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1、第4章 原子核章末检测(四)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分其中16题为单项选择题，710题为多项选择题)1物理学是一门实验科学，实验探究的方法在科学研究中具有重要作用卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析()A发现了电子B建立了原子的核式结构模型C提出原子核具有复杂的结构D发现某些元素具有天然放射现象答案B解析卢瑟福通过对粒子的散射实验结果的分析，建立了原子的核式结构模型，B对该实验中没有发现电子，A错天然放射现象说明了原子核具有复杂的结构，C错克克勒尔发现了某些元素具有天然放射现象，D错2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
2、作用下列说法不符合历史事实的是()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分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D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，并测出了该粒子的荷质比答案B解析密立根通过油滴实验测出了基本电荷的电量，A项正确；卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核，B错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，C项正确；汤姆逊通过研究阴极射线，发现了电子，并测出了电子的荷质比，D项正确3正电子发射型计算
3、机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素O注入人体，O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像则根据PET原理判断下列表述不正确的是()A.O在人体内衰变方程是ONeB正、负电子湮灭方程是ee2C在PET中，O主要用途是作为示踪原子D在PET中，O主要用途是参与人体的新陈代谢答案D解析由题意知A、B正确，显像的原理是采集光子，即注入人体内的O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为光子，因此O主要用途是作为示踪原子，故C对，D错4目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有
4、关放射性知识的说法中正确的是()A射线与射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线弱B氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.U衰变成Pb要经过8次衰变和8次衰变D放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的答案D解析射线是高速电子流，不是电磁波，其穿透本领比射线弱，选项A错；半衰期只具有统计意义，对少数粒子不适用，选项B错；UPbxHeye，根据质量数和电荷数守恒有2382064x,92822xy，可解得x8，y6，所以要经过8次衰变和6次衰变，选项C错；放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内中子转化为质子时产生的，选项D正确5根据爱因
5、斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是Emc2，这一关系叫爱因斯坦质能方程质子的质量为mp，中子的质量为mn，氦核的质量为m，下列关系式正确的是()Am(2mp2mn) Bm(2mp2mn) D以上关系式都不正确答案B解析由核反应方程2H2nHe知，核子结合成原子核时要放出能量，即有质量亏损，故选B.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
6、恒得124kd262kd解得k2，d2.7铁的平均结合能比铀核的平均结合能大，下列关于它们的说法正确的是()A铁的结合能大于铀核的结合能B铁核比铀核稳定C铀核发生核变化变成铁核要放出能量D铀核发生核变化变成铁质量要亏损答案BCD解析铁核的平均结合能大，则铁核比铀核更稳定，铀核平均结合能小变成铁核会放出核能，出现质量亏损，B、C、D正确8月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(He)”的化学元素，这是热核聚变的重要原料，科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源关于“氦3(He)”与氘核的聚变，下列说法中正确的是()A核反应方程为HeHHeHB核反应
7、生成物的质量将大于反应物的质量C氦3(He)一个核子的结合能大于氦4(He)一个核子的结合能D氦3(He)的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量答案AD解析根据电荷数守恒和质量数守恒可得核反应方程为HeHHeH，A对；根据平均结合能曲线可知氦3(He)一个核子的结合能小于氦4(He)一个核子的结合能，所以核反应中释放了能量，发生质量亏损，B、C错，D对9“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风下列核反应方程中，属于研究两弹的基本核反应方程的是()A.NHeOHB.UnSrXe10nC.UThHeD.HHHen答案BD解析“两弹”指原子弹和氢弹，原子弹的核反应方程是铀核裂变，B选项正确
8、氢弹的核反应方程是轻核聚变，D选项正确10如图1所示，下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是()图1A卢瑟福在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是射线C据题图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能D据题图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量答案AC解析卢瑟福根据粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型，选项A对；放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，而射线带负电，它在电磁场中会偏转，选项B错误；由题图可知，A为重核，B、C为中等质量的核，重核裂变为中等质量的核将向外释放出能量，选项C对；D、E为
9、轻核，轻核聚变成较大质量的原子核时要向外释放巨大的能量，选项D错二、填空题(本题共2小题，共18分)11(8分)在下列核反应方程中，属于衰变的是 _，属于衰变的是_，属于裂变的是_，属于聚变的是_(填正确答案标号)A.CNeB.PSeCD.NHeOHEF.HHHen答案CABEF解析衰变是原子核自发地放射出粒子的核衰变过程，选C；衰变是原子核自发地放射出粒子的核衰变过程，选A、B；重核裂变选E；轻核聚变选F.12(10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
10、方程为_.(2)质量亏损为_kg.答案(1)HXHeHe(或HLiHeHe)(2)3.11029解析(1)根据电荷数和质量数守恒可写出核反应方程为HXHeHe或HLiHeHe.(2)设反应前质子的动能为Ek0，反应后He的动能为Ek，由于质量亏损而释放的能量为E2EkEk0(28.90.5) MeV17.3 MeV，根据爱因斯坦质能方程，有m kg3.11029 kg.三、计算题(本题共3小题，共32分)13(10分)放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成，很不稳定，易发生衰变，
11、其半衰期为5 730年，放出射线，试写出有关核反应方程；(2)若测得一古生物遗骸中含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？答案(1)见解析(2)17 190年解析(1) (2)依题意得：()n0.125，解得n3，则t5 730317 190年14(10分)已知氘核的质量mD3.344 61027 kg.如果用入射光子照射氘核使其分解为质子和中子，质子质量mp1.672 61027 kg，中子质量mn1.674 91027 kg.求入射光子的频率答案3.941020Hz解析氘核分解为质子和中子，增加的质量为mmpmnmD(1.672 61.674 93.344 6)1027 kg
12、0.002 91027 kg.吸收的入射光子的能量为Emc20.002 91027(3108)2 J2.611013 J.由公式Eh知，入射光子的频率为 Hz3.941020 Hz.15(12分)用速度几乎是零的慢中子轰击静止的硼核(B)，产生锂核(Li)和粒子已知中子质量mn1.008 665 u，硼核质量mB10.016 77 u，锂核质量mLi7.018 22 u，粒子质量m4.002 60 u.(1)写出该反应的核反应方程；(2)求出该反应放出的能量E；(3)若核反应中放出的能量全部变成生成核的动能，则锂核和粒子的动能各是多少？(1 u相当于931.5 MeV)答案(1)BnLiHe(
13、2)4.30 MeV(3)1.56 MeV2.74 MeV解析根据质量数和电荷数守恒写出核反应方程，由质量亏损及爱因斯坦质能方程求出核能，再由动量守恒和能量守恒求出锂核和粒子的动能(1)核反应方程为BnLiHe.(2)核反应过程中的质量亏损为m(10.016 77 u1.008 665 u)(7.018 22 u4.002 60 u)0.004 615 u，释放出的能量为E0.004 615931.5 MeV4.30 MeV.(3)根据动量守恒定律有mLivLimv，由动能定义式有EkLimLiv，Ekmv，联立有，根据能量守恒有EkLiEkE4.30 MeV，解得锂核和粒子的动能分别为EkLi1.56 MeV，Ek2.74 MeV.6
