有下面的几个优势：(1)安全、清洁、辐射少；(2)核燃料储量多；(3)核废料易处理。但核聚变不易控制，其发电还没有投入实际运行，要使轻核发生聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离 1015m，B、C、D 错误，A 正确。2(2021广东高考)科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝 26，铝 26 的半衰期为 72 万年，其衰变方程为2613Al 2612MgY，下列说法正确的是()AY 是氦核BY 是质子C再经过 72 万年，现有的铝 26 衰变一半D再经过 144 万年，现有的铝 26 全部衰变解析：选 C根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，该核反应是2613Al 2612Mg01e，即 Y是正电子，选项 A、B 错误；因 72 万年是一个半衰期，可知再过 72 万年，现有的铝 26 衰变一半，再过 144 万年，即两个半衰期，现有的铝 26 衰变四分之三，选项 C 正确，D 错误。3铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是()A铀块的质量是重要因素，与体积无关B为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子C若铀 235 的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D能否发生链式反应与铀块的质量无关解析：选 C要使铀核裂变产生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积或铀块的质量大于临界质量，只要组成铀块的体积小于临界体积或质量小于临界质量就不会产生链式反应，裂变反应中产生的中子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变，如果铀块的质量大，则其体积大，若超过临界体积则发生链式反应，由此知 A、B、D 错误，C 正确。4原子核自发地放出电子的现象称为衰变。最初科学家曾认为衰变中只放出电子，后来发现，这个过程中除了放出电子外，还放出一种叫“中微子”的粒子，中微子不带电，与其他物质的相互作用极弱。下列关于衰变的说法不正确的是()2A原子核发生衰变后产生的新核的核子数与原核的核子数相等，但带电荷量增加B原子核能够发生衰变说明原子核是由质子、中子、电子组成的C静止的原子核发生衰变后，在中微子动量忽略不计时，电子的动量与新核的动量一定大小相等，方向相反D静止的原子核发生衰变时，原子核释放的能量大于电子和新核的总动能之和解析：选 B原子核是由质子和中子组成的，故 B 错误；原子核发生衰变时，质量数不变，质子数增加 1，电子是原子核中的中子变成质子而产生的，所以 A 正确；静止的原子核发生衰变，由动量守恒定律知 C 正确；静止的原子核发生衰变，由能量守恒定律可知D 正确。5有关中子的研究，下列说法正确的是()ATh 核发生一次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了 4B一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应C卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子D中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性解析：选 D衰变的本质是发生衰变的核中减少 2 个质子和 2 个中子形成氦核，所以一次衰变，新核与原来的核相比，中子数减少了 2，A 错误；裂变是较重的原子核分裂成较轻的原子核的反应，而该反应是较轻的原子核的聚变反应，B 错误；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，查德威克通过粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子，C 错误；所有粒子都具有粒子性和波动性，D 正确。6(2021河北高考)银河系中存在大量的铝同位素26Al。26Al 核衰变的衰变方程为2613Al 2612Mg01e，测得26Al 核的半衰期为 72 万年。下列说法正确的是()A26Al 核的质量等于26Mg 核的质量B26Al 核的中子数大于26Mg 核的中子数C将铝同位素26Al 放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D银河系中现有的铝同位素26Al 将在 144 万年后全部衰变为26Mg解析：选 C26Al 核发生衰变的过程中释放正电子的同时还有核能释放，发生质量亏损，所以26Al 核的质量大于26Mg 核的质量，故 A 错误；26Al 核的中子数n1261313，而26Mg 核的中子数n2261214，所以26Al 核的中子数小于26Mg 核的中子数，故 B 错误；半衰期是原子核固有的属性，与物理环境和化学状态无关，故 C 正确；铝同位素26Al 的半衰期为 72 万年，所以经过 144 万年也就是两个半衰期后还剩下14没有衰变，故 D 错误。7钴 60 是金属元素钴的放射性同位素之一，其半衰期为 5.27 年。它会通过衰变放出能量高达 315 keV 的高速电子衰变为镍 60，同时会放出两束射线，其能量分别为 1.17 MeV及 1.33 MeV。钴 60 的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。在农业上，常用于辐射育种、食3品辐射保藏与保鲜等；在工业上，常用于无损探伤、辐射消毒、辐射加工、辐射处理废物以及自动控制等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗。关于钴 60 下列说法正确的是()A衰变方程为6027Co 6028Ni01eB利用钴 60 对人体肿瘤进行放射治疗是利用其衰变放出的电子流C钴 60 可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收D钴 60 衰变过程中不会有质量亏损解析：选 A根据电荷数守恒、质量数守恒，可知钴 60 发生衰变的衰变方程为6027Co6028Ni01e，故 A 正确；钴 60 对人体肿瘤进行放射治疗是利用其衰变放出的射线，故 B 错误；钴 60 半衰期太长，且衰变放出的高能粒子对人体伤害太大，不能作为药品的示踪原子，故 C 错误；所有衰变都会有质量亏损，故 D 错误。二、多项选择题(本题共 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分)8(2021浙江 6 月选考)对四个核反应方程：(1)23892U 23490Th42He；(2)23490Th 23491Pa01e；(3)147N42He 178O11H；(4)21H31H 42He10n17.6 MeV。下列说法正确的是()A(1)(2)式核反应没有释放能量B(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程C(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程D利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一解析：选 CD(1)式是衰变，(2)式是衰变，均有能量放出，故 A 错误；(3)式是人工核转变，故 B 错误；(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程，故 C 正确；利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一，故 D 正确。9已知钚的一种同位素的半衰期为 24 100 年，其衰变方程为23994Pu X42He，下列有关说法正确的是()AX 原子核中含有 92 个质子B100 个23994Pu 经过 24 100 年后一定还剩余 50 个C由于衰变时释放巨大能量，衰变过程质量数不再守恒D衰变发出的放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析：选 AD根据电荷数守恒和质量数守恒可知，X 原子核的电荷数为 92，质量数为 235，质子数是 92，A 选项正确；半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，对少数的原子核没有意义，B 选项错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减小，但质量数仍守恒，C选项错误；衰变发出的放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，D 选项正确。10.云室能显示射线的径迹，把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向和半径大小就能判断粒子的属性。放射性元素 A 的4原子核静止放在磁感应强度B2.5 T 的匀强磁场中发生衰变，放射出粒子并变成新原子核 B，放射出的粒子与新核运动轨迹如图所示，测得两圆的半径之比R1R2421，且R10.2 m，已知元电荷e1.61019C，普朗克常量h6.61034Js。下列说法正确的是()A新原子核 B 的核电荷数为 42B放射性元素 A 原子核发生的是衰变C放射性元素 A 原子核发生的是衰变D放射出粒子的对应的德布罗意波的波长为 4.1251015m解析：选 BD原子核发生反冲，根据左手定则可知，衰变时，新核、粒子的轨迹是外切圆，所以 B 正确，C 错误；根据带电粒子的轨道半径rmvBq，可知rrBqBq，结合已知条件可知原子核 B 的核电荷数为 84，选项 A 错误；根据德布罗意波长hp可知，放出的粒子的德布罗意波长为hBqR14.1251015m，选项 D 正确。三、非选择题(本题共 4 小题，共 54 分)11(11 分)假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是m1，中子的质量是m2，氦核同位素的质量是m3，光在真空中速度为c。(1)写出核聚变反应的方程式。(2)求核聚变反应中释放出的能量E。解析：(1)根据质量数守恒与电荷数守恒，核反应方程式为：21H21H 32He10n。(2)核反应过程中的质量亏损为：m2m1(m2m3)氘核聚变时放出的能量为：Emc2(2m1m2m3)c2。答案：(1)21H21H 32He10n(2)(2m1m2m3)c212(12 分)静止的锂核(63Li)俘获一个速度为 7.7106m/s 的中子，发生核反应后若只产生两个新粒子，其中一个粒子为氦核(42He)，它的速度大小是 8.0106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同。(1)写出此核反应的方程式；(2)求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向。解析：(1)63Li10n 42He31H。(2)用m1、m2和m3分别表示中子(10n)、氦核(42He)和氚核(31H)的质量，由动量守恒定律得m1v1m2v2m3v3代入数值解得v38.1106m/s即反应后生成的氚核的速度大小为 8.1106m/s，方向与反应前中子的速度方向相反。5答案：(1)63Li10n 42He31H(2)8.1106m/s方向与反应前中子的速度方向相反13(15 分)如图所示，有界的匀强磁场磁感应强度为B0.05 T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界。在磁场中A处放一个放射源，内装22688Ra，22688Ra 放出某种射线后衰变成22286Rn。(1)写出上述衰变方程；(2)若A处距磁场边界MN的距离OA1.0 m 时，放在MN左侧边缘的粒子接收器收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA的直线 1.0 m。求一个静止22688Ra核衰变过程中释放的核能有多少。(取 1 u1.61027kg，e1.61019C，结果保留三位有效数字)解析：(1)根据质量数和电荷数守恒，可得22688Ra 22286Rn42He。(2)衰变过程中释放的粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径R1.0 m，由 2evBmv2R得粒子的速度v2eBRm，衰变过程中系统动量守恒，22286Rn、42He 质量分别为 222 u、4 u，则(222 u)v(4 u)v得22286Rn 的速度v2111v释放的核能E12(222 u)v212(4 u)v2113e2B2R2222 u代入数据解得E2.041014J。答案：(1)22688Ra 22286Rn42He(2)2.041014J14.(16 分)在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生、三种射线的射线源。从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示。在与射线源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印像纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后两张印像纸显影，则(1)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？(2)下面的印像纸显出三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比。(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使射线不偏转，一次使射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？已知：m4 u，m11 840u，vc10，vc6解析：(1)因粒子贯穿本领弱，穿过下层纸的只有射线、射线，射线、射线在上面的印像纸上留下两个暗斑。(2)下面印像纸从左向右依次是射线、射线、射线留下的暗斑。设射线、射线暗斑到中央射线暗斑的距离分别为s、s，则s12aHv2，s12aHv2，aqEm，aqEm。由以上四式得ss5184。(3)若使射线不偏转，qEqvB，所以BEv，同理若使射线不偏转，应加磁场BEv，故BBvv101。答案：(1)两个暗斑射线，射线(2)5184(3)101