最新人教版高中物理选修三第五章《原子核》测试(含答案解析)

一、选择题

1．(0分)[ID：130925]下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）

A．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的

B．23892U（铀)衰变为23491Pa（镤)要经过1次α衰变和2次β衰变

C．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量

D．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流

2．(0分)[ID：130901]碘131的半衰期约为8天,若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有( )

A．4m

B．8m

C．16m D．32m

3．(0分)[ID：130897]质子和中子质量分别为m1和m2，当它们结合成氘核时，产生能量E，并以γ射线的形式放出．已知普朗克常数为h，真空中的光速为c，则氘核的质量和γ射线的频率的表达式分别为（ ）

A．122(),EEmmch B．122(),EEmmch

C．122(),EhmmcE D．122(),EEmmch

4．(0分)[ID：130878]铀（23892U）经过α、β衰变后形成稳定的铅（20682Pb），在衰变过程中，中子转变为质子的个数为（ ）

A．6个 B．14个 C．22个 D．32个

5．(0分)[ID：130877]恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应．核反应方程为448224HeHeBe .以下说法正确的是( )

A．该核反应为裂变反应

B．热核反应中有质量亏损

C．由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的

D．任意原子核内的质子数和中子数总是相等的

6．(0分)[ID：130876]下列说法中正确的是（ ）

A．结合能越大的原子核越稳定

B．某放射性元素经12天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为4天

C．氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，电势能减小

D．β衰变所释放的电子是原子核外电子电离所形成的

7．(0分)[ID：130872]下列说法正确的是 A．天然放射现象的发现揭示了原子具有核式结构

B．温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小

C．原子核发生β衰变后原子序数不变

D．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短的多，因此放射性废料容易处理

8．(0分)[ID：130867]由于放射性元素23793Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知23793Np经过一系列衰变和衰变后变成20983Bi，下列论断中正确的是（ ）

A．衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒

B．20983Bi的原子核比23793Np的原子核少28个中子

C．衰变过程中共发生了7次衰变和4次衰变

D．经过两个半衰期后含有23793Np的矿石的质量将变为原来的四分之一

9．(0分)[ID：130865]某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为，112131671H+CN+Q，115121762H+NC+X+Q，方程式中Q1，Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：

原子核 11H 32He 42He 126C 137N 157N

质量/u 1.0078 3.0160 4.0026 12.0000 13.0057 15.0001

以下推断正确的是（ ）

A．X是32He，Q2>Q1 B．X是42He，Q2>Q1

C．X是32He，Q2

10．(0分)[ID：130863]关于天然放射线性质的说法正确的是（）

A．γ射线就是中子流 B．α射线有较强的穿透性

C．β射线是高速电子流 D．电离本领最强的是γ射线

11．(0分)[ID：130854]贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是

A．14140671CNe

B．2351139951920533902UnIYn

C．23411120H+HHe+n

D．427301213150He+AlP+n

12．(0分)[ID：130951]原子核23892U在天然衰变为20682Pb的过程中，所经过的衰变次数质子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（ ）

A．8、10、22 B．10、22、8 C．22、8、10 D．8、22、10

二、填空题

13．(0分)[ID：131034]14C发生放射性衰变为14N，半衰期约为5700年。已知植物存活其间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的四分之一、可以推测该古木的年代距今约为___________年，写出14C衰变为14N的衰变方程___________。

14．(0分)[ID：131033]铀核裂变的一种方式是235114390192060400U+nNd+Zr+3n+8X，该反应的质量亏损是0.2u，1u相当于931.5MeK的能量。

(1)核反应方程中的X是____________。

(2)该反应放出的能量是_______J。

15．(0分)[ID：131026]可控核聚变反应可向人类提供清洁而又取之不尽的能源。目前可控核聚变研究已经进入第三代，因不会产生中子而被称为“终极聚变”，其核反应方程式为：334222He+HeHe+2______，其释放的能量为E，则该反应前后的质量亏损为_____________。（真空中的光速为c）

16．(0分)[ID：131018]约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖。他们发现的放射性元素3015P衰变成3014Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是_______。3215P是3015P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1mg3215P随时间衰变的关系如图所示，则4mg的3015P经_________天的衰变后还剩0.25mg。

17．(0分)[ID：131016]两种放射性元素的原子acA和bdB，其半衰期分别为T和12T，若经过2T后两种元素的核的质量相等，则开始时两种核的个数之比为____________，若经过2T后两种核的个数相等，则开始时两种核的质量之比为___________________.

18．(0分)[ID：131000]地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算．测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化的规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数. 由此可知地球的年龄大约为________亿年，被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为________．

19．(0分)[ID：130998]1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素20278tP，制取过程如下：

(1)用质子轰击铍94Be产生快中子，核反应方程：__________；

(2)用快中子轰击汞20280Hg，反应过程可能有两种：

①生成20278tP，放出氦原子核，核反应方程：____________；

②生成20278tP，放出质子、中子，核反应方程：____________；

(3)生成的铂20278tPt发生两次β衰变，变成稳定的原子核汞20280Hg，核反应方程：________________，

20．(0分)[ID：130989]中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn、mp、mD.现用能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，核反应方程为γ＋D→p＋n，若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是________．

三、解答题

21．(0分)[ID：131143]太阳中发生的氢核聚变成氦核的反应，是太阳辐射能量的来源。假定地球表面21m接受能量的功率为1.4kW，地球到太阳的距离为111.510m，太阳的质量为30210kg，请估算太阳的寿命。将你的估算与查到的资料对照，看一看是否有差异，分析产生差异的原因，并与同学交流。

22．(0分)[ID：131138]速度为0v的中子10n击中静止的氮核147N，生成碳核126C和另一种新原子核X，已知126C与X的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致，碰后126C与X的动量之比为21∶。

(1)求X的速度大小。

(2)碰后126C与X在同一磁场中做匀速圆周运动的半径之比

23．(0分)[ID：131070]在反应堆中通常用石墨做慢化剂使快中子减速。中子由两个氘核以相等动能k=0.5MeVE相向运动并发生正碰产生的，氘核碰撞产生一个中子和一个氦核，已知氘核质量D=2.0136um，氦核质量He=3.0150um，中子质量n=1.0087um，1u相当于931.5MeV的能量，碳核的质量是中子的12倍，中子和碳核每次碰撞也是弹性正碰，设碰撞前碳核都是静止的，中子动能为E0，发生核反应时向外辐射的能量不计。（1113log10=-14）

（1）写出核反应方程；

（2）求中子与碳核碰撞前的动能E0为多少；

（3）至少经过多少次碰撞，中子的动能才能小于E0×10-6。

24．(0分)[ID：131068]在用铀235（23592U）做燃料的核反应堆中，铀235核吸收一个中子后，可发生裂变反应生成钡（14456Ba）、氪（8936Kr）和x个中子，并放出能量，其核反应方程为235114489192056360UBaKrnxn

(1)其中x等于多少？ (2)已知中子的质量为m，23592U核的质量为m1，14456Ba核的质量为m2，8936Kr核的质量为m3，真空中光速为c，一个铀235核发生上述裂变反应释放的核能为多少？

(3)上述裂变反应产生的中子速度太快，铀核不能“捉”住它，从而不能使反应堆中裂变反应进行下去，所以要将反应放出的中子减速。石墨、重水常用作减速剂，中子在石墨中与碳核碰撞减速，在重水中与氘核碰撞减速。假设上述碰撞均为正碰，且为弹性碰撞，并认为碰撞前碳核和氘核都是静止的，碰撞模型可简化为如图所示，其中1代表中子，质量为m，碰前速度为v；2代表碳核或氘核，质量用M表示（其中碳核质量M1=12m，氘核质量M2=2m），碰前速度为0.通过计算说明，仅从一次碰撞角度考虑，用石墨、重水做减速剂，那种减速效果更好？

25．(0分)[ID：131059]在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。

（1）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小；

（2）设该衰变过程释放的核都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，真空中光速为c，求衰变过程的质量亏损Δm。

26．(0分)[ID：131055]一质量为m1、速度大小为v0的原子核32He，与一个质量为m2的静止原子核42He相撞，形成一个处于激发态的新核Be，新核辐射光子后跃迁到基态。已知真空中光速为c，不考虑相对论效应：