2016-2017学年高中物理人教版选修3-5习题 第19章 原子核 第5节 Word版含答案

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第19章 原子核学校：___________姓名:___________班级：___________考号：___________第I 卷(选择题）一、选择题，本题共14小题。

将正确答案填写在题干后面的括号里 1．如果原子X 是原子P 的同位素，而且它们分别发生了如下的衰变：则下列说法正确的是( ）A. X 的质量数和P 的相同 B 。

Y 的质子数比Q 的质子数多 C 。

X 的中子数和P 的相同 D 。

Z 和R 互为同位素 【答案】D【解析】同位素是指质子数相同（核电荷数相同)而质量数不同的同一类元素，中子数不同，故AC 错误；P 经过β衰变，Q 原子序数增加1，而X 经过α衰变，YD 的原子序数减少2，故Y 的质子数比Q 的质子数少，故B 错误；根据α、β衰变实质可知，XP 各经历一次α和β衰变，生成的Z 与R 的质子数相同，是同位素，故D 正确;故选D ． 2．下列现象中，与原子核内部变化有关的是( )A 。

β衰变现象B 。

光电效应现象 C. 原子发光现象 D 。

α粒子散射现象 【答案】A3．下列说法中正确的是（ ）A 。

23290Th 衰变成20882Pb 要经过 6 次α衰变和 4 次β衰变B. 汤姆孙的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构C. β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D. 升高放射性物质的温度,热运动加快,可缩短其半衰期【答案】A4．若元素A的半衰期为4天,元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后,剩下的元素A、B的质量之比m A∶m B为( )A. 30∶31 B。

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物理选修3—5《第19章 原子核》章节测试卷B （含答案）一选择题（共15题）1．关于天然放射现象，下列叙述正确的是字 （ ) A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少 B ．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C ．在α，β,γ,这三种射线中，γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强D ．铀核（23892U ）衰变为铅核(20682U ）的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变2．放射性元素每秒有一个原子核发生衰变时，其放射性活度即为1贝可勒尔.I 13153是核电站中核反应的副产物，它可以衰变成Xe 13154，半衰期为8天。

福岛核电站泄漏出的放射性物质中就含有I 13153,当地政府在某次检测中发现空气样品的I 13153放射性活度为本国安全标准值的4倍。

下列说法正确的是( ） A ．一个I 13153核中有131个核子B ．I 13153衰变成Xe 13154时放出的粒子为 粒子C ．将该空气样品进行加热可以加快I 13153的衰变速度D ．至少经过16天，该空气样品中I 13153的放射性活度才会达到本国安全标准值3．科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3）．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为32He ＋错误!He―→2错误!H ＋错误!He.关于错误!He 聚变下列表述正确的是（ )A ．聚变反应不会释放能量B ．聚变反应产生了新的原子核C ．聚变反应没有质量亏损D ．目前核电站都采用错误!He 聚变反应发电4。

高中物理选修3---5第十九章《原子核》新课教学课时同步强化训练汇总1.《原子核的组成》课时同步强化训练（附参考答案）2.《放射性元素的衰变》课时同步强化训练（附参考答案）3.《探测射线的方法》课时同步强化训练（附参考答案）4.《放射性的应用于防护》课时同步强化训练（附参考答案）5.《核力与结合能》课时同步强化训练（附参考答案）6.《重核的裂变》课时同步强化训练（附参考答案）7.《核聚变》课时同步强化训练（附参考答案）★选修3---5第十九章《原子核》单元检测§§19.1 《原子核的组成》课时同步强化训练1．下列哪些事实表明原子核具有复杂结构( ) A．α粒子的散射实验B．天然放射现象C．阴极射线的发现D．X射线的发现2．原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是( ) A．原子核中，有质子、中子，还有α粒子B．原子核中，有质子、中子，还有β粒子C．原子核中，有质子、中子，还有γ粒子D．原子核中，只有质子和中子3．关于天然放射现象，下列说法中正确的是( ) A．具有天然放射性的原子核由于不稳定放出射线B．放射线是从原子核内释放出的看不见的射线C．放射线中有带负电的粒子，表示原子核内有负电荷D．放射线中带正电的粒子实质是氦原子核4．放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图1所示，其中( )图1A．C为氦原子核组成的粒子流B．B为比X射线波长更长的光子流C．B为比X射线波长更短的光子流D．A为高速电子组成的电子流5．如图2所示为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放出的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B.经研究知道( )图2A．A为中子，B为质子B．A为质子，B为中子C．A为γ射线，B为中子D．A为中子，B为γ射线6．据最新报道，放射性同位素钬16667Ho，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是( ) A．32 B．67C．99 D．1667．以下说法中正确的是( ) A．原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B．原子核中的中子数一定跟核外电子数相等C．用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分D．绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子8．若用x代表一个中性原子的核外电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对12390Th的原子来说( ) A．x＝90，y＝90，z＝234 B．x＝90，y＝90，z＝144C．x＝144，y＝144，z＝90 D．x＝234，y＝234，z＝3249．如图3所示，a为未知天然放射源，b为薄铝片，c为两平行板之间存在着较大电场强度的匀强电场，d为荧光屏，e为固定不动的显微镜筒．实验时，如果将匀强电场c撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化；如果再将薄铝片b移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大量增加．由此可判定放射源所发出的射线可能为 ( )图3A．β射线和α射线B．α射线、β射线和γ射线C．β射线和γ射线D．α射线和γ射线10．有J、K、L三种原子核，已知JK的核子数相同，K、L的质子数相同，试完成下列表格.A11．茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线，对宇航员构成了很大的威胁．现有一束射线(含有α、β、γ三种射线)，(1)在不影响β和γ射线的情况下，如何用最简单的方法除去α射线？(2)图4余下的这束β和γ射线经过如图4所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出β和γ射线进入磁场区域后轨迹的示意图．(画在图上)(3)用磁场可以区分β和γ射线，但不能把α射线从γ射线束中分离出来，为什么？(已知α粒子的质量约是β粒子质量的8 000倍，α射线速度约为光速的十分之一，β射线速度约为光速)§§19.1 《原子核的组成》参考答案1．B2．D3．ABD4．C5．A6．A7．CD8．B9．D10．如下表所示.11.(1)(2)见解析图(3)α射线的圆周运动的半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离．解析(2)如图所示．§§19.2 《放射性元素的衰变》课时同步强化训练1．关于放射性元素发生衰变放射的三种射线，下列说法中正确的是( ) A．三种射线一定同时产生B．三种射线的速度都等于光速C．γ射线是处于激发态的原子核发射的D．原子核衰变不能同时放射α射线和γ射线2．下列关于放射性元素的半衰期的几种说法中正确的是( ) A．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长B．把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变C．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用D．氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后只剩下一个氡原子核3．下列有关半衰期的说法正确的是( ) A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短，衰变速度越快B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变短C．把放射性元素放在密闭的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减缓衰变的速度4．新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O半衰期为8天，X2O与F2能发生如下反应：2X2O＋2F2===4XF＋O2，XF的半衰期为( )A．2天B．4天C．8天D．16天5．氪90(9036Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(9040Zr)，这些衰变是( ) A．1次α衰变，6次β衰变B．4次β衰变C．2次α衰变D．2次α衰变，2次β衰变6．“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(239 94Pu)，这种钚239可由铀239(239 92U)经过n次β衰变而产生，则n为( ) A．2 B．239 C．145 D．927．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展.1996年，科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核A Z X经过6次α衰变后的产物是253100Fm.由此可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( ) A．124、259 B．124、265C．112、265 D．112、2778．在横线上填上粒子符号和衰变类型．(1)238 90U→234 90Th＋________，属于________衰变(2)234 90Th→234 91Pa＋________，属于________衰变(3)210 84Po→210 85At＋________，属于________衰变(4)6629Cu→6227Co＋________，属于________衰变9．14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量．下面四幅图中能正确反映14C 衰变规律的是( )10．原子核238 9292U经放射性衰变①变为原子核234 90Th，继而经放射性衰变②变为原子核238 91Pa，再经放射性衰变③变为原子核23492U.放射性衰变①、②和③依次为( ) A．α衰变、β衰变和β衰变 B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变 D．α衰变、β衰变和α衰变11．某放射性元素原为8 g，经6天时间已有6 g发生了衰变，此后它再衰变1 g，还需几天？12．静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，如图1所示(图中半径没有按比例画)，则( )图1A．α粒子和反冲核的动量大小相等方向相反 B．原来放射性元素的核电荷数是90 C．反冲核的核电荷数是88 D．α粒子和反冲核的速度大小之比为1∶88§§19.2 《放射性元素的衰变》参考答案1．C2．C3．A4．C5．B6．A7．D8．(1)42He α(2)0－1e β(3)0－1e β(4)42He α9．C 10．A11．3天12．ABC§§19.3 《探测射线的方法》与§§19.4 《放射性的应用于防护》课时同步强化训练1．用α粒子照射充氮的云室，摄得如图1所示的照片，下列说法中正确的是( )图1A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹B．B是α粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径迹C．C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹D．B是α粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹2．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( ) A．作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很强的性质B．作为示踪原子是利用了放射性同位素放出的射线可被仪器探测到的特点C．γ射线探伤利用了γ射线贯穿能力很强的性质D．γ射线探伤利用了γ射线电离能力很强的性质3．有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是( )A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响4．下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是( ) A．射线探伤仪B．利用含有放射性13153I的油，检测地下输油管的漏油情况C．利用6027Co治疗肿瘤等疾病D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用以检测确定农作物吸收养分的规律5．为了说明用α粒子轰击氮核打出质子是怎样的一个物理过程，布拉凯特在充氮云室中，用α粒子轰击氮，在他拍摄的两万多张照片中，终于从四十多万条α粒子径迹中发现了8条产生分叉，这一实验数据说明了( ) A．α粒子的数目很少，与氮发生相互作用的机会很少B．氮气的密度很小，α粒子与氮接触的机会很少C．氮核很小，α粒子接近氮核的机会很少D．氮气和α粒子的密度都很小，致使它们接近的机会很少6．近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地从国外引进了十多台γ刀，治疗患者5 000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( ) A．γ射线具有很强的贯穿本领B．γ射线具有很强的电离作用C．γ射线具有很高的能量D．γ射线能很容易地绕过阻碍物7．图2是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹，云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里．云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用．分析此径迹可知粒子( )图2A．带正电，由下往上运动B．带正电，由上往下运动C．带负电，由上往下运动D．带负电，由下往上运动8．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应方程的横线上．(1)238 92U→234 90Th＋________；(2)94Be＋42He→12 6C＋________；(3)234 90Th→234 91Pa＋________；(4)3015P→3014Si＋________；(5)14 7N＋42He→17 8O＋________.9．在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子①31H＋X1→42He＋10n ②14 7N＋42He→17 8O＋X2③94Be＋42He→12 6C＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋X4以下判断中正确的是( )A．X1是质子 B．X2是中子C．X3是电子 D．X4是质子10．将威耳逊云室置于磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P，放出一个正电子后变成原子核3014Si，能近似反映正电子和Si核轨迹的是( )11．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co的衰变来验证，其核反应方程是6027Co→A Z Ni＋0－1e＋νe.其中νe是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中，衰变产物A Z Ni的质量数A是________，核电荷数Z是________．(2)在衰变前6027Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和0－1e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1e，那么衰变过程将违背________守恒定律．(3)6027Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3 000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起________，从而产生可遗传的变异．12．1934年，约里奥­居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除了测到预料中的中子外，还探测到了正电子．正电子的质量跟电子的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电性正好相反，是电子的反粒子．更意外的是，拿走α放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍然继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期．原来，铝箔被α粒子击中后发生了如下反应：2713Al＋42He→3015P＋10n，这里的3015P就是一种人工放射性同位素，正电子就是它衰变过程中放射出来的．(1)写出放射性同位素3015P放出正电子的核反应方程．(2)放射性同位素3015P放出正电子的衰变称为正β衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，那么正β衰变中的正电子从何而来？§§19.3 《探测射线的方法》与§§19.4 《放射性的应用于防护》参考答案1．D2．BC3．BD4．BD5．C6．AC7．A8．(1)42He (2)10n (3) 0－1e (4) 0＋1e (5)11H9．D 10．B11．(1)60 28 (2)动量(3)基因突变12．见解析解析(1)核反应方程为3015P→3014Si＋0＋1e.(2)原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正β衰变是原子核内的一个质子转换成一个中子，同时放出正电子，核反应方程为11H→10n＋0＋1e.§§19.5《核力与结合能》课时同步强化训练1．下列说法正确的是( ) A．重力的本质是电磁相互作用B．原子核内所有核子间存在的核力，能克服库仑斥力而结合成原子核C．β衰变时中子放出电子转化成质子的原因是弱相互作用引起的D．分子力实际上属于电磁相互作用2．爱因斯坦提出了质能方程，揭示了质量与能量的关系，关于质能方程，下列说法正确的是 ( ) A．质量和能量可以相互转化B．当物体向外释放能量时，其质量必定减少，且减少的质量Δm与释放的能量ΔE满足ΔE＝Δmc2C．物质的核能可用mc2表示D．mc2是物体能够放出能量的总和3．核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( ) A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C．核子间存在着强大的核力D．核子间存在着复杂磁力4．为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E＝mc2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的热量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性．设捕获中子前的原子质量为m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一实验需验证的关系式是( ) A．ΔE＝(m1－m2－m3)c2B．ΔE＝(m1＋m3－m2)c2C．ΔE＝(m2－m1－m3)c2D．ΔE＝(m2－m1＋m3)c25．如图1所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是( )图1A ．将原子核A 分解为原子核B 、C 可能吸收能量 B ．将原子核D 、E 结合成原子核F 可能吸收能量 C ．将原子核A 分解为原子核B 、F 一定释放能量 D ．将原子核F 、C 结合成原子核B 一定释放能量6．原子质量单位为u,1 u 相当于931.5 MeV 的能量，真空中光速为c ，当质量分别为m 1和m 2的原子核结合为质量为M 的原子核时释放出的能量是 ( )A ．(M －m 1－m 2)u·c 2B ．(m 1＋m 2－M)u×931.5 JC ．(m 1＋m 2－M)c 2D ．(m 1＋m 2－M)×931.5 eV7．中子n 、质子p 、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D→p＋n ，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( )A.12B.12C.12D.128．中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm ，相应的能量ΔE ＝Δmc 2＝2.2 MeV 是氘核的结合能．下列说法正确的是( )A ．用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B ．用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子， 它们的动能之和为零C ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子， 它们的动能之和为零D ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子， 它们的动能之和不为零9．氘核和氚核聚变时的核反应方程为21H ＋31H→42He ＋10n ，已知31H 的平均结合能是2.78 MeV ，21H 的平均结合能是1.09 MeV ，42He 的平均结合能是7.03 MeV ，则核反应时释放的能量为________ MeV.10．31H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u．求：(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)如果此能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？11．镭核226 88Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核222 86Rn.已知镭核226质量为226.025 4 u，氡核222质量为222.016 3 u，放出粒子的质量为4.002 6 u.(1)写出核反应方程；(2)求镭核衰变放出的能量；(3)若衰变放出的能量均转变为氡核和放出粒子的动能，求放出粒子的动能．§§19.5《核力与结合能》参考答案1．BCD2．BD3．C4．B5．C6．C7．C8．AD9．17.610．(1)放出能量7.97 MeV(2)7.97 MeV 2.66 MeV(3)1.92×1021 Hz11．(1)226 88Ra→222 86Rn＋42He (2)6.05 MeV(3)5.94 MeV§§19.6《重核的裂变》与§§19.7《核聚变》课时同步强化训练1．在原子核的人工转变过程中，科学家常用中子轰击原子核，这是因为( ) A．中子的质量较小B．中子的质量较大C．中子的能量较大D．中子是电中性的2．下列核反应中，属于核裂变反应的是( )A.10 5 B＋10n→73Li＋42HeB.238 92U→234 90Th＋42HeC.147N＋42He→178O＋11HD.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n3．镉棒在核反应堆中所起的作用是( ) A．使快中子变成慢中子B．使慢中子变成快中子C．使反应速度加快D．控制反应速度，调节反应速度的快慢4．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程中，表述正确的是( ) A．31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B．31H＋21H→42He＋10n是β衰变C．235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D．235 92U＋10n→144 54Xe＋9438Sr＋210n是α衰变5．在核反应方程235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋kX中( ) A．X是中子，k＝9 B．X是中子，k＝10C．X是质子，k＝9 D．X是质子，k＝106．关于聚变，以下说法正确的是( ) A．两个氘核可以聚变成一个中等质量的原子核，同时释放出能量B．同样质量的物质发生核聚变反应时放出的能量比同样质量的物质发生核裂变反应时释放的能量大得多C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能7．关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是( )A．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多B．聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量大C．聚变反应中粒子的比结合能变小D．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量变大8．一个铀235吸收一个中子后发生的核反应方程是235 92U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋1010n，放出的能量为E，铀235核的质量为M，中子的质量为m，氙136核的质量为m1，锶90核的质量为m2，真空中光速为c，则释放的能量E等于( )A．(M－m1－m2)c2B．(M＋m－m1－m2)c2C．(M－m1－m2－9m)c2D．(m1＋m2＋9m－M)c29．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11H＋12 6C→13 7N＋Q1，11H＋15 7N→12 6C＋X＋Q2.方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：1.007 8 12.000 0) A．X是32He，Q2＞Q1B．X是42He，Q2＞Q1C．X是32He，Q2＜Q1D．X是42He，Q2＜Q110．我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于235 92 U 的裂变，现有四种说法：①235 92U原子核中有92个质子，143个中子；②235 92U的一种可能裂变是变成两个中等质量的原子核，核反应方程为235 92U＋10n→139 54Xe＋9538Sr＋210n；③235 92U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45 亿年，升高温度半衰期缩短；④一个235 92U裂变能放出200 MeV的能量，合3.2×10－11 J.以上说法中完全正确的是( ) A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②④11．在氢弹爆炸中发生的核聚变方程为21H＋31H→42He＋10n，已知21H的质量为2.013 6 u，31H的质量为3.016 6 u，42He的质量为4.002 6 u，10n的质量为1.008 7 u，阿伏加德罗常数N A＝6.02×1023 mol－1，求此氢弹爆炸中合成1 kg的氦时所释放的能量．12．一个原来静止的锂核(63Li)俘获一个速度为7.7×104 m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0×103 m/s，方向与中子的运动方向相反．(1)试写出核反应方程．(2)求出氦核的速度大小．(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量．(已知氘核质量为m D＝2.014 102 u，氚核质量为m T＝3.016 050 u，氦核质量m He＝4.002 603 u，中子质量m n＝1.008 665 u，1 u＝1.660 6×10－27 kg)§§19.6《重核的裂变》与§§19.7《核聚变》参考答案1．D2．D3．D4．AC5．B6．BD7.B8．C9．B10．D11．2.65×1027 MeV12．(1)63Li＋10n→31H＋42He (2)2×104 m/s (3)2.82×10－12 J选修3---5第十九章《原子核》单元检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．下列关于原子和原子核的说法正确的是( ) A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固2．下列说法正确的是( ) A．15 7N＋11H→12 6C＋42He是α衰变B．11H＋21H→32He＋γ是核聚变C．238 92U→234 90Th＋42He是核裂变D．42He＋2713Al→3015P＋10n是原子核的人工转变3．235 92U经过m次α衰变和n次β衰变，变成207 82Pb则( ) A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝184．下列说法中正确的是( ) A．光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构C．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短D．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大5．科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3)．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程为32He＋32He―→211H＋42He.关于32He聚变，下列表述正确的是 ( )A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应没有质量亏损D．目前核电站都采用32He聚变反应发电6．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2yy＋14 7N→x＋17 8Oy＋94Be→z＋12 6Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是( ) A．α粒子B．质子C．中子D．电子7．月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(32He)”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(32He)”与氘核的聚变，下列说法中正确的是( ) A．核反应方程为32He＋21H→42He＋11HB．核反应生成物的质量将大于反应物的质量C．氦3(32He)一个核子的结合能大于氦4(42He)一个核子的结合能D．氦3(32He)的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量8．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621H―→k42He＋d11H＋210n＋43.15 MeV由平衡条件可知( ) A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝39．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ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11H＋10n→31H＋γB．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)chD．γ光子的波长λ＝21＋m2－m310．一个原来静止的238U核发生α衰变，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下列图中的(图中半径大小没有按比例画)( )二、填空题(本题共4小题，共20分)11．(5分)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.1 mg 3215P随时间衰变的关系如图1所示，请估算4 mg的3215P经____天的衰变后还剩0.25 mg.图112．(5分)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：21H＋31H→42He＋x，式中x是某种粒子．已知：21H、31H、42He和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u对应的能量为931.5 MeV，c是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为________MeV(结果保留3位有效数字)．13．(5分)一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程为________________．该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为________．14．(5分)一个静止的钚核239 94Pu自发衰变成一个铀核239 94U和另一个原子核X，并释放出一定的能量．其核衰变方程为：239 94Pu→239 94U＋X.(1)方程中的X核符号为________．(2)钚核的质量为239.052 2 u，铀核的质量为235.043 9 u，X核的质量为4.002 6 u，已知1 u相当于931.5 MeV，则该衰变过程放出的能量是________MeV；(3)假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是________．三、计算题(本题5小题，共40分)15．(7分)如图2所示，铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，在图(a)、(b)中分别画出射线运动轨迹的示意图．(在所画轨迹上须标明是α、β和γ中的哪种射线)图216．(7分)放射性同位素146C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14 6C，14 6C很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5 730年，放出β射线，试写出有关核反应方程．(2)若测得一古生物遗骸中146C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？17．(8分)2008年北京奥运会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术来供电，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部四个氢核(11H)转化成一个氦核(42He)和两个正电子( 0＋1e)并放出能量．已知质子质量m p＝1.007 3 u，α粒子的质量mα＝4.002 6 u，正电子的质量m e＝0.000 5 u，1 u的质量相当于931.5 MeV的能量．(1)写出该核反应方程；(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少能量？(结果保留四位有效数字)。

第十九章第五节基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)1．关于核力的说法正确的是导学号96140433()A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B．核力就是电磁力C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内D．核力与电荷有关答案：C解析：核力是短程力，超过1.5×10－15m，核力急剧下降几乎消失，故C对，核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对，核力与电荷无关，故D错。

2．关于原子核中质子和中子的说法，正确的是导学号96140434()A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在答案：D解析：原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是在原子序数越大的原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子核稳定，故A、B、C错。

又由于核力是短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大，故D正确。

3．(佛山2014～2015学年高二下学期检测)某核反应方程为21H＋31H―→42He＋X。

已知21H 的质量为2.0136u，31H的质量为3.0180u，42He的质量为4.0026u，X的质量为1.0087u，则下列说法中正确的是导学号96140435()A．X是质子，该反应释放能量B．X是中子，该反应释放能量C．X是质子，该反应吸收能量D．X是中子，该反应吸收能量答案：B解析：由题目所给核反应方程式，根据核反应过程质量数、电荷数守恒规律，可得21H ＋31H―→42He＋10X，则X为中子，在该反应发生前反应物的总质量m1＝2.0136u＋3.0180u＝5.0316u，反应后产物总质量m2＝4.0026u＋1.0087u＝5.0113u，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，故选项B 正确。

绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题，每小题4.0分,共60分)1.图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里(图中未画出)．以下判断可能正确的是()A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹2.下列说法正确的是()A．放射性元素的样品不断衰变，虽然剩下未衰变的原子核越来越少，但元素的半衰期不变B．放射性元素放在真空中衰变加快C．Bi的半衰期是1小时，质量为m的Bi经过3小时后还有m没有衰变D．温度越高，放射性元素衰变越快3.下列核反应属于α衰变的是()A．B＋He→N＋nB．Al＋H→Mg＋HeC．Th→Ra＋HeD．H＋H→He4.放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是()A．钋210B．氡222C．锶90D．铀2385.对下列各原子核变化的方程，表述正确的是()A．H＋H→He＋n是核聚变反应B．H＋H→He＋n是α衰变C．Se→Kr＋2e是核裂变反应D．U＋n→Xe＋Sr＋2n是β衰变6.下列说法中正确的是()A．火箭利用周围空气提供的动力飞行B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型C．铀235与铀238原子核内的中子数不同，因而有不同的半衰期D．热核反应的温度须达到几百万开尔文，反应过程中要吸收能量7.北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术．如奥运会场馆周围的90%的路灯将采用太阳能光伏发电技术，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的核聚变反应产生的，其核反应方程是()A． 4H→He＋2 eB．N＋He→O＋HC．U＋n→Sr＋Xe＋3nD．U→Th＋He8.下列说法中正确的是()A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的B．在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子不可能落在暗条纹处C．黑体辐射的强度与波长的关系是：随着温度的升高，各种波长的辐射都增加，辐射强度极大值的光向波长较短的方向移动D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率低9.科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用，我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上属于()A．引力相互作用B．电磁相互作用C．强相互作用和弱相互作用的共同作用D．四种基本相互作用的共同作用10.人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核聚变的重要原料之一，氦的该种同位素应表示为()A．HeB．HeC．HeD．He11.如图中R是一种放射性物质，它能放出α、β、γ三种射线，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时发现在荧光屏上只有O、P两点处有亮斑，下列说法正确的是()A．磁场方向平行纸面竖直向上，到达O点的射线是β射线，到达P点的射线是α射线B．磁场方向平行纸面竖直向下，到达O点的射线是α射线，到达P点的射线是β射线C．磁场方向垂直纸面向外，到达O点的射线是γ射线，到达P点的射线是α射线D．磁场方向垂直纸面向里，到达O点的射线是γ射线，到达P点的射线是β射线12.美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过Ca 轰击Cf(锎249)发生核反应，成功合成第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素．实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子X，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中粒子X是()A．中子B．质子C．电子D．α粒子13.在一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为()A． 6次B． 10次C． 22次D． 32次14.宇宙诞生过程中，产生如下粒子：①光子、中微子、电子等大量轻子；②氘核、氚核、氦3、氦核等轻核；③夸克、轻子、胶子等粒子；④质子和中子等强子；⑤电子、质子、氦核的混合电离气体；⑥电子、质子复合成为中性氢原子．根据宇宙大爆炸理论，以上粒子形成的先后顺序是()A．①②③④⑤⑥B．③①④②⑤⑥C．③④①②⑤⑥D．①③④②⑥⑤15.如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P 点的射线种类应属于下表中的()第Ⅱ卷二、计算题(共1小题，共15分)16.已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，He核的质量为3.015 0 u．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能．(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，He的质量可以认为是中子的3倍)(1)写出该核反应的反应方程式；(2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV，则反应前每个氘核的动能是多少MeV?三、填空题(共3小题，第17-18每小题6.0分,第19小题13分，共30分)17.卢瑟福在1919年以α粒子(He)撞击氮原子核(N)，产生核反应．该反应生成两种粒子，其中一种为H，则另一种粒子为________，核反应方程为________________．18.铀主要以三种同位素的形式存在，三者的原子百分含量分别为234U 0.005%,235U 0.72%,238U 99.275%.请写出计算铀元素近似相对原子质量的计算式(不必算出具体数值)：______________.19.带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律．现将静止的放射性6C放入上述装置中，当它发生衰变，可能放出α粒子或负电子或正电子．所放射的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图所示(发生衰变后放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场E垂直，a，b均表示长度)．则(1)14C发生衰变时所放射出的粒子是________．(2)14C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是________(填“①”或“②”)．答案解析1.【答案】D【解析】γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A、C错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D正确．2.【答案】A【解析】放射性元素的半衰期，由核内部本身因素决定，与其他条件无关，A正确，B、D错误；Bi的半衰期是1小时，3小时经过了3个半衰期，由M余＝M原()可知还有m没有衰变，C 错误．3.【答案】C【解析】方程B＋He→N＋n，是人工核反应方程，是放出中子的核反应方程，故A错误；方程Al＋H→Mg＋He，该反应是人工核反应方程，故B错误；方程Th→Ra＋He，是Th原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，故C正确；方程H＋H→He是轻核的聚变反应，故D错误．4.【答案】C【解析】要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222 半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．5.【答案】A【解析】H＋H→He＋n是核聚变反应，故A正确，B错误；重核分裂成质量较小的核的反应为核裂变反应，需要其它粒子轰击，不能自发地进行，C错误；U＋n→Xe＋Sr＋2n是重核裂变反应，D错误．6.【答案】C【解析】火箭通过喷气，利用反冲飞行，故A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故B错误；原子核的半衰期由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关，铀235与铀238原子核内的中子数不同，因而有不同的半衰期，故C正确；热核反应的温度须达到几百万开尔文，但是反应过程中放出能量，故D错误．7.【答案】A【解析】太阳内部发生的是核聚变反应，由轻核结合成中等质量的核，B为原子核的人工转变，C 为裂变，D为衰变，故A正确．8.【答案】C【解析】A、汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，说明原子是有复杂结构的．故A错误．B、在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，其行为是随机的，也可能落在暗条纹处，只是落在暗条纹处几率小些．故B错误．C、黑体辐射实验结果表明：随着温度的升高，各种波长的辐射都增加，辐射强度极大值的光向波长较短的方向移动．故C正确．D、质子的质量比电子的质量大得多，物质波的波长较小，与电子相比不容易产生衍射．故用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高．故D错误．故选：C．9.【答案】B【解析】分子力作用范围约在10－10m数量级上，强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围分别在10－15m和10－18m之内，在这个距离上强相互作用和弱相互作用不存在．在这个范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用．故正确答案为B.10.【答案】B【解析】氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故应表示为He，因此B正确．11.【答案】D【解析】因为α粒子的贯穿本领较小，一张纸即可把它挡住，所以亮斑中不可能有α射线，A、B、C错误；因为γ射线不带电，所以不受磁场约束，直接打在O点，由左手定则知磁场方向垂直纸面向里，所以D正确．12.【答案】A【解析】由于最终经3次α衰变变成原子核Y，由此可知原来的核应为Z，而该核是由某原子核放出了3个粒子X形成的．而Ca和Cf的总质子数为118，质量数为297，由此可知Ca ＋Cf→Z，Z→Z＋3n，故A正确．13.【答案】A【解析】一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为次＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A正确．14.【答案】C【解析】根据大爆炸理论，宇宙形成之初是粒子家族，其后产生了夸克、轻子、胶子等粒子，然后按强子时代、轻子时代、核合成时代、混合电离气体、中性氢原子的顺序演化，故C正确．15.【答案】C【解析】R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里．16.【答案】(1)H＋H→He＋n(2)3.26 MeV(3)0.45 MeV【解析】(1)核反应方程为：H＋H→He＋n(2)质量亏损为：Δm＝2.013 6×2 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能为：ΔE＝Δmc2＝931.5×0.003 5 MeV≈3.26 MeV(3)设中子和He核的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，反应前每个氘核的动能是E0，反应后中子和He核动能分别为E1、E2，根据动量守恒定律，得人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核测试含答案和详细解析m1v1－m2v2＝0＝＝3E2＝＝1.04 MeV由能量守恒定律得E1＋E2＝2E0＋ΔE，E0＝0.45 MeV.17.【答案】O He＋7N→O＋H【解析】由核反应方程质量数和电荷数守恒知，另一种粒子的质子数为8，质量数为17，所以为O，核反应方程为He＋N→O＋H.18.【答案】(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2【解析】铀元素的相对原子质量等于每种同位素的质量数与其百分含量乘积之和，即(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2.19.【答案】(1)α(2)②【解析】(1)反冲核与放出的射线在电场中均做类平抛运动．由轨迹可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场方向相同，所以放出的粒子为α粒子．(2)由动量守恒得，α粒子的动量与反冲核的动量相同，α粒子的质量小，速度必然大，在垂直于电场方向上的位移大，即②轨迹为α粒子．11 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