《2016-2017学年高中物理 第4章 原子核章末综合测评 粤教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2016-2017学年高中物理 第4章 原子核章末综合测评 粤教版选修3-5（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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： U n Ba Krx n，铀23
2、5质量为m 1 ，中子质量为m 2 ，钡144质量为m 3 ，氪89 235 92 1 0 144 56 89 36 1 0 的质量为m 4 ，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(m 1 2m 2 m 3 m 4 )c 2 Cx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 U n 235 92 1 0 Ba Krx n中根据质量数守恒，有：235114489x，解得：x3；根据爱因 144 56 89 36 1 0 斯坦质能方程，该反应放出能量为：E
3、mc 2 (m 1 m 2 m 3 m 4 3m 2 ) c 2 (m 1 m 3 m 4 2m 2 )c 2 ，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 H H He n中， n表示质子 2 1 3 1 4 2 1 0 1 0 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：Emc 2 【解析】 射线是氦原子核，A对； n表示中子，B错；据光电
4、效应方程 1 0 E km hW 0 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；2 玻尔的量子观念能解释氢原子光谱，D对；爱因斯坦给出了物体的动量与质量的关系 Emc 2 ，E对 【答案】 ADE 4某核反应方程为 H H HeX.已知 H的质量为2.013 6 u， H的质量为3.018 2 1 3 1 4 2 2 1 3 1 0 u， He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( ) 4 2 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、电荷数守恒，可得 H
5、H He X，X为中子， 2 1 3 1 4 2 1 0 在该反应发生前反应物的总质量m 1 2.013 6 u3.018 0 u5.031 6 u，反应后产物总 质量m 2 4.002 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 U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成 Bi，而 Bi 238 92 210 83 210 83 可以经一次衰变变成 X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成 Tl， X和 T1 210 a b 81 210 a b 81 最后都变成 Pb，衰
6、变路径如图1所示则( ) 206 82 图1 Aa84 Bb206 C. Bi X是衰变， Bi Tl是衰变 210 83 210 a 210 83 b 81 D. Bi X是衰变， Bi Tl是衰变 210 83 210 a 210 83 b 81 E. Tl经过一次衰变变成 Pb b 81 206 82 【解析】 由 Bi X，质量数不变，说明发生的是衰变，同时知a84.由 210 83 210 a Bi Tl是核电荷数减2，说明发生的是衰变，同时知b206，由 Tl Pb 210 83 b 81 206 81 206 82 发生了一次衰变 【答案】 ABC 6下列说法中正确的是( ) A
7、粒子散射实验证明了原子核还可以再分3 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 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 15m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；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
8、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，
9、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( H)结合成1个氦核( He)下表中列出了部分粒子的质量(1 1 1 4 2 u相当于931.5 MeV的能量)，以下说法中正确的是 ( ) 粒子名称 质子p 粒子 电子e 中子n 质量/u 1.007 3 4.001 5 0.000 55 1.008
10、7 A.核反应方程式为4 H He2 e 1 1 4 2 0 1 B核反应方程式为4 H He2 e 1 1 4 2 0 1 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 J4 【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 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
11、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 14 C可用来推算文物的“年龄”. 的含量每减少一半要经过 14C 约5 730年某考古小组挖掘到一块动物骨骼，经测定 14 C还剩余1/8，推测该动物生存年 代距今约为_年 【解析】 设放射性同位素 14 C在活体动物骨骼中的原有质量为m 0 .被挖掘的动物骨骼 中的剩余质量为m，根据半衰期公式得mm 0 ，因为m m 0 ，故有 m 0 m 0 ，即 ( 1 2 ) n1 8 1 8 ( 1 2 ) nn3；又因为n ，所以tTn5 730317 190年 t T 【答
12、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 Rn. Rn经过m次衰变和n次衰变后变成稳定的 Pb. 222 86 222 86 206 82 (1)求m、n的值； (2)一个静止的氡核( Rn)放出一个粒子后变成钋核( Po)已知钋核的速度 222 86 218 84 v110 6m/s，求粒子的速率 【解析】 (1)4m222206，m4 86822mn，n4. (2)由动量守恒定律得m v m Po v0 解得v 5.4510 7m/s
13、. 【答案】 (1)4 4 (2)5.4510 7m/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5 溶液每分钟衰变810 7 次，这种同位素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1 m 3 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】 【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m 0, 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 ，由每分钟衰变次数与其质量成正比 ，即 m Q m0 m/Q 8 107 10 ，由半衰期公式得
14、：mm 0 10Q 8 107 m m0 ( 1 2 ) t T由以上两式联立代入数据得 10Q 8 107 ( 1 2 ) 10 2( 1 2 ) 5解得水库的存水量为Q2.510 5m 3 . 【答案】 2.510 5m 3 13(16分) H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是 3 1 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
15、中子结合成氚核的核反应方程式是 H2 n H，反 1 1 1 0 3 1 应前各核子总质量为m p 2m n 1.007 277 u21.008 665 u3.024 607 u 反应后新核的质量为m H 3.016 050 u 质量亏损为 m3.024 607 u3.016 050 u0.008 557 u 因反应前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 557931.5 MeV7.97 MeV. (2)氚核的结合能即为E7.97 MeV 它的比结合能为 2.66 MeV. E 3 (3)放出光子的频率为 Hz1.9210 21Hz. E h 7.97 106 1.6 1019 6.63 1034 【答案】 (1)释放核能 7.97 MeV (2)7.97 MeV 2.66 MeV (3)1.9210 21Hz
