【步步高】2021-2021学年高中物理 第4、5章 从原子核到夸克 核能与社会章末检测 沪科版选修3-5.doc

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1、章末检测(第4、5章)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1下列说法正确的是()A康普顿发现了电子B卢瑟福提出了原子的核式结构模型C贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象D伦琴发现了X射线答案BCD解析汤姆生发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，贝可勒尔发现了天然放射现象，1895年，德国物理学家伦琴发现了伦琴射线，又叫做X射线2放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到广泛应用的原因是()A它衰变释放的核能少，容易控制B它衰变缓慢，应用效果好C它的射线有电离作用和穿透本领，以及对生物组织有物理、化学效应D它可作为示踪原子答

2、案CD3下列说法不正确的是()A.HHHen是聚变B.UnXeSr2n是裂变C.RaRnHe是衰变D.NaMge是裂变答案D解析原子核的变化通常包括衰变、人工转变、裂变和聚变衰变是指原子核放出粒子或粒子后，变成新的原子核的变化，如本题中的C和D两选项原子核的人工转变是指在其他粒子的轰击下产生新的原子核的过程裂变是重核分裂成质量较小的核，像B选项聚变是轻核结合成质量较大的核，像A选项由上述知D选项是错误的4原子核X与氘核H反应生成一个粒子和一个质子由此可知()AA2，Z1 BA2，Z2CA3，Z3 DA3，Z2答案D解析本题考查核反应方程由题意可知核反应方程为XHHeH，反应过程中遵守质量数守恒

3、和电荷数守恒，由此可判断A3，Z2，选项D正确5科学家发现在月球上含有丰富的He(氦3)它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为HeHe2HHe.关于He聚变，下列表述正确的是()A聚变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用He聚变反应发电答案B解析该聚变反应释放了能量，是因为发生了质量亏损，A、C错；该聚变反应产生了新的原子核H，B对；目前核电站都是用重核裂变发电而不是用轻核聚变，D错6原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出热量这几种反应的总效果可

4、以表示为6HkHedH2n43.15 MeV由平衡条件可知()Ak1，d4 Bk2，d2Ck1，d6 Dk2，d3答案B解析根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得124kd262kd解得k2，d2.7一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是()A核反应方程是HnHB聚变反应中的质量亏损mm1m2m3C辐射出的光子的能量E(m3m1m2)cD光子的波长答案B解析根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒可知核反应方程为：HnH，故选项A错误；聚变过程中辐射出光子，质量亏损mm1m2m3

5、，故选项B正确；由质能方程知，辐射出的光子的能量E(m1m2m3)c2，故选项C错误；由E知，光子的波长，故选项D错误8.U吸收一个慢中子后，分裂成Xe和Sr，还放出()A1个粒子 B3个中子C10个中子 D10个质子答案C解析设放出的粒子的质量数为x，电荷数为y，核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒由题意可得解得由此判断该核反应放出的一定是中子，且个数是10.9(2014新课标35(1)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用下列说法符合历史事实的是_A密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C居里夫妇从沥青铀矿中

6、分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷答案ACE解析密立根通过油滴实验，验证了物体所带的电荷量都是某一值的整数倍，测出了基本电荷的数值，选项A正确贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，明确了原子核具有复杂结构，选项B错误居里夫妇通过对含铀物质的研究发现了钋(Po)和镭(Ra)，选项C正确卢瑟福通过粒子散射实验证实了原子的核式结构，选项D错误汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，说明了阴极射线是带负电的粒子，并测出了粒子的比荷，选项E正确1

7、0一个原来静止的238U核发生衰变，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下列图中的(图中半径大小没有按比例画)()答案D解析由于发生的是衰变，产物是两个带正电的粒子，根据动量守恒定律Mv1mv0，这两个新核的运动方向相反，受到的洛伦兹力方向相反，即轨迹应该是外切圆，再利用左手定则判断洛伦兹力的方向，故D项正确二、填空题(本题共4小题，共24分)11(6分)用粒子轰击氩40时，产生一个中子和一个新的核，这个新的核是_，核反应方程是_用粒子轰击硼10，产生一个中子和一个具有放射性的核，这个新的核是_，这个核能放出正电子，它衰变后变成的新核为

8、_，核反应方程是_答案CaArHeCan7N6C7N6Ce图112. (6分)贝可勒尔发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕如图1中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场中分成A、B、C三束(1)构成A射线的粒子是_；构成B射线的粒子是_；构成C射线的粒子是_(2)三种射线中，穿透能力最强，经常用来对金属探伤的是_射线；电离作用最强，动量最大，经常用来轰击原子核的是_射线；当原子核中的一个核子由中子转化为质子时将放出一个_粒子(3)请完成以下与上述粒子有关的两个核反应方程式：90Th91Pa_；_AlPn.答案(1)电子e(粒子)光子氦核He(粒子)(2)(3)01eHe

9、解析(1)由a可知，在电场中加速度最大的是电子，不偏转的是光子，偏转时加速度较小的是氦核，故A射线的粒子是电子，B射线的粒子是光子，C射线的粒子是氦核(2)三种射线中，穿透能力最强的是射线，电离作用最强的是射线，在原子核中，一个核子由中子转化为质子时将放出一个负电子即粒子(3)由质量数和电荷数守恒可得90Th91Pa01eHeAlPn.13(6分)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9 MeV的He.(1 MeV1.61013 J)(1)上述核反应方程为_；(2)质量亏损为_kg.答案(1)HLiHeHe(2)3.1102

10、9解析(1)HLiHeHe(2)mc2E末E初m kg3.11029 kg14(6分)约里奥居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是_.P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术.1 mg P随时间衰变的关系如图2所示，请估算4 mg的P经_天的衰变后还剩0.25 mg.图2答案正电子60解析衰变方程为PSie，即这种粒子是正电子由图像可以看出P的半衰期为15天，则40.25，得t60天三、计算题(本题共3小题，共36分)15(12分)2008年北京奥运会场馆周围80%90%的路灯利用太阳能发电技术来供电，奥运会9

11、0%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能集热技术科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部四个氢核(H)转化成一个氦核(He)和两个正电子(e)并放出能量已知质子质量mp1.007 3 u，粒子的质量m4.002 6 u，正电子的质量me0.000 5 u,1 u的质量相当于931.5 MeV的能量(1)写出该核反应方程；(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少能量？(结果保留四位有效数字)答案(1)4HHe2e(2)23.85 MeV解析(1)根据质量数守恒、电荷数守恒，该核反应方程为：4HHe2e.(2)质量亏损：m4mpm2me41.007 3 u4.002

12、 6 u20.000 5 u0.025 6 uE0.025 6931.5 MeV23.85 MeV.16(12分)(1)美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用铜和半衰期为100年的放射性同位素镍63(Ni)两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63(Ni)发生一次衰变变成铜(Cu)，同时释放电子给铜片，把镍63(Ni)和铜片做电池两极镍63(Ni)的衰变方程为_，16 g镍63经过400年还有_g尚未衰变(2)一静止的质量为M的镍核(Ni)发生衰变，放出一个速度为v0，质量为m的粒子和一个反冲铜核，若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为粒子和铜核的动能求此衰变过程中的质量亏损(亏损的质

13、量在与粒子质量相比时可忽略不计)答案(1)Ni01eCu1(2)解析(1)Ni01eCu；1(2)设衰变后铜核的速度为v，由动量守恒得mv0(Mm)v由能量守恒得Emv(Mm)v2由质能方程得Emc2，解得m17(12分)钚的放射性同位素94Pu静止时衰变为铀核激发态92U*和粒子，而铀核激发态92U*立即衰变为铀核92U，并放出能量为0.097 MeV的光子已知：94Pu、92U和粒子的质量分别为mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u和m4.002 6 u,1 u的质量相当于931.5 MeV的能量(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求粒子的动能答案(1)94Pu92U*He92U*92U(或94Pu92UHe)(2)5.034 MeV解析(1)衰变方程为94Pu92U*He92U*92U或合起来有94Pu92UHe(2)上述衰变过程的质量亏损为mmPumUm放出的能量为Ec2m此能量是铀核92U的动能EU、粒子的动能E和光子的能量E之和，即EEUEE由式得EUE(mPumUm)c2E设衰变后的铀核和粒子的速率分别为vU和v，则由动量守恒有mUvUmv又由动能的定义知EUmUv，Emv由式得由式得E(mPumUm)c2E代入题给数据得E5.034 MeV6