人教版选修3-5第19章原子核单元检测

绝密★启用前人教版高中物理选修3-5第十九章原子核单元测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.如图所示，表示原子核的比结合能与质量数A的关系，据此下列说法中正确的是()A．重的原子核，例如铀核(U)，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定B．锂核(Li)的核子的比结合能比铀核的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳定C．原子核结合的松紧程度可以用“比结合能”来表征，比结合能的定义是每个核子的平均结合能；比结合能越大的原子核越稳定D．以上三个表述都错误2.利用重核裂变释放核能时选用U核，主要原因是()A．它裂变放出核能比其他重核裂变放出核能多B．它可能分裂成三部分或四部分C．它能自动裂变，与体积无关D．它比较容易发生链式反应3.有关原子及原子核方面的知识，下列说法正确的是()A．放射性物质衰变时放出来的γ光子，是原子从高能级向低能级跃迁时产生的B．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时所产生的D．轻核聚变要在很高的温度下才能发生4.我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。

下列核反应方程中属于聚变反应的是()A．H＋H→He＋nB．N＋He→O＋HC．He＋Al→P＋nD．U＋n→Ba＋Kr＋3n5.据BBC报道，前英国政府辐射事务顾问巴斯比博士表示，日本核电站的问题极为严重，尤其令人担心的是福岛核电站三号反应堆．他称，该反应堆现在遇到了麻烦，因为它使用的是一种不同的燃料：它不是铀，而是一种铀钚混合燃料，而钚是极为危险的，因此一旦这种物质泄漏出来，将使海啸灾难雪上加霜．钚是世界上毒性第二大的物质(世界上毒性第一大的物质为钋)．一片药片大小的钚，足以毒死2亿人，5克的钚足以毒死所有人类．钚的毒性比砒霜大4.86亿倍，一旦泄露入太平洋，全人类都玩完！(239Pu半衰期24 390年)．关于钚的危害的认识，你认为错误的是() A．钚具有很强的放射性B．钚是重金属进入人体会破坏细胞基因从而导致癌C．钚的半衰期比铀要长的多D．钚核的裂变反应能放出巨大的能量6.以下说法正确的是()A．汤姆孙发现电子并提出了原子核式结构模型B．放射性元素放出的α粒子就是质子C．放射性元素放出的β粒子就是原子的核外电子D．比结合能(平均结合能)越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定7.已知氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时()A．释放出4.9 MeV的能量B．释放出6.0 MeV的能量C．释放出24.0 MeV的能量D．吸收4.9 MeV的能量8.关于天然放射现象，下列说法正确的是()A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关D．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生9.恒星的周年视差证明了()A．地球绕其轴心运动B．地球绕着太阳运动C．月球绕地球运动D．太阳质量远远大于地球质量10.铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：Al＋He→X＋n.下列判断正确的是()A．n是质子B．n是电子C． X是Si的同位素D． X是P的同位素二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列说法中错误的是()A．比结合能越小，原子核越稳定B．天然放射现象的发现，揭示了原子的核式结构C．γ射线是波长很短的电磁波，它的穿透能力比β射线要强D．玻尔是第一个把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统的科学家12.(多选)聚变与裂变相比，下列说法正确的是()A．聚变比裂变产能效率高B．在目前情况下，使原子核聚变要比裂变容易C．原子弹的燃料是235UD．氢弹的原理是核的聚变，需由原子弹来引爆13.(多选)下列说法正确的是()A．爱因斯坦用光子说成功解释了光电效应B．卢瑟福用α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构C．He＋N→O＋H属于β衰变方程D．核燃料总是利用比结合能较小的核14.(多选)关于天然放射现象，下列叙述中正确的是()A．具有天然放射性的原子核由于不稳定而自发地进行衰变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，表明原子核内有负电荷D．放射线中带正电的粒子由卢瑟福首先确定是氦原子核分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.用中子轰击锂核(Li)发生核反应，生成氚核(H)和α粒子，并放出4.8 MeV的能量．已知1 u相当于931.5 MeV的能量(1)写出核反应方程．(2)求出质量亏损．(3)若中子和锂核是以等大反向的动量相碰，则氚核和α粒子的动能比是多少？(4)α粒子的动能是多大？16.在所有能源中核能具有能量密度大、区域适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．(1)核反应方程U＋n→Ba＋Kr＋a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为________，a＝________.以m U、m Ba、m Kr分别表示U、Ba、Kr的质量，m n、m p分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝________.(2)有一座发电能力为P＝1.00×106kW的核电站，核能转化为电能的效率η＝40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能ΔE＝2.78×10－11J，铀核的质量m U＝390×10－27kg，求每年(1年＝3.15×107s)消耗的U的质量．17.由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，直到使用人工的方法制造后才被发现．已知Np经过m次α衰变和n次β衰变后变成Bi.(1)求m、n的值；(2)有一个静止的Np原子核放出一个α粒子后变成镤核(Pa)，已知镤核的速率v Pa＝4×105m/s，求α粒子的速率．18.Co发生一次β衰变后变为Ni核，在该衰变过程中还发出频率为ν1和ν2的两个光子，试写出衰变方程式，并求出该核反应因释放光子而造成的质量亏损．答案1.【答案】C【解析】比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C正确，A、B、D 错误．2.【答案】D【解析】U俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，吸收低能量的中子裂变的概率更大，D项正确．3.【答案】D【解析】放射性物质衰变时放出来的γ光子，来自原子核，故A错误；放射性物质的半衰期由原子核内部因素决定，与温度以及化学状态等无关．故B错误；β衰变所释放的电子来自原子核，是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来．故C错误；轻核聚变需在很高的温度下发生，会释放出更高的能量，所以轻核聚变又称为热核反应．故D正确．4.【答案】A【解析】H＋H→He＋n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于聚变反应，故选项A正确；7N＋He→8O＋H是卢瑟福发现质子的核反应方程，是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，故选项B错误；He＋Al→P＋n是小居里夫妇用α粒子轰击铝片时发现了放射性磷(磷30)，同时发现中子的核反应方程，属于人工核反应，故选项C错误；U＋n→56Ba＋Kr＋3n是一种典型的铀核裂变，属于裂变反应，故选项D错误。

第十九章单元测试题一、选择题1.为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太空中寻找“反物质”。

所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。

“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反。

由此可知反氢原子是( )A.由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成B.由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成C.由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成D.由1个不带电的中子和1个带正电荷的正电子构成2.科学家们并不比常人有太多的身体差异，只是他们善于观察，勤于思考，有更好的发现问题、探究问题的毅力。

下列规律或定律与对应的科学家叙述正确的是( ) A．亚里士多德与自由落体规律B．开普勒与万有引力定律C．爱因斯坦与质能方程、相对论D．牛顿与能量守恒定律3.关于天然放射现象，下列说法正确的是( )A.任何原子核都能自发地放出射线，称为天然放射现象B.放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强C.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变D.放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线4.据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦教离奇身亡，英国警方调查认Po)，若该元素发生α衰变，半衰期是为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(21084138天，衰变方程为210 84Po→X＋42He＋γ，则下列说法中正确的是( )A.X原子核含有有206个核子，有122个中子B. 100 g的210 84Po经276天，已衰变的质量为75 gC.γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D.原子核内的核子间存在相互作用的核力5.放射性同位素电池是一种新型电池，它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子(α射线、β射线)与物质相互作用，射线的动能被吸收后转变为内能，再通过换能器转化为电能的一种装置。

第十九章章末检测时间：90分钟分值：100分 第I 卷（选择题共48分）一、选择题（本题有12小题，每小题 4分，共48分.其中1〜9题为单选题，10〜12 题为多选题）1•放射性元素衰变时放出三种射线，按电离由强到弱的排列顺序是（ ）A . a 射B 射丫射线 B . 丫射线， B 射线， a 射线 C . 丫射线， a 射线， B 射线 D . B 射线， a 射线， 丫射线 【解析】 三种射线的电离本领不同，电离本领最强的是a 射线，B 射线次之，丫射线最弱，故正确答案选 A.【答案】 A2•发现在月球上含有丰富的 2He （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 2 3 4 5He + 2He2：H + ；He.关于2He 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2He 聚变反应发电【解析】 聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核， 聚变过程会有质量亏损， 要放出大量的能量•但目前核电站都采用铀核的裂变反应•因此 B 正确.【答案】 B3. 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 67co 放射 源进行了实验验证，1957年李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖 .20Co -A Ni + 0“e + "V e , 其中V e 是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零，则衰变产物 ANi 的质量数和核电荷数分别为（）A . 60,28B . 60,26C . 59,26D . 59,28【解析】 本题考查学生对原子核变化过程遵守的两个规律的掌握.要求学生能根据质量数守恒和核电荷数守恒判断出核变化方程中粒子的核电荷数和质量数.2 X a - 4 E k ',贝V E k ' = —^E °，总动能 E k = E °+ E k ' = _aE^,a — 4 a — 4由质能方程E k =血得质量亏损如=呑，故A 、B 、C错，D 对. 【答案】 D5.关于放射性同位素应用的下列说法中正确的是 （ ）A .放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B .利用丫射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视 C .用放射线照射作物种子能使其 DNA 发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种【答案】 A4•原来静止的原子核b X 发生a 衰变时，放出a 粒子的动能为 量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是 E 0A. P cc.a-4E0c【解析】 E o .假设衰变时产生的能 （ ）E o .a * _ aE o2D. a -4c衰变方程为b x — 2He + b -2Y ，设新核动能为E k '，由动量守恒2X4E 。

物理人教版选修3-5第十九章原子核单元检测(时间：60分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中有一个或多个选项正确。

全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的或不答的得0分)1．放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是( )。

A ．α射线，β射线，γ射线 B ．γ射线，β射线，α射线 C ．γ射线，α射线，β射线 D ．β射线，α射线，γ射线 2．下列现象中，与原子核内部变化有关的是( )。

A ．α粒子散射 B ．光电效应 C ．天然放射现象 D ．原子发光现象 3．下列说法中正确的是( )。

A ．对放射性物质施加压力，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 ．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核式结构学说D ．自然界中含有少量的14C,14C 具有放射性，能够自发地进行β衰变，因此在考古中可利用14C 来测定年代4．下列核反应方程中属于β衰变的是( )。

A.2351144891920 56360U+n Ba+Kr+3n → B.131131 053 541I Xe+e -→ C.4141712 7 81He+N O+H →D.2382344 92 902U Th+He →5．核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。

碘131的半衰期约为8天，会释放β射线。

铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线。

下列说法正确的是( )。

A ．碘131释放的β射线由氦核组成B ．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C ．与铯137相比，碘131衰变更慢D ．铯133和铯137含有相同的质子数 6．由图示可得出结论( )。

A ．质子和中子的质量之和小于氘核的质量B ．质子和中子的质量之和等于氘核的质量C ．氘核分解为质子和中子时要吸收能量D ．质子和中子结合成氘核时要吸收能量 7．某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( )。

人教版高中物理选修 3-5 第十九章原子核单元检测一、单项选择题1.以下说法正确的选项是（）A. 卢瑟福经过对α粒子散射实验现象的剖析，发现了原子是能够再分的B. β射线与γ射线同样都是电磁波，但穿透本事远比γ射线弱C.原子核的联合能等于使其完整分解成自由核子所需的最大能量D.裂变时开释能量是由于发生了损失质量2.图示是用来监测在核电站工作的人员遇到辐射状况的胸章，经过照相底片被射线感光的地区，能够判断工作人员遇到何种辐射．当胸章上 1 mm 铝片和 3 mm 铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，则工作人员可能遇到了辐射的射线是()A. α和βB. α和γC. β和γD. α、β和γ3.以下说法正确的选项是（）A. 核子联合为原子核时总质量将增添B. 天然放射现象说明原子拥有核式构造C. 发生核反响时恪守电荷守恒和质量守恒D. 原子核发生一次β衰变核内增添一个质子4.一个静止在磁场中的放射性同位素原子核，放出一个正电子后变为原子核，在图中近似反应正电子和 Si 核轨迹的图是（）A. B. C. D.5.在同一匀强磁场中，α粒子（He）和质子（H）做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则α粒子和质子（）A. 运动半径之比是2： 1B. 运动周期之比是2： 1C. 运动速度大小之比是4： 1D. 遇到的洛伦兹力之比是2： 16.一个氘核和一个氚核经过核反响后生成氦核和中子，同时放出一个γ光子．已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、 m2、 m3、 m4，普朗克常量为h，真空中的光速为c．以下说法正确的选项是（）A.这个核反响是裂变反响B. 这个反响的核反响方程是H+ H→He+2 n+γC.辐射出的γ光子的能量 E=（ m3+m 4﹣ m1﹣ m2） c2D.辐射出的γ光子在真空中的波长λ=7.对于以下四幅图的说法，不正确的选项是（）A. 甲图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线l 为α射线B.乙图中，用紫外光灯照耀与验电器相连的锌板，发现本来闭合的验电器指针张开，此时锌板和验电器均带正电C.丙图为α粒子散射实验表示图，卢瑟福依据此实验提出了原子的核式构造模型D.丁图为核反响堆表示图，它是利用了铀核聚变反响所开释的能量8.以下对于原子核的说法中，正确的选项是（）A. 原子核衰变可同时放出α、β、r射线B.核反响中电量和质量都守恒C.利用某些放射性元素的半衰期能够推测古代文物的年月D.在核电站中能够利用石墨来控制链式反响速度（石墨是减速剂，隔棒才是控制棒）9.某原子核汲取一此中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子.由此可知()A. A=7 ， Z=3B. A=7 ， Z=4C. A=8 ， Z=3D. A=8 ， Z=410.放射性同位素钍Th 经一系列α、β衰变后生成氡Rn，以下说法正确的选项是（）A. 每经过一次α衰变原子核的质量数会减少 2 个B. 每经过一次β衰变原子核的质子数会增添 1 个C. 放射性元素钍Th 的原子核比氡Rn 原子核的中子数少 4 个D. 钍Th 衰变为氡Rn 一共经过 2 次α衰变和 3 次β衰变11.以下说法正确的选项是（）A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反响B.汤姆孙经过对阴极射线的研究发现了电子，说明原子是有复杂构造的C.卢瑟福发现了中子、查德威克发现了质子D.一束光照耀到某金属上不可以发生光电效应，是由于该束光的波长很短二、多项选择题12.当α粒子被重核散射时，以下图的运动轨迹中不行能存在的是（选填字母）（）A.AB.BC.CD.D13.以下对于放射性元素的半衰期的几种说法正确的选项是（）A.同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长B.放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态没关，它是一个统计规律，只对大批的原子核才适用C. 氡的半衰期是 3.8 天，如有4g 氡原子核，则经过7.6 天就只剩下1g 氡D. 氡的半衰期是 3.8 天，如有 4 个氡原子核，则经过7.6 天就只剩下一个氡14.以下说法正确的选项是（）A. N+ H→C+ He 是α衰变方程B. H+ H→He+γ是核聚变反响方程C.U→Th+ He 是核裂变反响方程D. He+Al →P+ n 是原子核的人工转变方程15.放射性原子的原子核在发生 a 衰变时，储藏在核内的能量会开释出來，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，辐射出y 光子，该光子在真空中的波长为λ，光速为c，普朗克常量为h，则（）A. 每个光子的能量为E=h B. 每个光子的能量为E=hC. 辐射过程中质量损失为△ m=D. 辐射过程中不发生质量损失三、填空题16.某人工核反响以下：P+1327AL→X +N 式中 P 代表质子， N 代表中子， X 代表核反响产生的新核．由反响式可知，新核 X 的质子数为 ________，中子数为 ________．17.用速度必定的中子轰击静止的锂核（Li ），发生核反响后生成氚核和α粒子，则核反响方程为________；生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，α粒子的速度为 v，氚核与α粒子的速率之比为 7： 8，已知质子、中子质量均为m，光速为 c，核反响过程中放出的能量所有转变为氚核和α粒子的动能，则中子的初速度 v0 =________ ，此反响过程中质量损失为________．18.天然放射性现象发出的射线中，存在α射线、 ________和γ射线，此中α射线的实质是高速运动的________核（填写元素名称）．四、计算题19.1919 年卢瑟福经过以下图的实验装置，第一次达成了原子核的人工转变，并由此发现什么？图中A 为放射源发出的什么粒子？ B 为何气？达成该实验的以下核反响方程?五、解答题20.已知一个氢原子的质量是 1.6736﹣2﹣2×10 kg，一个锂原子的质量是 11.6505 ×10kg，一个氦原子的质量是﹣277）遇到一个质子的轰击，变为两个α粒子时所开释的能量是多少？6.6466 ×10 kg，则当一个锂核（锂六、综合题21.1930 年发现，科学家在真空条件下用α粒子轰击时，产生了一种看不见的、贯串力很强的不带电粒子，为了弄清楚这是一种什么粒子，人们用它分别去轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核，并以此计算出了该粒子的质量，进而确立改粒子为中子．设氢核的质量为mH，氮核的质量为氢核质量的 14 倍，碰撞后氢核的速度为vH，氮核的速度为v N，假定中子与它们的碰撞为弹性弹性碰撞，碰撞的粒子分别为中子和氢核及中子和氮核．（ 1）试写出α粒子轰击的核反响方程；（ 2）试依据中子与氢原子和氮原子的碰撞结果，利用题中的可丈量量，计算出中子的质量．22.用初动能为E1=0.6MeV 的质子轰击静止锂核Li 生成 2 个α粒子．己知质子质量m p=1.0078U，α粒子的质量m a=4.0026U，锂核质量m Li =7.0160U，质子的．试回答以下问题（1U 相当于 931.5MeV ）（1）写出核反响方程式（2）核反响中开释出的能量△ E（3）核反响开释的能量所有用来增添了两个α粒子的动能，则核反响后两个α粒子拥有总动能是多少？答案分析部分一、单项选择题1.【答案】 D2.【答案】 A3.【答案】 D4.【答案】 B5.【答案】 B6.【答案】 D7.【答案】 A8.【答案】 C9.【答案】 A10.【答案】 B11.【答案】 B二、多项选择题12.【答案】 BC13.【答案】 B,C14.【答案】 B,D15.【答案】 B,C三、填空题16.【答案】 14； 1317.【答案】n+ Li ﹣→H+ He ；v；18.【答案】β射线；氦四、 算19.【答案】解答： 瑟福第一次用 α粒子 氮核达成了原子核的人工 并 了 子，所以 中的A放射源 出的 α粒子， B 氮气， 核反 方程 ：24He+ 714N → 817O+ 11H ．故答案 ： 子， α ， 氮， 24He+ 714N → 817O+ 11H ．五、解答20.【答案】解：依据 意可知 反 的核反 方程式：Li+ H → 2 He ； 依据 能方程得： △ E=（ m Li +m p 2m α） c 2此 程 放能量： △E=（ 1.6505 ×10﹣ 27+1.6736 ×10﹣ 27 2×6.6466 ×10﹣ 27） ×（ 3×108） 2 =2.78 ×10﹣12J ； 答：一个 核（ 7）遇到一个 子的 ， 成两个α粒子 所 放的能量是 2.78 ×10﹣12J ．六、 合21.【答案】（ 1）（ 2）依据 量守恒和能量守恒可知： mv 0 =mv+m H v H ⋯ ①⋯ ②此中 v 是碰撞后中性粒子的速度，由此可得：v H = ⋯ ③同理， mv 0=mv+m N v Nmv 0 2=mv 2+m N v N 2可得出中性粒子与氮原子核碰撞后打出的氮核的速度v N = ⋯ ④因 m N =14m H， 由方程 ③④ 可得 ⋯ ⑤将速度的最大 代入方程⑤ ，解得： m=1.05m H22.【答案】（ 1）依据 量数与 荷数守恒，由 意可知反 方程式是： Li+ H → 2 He（ 2）核反 前后 生的静止 量 ：△ m=m Li +m p 2m α=7.0160U+1.0078U 2×4.0026U=0.0186U ； 由 能方程得，核反 放的能量 ：△ E=△ mc 2=0.0186U × 931.5MeV ≈ 17.3MEV （ 3）依据能量的守恒可得，两个α粒子拥有 能 ：E 1+△ E=0.6MeV+17.3MeV=17.9MeV。

原子物理一选择题1．天然放射物质的放射线包含三种成分，下面的说法中错误的是（）A.一层厚的黑纸可以挡住a射线，不能挡住β射线和γ射线B.某原子核在放出γ粒子后会变成另一种元素的原子核C.三种射线中对气体电离作用最强的是a射线D. β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子2．在物理发展过程中有许多重大的物理事件，以下叙述中符合事实的是（）A卢瑟福首先发现天然放射现象，揭开了对原子核结构探索的序幕B贝克勒尔所做的a粒子散射实验证明原子具有核式结构C.汤姆生发现电子，证明原子也具有复杂的结构D.托马斯·杨所做的双缝干涉实验，证明光具有波动性3．静止的铀核发生a衰变时释放出一个a粒子；和一个反冲核．设a粒子的动能为E1，反冲核的动能为E2那么下列说法中正确的是（）A根据能量守恒有E1 +E2=0B. E1 <E2C. E1 >E2D. E1 =E24.静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，沿垂直于磁场方向放射出一个粒子后得到两个圆形轨迹，经测量轨迹半径之比为42:1，则（）A.反冲核的核电荷数与粒子电荷数的比为42：1B.反冲核的速率与粒子速率的比为1：42C.反冲核的质量与粒子的质量比为42：1D反冲核运动的周期与粒子的运动周期比为1：425.关于核力，以下说法正确的是（）A.核力的本质是电磁力B.核力只存在于质子和质子间，中子和中子间，且只在2X10 -15m内起作用C.每个核子只跟它邻近的核子间存在核力作用D.核力存在于原子核内所有核子之间二填空题6. 10克的铋（210）经过10天，有7. 5克的铋衰变成其他原子，铋的半衰期是---------------------天．7.质子和a 粒子相距较近，并同时由静止释放，某时刻质子的速度v 、加速度为a ，则此时刻a 粒子的速度大小为------------------------------，加速度为-------------------------------．这一过 程中，电势能的减少量为---------------------------- (已知质子的质量为m)．8.如图3所示，为演示光电效应现象的实验装置．弧光 灯发出的光照射到锌板上时验电器的指针发生了偏转，这是因为＿----------，然后用一个放射源代替弧光 灯，则可以观察到的现象是验电器的指针又闭合，这是因为------------------------------------------9.一个质子轰击一个锂核变成两个a 粒子，其核反应方程是＿--------------------．在这一核反应过程中同时放出17.5 Me V 的能量，则这一核反应过程的质量亏损 Δm= --------------kg.10. 1999年4月，在美国劳仑斯—柏克莱国家实验室，研究人员通过88英寸回旋加速器用高能氪一86原子轰击铅一208靶，氪核与铅核融合，放出一个中子，生成了一种新元素（记作A)；120微秒后， 该核分裂出一个a 粒子，衰变为另一个新核（记作B)；该新核在600微秒后又放出一个a 粒子，衰变为114号元素的同位素（记作C).衰变链至少延续到不久前被IUP AC 命名的106号元素．在11天的实验时间内共观察到3个这样的衰变事件．试回答下列问题：（1）写出新核(B)的原子符号（如20882Pb ）--------------并指出该元素在周期表中的位置：----------周期--------------- 族，元素的类型---------------------(2)写出新核（B ）衰变为114号元素(C)的核反应方程：------------------------------------(3)你认为该实验室在11天的这项实验中共合成了新核(A) (B)原子各--------------------------------个．三计算题11云室处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一静止质量为m 1,的原子核在云室中发生一次a 衰图3弧光灯 验电器变a粒子的质量为m2，电量为q，其运动轨迹在与磁垂直的平面内．现测得a粒子的运动轨道半径R，试求在衰变过程中的质量亏损．（涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计）12．在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ、三种射线的射线源，从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射人电场，如图5所示，在与射线源距离为h高处水平放置的两张叠放着的、涂药面朝下的印象纸（比一般纸厚且坚韧的、涂有感光药的）经射线照射一段时间后，把两张印象纸显影（1）上面的印象纸上有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？(2)下面的印象纸上显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比．(3)若将匀强电场换成方向相同的匀强磁场时粒子的轨道半径之比是多大？周期之比是多大（‘已知m a =4u,mβ=u/1840,vα=c/10,vβ=c）参考答案：1.B2.CD 3C 4A 5BC 6. 5 7. v/4 a/4 5mv2/88.弧光灯发出的紫外线照到锌板时，锌板中的电子吸收了光子后飞出锌板，使验电器与锌板这个整体带上了正电荷；放射源发出的α粒子的电离作用很强，使空气电离后验电器所带的正电被大气中负电荷中和，因此指针又闭合。

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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