2022-2022学年高中物理第十九章原子核测试卷含解析新人教版选修3-5.doc

第十九章原子核测试卷(时间：90分钟总分值：100分)第一卷(选择题共48分)一、选择题 (第19题为单项选择题，第1012题为多项选择题，每题4分，选对但不全得2分，共48分)12022武汉市调研关于原子物理知识的表达，以下说法正确的选项是()A衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子B结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C要使轻核发生聚变，必须使它们的距离到达1010 m以内，核力才能起作用D对于一个特定的氡原子，只要知道了半衰期，就可以准确地预言它将在何时衰变解析：衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子，A正确；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，B错误；要使轻核发生聚变，必须使它们的距离到达1015 m以内，核力才能起作用，C错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对个别原子核不适用，D错误答案：A22022洛阳市调研以下说法正确的选项是()A玻尔根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性B铀核裂变的核反响是UBaKr2nC原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现D根据爱因斯坦的“光子说可知，光的波长越大，光子的能量越大解析：德布罗意认为实物粒子也具有波动性，A错误；铀核裂变方程为UnBaKr3n，B错误；原子吸收实物粒子的能量也能从低能级向高能级跃迁，C正确；根据能量量子化知，波长越长，能量越小，D错误答案：C32022南宁市调研以下说法正确的选项是()A天然放射现象提示了原子具有核式结构B.U衰变成Pb要经过6次衰变和8次衰变C、和三种射线中射线的穿透力最强D氢原子向低能级跃迁后，核外电子的动能减小解析：天然放射现象中，说明了原子核有复杂的结构，但不能说明原子具有核式结构，A错误；根据质量数和电荷数守恒知，铀核(U)衰变为铅核(Pb)要经过6次衰变和8次衰变，B正确；射线的穿透能力最强，电离能力最弱，射线的穿透能力最弱，电离能力最强，C错误；根据玻尔理论可知，氢原子向低能级跃迁后，电子轨道的半径减小，由库仑力提供向心力得km，可知核外电子的动能增大，D错误答案：B42022海口市调研以下说法中正确的选项是()A在光电效应实验中，入射光频率大于极限频率一定能产生光电子B汤姆孙发现电子后猜测原子内的正电荷集中在很小的核内C比结合能越大，原子核越不稳定D大量光子的效果往往表现出粒子性，个别光子的行为往往表现出波动性解析：入射光频率大于极限额率时发生光电效应，一定能产生光电子，A正确；卢瑟福根据粒子的散射实验提出了原子内的正电荷集中在很小的核内，B错误；比结合能越大，原子核越稳定，C错误；大量光子的效果往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性，D错误答案：A52022全能生联考以下说法正确的选项是()A核反响方程SeKr2e属于重核裂变B任何放射性元素都能同时发出、三种射线C按照玻尔理论，氢原子处在n2定态时的原子能量比处在n3定态时的原子能量要小D用某色光照射金属发生光电效应，假设只增大单色光的强度，那么单位时间内发射的光电子数减少解析：SeKr2e属于中等原子核的衰变，A错误；在核反响方程中，有射线产生，而没有射线，B错误；由玻尔理论知，能级低的氢原子能量较低，C正确；增大放射光的强度，即单位时间、单位面积上入射光子数增多，所以该金属单位时间发射的光电子数增多，D错误答案：C62022哈九中模拟关于原子核，以下说法中错误的选项是()A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子时所吸收的能量B所有核子之间都有核力C核子结合成原子时会出现质量亏损，质量亏损所对应的能量即为核反响释放的核能D比结合能越大原子核越稳定解析：由结合能的定义可知A正确；核力是相邻核子之间的强大短程引力，B错误；核反响释放的核能是核子结合成原子核时出现质量亏损所对应的能量，C正确；比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，D正确答案：B72022广州市毕业班测试2018年11月12日中科院等离子体物理研究所发布消息：全超导托卡马克核聚变实验装置EAST在实验中有了新的突破，等离子体中心电子温度到达1亿摄氏度。其主要核反响方程为：HHHeX，HYHeX.那么以下表述正确的选项是()AX是质子BY是氚核CX与Y是同位素D两个核反响都属于裂变反响解析：根据核反响方程遵循质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数为1，电荷数为零，X是中子，Y的质量数为3，电荷数为1，Y是氚核，A错误，B正确；X与Y的质子数不同，不是同位素，C错误；两个核反响都属于聚变反响，D错误答案：B82022福建五校联考铝箔被粒子轰击后，发生的核反响方程为AlHeXn.方程中X的中子数为()A15B16C30 D31解析：根据核反响方程遵循电荷数守恒、质量数守恒知，X的核电荷数为15，质量数为30，可知X的中子数为301515，A正确，B、C、D均错误答案：A92022辽宁大连市模拟以下有关原子核和质能方程的说法，正确的选项是()A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B爱因斯坦质能方程说明，在一定条件下质量可以转化为能量C放射性元素发生衰变时放出的是核外电子D两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力解析：根据结合能的定义可知，分散的核子组成原子核时放出的能量叫作原子核结合能，所以原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，A正确；爱因斯坦质能方程告诉我们质量和能量之间的关系，并不是指质量可以转化为能量，B错误；放射性元素发生衰变时是核内的一个中子衰变成一个质子同时放出一个电子，C错误；核力是短程力，只在很短的距离内有作用，D错误答案：A102022天津卷(多项选择)我国核聚变反响研究大科学装置“人造太阳2022年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次到达1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术根底以下关于聚变的说法正确的选项是()A核聚变比核裂变更为平安、清洁B任何两个原子核都可以发生聚变C两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加解析：核聚变的最终产物是氦气无污染，而核裂变会产生固体核废料，因此核聚变更加清洁和平安，A正确；发生核聚变需要在高温高压下进行，大核不能发生核聚变，B错误；核聚变反响会放出大量的能量，根据质能关系可知反响会发生质量亏损，C错误；因聚变反响放出能量，因此反响前的比结合能小于反响后的比结合能，D正确答案：AD112022郑州市调研(多项选择)以下说法正确的选项是()A原子的核式结构模型是汤姆孙最早提出的B铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，要经过8次衰变和6次衰变C一群氢原子从量子数n3的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子D一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的强度太小解析：原子的核式结构模型是卢瑟福最早提出的，A错误；设发生x次衰变，y次衰变，衰变过程中质量数电荷数守恒知2382064x，解得x8,928282y，解得y6，B正确；一群氢原子从量子数n3的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子，C正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能因为这束光的频率小于金属的极限频率，D错误答案：BC122022泊头市质量检测(多项选择)以下说法正确的选项是()A经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征B发生光电效应时，光电子的动能只与入射光的强度有关C玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的D原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损解析：经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，A正确；发生光电效应时，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，B错误；玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的，C正确；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫作质量亏损，D错误答案：AC第二卷(非选择题共52分)二、填空题(此题共2小题，共8分请将答案写在题中的橫线上)132022江苏卷(4分)100年前，卢瑟福用粒子轰击氮核打出了质子后来，人们用粒子轰击Ni核也打出了质子：HeNiCuHX，该反响中的X是_(选填“电子、“正电子或“中子)此后，对原子核反响的持续研究为核能利用提供了可能目前人类获得核能的主要方式是_ (选填“核衰变、“核裂变或“核聚变)解析：根据核反响方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可得X的质量数为1，电荷数为零，所以X是中子，目前人类获得核能的主要方式是核裂变答案：中子核裂变142022江苏南京模拟(4分)静止的硼核(B)吸收一个慢中子(速度可忽略)后，转变成锂核(Li)并放出一个新粒子，那么该过程的核反响方程为_，新粒子的动能为1.8 MeV，那么锂核的动能为_MeV.(计算结果保存三位有效数字)解析：根据质量数和电荷数守恒，可知生成的新粒子是氦核，核反响方程为BnLiHe.以粒子的速度方向为正方向，根据动量守恒定律，有ppLi，根据Ek，结合粒子的动能Ek1.8 MeV，解得EkLi1.8 MeV1.03 MeV.答案：BnLiHe1.03三、计算题(此题有4小题，共44分解容许写出必要文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(10分)有些核反响过程是吸收能量的，例如，在XNOH中，核反响吸收的能量Q(mOmH)(mXmN)c2.在该核反响方程中，X表示什么粒子？X粒子以动能Ek轰击静止的N核，假设EkQ，那么该核反响能否发生？请简要说明理由解析：根据核反响中质量数和电荷数守恒，可求出X粒子的质量数和电荷数分别为4和2，所以X粒子是He.He粒子轰击静止的N核，且其动能EkQ，说明He粒子具有动量，由动量守恒定律知，反响后总动量不为零，那么系统剩有能量，所以这样的核反响不能发生答案：He不能发生，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求16(10分)放射性同位素14C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C，C很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5 730年，放出射线，试写出有关核反响方程；(2)假设测得一古生物遗骸中C含量只有活体中的12.5%.那么此遗骸距今约有多少年？解析：(1)中子碰到氮原子发生核反响，方程为NnCHC的衰变方程为CNe.(2)依题意得n0.125，解得n3，那么t5 7303年17 190年答案：(1)NnCHCNe(2)17 190年17(12分)一静止的U核衰变为Th核时，只放出一个粒子Th的质量为MTh，粒子质量为M，衰变过程中质量亏损为m，光在真空中的速度为c，假设释放的核能全部转化为系统的动能，求放出的粒子的初动能解析：根据动量守恒定律得0MThvThMv根据能量守恒定律得mc2MThvMv解以上方程可得EkMv.答案：18(12分)一个静止的氮核N俘获了一个速度为2.3107 m/s的中子后生成一个A，A又衰变成B、C两个新核，设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一磁场中做圆周运动的半径之比：RBRC1130.(1)求C核的速度大小；(2)根据计算判断C核是什么并写出其核反响方程解析：(1)氮核从俘获中子到衰变成B、C两个新核的过程中动量守恒，那么有mnvnmBvBmCvC根据衰变规律，可知C核的质量数为141114由此解得vC3106 m/s.(2)由带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动的知识有R，可得，又因氮核俘获中子衰变为B、C两个新核的过程中电荷数守恒，可得qC2，qB5，而C核的质量数为4，mB11mn，那么C核是氦原子核，B核为硼核核反响方程是NnBHe.答案：(1)3106 m/s(2)C核是氦原子核，其核反响方程是NnBHe