2022版高中同步人教版选择性必修第三册第五章第1_5节综合拔高练

2022版高中同步人教版选择性必修第三册 第五章 第1~5节 综合拔高练
一、单选题
1．以下关于原子核及其变化的说法正确的是（　　）
A．粒子轰击，生成并放出中子
B．经过6次衰变，2次衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了12个
C．在原子核内部，只有相邻的核子之间有核力作用
D．“人造太阳”实质是核聚变，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应释放的能量相同
2．关于近代物理学，下列说法正确的是
A．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的波长太短
B．氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时最多可产生2条不同频率的谱线
C．放射性元素被加热、加压或参与化学反应时，其半衰期会随之而改变
D．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
3．中科院近代物理研究所将Mg原子核加速后轰击Am原子核，成功合成了超重元素Bh，其核反应方程式为Mg+Am→Bh+4X，则方程式中X表示（　　）
A．质子 B．中子 C．电子 D．氦核
4．贝可勒尔在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。下列属于核聚变的是（　　）
A． B．
C． D．
5．下列说法正确的是（ ）
A．某放射性物质的质量越大，其半衰期越大
B．β衰变所释放出的电子来自原子的核外电子
C．在α、β、这三种射线中，α射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强
D．原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量
6．在2007年对北京奥运会的所有场馆进行了验收，为了体现绿色奥运，其中有一项为放射性污染检测，因为建筑材料，如水泥、砖、混凝土中含有放射性元素氡．下列有关放射性的说法中正确的有（ ）
A．衰变成要经过8次衰变和6次衰变
B．氡发生衰变产生的粒子是一种高速电子流，具有很强的穿透能力
C．放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
D．射线与射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线小
7．由放射性元素放出的氦核流
A．与衰变的产物X相同
B．电离能力强，但穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米
C．打在金箔上后，大部分氮核被反弹回去
D．照射食品可以杀死食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期
8．在我们的生活中，日常用品、装饰材料、周围的岩石、食盐、香烟等都不同程度地含有放射性元素。其中香烟含有，具有放射性，其衰变方程为：，半衰期为138天，则下列说法正确的是（　　）
A．该衰变中释放出的α射线的穿透能力强于γ射线的穿透能力
B．衰变过程中会释放出能量
C．质量为m的核经过276天，剩余的核的质量为
D．若采用提高温度的方法，可以改变的半衰期
9．钍基熔盐堆是第四代反应堆核能系统旳六种候选堆型之一，使用钍铀核燃料循环，反应堆中主要发生两个核反应∶①+→2（　　）+，②。下列说法中正确的是（　　）
A．反应①中括号里应填
B．反应①中括号里应填
C．反应②中括号里应填
D．反应②中括号里应填
10．2021年4月13日日本政府不计后果决定将福岛核废水排放入海，核废水中是最具危害的放射性元素，其衰变方程为，的半衰期约为30年，下列说法正确的是（　　）
A．衰变方程中的电子是来自铯的核外电子
B．经过60年后，废水中的铯会衰变完
C．排放到海水中，可以改变铯的衰变快慢
D．的比结合能比的大
11．居里夫人一份约120年前的手稿被保存在法国国立图书馆，记载了放射性元素钋和镭的发现。手稿中残留有镭至今仍具有放射性，因此存放在铅盒里。已知镭的半衰期是1620年，如图所示表示镭含量的直方图中，“今年”表示今年手稿上镭的含量，则可以表示当年手稿上镭含量的是（　　）
A．① B．② C．③ D．④
二、多选题
12．根据如图所给图片及课本中有关历史事实 , 结合有关物理知识 , 判断下列说法正确的是 ( )
A．图 1 是发生光电效应现象的示意图，发生光电效应现象的条件是入射光的波长大于金属的“极限波长”
B．图 2 是链式反应的示意图，发生链式反应的条件之一是裂变物质的体积大于等于临界体积
C．图 3 是氢原子能级图，一个处于 n=4 能级的氢原子，跃迁可以产生 6 种光子
D．图 4 是衰变规律的示意图，原子序数大于 83 的元素都具有放射性，小于 83 的个别元素，也具有放射性
13．下列说法中正确的是（　　）
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
B．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更高
C．β射线是原子核外的电子释放出来的
D．铀核发生裂变释放能量，所以裂变后的核子的比结合能减小
14．已知钚的一种同位素Pu的半衰期为24100年，其衰变方程为Pu→X+He+γ，下列有关说法正确的是（ ）
A．X原子核中含有92个质子．
B．100个Pu经过24100年后一定还剩余50个．
C．由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2，衰变过程总质量增加．
D．衰变发出的放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力．
15．下列说法正确的是(　 　)
A．天然放射现象说明了原子核具有复杂结构
B．放射性物质的温度升高，其半衰期减小
C．核裂变与聚变都伴有质量亏损
D．β衰变所释放的电子来自原子核外
16．下列说法正确的是（ ）
A．放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律
B．射线比较，射线的电离作用最弱
C．光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显
D．核聚变原理是制造原子弹的理论基础
E．原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里
F．由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，核外电子动能越小
17．如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z的关系图象.下列说法中正确的是( )
A．若D E能结合成F,结合过程一定要释放能量
B．若D E能结合成F,结合过程一定要吸收能量
C．若A能分裂成B C,分裂过程一定要释放能量
D．若A能分裂成B C,分裂过程一定要吸收能量
18．以下说法正确的是 （　　）
A．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子电势能增大，原子能量增大
B．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的个数增多，光电子的最大初动能增大
C．氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多频率的光，它的光谱是连续谱
D．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，β射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流
19．云室中能显示射线的径迹，加匀强磁场，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向和半径大小就能判断粒子的属性，天然放射性元素的原子核X静止在匀强磁场A点，发生衰变放射出粒子并变成新原子核Y，放射出的粒子与新核运动轨迹如图所示，测得两外切圆的半径之比；假设衰变释放的能量全部转化成粒子和新核的动能。下列说法正确的是（　　）
A．原子核X的核电荷数为84 B．该衰变放出的是粒子
C．该衰变放出的是粒子 D．该核反应过程动量守恒
20．某实验室工作人员，用初速度为v0=0.09c(c为真空中的光速)的α粒子，轰击静止在匀强磁场中的钠原子核Na，产生了质子。若某次碰撞可看做对心正碰，碰后新核的运动方向与α粒子的初速度方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为1：10，已知质子质量为m。则（　　）
A．该核反应方程是He＋Na→Mg＋H
B．该核反应方程是He＋Na→Mg＋n
C．质子的速度约为0.09c
D．质子的速度为0.225c
三、解答题
21．静止在水平地面上的一门旧式火炮，炮身质量（不包括炮弹）为1.0×103kg，当火炮以300m/s的水平速度发射一颗质量为10kg的炮弹时，火炮反冲速度多大？
22．已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，的质量为m3，真空中的光速为c。
（1）写出两个氘核聚变为一个的核反应方程，并计算释放的能量；
（2）质量为M的氘核完全聚变为，释放的能量相当于多少煤完全燃烧放出的能量？已知煤的燃烧值为q（题中所用物理量的单位均为国际单位）。
四、填空题
23．下列说法正确的是_______________．
A．射线与射线一样都是电磁波，但射线的穿透本领远比射线的弱
B．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征
C．氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时氢原子的能量减少
D．原子核中，比结合能越小，表示原子核中的核子结合得越牢固
E. 衰变成要经过6次衰变和8次衰变
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．粒子轰击，生成并放出质子，A错误；
B．每次衰变减小2个中子，每次衰变减小1个中子，所以经过6次衰变，2次衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了14个，B错误；
C．在原子核内部，只有相邻的核子之间有核力作用，C正确；
D．“人造太阳”实质是核聚变，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应释放的能量大，D错误。
故选C。
2．D
【解析】
【详解】
一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为入射光频率低于截止频率，即波长过长，A错误；；一群氢原子从量子数n=3的激发态跃迁到基态时可产生=3条不同频率的谱线，B错误；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态及外部条件没有关系，C错误；太阳的主要成分是氢，太阳的中心温度达1.5×107 K，在这样的高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，不断地放出能量，D正确．
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
设X的电荷数为n，质量数为m，由核反应方程式遵循质量数守恒和电荷数守恒，有12+95=107+4n，26+243=265+4m，解得n=0，m=1，所以X为中子。
故选B。
4．A
【解析】
【详解】
A．轻核聚变是指质量小的原子核聚变成质量大的原子核，因此
属于轻核聚变，A正确；
B．核反应
属于原子核的人工转变，B错误；
C．核反应
属于衰变，C错误；
D．核反应
属于重核裂变，D错误。
故选A。
5．D
【解析】
【详解】
A．半衰期和物体的质量无关，故A错误；
B．β衰变的本质是原子核内的中子转变为一个质子和一个电子，所以β衰变中释放出的电子来源于原子核，故B错误；
C．在α、β、这三种射线中，α射线的电离能力最强，射线的穿透能力最强，故C错误；
D．根据波尔的原子跃迁理论，原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量，故D正确。
故选D。
6．C
【解析】
【详解】
根据质量数少32=4×8，知发生8次衰变，根据质子数少8=2×8-8，知发生8次衰变，A错误；发生衰变产生的粒子是一种氦原子核，具有很强的电离能力，B错误；放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，C正确；射线是高速电子流，射线是电磁波，D错误．
7．B
【解析】
【详解】
衰变过程中，电荷数和质量数守恒，可知X为电子，故A错误；氦核电离能力强，但穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，B正确；由粒子散射实验，可知只有极少数氦核被反弹回去，故C错误；射线，可以杀死食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期，故D错误．
8．B
【解析】
【详解】
A．三种射线中，γ射线的穿透能力最强，即α射线的穿透能力比γ射线的穿透能力弱，故A错误；
B．衰变的过程中会释放出能量，故B正确；
C．经过276天，即经过两个半衰期，剩余的钋核的质量为
故C错误；
D．半衰期的大小由原子核内部因素决定，与外界因素无关，不随温度的变化发生变化，故D错误。
故选B。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
AB．根据核反应中的质量数和电荷数守恒，①中反应前总质量数为233，电荷数为90，反应后的的质量数为233，电荷数为92，所以括号里应填，故AB错误；
CD．反应②中，反应后的和的质量数之和为231，比反应前少3，电荷数与反应前相同，故反应②中括号里应填，故C错误，D正确。
故选D。
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．衰变方程中的电子是来自铯的一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，A错误；
B．半衰期并不是经过两个半衰期就衰变没了，而是剩余原来的 ，B错误；
C．半衰期与外界因素无关，只与自身有关，C错误；
D．衰变释放能量，的比结合能比的大，D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
设当年手稿上镭含量是x，则根据半衰期的概念可知
解得
故B正确。
故选B。
12．BD
【解析】
【详解】
A、根据光电效应方程，入射光的波长必须小于极限波长，才能发生光电效应，故A错误；
B、当不是临界体积时，不会发生持续的裂变链式反应，有利于裂变燃料的贮存；当超过临界体积，则可发生持续的裂变反应，故B正确；
C、处于能级的氢原子向较低能级跃迁，最终跃迁到基态，跃迁情况可能是：，释放1种频率的光子，，，释放2种频率的光子，，释放3种频率的光子，故C错误；
D、原子序数大于83的元素都具有放射性，小于83的个别元素，也具有放射性，故D正确．
点睛：解决本题的关键熟练掌握光电效应发生条件，同时要知道原子的能级跃迁是原子物理中的基础知识，要熟练掌握，同时明确能级和产生光子种类之间关系，注意临界体积与放射元素的原子序数范围，最后理解一个原子与大量原子跃迁的光子种类的区别．
13．AB
【解析】
【详解】
A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，也叫热核反应，A正确；
B．质子动量比电子大的多，根据，可知与电子流速度相同的质子流具有更短的波长，即具有更高分辨率，故B正确；
C．β射线是原子核内的中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，C错误；
D．铀核发生裂变释放能量，所以裂变后的核子的比结合能增大，裂变后的原子核更稳定，D错误；
故选AB。
14．AD
【解析】
【详解】
根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为92，原子核中含有92个质子．质量数为235，则中子数为143．故A正确．半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用．故B错误．由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc2，衰变过程总质量减小．故C错误．衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力．故D正确．故选AD．
【点睛】
此题关键要知道核反应中电荷数守恒、质量数守恒守恒，质量数等于质子数和中子数之和．半衰期具有统计规律，对于大量的原子核适用．
15．AC
【解析】
【详解】
天然放射现象说明了原子核具有复杂结构，选项A正确；放射性物质的温度升高，其半衰期不变，选项B错误；核裂变与聚变都放出核能，则都伴有质量亏损，选项C正确；β衰变所释放的电子来自原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项D错误；故选AC.
16．ACF
【解析】
【详解】
A．放射性元素的半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，故A正确；
B． 射线比较， 射线的电离作用最强，穿透能力最弱，故B错误；
C．光的波长越短，光的频率越大，根据E=hv，知光子能量越大，粒子性越明显，故C正确；
D．核聚变原理是制造氢弹的理论基础，不是制造原子弹的理论基础，故D错误；
E.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，因为电子也有质量，故E错误；
F.由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态的量子数越大，核外电子的轨道半径越大，根据
可知电子的动能
r越大，动能越小，故F正确。
故选ACF。
17．AC
【解析】
【详解】
核反应过程中,核子数守恒,反应后比反应前核子平均质量减小,则反应过程一定要放出能量,反之,反应后核子平均质量增大,则反应过程中一定要吸收能量,由图象易知A C正确.实际上在这里A项为轻核的聚变反应,C项为重核的裂变反应.
18．AD
【解析】
【详解】
A．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，根据
可知，电子的动能减小，原子电势能增大，原子能量增大，选项A正确；
B．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的个数增多，光电子的最大初动能不变，选项B错误；
C．氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多频率的光，它的光谱是明线谱，不是连续谱，选项C错误；
D．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，β射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流，选项D正确。
故选AD。
19．BD
【解析】
【详解】
原子核衰变时，除了相互作用力之外，系统受到的合外力为零，动量守恒。由动量守恒定律得
所以两新核衰变后运动方向相反，根据轨迹外切，说明两新核带同种电荷，所以该衰变属于衰变，根据牛顿第二定律得
解得
所以有
因为粒子电量较小，所以是粒子半径，因为粒子核电荷数为2，所以原子核Y的核电荷数为84，原子核X的核电荷数为86。
故选BD。
20．AD
【解析】
【详解】
AB．新原子核的质量数
核电荷数
核反应方程
He＋Na→Mg＋H
故A正确，B错误；
CD．质子质量为m，α粒子、新核的质量分别为4m、26m，设质子的速度为v，对心正碰，选取α粒子运动的方向为正方向，则由动量守恒得
解得
故C错误，D正确。
故选AD。
21．3m/s
【解析】
【详解】
设炮身反冲速度大小为v1，规定炮弹原来速度方向为正方向，炮车和炮弹组成的系统水平方向动量守恒，由动量守恒定律可得
mv0﹣Mv1＝0
代入数据解得
v1＝3m/s
22．（1）H+H→He+n，(2m1-m2-m3)c2；（2）(2m1-m2-m3)c2
【解析】
【分析】
【详解】
(1)核反应方程式为
H+H→He+n
两个氘核聚变前后的质量亏损为
Δm=2m1-(m2+m3)
根据质能方程，释放的能量
ΔE=Δmc2
联立解得
ΔE=(2m1-m2-m3)c2
(2)质量为M的氘所含氘核数
N=
完全聚变为氦3所释放的能量
E=(2m1-m2-m3)c2
相当于完全燃烧
(2m1-m2-m3)c2
的煤放出的能量。
23．BCE
【解析】
【详解】
试题分析：只有射线一样是电磁波，射线的穿透本领远比射线的弱，选项A错误；玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，选项B正确；氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时电子的动能增加，电势能减小，氢原子的能量减少，选项C正确；原子核中，比结合能越大，表示原子核中的核子结合得越牢固，选项D错误；衰变成要经过（238-206）÷4=8次衰变和（2×8+82-92）=6次衰变，选项E正确；故选BCE.
考点：三种射线；玻尔理论；比结合能；放射性衰变
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页