2019-2020学年高中物理第4章原子核章末综合测评粤教版

第四章原子核章末质量评估(四)(时间：90分钟总分为：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每一小题3分，共30分．在每一小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分) 1．一个放射性原子核，发生一次β衰变，如此它的( )A．质子数减少一个，中子数不变B．质子数增加一个，中子数不变C．质子数增加一个，中子数减少一个D．质子数减少一个，中子数增加一个解析：发生一次β衰变，原子核里有一个中子变为一个质子和一个电子，即10n→11H＋0－1 e.答案：C2．某种元素不同同位素的原子核内，中子数N与原子核质量数A的关系是( )解析：同位素的质子数一样，中子数不同，而质量数等于质子数加中子数，设质子数为M，如此有：A＝N＋M，所以C正确．答案：C3．如下列图，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，如下判断正确的答案是()A．a为α射线、b为β射线B ．a 为β射线、b 为γ射线C ．假设增大放射源的温度，如此其半衰期减小D ．假设增大放射源的温度，如此其半衰期增大解析：α射线为氦核，带正电， β射线为电子流，带负电，γ射线为高频电磁波，故根据电荷所受电场力特点可知：a 为β射线、b 为γ射线、c 为α射线，故A 错误B 正确；半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故CD 错误．答案：B4．原子核A Z X 与氘核21H 反响生成一个α粒子和一个质子．由此可知( )A ．A ＝2，Z ＝1B ．A ＝2，Z ＝2C ．A ＝3，Z ＝3D ．A ＝3，Z ＝2解析：写出核反响方程：A Z X ＋21H →42He ＋11H ，由质量数守恒和电荷数守恒，列方程：A ＋2＝4＋1，Z ＋1＝2＋1，解得：A ＝3，Z ＝2，故答案为D.答案：D5．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() A ．1.4天B ．7.6天C ．5.7天D ．3.8天解析：有78的原子核发生了衰变，即有18的原子核未发生衰变．据m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T ，代入数据解得：t ＝3 T ＝11.4天，即T ＝3.8天．故ABC 错误，D 正确．答案：D6.235 92U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成207 82Pb ，如此( )A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18解析：此题考查了原子核衰变的规律，解题的关键是抓住原子核发生α衰变和β衰变时原子核质量数和电荷数的变化规律，在此根底上进展有关计算，原子核每发生一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每发生一次β衰变，质量数不变，电荷数增加1.比拟这两种原子核，质量数减少28，说明发生了7次α衰变，电荷数应减少14，而电荷数减少10，说明发生了4次β衰变，B 项正确．答案：B7．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响可能发生，并放出能量．这几种反响的总效果可以表示为621H →k 42He ＋d 11H ＋210n ＋43.15 MeV ，由平衡条件可知( )A ．k ＝1，d ＝4B ．k ＝2，d ＝2C ．k ＝1，d ＝6D ．k ＝2，d ＝3解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有4k ＋d ＝10，2k ＋d ＝6，解得k ＝2，d ＝2.正确选项为B.答案：B8．关于原子核与其变化，如下说法中正确的答案是( )A ．衰变和裂变都能自发的发生B ．β衰变现象说明电子是原子核的组成局部C ．升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短D ．同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等解析：衰变能自发发生，裂变不能自发发生，故A 错误；β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成局部，故B 错误；元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，故C 错误，D 正确．答案：D9．静止的氡核222 86Rn 放出α粒子后变成钋核218 84Po ，α粒子动能为E α.假设衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，如此该反响中的质量亏损为( )A.4218·E αc 2 B ．0 C.222218·E αc 2 D.218222·E αc 2 解析：由于动量守恒，反冲核和α粒子的动量大小相等，由E k ＝p 22m ∝1m，它们的动能之比为4∶218，因此衰变释放的总能量是222218E α，由质能方程得质量亏损是222218·E αc 2. 答案：C10．放射性元素238 92U 衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成210 83Bi ，而210 83Bi 可以经一次衰变变成210a X (X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b 81Tl, 210a X 和b 81 Tl 最后都变成20682Pb ，衰变路径如下列图．如此下面说法错误的答案是()A．a＝84B．b＝206C．①是β衰变，②是α衰变D．①是α衰变，②是β衰变解析：210 83Bi经过①变化为210a X，质量数没有发生变化，为β衰变，即：210 83Bi→210a X＋0－1e，故a＝84, 210 83Bi经过②变化为b81 Tl，核电荷数少2，为α衰变，即：210 83Bi→b81Tl＋42He，故b＝206，故ABC正确、D错误．答案：D二、多项选择题(本大题共4小题，每一小题4分，共16分．在每一小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)11．某放射性元素的原子核发生2次α衰变和6次β衰变，关于它的原子核的变化，如下说法中正确的答案是( )A．核子数减小8 B．质子数减小2C．质子数增加2 D．中子数减小10解析：设该原子核的质量数(核子数)为m，电荷数(质子数)为n，衰变后的质量数为x，电荷数为y，如此有：m＝x＋8，n＝－6＋4＋y，由此可知衰变后核子数减小8，质子数增加2，中子数减小10，故B错误，A、C、D正确．答案：ACD12．如下核反响方程与其表述中正确的答案是()A.2411Na→2412Mg＋0－1e 是原子核的β衰变B.32He＋21H→42He＋11H 是原子核的α衰变C.42He＋2713Al→3015P＋10n 是原子核的人工转变D.235 92U＋10n→9236Kr＋141 56Ba＋310n是重核的裂变反响解析：A是β衰变方程，故A正确；B是轻核聚变方程，故B错误；C是原子核的人工转变方程，故C正确；D是重核的裂变反响，故D正确．答案：ACD13．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．如下说法正确的答案是( )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光子能量大于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有一样的质子数解析：该题综合考查了衰变规律和同位素的相关问题，原子核中不包含β射线，A错；γ光子的能量大于可见光光子的能量，B正确；铯137的半衰期长，衰变更慢，C错；铯133和铯137是同位素，含有一样的质子数，D选项正确．答案：BD14．2017年1月9日，大亚湾反响堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖．大多数原子核发生核反响的过程中都伴随中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等．如下关于核反响的说法正确的答案是()A.234 90Th衰变为222 86Rn，经过3次α衰变，2次β衰变B.21H＋31H→42He＋10n是α衰变方程，234 90Th→234 91Pa＋0－1e是β衰变方程C.235 92U＋10n→144 56Pa＋8936Kr＋310n是核裂变方程，也是氢弹的核反响方程D．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反响方程为14 7N＋42He→17 8O＋11 H解析：在α衰变的过程中，电荷数少2，质量数少4，在β衰变的过程中，电荷数多1，质量数不变，设经过m次α衰变，n次β衰变，根据电荷数和质量数守恒可知，2m－n＝4, 4m ＝12，解得m＝3，n＝2，故A正确；21H＋31H→42He＋10n是核聚变方程，234 90Th→234 91Pa＋0－1e是β衰变方程，235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n是裂变反响方程，不是氢弹的核反响方程，故BC错误；高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反响方程为14 7N＋42He→17 8O＋11H，故D 正确．答案：AD三、非选择题(此题共4小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．答案中必须明确写出数值和单位)15．(12分)完成如下核反响方程，并指出核反响的类型．(1)32He ＋________→42He ＋11H ，是________变．(2)2411Na →2412Mg ＋________，是________变．(3)2311Na ＋________→2411Na ＋11H ，是________变．(4)235 92U ＋10n →142 56Ba ＋9136Kr ＋3______，是______变．解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可判断粒子种类．答案：(1)21H 聚 (2)0－1e β衰 (3)21H 人工转 (4)10n 裂16．(12分)(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反响，当温度达到108 K 时，可以发生“氦燃烧〞．完成“氦燃烧〞的核反响方程为：42He ＋______→84Be ＋γ.(2)Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s ．一定质量的Be ，经7.8×10－16s 后所剩Be 占开始时的__________________．(3)一个中子与某原子核发生核反响，生成一个氘核，其核反响方程式为____________．该反响放出的能量为Q ，如此氘核的平均结合能为______．(4)太阳内部不停地进展着热核反响(氢聚变为氦)，同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不________环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的________效应制成的．解析：(1)根据电荷数、质量数守恒，未知粒子的质量数为4，电荷数为2，为42He. (2)半衰期为2.6×10－16 s ，经7.8×10－16s ，即3个半衰期，根据m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫123＝18知，剩余84Be 占开始时的18＝12.5%. (3)由质量数与核电荷数守恒可知，核反响方程式为：10n ＋11H →21H ；氘核的平均结合能为Q 2； (4)太阳内部不停地进展着热核反响(氢聚变为氦)，同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不污染环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的光电效应制成的．答案：(1)42He (2)12.5% (3)10n ＋11H →21H Q 2(4)污染 光电 17．(14分)山东烟台海阳核电站项目，一期工程和2号常规岛正在进展设备安装，一期工程规划建设两台125万千瓦AP1000核电机组．如果铀235在中子的轰击下裂变为9038Sr 和136 54Xe ，质量m U ＝235.043 9 u ，m n ＝1.008 7 u ，m Sr ＝89.907 7 u ，m Xe ＝135.907 2 u ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1.(1)写出裂变方程；(2)求出一个铀核裂变放出的能量；(3)假设铀矿石的浓度为3%，一期工程建成后，一年将消耗多少吨铀矿石？解析：(1)235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n.(2)裂变过程的质量亏损Δm ＝m U ＋m n －m Sr －m Xe －10m n ＝0.1507 u ，释放的能量ΔE ＝Δmc 2＝0.1507×931MeV≈140.3 MeV.(3)核电站一年的发电量E ＝Pt ＝2×125×107×365×24×60×60 J ＝7.884×1016 J ， 由E ＝N ΔE ＝m ·3%M N A ΔE ，得m ＝EM 3%·N A ΔE＝ 7.884×1016×2353%×6.02×1023×140.3×106×1.6×10－19g ≈4.57×107g ＝45.7 t. 答案：(1)235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n(2)140.3 MeV (3)45.7 t18．(16分)1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳能电池将所承受的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的．车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为8 m 2，正对太阳能产生120 V 的电压，并对车上的电动机提供10 A 的电流，电动机的直流电阻为4 Ω，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为103 W/m 2.(1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反响所产生的，即在太阳内部持续不断地进展着热核反响，4个质子聚变为1个氦核(42He)，写出核反响方程；(2)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率η1是多少？电池把电能转化成机械能的效率η2是多大？(3)假设质子、氦核、正电子的静止质量分别为m p ＝1.672 6×10－27 kg 、m α＝6.642 5×10－27 kg 、m e ＝0.000 9×10－27 kg ，一次核反响过程中释放的能量是多少？(4)太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J ，如此太阳每秒减少的质量为多少千克？假设太阳质量减少万分之三，热核反响不能继续进展，计算太阳能存在多少年(太阳的质量为2×1030kg ，结果保存一位有效数字)?解析：(1)核反响方程：411H →42He ＋201e.(2)η1＝UI P 0S ＝15%，η2＝UI －I 2R UI＝66.7 %. (3)ΔE ＝(4m p －m α－2m e )c 2＝4.15×10－12 J ，(4)太阳每秒释放的能量为 3.8×1026 J ，如此太阳每秒减少的质量为Δm ＝ΔE c 2＝0.4×1010 kg ，太阳的质量为2×1030kg ，太阳还能存在的时间为t ＝ΔM Δm ＝2×1030×3×10－40.4×1010s ≈1.5×1017s ≈5×109年． 答案：(1)411H →42He ＋201e (2)15% 66.7%(3)4.15×10－12J (4)0.4×1010kg 5×109年。

粤教版高中物理选修3-5第四章原子核单元检测学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．以下说法正确的是（ ）A ．α衰变是原子核内的变化所引起的B ．某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能增大C ．当氢原子以n=4的状态跃迁到n=1的状态时，要吸收光子D ．N 715+H 11→C 612+H 24e 是α衰变方程2．阴极射线是（ ）A ．光子流B ．电子流C ．质子流D ．中子流 3．如图为电视机显像管中电子束偏转的示意图．磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向( )A ．向上B ．向左C ．向下D ．向右4．天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知A ．②来自于原子核外的电子B ．①的电离作用最强，是一种电磁波C ．③的电离作用较强，是一种电磁波D ．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子5．关于核力和结合能，下列说法正确的是（ ）A．强相互作用力是原子核内部的力，弱相互作用力是原子核外部的力B．强相互作用力和弱相互作用力都是短程力，其力程均在10﹣18米范围内C．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性D．组成原子核的核子越多，它的结合能越低6．二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，右图是（）A．卢瑟福的α粒子散射实验装置B．卢瑟福发现质子的实验装置C．汤姆逊发现电子的实验装置D．查德威克发现中子的实验装置7．如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数，若撤去电场后继续观察，发现每分钟的闪烁亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为（）A．α射线和γ射线B．α射线和β射线C．β射线和X射线D．β射线和γ射线8．日本发生里氏9.0级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故．在泄露的污染物中含有13153I和137Cs两种放射性元素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射，其中13153I的衰变方程为eXeI011315413153-+→，其半衰期为8天．下列说法不正确的是()A．该核反应是α衰变B．13153I原子核中含有78个中子C．经过16天，75％的13153I原子核发生了衰变D ．虽然该反应出现质量亏损，但核反应前后的原子核总质量数不变9．在匀强磁场中，有一个静止的原子核发生衰变，放出一个粒子而转变为一个新原子核，放射出的粒子与新原子核的速度方向都与磁感线方向垂直，形成的径迹是两个相外切的圆，如图所示．下列说法正确的是（ ）A ．放射出的粒子可能是α粒子也可能是β粒子B ．放射出的粒子和新原子核都做顺时针方向的圆周运动C ．图中小圆是放射出的粒子的径迹，大圆是新原子核的径迹D ．放射出的粒子的动能小于新原子核的动能10． 图示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1 mm 铝片和3 mm 铝片下的照相底片被感光，而5mm 铅片下的照相底片未被感光时，则工作人员可能受到了辐射的射线是( )A ．α和βB ．α和γC ．β和γD ．α、β和γ11．太阳辐射能量主要来自太阳内部的（）A ．化学反应B ．放射性衰变C ．裂变反应D ．热核反应12．大量释放核能的过程一定是（ ）A ．由质量较小的原子核结合成质量较大的原子核B ．由质量较大的原子核分裂成质量较小的原子核C ．由某些重核结合为质量较大的原子核D ．由某些重核分裂为中等质量的原子核二、多选题13．核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。

章末过关检测(四）(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题,每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）1．根据有关放射性知识,下列说法正确的是（）A．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B．与天然放射性物质相比,人工放射性同位素的放射强度容易控制C．氡的半衰期为3.8天,则若取4个氡原子核，经7。

6天后就一定剩下一个氡原子核了D．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强解析：选B.放射性元素衰变的快慢由核内部自身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态和外部条件都没有关系，A项错误；放射性同位素的优点之一是便于人为控制,B项正确;半衰期是一种统计规律，四个氡核是否立即衰变受多种偶然因素的支配，C项错误；γ射线穿透能力最强，但电离本领最弱,D项错误．2．下列核反应方程中，属于α衰变的是( ）A．错误!N＋错误!He→错误!O＋错误!HB．错误!U→错误!Th＋错误!HeC．21H＋31H→42He＋错误!nD．234， 90Th→234 91Pa＋错误!e解析：选B.α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子（42He)的核反应，选项B正确．3．下列关于放射性现象的说法中，正确的是（)A．原子核发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4B．原子核发生α衰变时,生成核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量C．原子核发生β衰变时,生成核的质量数比原来的原子核的质量数多1D．单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的解析：选D.原子核发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2，A错误；生成核与α粒子的总质量小于原来的原子核的质量,B错误；原子核发生β衰变时,生成核的质量数与原来的原子核的质量数相同，C错误；放射性元素的半衰期由原子核的内部因素决定,跟元素的化学状态无关,所以单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的,D正确．4．有甲、乙两种放射性元素，它们的半衰期分别是15天，30天，经过60天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之比M ∶M乙是（）甲A．1∶4 B．4∶1C．2∶1 D．1∶2解析：选B.对60天时间，甲元素经4个半衰期,乙元素经2个半衰期，由题知M甲错误!错误!＝M乙错误!错误!，则M甲∶M乙＝4∶1，故B正确．5．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错误!H＋错误!C→错误!N＋Q1，错误!H＋错误!N→错误!C＋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:以下推断正确的是( )A．X是错误!He，Q2＞Q1B．X是错误!He，Q2＞Q1C．X是32He,Q2＜Q1 D．X是错误!He，Q2＜Q1解析：选B。

第四章 原子核对应学生用书页码原子核错误!1.核反应常见核反应分为衰变，人工转变，裂变，聚变等几种类型： (1)衰变α衰变：23892U→23490Th ＋42He(核内211H ＋210n→42He) β衰变：23490Th→23491Pa ＋ 0－1e(核内10n→11H ＋0－1e)γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。

衰变反应的特点：衰变是原子核自发地转变成另一种原子核，反应物只有一个放射性核，生成物中除有一个新核外，还有α粒子或β粒子。

(2)人工转变：14 7N ＋42He→178O ＋11H(发现质子的核反应)94Be ＋42He→126C ＋10n(发现中子的核反应)人工转变特点：以高能微观粒子轰击原子核为标志，反应物中除有一个原子核外，还有一个入射粒子，如α粒子、质子、中子等。

(3)裂变：235 92U ＋10n→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n裂变特点：质量较大的重核捕获中子分裂成两个以上中等质量的核，并放出几个中子。

(4)聚变：21H ＋31H→42He ＋10n聚变特点：反应物为n 个质量较小的轻核，生成物包含一个质量较大的核。

2．核反应方程的书写(1)必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律，有些核反应方程还要考虑到能量守恒规律。

(2)核反应方程中的箭头(→)表示核反应进行的方向，不能把箭头写成等号。

(3)写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无根据地编造。

(4)在写核反应方程时，应先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置上；然后根据质量数守恒和电荷数守恒规律计算出未知核(或未知粒子)的电荷数和质量数；最后根据未知核(或未知粒子)的电荷数确定它们是哪种元素(或哪种粒子)，并在核反应方程一般形式中的适当位置填写上它们的符号。

[例1] 正电子发射计算机断层扫描(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。

章末过关检测卷（四)第四章原子核（考试时间：50分钟分值:100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1．（2015·珠海高二检测)物理学是一门实验科学，实验探究的方法在科学研究中具有重要作用．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析(B)A．发现了电子 B．建立了原子的核式结构模型C．提出原子核具有复杂的结构 D．发现某些元素具有天然放射现象解析：通过对α粒子的散射实验结果的分析，建立了原子的核式结构模型，B对．该实验中没有发现电子,A错．天然放射现象说明了原子核具有复杂的结构，C错．贝可勒尔发现了某些元素具有天然放射现象，D错．2．（2014·上海卷)核反应方程式中的X表示（D）A．质子 B．电子 C．光子 D．中子解析：本题考查核反应时电荷数和质量数守恒．3．在核反应方程中（B）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＝10解析：设X的质量数为A，电荷数为Z，根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得235＋1＝90＋136＋kA，92＝38＋54＋kZ.解得Z＝0，所以X为中子，则A＝1,k＝10.故选项B正确．4．太阳内部持续不断地发生着4个质子（)聚变为1个氦核(）的热核反应，核反应方程是，这个核反应释放出大量核能,已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c.下列说法中正确的是(D）A．方程中的X表示中子（)B．方程中的X表示电子()C．这个核反应中质量亏损Δm＝4m1－m2D．这个核反应中释放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3）解析:由质量数守恒和核电荷数守恒知：X为0＋1e，A、B均错,该反应中质量亏损Δm＝4m1－m2－2m3,C错．ΔE＝Δmc2＝（4m1－m2－2m3)，D对．5．（2014·福建卷）如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是________．（填选项前的字母)（C)A．①表示γ射线，③表示α射线 B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线 D．⑤表示β射线，⑥表示α射线解析:α射线带正电,β射线带负电，γ射线不带电．在匀强电场中,α射线与β射线分别在电场力的作用下发生偏转，α射线偏向负极板，β射线偏向正极板,γ射线不受电场力，不发生偏转；在磁场中,由左手定则可以判断α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不受洛伦兹力,不发生偏转．故C项正确．6．铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：则a＋b可能是(D)A． B．C． D．解析：由核反应遵循的质量数守恒可知a＋b的质量数之和为234，由核反应遵循的电荷数守恒可知a＋b的电荷数为92，所以a＋b可能是,选项D正确．7．在一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生β衰变的次数为（A)A．6次 B．10次 C．22次 D．32次解析:一个原子核衰变为一个原子核的过程中,发生α衰变的次数为（238－206）÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－（92－82）＝6次,选项A正确．二、多项选择题（本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有多个选项正确，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，不选或有选错的得0分)8．“两弹一星" 可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风．下列核反应方程中，属于研究两弹的基本核反应方程的是(BD）解析：“ 两弹” 指原子弹和氢弹,原子弹的核反应方程是铀核裂变,B选项正确．氢弹的核反应方程是轻核聚变，D选项正确．9．下列关于爱因斯坦质能方程的说法中正确的是（BD）A．E＝中的E是物体以光速c运动的动能B．E＝是物体各种形式能的总和C．由ΔE＝Δ知，在核反应中，亏损的质量Δm转化成能量ΔE放出D．由ΔE＝Δ知，在核反应中亏损的静质量转化为动质量，被放出的能量带走解析:由爱因斯坦质能方程E＝表明物体的质量与其他各种形式的能量之间的关系，选项A错误、B正确；ΔE＝Δ表明,在核反应中,亏损Δm质量将产生ΔE＝Δ的能量，选项C错误、D正确．10．带电粒子进入云室会使云室中的气体分子电离，从而显示其运动轨迹．如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨道，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变,而动能逐渐减少，下列说法正确的是(AC）A．粒子先经过a点，再经过b点 B．粒子先经过b点，再经过a点C．粒子带负电 D．粒子带正电解析：由r＝错误!可知，粒子的动能越小,圆周运动的半径越小，结合粒子运动轨迹可知，粒子先经过a点，再经过b点,选项A正确，根据左手定则可以判断粒子带负电，选项C正确．11．太阳每年辐射到地球上的能量相当于燃烧1 813亿吨标准煤所放出的能量，是全世界年需能量总和的5 000倍，是地球上最大的能源．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：.若已知的质量为m1,的质量为m2，的质量为m3，的质量为m4，则下列说法中正确的是(AD）A．是中子B．和是两种不同元素的原子核C．和在常温下就能够发生聚变D．这个反应释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3－m4）解析:是中子，故A对，和是同种元素H的同位素，故B错，和必须在高温下才能发生聚变，故C错,反应释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3－m4），故D正确．12．铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应，下列说法正确的有（AC) A．上述裂变反应中伴随着中子放出 B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制 D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析:根据题给裂变反应方程，可知上述裂变反应中伴随着中子放出，选项A正确，铀块体积对链式反应的发生有影响，只有铀块体积大于临界体积时才能发生链式反应，选项B错误．铀核的链式反应可人工控制，铀核的半衰期不会受到环境温度的影响，选项C正确，D错误．三、非选择题（本题共3小题，共42分．解答题应写出必要的文字说明、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）13．(8分)完成下列核反应方程,并指出核反应的类型．解析:根据质量数守恒和电荷数守恒可判断粒子种类．答案: (1）聚（2) β衰（3) 人工转（4）裂14．（16分）太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．（1）写出这个核反应方程．(2)这一核反应能释放多少能量？（3)已知太阳每秒释放的能量为3.8× J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？（m p＝1。

第三节放射性同位素A级抓基础1．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是( )A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B 错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误；γ射线能量很大，可以杀菌，延长水果的保存期，对肿瘤细胞有很强的杀伤作用，A、D正确．答案：AD2．放射性同位素能被用作示踪原子，以下说法错误的是( )A．放射性同位素不改变其化学性质B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素容易制造解析：放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性的危害，因此，选项A、B、C正确，选项D错误．答案：D3．(多选)联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中使用的贫铀炸弹的残留物长期危害环境，对当地居民的健康也产生了严重的影响，下列有关说法正确的是( )A ．贫铀炸弹的残留物存在放射性，且半衰期很长，对环境产生长期危害B ．贫铀炸弹的残留物不会对人体产生危害，但对环境产生了长期危害C ．过量的射线对人体组织具有破坏性D ．受到射线伤害后，人能立即感觉到射线对人体的破坏 解析：贫铀炸弹的残留物对人体和环境都会产生长期危害，A 正确，B 错误．过量射线对人体造成的伤害有时不会马上感觉到，C 正确，D 错误．答案：AC4．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为16 8O ＋10n →a 7N ＋0b X ，对式中X 、a 、b 判断正确的是( )A ．X 代表正电子，a ＝17，b ＝1B ．X 代表电子，a ＝17，b ＝－1C ．X 代表中子，a ＝17，b ＝1D ．X 代表质子，a ＝17，b ＝1解析：根据电荷数守恒，知b ＝1，则X 代表正电子. 根据质量数守恒，a ＝17，A 正确．答案：A5．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式的横线上．(1)238 92U →234 90Th ＋____________；(2)94Be ＋42He →12 6C ＋________；(3)234 90Th →234 91Pa ＋__________；(4)3015P →3014Si ＋____________；(5)235 92U ＋________→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n ；(6)14 7N ＋42He →17 8O ＋________．解析：在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子(0－1e)，正电子(0＋1e)，中子(10n)，质子(11H)．答案：(1)42He (2)10n (3)0－1e (4)0＋1e (5)10n (6)11HB 级 提能力6．(多选)在下列核反应方程中，X 代表质子的方程是( )A.2713Al ＋42He →3015P ＋XB.14 7N ＋42He →17 8O ＋XC.21H ＋γ→10n ＋XD.31H ＋X →42He ＋10n解析：根据核反应的质量数和电荷数相等可知，A 中X 代表中子10n ；B 中X 代表质子11H ；C 中X 代表质子11H ；D 中X 代表氘核21H ，故选BC.答案：BC7．(多选)下列核反应方程不正确的是( )A.14 7N ＋42He →17 8O ＋10nB.235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋1010nC ．U 238 92→234 90Th ＋42HeD.21H ＋31H →42He ＋10n解析：由核反应可知，质量数反应前后均为18，反应前电荷数为9，反应后电荷数为8，不能满足核反应关系，故A 错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故B 正确；反应前后质量数及电荷数均守恒，但U 23892书写错误，故C 错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故D 正确．本题选错误的，故选AC.答案：AC8．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x ＋73Li →2y y ＋14 7N →x ＋17 8O y ＋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 ．电子解析：将题给3个方程相加，整理后得73Li ＋14 7N ＋94Be →17 8O＋12 6C ＋Z ，根据电荷数守恒和质量数守恒，Z 的质量数为1，电荷数为0，为中子，C 正确．答案：C9．(多选)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15 8O 注入人体，15 8O 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γ光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像. 则根据PET 原理判断下列表述正确的是( )A.15 8O 在人体内衰变方程是15 8O →15 7N ＋01eB ．正、负电子湮灭方程是01e ＋ 0－1e →2γC ．在PET 中，15 8O 的主要用途是作为示踪原子D ．在PET 中，15 8O 的主要用途是参与人体的新陈代谢解析：由质量数守恒和电荷数守恒知，衰变方程是15 8O →15 7N＋01e ，故A 正确；正负电子湮灭生成两个光子，故B 正确；在PET 中， 15 8O 的主要用途是作为示踪原子被探测器探测到，故C 正确、D 错误．答案：ABC10．一个静止的氮核14 7N 俘获一个速度为1.1×107 m/s 的氦核变成B 、C 两个新核，设B 的速度方向与氦核速度方向相同、大小为4×106 m/s ，B 的质量数是C 的17倍，B 、C 两原子核的电荷数之比为8∶1.(1)写出核反应方程；(2)估算C 核的速度大小．解析：(1)由题可知B 、C 电荷数之和为9，因为B 、C 两原子核的电荷数之比为8∶1，则B 的电荷数为8，C 的电荷数为1；由题可知B 、C 质量数之和为18，因为B 的质量是C 的17倍，则B 的质量数为17，则C 的质量数为1，所以B 为17 8O ，C 为11H.故核反应方程为： 14 7N ＋42He →17 8O ＋11H(2)设氦核的速度方向为正方向；根据动量守恒得：m He v He ＝m B v B ＋m C v C代入数据得： v C ＝－2.4×107 m/s答案：(1)14 7N ＋42He →17 8O ＋11H(2) v C ＝－2.4×107 m/s。

章末质量评估(四)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分)1．原子核发生β衰变时，此β粒子是()A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子解析：因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的．原子核内并不含电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个负电子，一个质子可以转化成一个中子和一个正电子，其转化可用下式表示：10n→11H＋0－1e，11H→10n＋01e.可看出β粒子(负电子)是由原子核内的中子转化而来．答案：D2．某种元素不同同位素的原子核内，中子数N与原子核质量数A 的关系是()解析：同位素的质子数相同，中子数不同，而质量数等于质子数加中子数，设质子数为M，则有：A＝N＋M，所以C正确．答案：C3．关于放射性元素发出的三种射线，下列说法正确的是()A．α粒子就是氢原子核，它的穿透本领很强B．β射线是电子流，其速度接近光速C．γ射线是一种频率很高的电磁波，它的穿透本领很弱D．三种射线中，α射线的电离本领最弱，γ射线的电离本领最强解析：α射线是高速He核流，带正电，它的穿透本领很弱，A项错误；β射线是高速电子流，其速度接近光速，B项正确；γ射线是波长很短、频率很高的电磁波，它的穿透本领很强，C项错误；α、β、γ、三种射线中穿透能力最强的是γ射线，α射线穿透能力最弱，一张厚的黑纸可以挡住α射线．电离能力最强的是α射线，γ射线电离能力最弱，D项错误．答案：B4．原子核A Z X与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知()A．A＝2，Z＝1B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2解析：写出核反应方程：A Z X＋21H→42He＋11H，由质量数守恒和电荷数守恒，列方程：A＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1，解得：A＝3，Z＝2，故答案为D.答案：D5．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()A．1.4天B．7.6天C ．5.7天D ．3.8天解析：有78的原子核发生了衰变，即有18的原子核未发生衰变．据m ＝ m 0 ⎝ ⎛⎭⎪⎫12 代入数据解得： t ＝3 T ＝11.4天， 即T ＝3.8天．故ABC 错误，D 正确．答案：D6.235 92U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成20782Pb ，则( )A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18 解析：本题考查了原子核衰变的规律，解题的关键是抓住原子核发生α衰变和β衰变时原子核质量数和电荷数的变化规律，在此基础上进行有关计算，原子核每发生一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每发生一次β衰变，质量数不变，电荷数增加1.比较这两种原子核，质量数减少28，说明发生了7次α衰变，电荷数应减少14，而电荷数减少10，说明发生了4次β衰变，B 项正确．答案：B7．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，并放出能量．这几种反应的总效果可以表示为621H →k 42He ＋d 11H ＋210n ＋43.15MeV ，由平衡条件可知( )A ．k ＝1，d ＝4B ．k ＝2，d ＝2C ．k ＝1，d ＝6D ．k ＝2，d ＝3解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有4k ＋d ＝10，2k ＋d ＝6，解得k ＝2，d ＝2.正确选项为B.T t答案：B8．关于原子核及其变化，下列说法中正确的是( )A ．衰变和裂变都能自发的发生B ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分C ．升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短D ．同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等 解析：衰变能自发发生，裂变不能自发发生，故A 错误；β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故B 错误；元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，故C 错误，D 正确．答案：D9．静止的氡核222 86Rn 放出α粒子后变成钋核218 84Po ，α粒子动能为E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为( )A.4218·E αc 2 B ．0 C.222218·E αc 2 D.218222·E αc 2 解析：由于动量守恒，反冲核和α粒子的动量大小相等，由E k ＝p 22m ∝1m ，它们的动能之比为4∶218，因此衰变释放的总能量是222218E α，由质能方程得质量亏损是222218·E αc 2. 答案：C10．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x 个中子：235 92U ＋10n→144 56Ba ＋8936Kr ＋x 10n ，铀235质量为m 1，中子质量为m 2，钡144质量为m 3，氪89的质量为m 4，下列说法正确的是( )A．该核反应类型属于人工转变B．该反应放出能量(m1－m2－m3－m4)c2C．x的值是3D．该核反应比聚变反应对环境的污染少解析：该核反应是核裂变，不是人工转变，故A错误；核反应方程235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋x10n中根据质量数守恒，有：235＋1＝144＋89＋x，解得x＝3；根据爱因斯坦质能方程，该反应放出能量为：ΔE ＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝(m1－m3－m4－2m2)c2，故B错误，C正确；该核反应生成两种放射性元素，核污染较大，故D错误．答案：C二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)11．下列关于爱因斯坦质能方程的说法中正确的是()A．E＝mc2中的E是物体以光速c运动的动能B．E＝mc2是物体各种形式能的总和C．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm转化成能量ΔE放出D．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中亏损的静质量转化为动质量，被放出的能量带走解析：由爱因斯坦质能方程E＝mc2表明物体的质量与其他各种形式的能量之间的关系，选项A错误，B正确：ΔE＝Δmc2表明，在核反应中，亏损Δm质量将产生ΔE＝Δmc2的能量，选项C错误，D正确．答案：BD12．下列核反应方程及其表述中正确的是()A.2411Na→2412Mg＋0－1e 是原子核的β衰变B.32He＋21H→42He＋11H 是原子核的α衰变C.42He＋2713Al→3015P＋10n 是原子核的人工转变D.235 92U＋10n→9236Kr＋141 56Ba＋310n是重核的裂变反应解析：A是β衰变方程，故A正确；B是轻核聚变方程，故B错误；C是原子核的人工转变方程，故C正确；D是重核的裂变反应，故D正确．答案：ACD13．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光子能量大于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有相同的质子数解析：该题综合考查了衰变规律和同位素的相关问题，原子核中不包含β射线，A错；γ光子的能量大于可见光光子的能量，B正确；铯137的半衰期长，衰变更慢，C错；铯133和铯137是同位素，含有相同的质子数，D选项正确．答案：BD14．下列说法正确的是()A．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害B．两个质子间，不管距离如何，总有核力存在，且核力总是大于库仑力C ．放射性元素的半衰期与原子所处的物理状态或化学状态有关D ．核子结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量解析：γ射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，A 项正确；核力是短程力，当距离超过1.5×10－15 m 时核力为零，B 项错误；半衰期与原子核本身有关，与外界因素无关，C 项错误；核子结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量，例如轻核聚变，D 项正确．答案：AD三、非选择题(本题共4小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．答案中必须明确写出数值和单位)15．(12分)完成下列核反应方程，并指出核反应的类型．(1)32He ＋________→42He ＋11H ，是________变．(2)2411Na →2412Mg ＋________，是________变．(3)2311Na ＋________→2411Na ＋11H ，是________变．(4)235 92U ＋10n →14256Ba ＋9136Kr ＋3______，是______变． 解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可判断粒子种类．答案：(1)21H 聚 (2)0－1e β衰 (3)21H 人工转 (4)10n 裂16．(12分)(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K 时，可以发生“氦燃烧”．完成“氦燃烧”的核反应方程为：42He ＋______→84Be ＋γ.(2)Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s ．一定质量的Be ，经7.8×10－16 s 后所剩Be 占开始时的__________________．(3)一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为____________．该反应放出的能量为Q ，则氘核的平均结合能为______．(4)太阳内部不停地进行着热核反应(氢聚变为氦)，同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不________环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的________效应制成的．解析：(1)根据电荷数、质量数守恒，未知粒子的质量数为4，电荷数为2，为42He.(2)半衰期为2.6×10－16 s ，经7.8×10－16 s ，即3个半衰期，根据m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫123＝18知，剩余84Be 占开始时的18＝12.5%. (3)由质量数与核电荷数守恒可知，核反应方程式为：10n ＋11H →21H ；氘核的平均结合能为Q 2； (4)太阳内部不停地进行着热核反应(氢聚变为氦)，同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不污染环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的光电效应制成的．答案：(1)42He (2)12.5% (3)10n ＋11H →21H Q 2(4)污染 光电 17．(14分)山东烟台海阳核电站项目，一期工程和2号常规岛正在进行设备安装，一期工程规划建设两台125万千瓦AP1000核电机组．如果铀235在中子的轰击下裂变为9038Sr 和136 54Xe ，质量m U ＝235.043 9 u ，m n ＝1.008 7 u ，m Sr ＝89.907 7 u ，m Xe ＝135.907 2 u ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1.(1)写出裂变方程；(2)求出一个铀核裂变放出的能量；(3)若铀矿石的浓度为3%，一期工程建成后，一年将消耗多少吨铀矿石？解析：(1)235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋1010n.(2)裂变过程的质量亏损Δm＝m U＋m n－m Sr－m Xe－10m n＝0.1507 u，释放的能量ΔE＝Δmc2＝0.1507×931MeV≈140.3 MeV.(3)核电站一年的发电量E＝Pt＝2×125×107×365×24×60×60 J＝7.884×1016 J，由E＝NΔE＝m·3%M N AΔE，得m＝EM3%·N AΔE＝7.884×1016×2353%×6.02×1023×140.3×106×1.6×10－19g≈4.57×107 g＝45.7 t.答案：(1)235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋1010n(2)140.3 MeV(3)45.7 t18．(16分)1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的．已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为8 m2，正对太阳能产生120 V的电压，并对车上的电动机提供10 A的电流，电动机的直流电阻为4 Ω，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为103 W/m2.(1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的，即在太阳内部持续不断地进行着热核反应，4个质子聚变为1个氦核(42 He)，写出核反应方程；(2)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率η1是多少？电池把电能转化成机械能的效率η2是多大？(3)若质子、氦核、正电子的静止质量分别为m p＝1.672 6×10－27 kg、mα＝6.642 5×10－27 kg、m e＝0.000 9×10－27 kg，一次核反应过程中释放的能量是多少？(4)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年(太阳的质量为2×1030kg，结果保留一位有效数字)?解析：(1)核反应方程：411H→42He＋201e.(2)η1＝UIP0S＝15%，η2＝UI－I2RUI＝66.7 %.(3)ΔE＝(4m p－mα－2m e)c2＝4.15×10－12 J，(4)太阳每秒释放的能量为3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量为Δm＝ΔEc2＝0.4×1010 kg，太阳的质量为2×1030kg，太阳还能存在的时间为t＝ΔMΔm＝2×1030×3×10－40.4×1010s≈1.5×1017s≈5×109年．答案：(1)411H→42He＋201e(2)15%66.7% (3)4.15×10－12J(4)0.4×1010kg5×109年。

物理粤教版选修3—5第四章原子核单元检测（时间：45分钟 满分：100分）一、单项选择题（每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对得6分，选错或不答得0分，共24分）1．从原子核中能放出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2．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为1610807O+n N+X a b ．对式中X 、a 、b 的判断正确的是（ ）．A ．X 代表中子，a ＝17，b ＝1B ．X 代表电子，a ＝17，b ＝－1C ．X 代表正电子，a ＝17，b ＝1D ．X 代表质子，a ＝17，b ＝13．钍核23290Th 经过6次α衰变和4次β衰变后变成铅核，则（ ）． A ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少8个中子B ．铅核的符号为20478Pb ，它比23290Th 少16个中子C ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少16个中子D ．铅核的符号为22078Pb ，它比23290Th 少12个中子4．如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种核反应后产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可以判定（ ）．A ．原子核只可能发生β衰变B ．原子核可能发生α衰变或β衰变C ．原子核放出一个正电子D ．原子核放出一个中子二、双项选择题（在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对得6分，只选1个且正确的得3分，有选错或不答的得0分，共24分）5．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）．A ．α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强B ．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C ．γ射线一般是伴随着α或β射线产生的，它的穿透能力最强D ．γ射线是电磁波，它的穿透能力最强6．“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（称为母核）俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核（称为子核），并且放出一个中微子的过程．中微子的质量很小，不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．一个静止的原子的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子．下面的说法中正确的是（ ）．A ．母核的质量数等于子核的质量数B ．母核的电荷数大于子核的电荷数C ．子核的动量与中微子的动量相同D ．子核的动能大于中微子的动能7．贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染．人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病．下列结论正确的是（ ）．A ．铀238的衰变方程式为：238234492902U Th+He →B ．贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性C ．23592U 和23892U 互为同位素D ．以上均不正确8．美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍632863(Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能．下面有关该电池的说法正确的是（ ）．A ．镍63的衰变方程是6306328127Ni e+Cu -→B ．镍63的衰变方程是6306428129Ni e+Cu -→C ．外接负载时镍63的电势比铜片高D ．该电池内电流方向是从铜片到镍三、填空题（共2个小题，每小题10分，共20分）9．现在，科学家们正在设法探寻“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等的电荷量，但电荷的符号相反．据此，若有反α粒子，它的质量数为________，电荷数为________．10．完成下列核反应方程．A ．2222188684Rn Po+_______→．B ．321110H+H ________n →．C ．27111301Al+n ________+H →．D ．2351139959205438U+n Xe+Sr+________→．四、计算题（共2个小题，每小题16分，共32分）11．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳能的来源．（已知：m H ＝1.007 3 u ，m He ＝4.001 509 u ，m e ＝0.000 55u ，且1 u ＝1.660 6×10－27 kg ）（1）写出这个核反应方程；（2）这一核反应放出的能量．12．太阳每秒辐射出3.8×1026 J 的能量，其中到达地球表面的能量中每秒有4.0×1010kJ 通过光合作用转化为化学能．求太阳每秒钟损失多少质量．通过光合作用，每年有多少太阳能转化为化学能？（每年按365天计）参考答案1．答案：D 解析：原子核内只有质子和中子．原子核放出的α粒子是核内两个质子和两个中子结合形成的；放出的β粒子是核内的一个中子转变成一个质子时产生的；原子核发生α衰变或β衰变时处于激发态，向低能级跃迁时，将多余的能量以γ光子的形式辐射出去．只有D 正确．2. 答案：C 解析：由质量数和电荷数守恒，得16＋1＝a,8＝7＋b 得a ＝17，b ＝1则X 为正电子，正确选项为C ．3．答案：C 解析：据质量数守恒、电荷数守恒可知铅核的电荷数是82，质量数是208，则钍核的衰变方程如下：23220840908221Th Pb+6He+4e -→钍核的中子数是232－90＝142；铅核的中子数是208－82＝126铅核比钍核少的中子数是142－126＝16．故C 对．4．答案：A 解析：静止的核发生核反应的过程动量守恒，所以新核和新粒子的速度方向相反，又因为轨迹只有两个，是内切圆，所以放出的新粒子只有一个，且粒子带负电，是β粒子，故A 正确．5．答案：CD 解析：α射线是速度约为光速1/10的氦核流，由原子核中的两个质子和两个中子组成，穿透本领很弱，电离作用很强，故A 错．β射线是速度接近光速的电子流，其实质是原子核中的一个中子变为质子，同时放出一个电子，贯穿本领很强，电离作用较弱，所以B 错．γ射线是波长极短的电磁波，贯穿本领最强，电离作用很弱．对于同一个原子核，不可能同时发生α衰变和β衰变．放射性元素同时发出三种射线，是不同原子核同时衰变的结果．γ射线总是伴随着α射线或β射线而产生的，C 、D 均对．6．答案：AB7．答案：AC 解析：铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，A 正确． 铀238和铀235质子数相同，故互为同位素，C 正确．贫铀弹的穿甲能力很强，是因为它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成，袭击目标时产生高温化学反应，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，B 错．8．答案：CD 解析：6328Ni 的衰变方程为6306328129Ni e+Cu -→，选项A 、B 错．电流方向为正电荷定向移动方向，在电池内部电流方向从铜片到镍片且镍片电势高，选项C 、D 对．故正确选项为C 、D ．9．答案：4 －2解析：由题中所述“反物质”的概念知，反α粒子就是质量数与α粒子相同，即为4，所带电荷为负电荷，电荷数与α粒子相同，即为2，所以应依次填“4”“－2”．10．答案：A ：42He B ：42He C ：2712Mg D ：102n解析：根据质量数守恒、电荷数守恒知：A ：222218486842Rn Po+He →．B ：32411120H+H He+n →．C ：271271130121Al+n Mg+H →．D ：235113995192054380U+n Xe+Sr+2n →．11．答案：（1）1401214H He+2e → （2）4.056×10－12J解析：（1）根据质量数守恒和电荷数守恒可知核反应方程为：1401214H He+2e →．（2）该反应过程中的质量亏损为：Δm ＝4m H －（m He ＋2m e ）＝0.026 6 uΔE ＝Δm ×c 2＝0.027 141×1.660 6×10－27×（3×108）2 J ＝4.056×10－12 J ．12．答案：（1）4.2×109 kg （2）1.26×1018 kJ解析：（1）由质能方程ΔE ＝Δmc 2得太阳每秒损失质量为Δm ＝2E c＝4.2×109 kg ． （2）每年通过光合作用利用的太阳能为 E ＝E 1t＝4×1010×365×24×3 600 kJ＝1.26×1018 kJ ．。

2019-2020学年度高中物理选修3-5第四章原子核第01节走进原子核粤教版拔高训练第七十三篇第1题【单选题】正电子是电子的反粒子,它跟普通电子的电量相等,而电性相反,科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质。

1997年初和年底,欧洲和美国的科学研究机构先后宣布:他们分别制造出9个和7个反氢原子,这是人类探索反物质的一大进步。

你推测反氢原子的结构是( )A、由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B、由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C、由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D、由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成【答案】：【解析】：第2题【单选题】某原子核吸收一个中子后，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=4【答案】：【解析】：第3题【单选题】关于恒星下列说法中正确的是( )A、太阳是离地球最近的恒星B、太阳是宇宙中最大的恒星C、恒星最终一定会变成黑洞D、恒星的寿命与它的质量有关，质量越大，恒星的寿命就越长【答案】：【解析】：第4题【单选题】下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )A、γ射线是高速运动的电子流B、氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C、太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D、Bi的半衰期是5天，100克Bi经过10天后还剩下50克【答案】：【解析】：第5题【单选题】下列叙述正确的是( )A、两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力B、由爱因斯坦质能方程E=mc^2可知，质量可以转变为能量C、质子与中子的质量不等，但质量数相等D、天然放射现象说明原子核内部有电子【答案】：【解析】：第6题【单选题】下列关于宇宙的说法中正确的是( )A、太阳处在银河系的中心位置B、太阳系的八大行星几乎在同一平面内转动C、太阳是一颗能发光、发热的液态星球D、离太阳越远的行星绕太阳公转周期越小，公转速度越大【答案】：【解析】：第7题【单选题】下列关于宇宙的说法中不正确的是( )A、目前地球上的潮汐现象主要是太阳引起的B、人类无法在走出银河系观察银河系形状，是通过间接观察的办法确定银河系形状的C、恒星的表面颜色和温度有关D、恒星的寿命和其质量有关【答案】：【解析】：第8题【单选题】下列关于结合能和比结合能的说法中正确的是( )A、核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能B、比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大C、重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大D、中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大【答案】：【解析】：第9题【多选题】关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )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、一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C、铯原子核（有误Cs）的结合能小于铅原子核（有误Pb）的结合能D、自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能【解析】：第10题【填空题】如图所示，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置．假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm厚的铝板，那么是三种射线中的______射线对控制厚度起主要作用．当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调______一些．【答案】：【解析】：第11题【填空题】α、β、γ三种粒子按穿透能力大小的顺序是______，按其电离本领大小的顺序是______．【解析】：第12题【填空题】自从1896年贝克勒耳发现铀的放射性现象以后，科学家______首先研究了铀放射线的来源，并在1898年相继发现了放射性更强的钋和镭两种新元素．放射性元素会连续发生衰变，如图是反映铀核衰变的特性曲线，由图可知，经过4860年，铀经历了______个半衰期．【答案】：【解析】：第13题【填空题】二十世纪二十年代，天文学家哈勃从星系光谱的观测中发现宇宙中所有的星系都在彼此远离退行，距离越远，退行速度越大，两者成正比，这个规律称为哈勃定律．一个遥远的超新星以速度v远离地球观察者，则地球观察者测量的星系光谱波长______（选填“大于”、“等于”或“小于”）超新星发出光谱波长；地球观察者测量超新星发出光的传播速度为______（光在真空中传播速度为c）．【答案】：【解析】：第14题【计算题】图示为恒星的寿命与其质量的关系图．由图可知，恒星的质量越大，其寿命怎么变化？若一恒星的质量为太阳质量的1.8倍，则它的寿命约为多少年？【答案】：【解析】：第15题【综合题】在某些恒星内部，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，已知氘核的质量m1为3.3436×10^﹣^27kg ，氚核的质量m2为5.0082×10^﹣^27kg ，氦核的质量m3为6.6467×10^﹣^27kg ，中子的质量m4为1.6749×10^﹣^27kg ，真空中光速c=3.0×l0^8m/s．写出核反应方程""这个反应中释放的核能为多少？（结果保留一位有效数字）""【答案】：【解析】：。

粤教版高中物理选修3-5 第四章原子核单元检测一、单选题1.以下说法正确的是（）A. α衰变是原子核内的变化所引起的B. 某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能增大C. 当氢原子以n=4的状态跃迁到n=1的状态时，要吸收光子D. 是α衰变方程2.阴极射线是（）A. 光子流B. 电子流C. 质子流D. 中子流3.如图为电视机显像管中电子束偏转的示意图．磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向（）A. 向上B. 向左C. 向下D. 向右4.天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知（）A. ②来自于原子核外的电子B. ①的电离作用最强，是一种电磁波C. ③的电离作用较强，是一种电磁波D. ③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子5.关于核力和结合能，下列说法正确的是（）A. 强相互作用力是原子核内部的力，弱相互作用力是原子核外部的力B. 强相互作用力和弱相互作用力都是短程力，其力程均在10﹣18米范围内C. 每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性D. 组成原子核的核子越多，它的结合能越低6.二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构。

发现了电子、中子和质子，右图是（）A. 卢瑟福的α粒子散射实验装置B. 卢瑟福发现质子的实验装置C. 汤姆逊发现电子的实验装置D. 查德威克发现中子的实验装置7.如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数．若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为（）A. β射线和γ射线B. α射线和β射线C. β射线和X射线D. α射线和γ射线8.日本发生里氏9.0级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。