2022年高中物理第章原子核章末综合测评粤教版 .pdf

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1、1 章末综合测评 ( 四) ( 时间： 50 分钟满分： 100 分) 一、选择题 ( 本题包括8 小题，每小题6 分，共 48 分在每小题给出的5 个选项中有3项符合题目要求，选对1 个得 2 分，选对2 个得 4 分，选对3 个得 6 分每选错1 个扣 3分，最低得分为0 分) 1在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的是( ) A查德威克通过实验证实了卢瑟福关于中子的猜想是正确的B汤姆生首先提出了原子的核式结构学说C居里夫人首先发现了天然放射现象D卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子E贝克勒尔首先发现了天然放射现象【答案】ADE 2典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子：

2、235 92U10n144 56Ba8936Krx10n，铀235 质量为m1， 中子质量为m2， 钡 144 质量为m3， 氪 89 的质量为m4， 下列说法正确的是( ) A该核反应类型属于人工转变B该反应放出能量(m12m2m3m4)c2Cx的值是 3 D该核反应比聚变反应对环境的污染少E该核反应属于核裂变，比聚变反应对环境的污染重【解析】该核反应是核裂变，不是人工转变，故A 错误；核反应方程235 92U10n144 56Ba8936Krx10n 中根据质量数守恒，有：235114489x，解得：x3；根据爱因斯坦质能方程，该反应放出能量为：Emc2(m1m2m3m43m2)c2(m1

3、m3m42m2)c2，故 B、C正确；该核反应生成两种放射性元素，核污染较大，故D错误， E正确【答案】BCE 3关于近代物理，下列说法正确的是( ) A 射线是高速运动的氦原子核B核聚变反应方程21H31H42He 10n 中，10n 表示质子C从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征E爱因斯坦给出了物体的能量与它的质量的关系：Emc2【解析】 射线是氦原子核，A对；10n 表示中子， B错；据光电效应方程EkmhW0可知，光电子的最大初动能随照射光的频率的增大而增大，并不成正比，C错；玻尔的量子观念能解释氢原子光谱，

4、D对；爱因斯坦给出了物体的动量与质量的关系Emc2，E对【答案】ADE 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 2 4某核反应方程为21H31H42He X.已知21H的质量为 2.013 6 u，31H的质量为3.018 0 u，42He的质量为4.002 6 u，X的质量为 1.008 7 u则下列说法中正确的是( ) A该反应是聚变反应BX是质子CX是中子D该反应吸收能量E该反应释放能量【解析】根据核反应过程质量数

5、、电荷数守恒，可得21H31H42He10X，X 为中子，在该反应发生前反应物的总质量m12.013 6 u3.018 0 u5.031 6 u，反应后产物总质量m24.002 6 u1.008 7 u5.011 3 u总质量减少，出现了质量亏损根据爱因斯坦的质能方程可知该反应释放能量，故A、C 、E正确【答案】ACE 5放射性元素238 92U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成210 83Bi ，而210 83Bi 可以经一次衰变变成210aX(X 代表某种元素 ) ，也可以经一次衰变变成b81Tl ，210aX和b81T1 最后都变成206 82Pb，衰变路径如图1 所示则 ( )

6、图 1 Aa84 Bb206 C.210 83Bi210aX是 衰变，210 83Bib81Tl 是 衰变D.210 83Bi210aX是 衰变，210 83Bib81Tl 是 衰变E.b81Tl 经过一次 衰变变成206 82Pb 【解析】由210 83Bi210aX，质量数不变， 说明发生的是 衰变， 同时知a84. 由210 83Bib81Tl 是核电荷数减2，说明发生的是 衰变，同时知b206，由206 81Tl 206 82Pb发生了一次 衰变【答案】ABC 6下列说法中正确的是( ) A 粒子散射实验证明了原子核还可以再分B天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构C分别用X射线和紫光

7、照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 3 D基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射多种频率的光子E要使轻核聚变，必须使它们的距离达到10 15 m 以内【解析】 粒子散射实验揭示了原子的核式结构，天然放射现象证明了原子核还可以再分，选项A、B均错误； X 射线的频率高于紫光的频率，用X射线照射金属时获得光电子的最大初动能会更大，选项 C正确

8、；基态氢原子吸收一个光子发生跃迁，当跃迁到较高的能级时 (n3)，就可能发射多种频率的光子，选项 D正确 要使轻核发生聚变必须使它们的距离达到10 15以内，核力才能起作用，E正确【答案】CDE 7“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子( 其质量小于电子质量且不带电 ) 若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”( 电子的初动量可不计) ， 则 ( ) A生成的新核与衰变前的原子核质量数相同B生成新核的核电荷数增加C生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D生成的新核与中微子的动量大小相等E在发生“轨道电子俘

9、获”的过程中，系统动量守恒【解析】质子与中子的质量数相同，所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量数相同， A正确；新核质子数减少，故核电荷数减少，B错误；新核与原核质子数不同，不能称它们互为同位素，C错误；以静止原子核及被俘获电子为系统，系统动量守恒，系统初动量为零，所以生成的新核与中微子的动量大小相等，方向相反，D、E正确【答案】ADE 8太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看做是4 个氢核 (11H)结合成 1 个氦核 (42He)下表中列出了部分粒子的质量(1 u相当于 931.5 MeV 的能量 ) ，以下说法中正确的是 ( ) 粒子名称

10、质子 p 粒子电子 e 中子 n 质量 /u1.007 34.001 50.000 551.008 7 A.核反应方程式为411H42He 201e B核反应方程式为411H42He 201e C4 个氢核结合成1 个氦核时的质量亏损约为0.026 6 u D4 个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV E四个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8 J 【解析】根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒关系可判断A正确， B错误；根据质能方程可知C、D正确， E错误【答案】ACD 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - -

11、- - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 4 二、非选择题(本题共 5 小题，共 52 分) 9(6 分) 由图 2 所示可得出结论质子和中子的质量之和_氘核的质量，氘核分解为质子和电子时要_能量图 2 【解析】由图可以看出， 氘核分解为质子和中子的过程中是吸收能量的，因此两个核子质量之和大于氘核的质量【答案】大于吸收10(6 分) 放射性同位素14C可用来推算文物的“年龄”.14C的含量每减少一半要经过约5 730 年某考古小组挖掘到一块动物骨骼，经测定14C还剩余 1/8 ，推测该动物生存年代距今约为 _年【解析】设放射性

12、同位素14C在活体动物骨骼中的原有质量为m0. 被挖掘的动物骨骼中的剩余质量为m，根据半衰期公式得mm012n，因为m18m0，故有18m0m012n，即n3；又因为ntT，所以tTn5 7303 17 190 年【答案】17 190 11(10 分)1926 年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”氡的放射性同位素有27 种，其中最常用的是222 86Rn.222 86Rn经过m次 衰变和n次 衰变后变成稳定的206 82Pb. (1) 求m、n的值；(2) 一个静止的氡核(222 86Rn)放出一个 粒子后变成钋核(21

13、8 84Po)已知钋核的速度v1106 m/s ，求 粒子的速率【解析】(1)4m222206，m4 86822mn，n4. (2) 由动量守恒定律得mvmPov0 解得v5.45107 m/s. 【答案】(1)4 4 (2)5.45 107 m/s 12(14 分) 为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变8107次，这种同位素的半衰期为2 天， 10 天以后从水库取出1 m3的水，并测得每分钟衰变10 次，求水库的存水量为多少？【导学号： 78220063】名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -

14、 - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 5 【解析】由每分钟衰变次数与其质量成正比出发，运用半衰期知识可求出存水量设放射性同位素原有质量为m0,10 天后其剩余质量为m，水库存水量为Q,10 天后每立方米水中放射性元素的存量为mQ，由每分钟衰变次数与其质量成正比m0m/Q810710，即10Q8107mm0，由半衰期公式得：mm012tT由以上两式联立代入数据得10Q810712102125解得水库的存水量为Q2.5 105 m3. 【答案】2.5 105 m313(16 分)31H的质量是 3.016 050 u

15、，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u 则：(1) 一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2) 氚核的结合能和比结合能各是多少？(3) 如果这些能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？【导学号： 78220064】【解析】(1) 一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程式是11H210n31H，反应前各核子总质量为mp2mn1.007 277 u21.008 665 u 3.024 607 u 反应后新核的质量为mH3.016 050 u 质量亏损为m3.024 607 u3.016 050 u0.008 557 u 因反应前

16、的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为放出能量的反应释放的核能为Em931.5 MeV0.008 557 931.5 MeV7.97 MeV. (2) 氚核的结合能即为E7.97 MeV 它的比结合能为E32.66 MeV. (3) 放出光子的频率为Eh7.971061.6 10196.631034 Hz 1.921021 Hz. 【答案】(1) 释放核能7.97 MeV (2)7.97 MeV 2.66 MeV (3)1.92 1021 Hz 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -