2020-2021学年高二物理教科版选修3-5章末检测：第三章-原子核-Word版含解析.docx

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共9小题，每小题5分，共45分)1(2022新课标卷)在人类对微观世界进行探究的过程中，科学试验起到了格外重要的作用下列说法符合历史事实的是()A密立根通过油滴试验测出了基本电荷的数值B贝克勒尔通过对自然放射现象的争辩，发觉了原子中存在原子核C居里夫妇从沥青铀矿中分别出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D卢瑟福通过粒子散射试验证明白在原子核内部存在质子E汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的试验，发觉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试验测出了基本电荷的电量，A项正确；卢瑟福通过粒子散射试验建立了原子核式结构模型，发觉了原子中心有一个核，B、D两项错误；居里夫妇从沥青铀矿中分别出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，C项正确；汤姆逊通过争辩阴极射线，发觉了电子，并测出了电子的比荷，E项正确2关于、三种射线，下列说法中正确的是()A射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透力最强B射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有较弱的穿透力量C射线一般伴随着射线或射线产生，它的穿透力量最强D射线是电磁波，它的穿透力量最弱答案C解析射线是原子核发生衰变放出的氦核流，它的电离力量强，但穿透力量弱；射线也是原子核发生衰变放出的电子流，具有较强的电离力量和穿透力量；射线是一种电磁波，一般伴随着射线或射线产生，它的穿透力量强，电离力量弱故答案为C.3(2021石家庄高二检测)正电子放射型计算机断层显像(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楚图像则依据PET原理推断下列表述正确的是()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ABC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，下列有关放射性学问的说法中正确的是()A射线与射线一样是电磁波，但穿透本事远比射线弱B氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就肯定只剩下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，其穿透本事也没有射线强，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，依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依据爱因斯坦的争辩成果，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，科学家初步估量月球上至少有100万吨氦3，假如相关技术开发成功，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解析依据电荷数守恒和质量数守恒可得核反应方程为HeHHeH，A对；依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7.B俘获1个粒子，生成N，放出x粒子，而N是不稳定的，它放出y粒子变成C，那么x粒子和y粒子分别为()A中子和正电子 B中子和电子C质子和正电子 D质子和中子答案A解析依据题意，写出该核反应的方程式为BHeNx，N6Cy，由核反应中的电荷数和质量数守恒分别得x、y的电荷数、质量数为Zx5270，Ax104131，Zy761，Ay13130，因此，x为中子，y为正电子8一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解析依据核反应过程质量数守恒和电荷数守恒可知，得到的氘核为H，故A错误；聚变反应过程中辐射一个光子，质量削减mm1m2m3，故B正确；由质能方程知，辐射出的光子的能量为Emc2(m2m1m3)c2，故C错误；由c及Eh得，故D错误9钍核Th经过6次衰变和4次衰变后变成铅核，则()A铅核的符号为Pb，它比Th少8个中子B铅核的符号为Pb，它比Th少16个中子C铅核的符号为Pb，它比Th少16个中子D铅核的符号为Pb，它比Th少12个中子答案C解析设铅的质量数为M，核电核数为Z，则由质量数守恒可得：M23264208.由电荷数守恒可得：Z90624182.则铅的中子数20882126，钍的中子数23290142.所以铅核的中子数比钍核中子数少16个C对二、填空题(本题共2小题，共15分)10(9分)现有三个核反应：A.NaMgeB.UnBaKr3nC.HHHen则_是衰变；_是裂变；_是聚变答案ABC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和粒子后，变成新的原子核的变化，像本题中的核反应A；原子核的人工转变是指在其他粒子的轰击下变成新的原子核的变化；裂变是重核分裂成质量较小的核，像核反应B；聚变是轻核结合成质量较大的核，像核反应C.11(6分)“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和电荷量，但电荷的符号相反，例如正电子就是电子的“反粒子”据此，若有反质子存在，它的质量数应为_，元电荷的电荷量是1.601019C，则反质子的带电荷量大小为_答案11.601019C解析质子的质量数为1，带电荷量为1.601019C，所以反质子的质量数为1，带电荷量也为1.601019C，电性相反三、计算题(本题共4小题，共40分)12(8分)放射性同位素6C被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物的年月，此项争辩获得1960年诺贝尔化学奖(1)宇宙射线中高能量的中子遇到空气中的氮原子后，会形成C，C很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5 730年，衰变时会放出射线，试写出有关核反应方程；(2)若测得一古生物遗骸中C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年月约有多少年？答案(1)见解析(2)17 190年解析(1)NnCH，CCe，(2)依题意0.125，解得n3，则t5 730年317 190年13(8分)已知氘核的质量mD3.344 61027 kg.假如用入射光子照射氘核使其分为质子和中子，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解析氘核分为质子和中子，增加的质量为mmpmnmD(1.672 61.674 93.344 6)1027 kg0.002 91027 kg.吸取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.14(12分)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(亏损的质量在与粒子质量相比时可忽视不计)答案解析设衰变后铜核的速度为v，由动量守恒mv0(Mm)v由能量守恒Emv(Mm)v2由质能方程Emc2解得m.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(2)4.30 MeV(3)1.56 MeV2.74 MeV解析依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)依据动量守恒定律有mLivLimv，由动能定义式有EkLimLiv，Ekmv，联立有，依据能量守恒有EkLiEkE4.30 MeV，解得锂核和粒子的动能分别为EkLi1.56 MeV，Ek2.74 MeV.