第五章 原子核 本章达标检测（Word版含答案）

人教版选择性必修第三册 第五章 本章达标检测
一、单选题
1．2021年5月28日，中科院合肥物质科学研究院升级改造后的可控核聚变装置创造了新的世界纪录。已知该装置内部发生的核反应方程为，氘核的质量为，氚核的质量为，氦核的质量为，反应中释放的能量为E，光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A．X是质子 B．X的质量为
C．该反应属于α衰变 D．氘核和氚核之间的库仑力表现为引力
2．太阳内部持续不断地发生着4个质子(H)聚变为1个氦核(He)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、、，真空中的光速为．下列说法中正确的是
A．方程中的X表示中子(n)
B．方程中的X表示电子(e)
C．这个核反应中质量亏损
D．这个核反应中释放的核能
3．下列关于原子核的说法中，正确的是
A．原子核衰变可同时放出、 、射线
B．核反应中电量和质量都守恒
C．利用某些放射性元素的半衰期可以推断古代文物的年代
D．在核电站中可以利用石墨来控制链式反应速度
4．下列说法正确的是（　　）
A．对于同一种金属来说，用不同频率的光照射时的遏止电压相同
B．改变物体的温度，可以改变放射性物体的半衰期
C．所有的核反应都要吸收热量
D．不同原子的能级不同，跃迁时发射的光子能量不同
5．天然放射现象的发现，证明了原子核具有复杂的结构．关于原子核，下列说法正确的是
A．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流
B．某原子核经过一次α衰变后，核内质子数减少4个
C．增大压强不能改变原子核衰变的半衰期
D．α射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤
6．下列说法正确的是（　　）
A．若要准确地测量宏观物体的动量，由不确定关系可知其位置无法确定
B．在康普顿效应中入射光子与晶体中的电子发生碰撞，光子散射后频率变低
C．用电子流工作的显微镜比用相同大小加速电压下的质子流工作的显微镜放大倍数更好
D．只要空间中某区域有均匀变化的电场或均匀变化的磁场就能产生电磁波
7．在下列4个核反应方程中，X表示α粒子的是（　　）
A． B．
C． D．
8．下列核反应方程中X表示α粒子，且属于α衰变的是（　　）
A． B．
C． D．
9．下列说法正确的是
A．氢原子光谱是一些分立的明线光谱，这很好地说明了原子中存在原子核，电子绕核高速运动
B．用波长为λ的光照射某金属表面能发生光电效应，则用波长为2λ的光照射该金属表面，逸出的光电子的最大初动能将更大
C．利用β射线的穿透能力较强的特点，可以用来检查几厘米厚的钢板中是否存在缺陷
D．在核反应堆中，为了使快中子减速，可以在铀棒周围用普通水作为减速剂
二、多选题
10．μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。如图为μ氢原子的能级示意图，下列说法正确的是（　　）
A．一个处于n＝4能级的μ氢原子发生跃迁可以发出6种频率的光
B．动能为2000eV的电子可以使处于基态的μ氢原子激发
C．处于n＝2能级的μ氢原子跃迁的基态，电子的动能和电势能都减小
D．处于n＝4能级的μ氢原子可以吸收能量为200eV的光子
11．下列说法中正确的是（　　）
A．天然放射现象说明原子核内部有电子
B．发现质子的核反应方程是
C．衰变成要经过6次衰变和8次衰变
D．氢原子从能级跃迁到能级辐射出光子的能量，高于从氢原子能级跃迁到能级所释放出光子的能量
12．（钍）经过一系列和衰变后，变成器，下列说法中正确的是（　　）
A．铅核比钍核少8个质子 B．铅核比钍核少16个中子
C．共经过4次衰变和6次衰变 D．共经过6次衰变和4次衰变
13．下列说法正确的是（　　）
A．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为
B．放射性元素发生核衰变时要满足质量数守恒和能量守恒
C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D．放射性元素的原子核经过2个半衰期将全部衰变
三、解答题
14．当初卢瑟福用α粒子轰击静止的氮原子核，产生了氧的一种同位素—氧17和一个质子，那是人类第一次实现的原子核人工转变。已知α粒子的质量，氮原子核质量，氧17核质量，质子质量。
（1）写出该核反应方程；
（2）求出该反应放出的能量△E（1 u相当于931.5MeV，结果保留三位有效数字）
15．一个原来静止的锂()核俘获一个速度为7.4×104m/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2.0×103m/s，方向与中子的运动方向相反
(1)写核反应方程
求出氦核的速度 （结果保留二位有效数字）
(3)若氘核质量为2.014102u、氚核质量为3.016050u、 氦核质量为4.002603u、中子质量为1.008995u，则与变生成He及释放一个中子，这个反应释放出的能量为多少？其中1u=931.5Mev (结果保留四位有效数字）
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．根据电荷数和质量数守恒可知X是中子，故A错误；
B．根据质能方程可得
解得
故B正确；
C．该反应属于核聚变反应，故C错误；
D．氘核和氚核之间的库仑力表现为斥力，故D错误。
故选B。
2．D
【解析】
【详解】
此题涉及核反应方程和质能关系．由质量数和电荷数守恒可知，X的质量为0，电荷数为1，所以X表示正电子．A、B选项错误．质量亏损为 由质能方程可得．所以C选项错误，D选项正确．本题考查知识全面、基础．
3．C
【解析】
【详解】
原子核衰变不能同时放出α、β、γ射线，γ射线伴随α衰变或β衰变．故A错误．在核反应过程中，电荷数守恒、质量数守恒．不是质量和电荷守恒，因为反应过程中有质量亏损．故B错误．半衰期为原子核有半数发生衰变所需的时间，利用某些放射性元素的半衰期可以推断古代文物的年代．故C正确．在核电站中可以利用镉棒来控制链式反应速度，镉棒可以吸收中子，减缓反应的速度，石墨是减速剂，让中子减速，保证中子能够与铀核相撞．故D错误．故选C.
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．对于同一种金属来说，用不同频率的光照射时，根据光电效应方程，光电子的最大初动能不同，所以遏止电压也不同。A错误；
B．放射性物体的半衰期与物体的温度无关。B错误；
C．当核反应有质量亏损时，就会放能。C错误；
D．不同原子的能级不同，跃迁时发射的光子能量不同。D正确。
故选D。
5．C
【解析】
【详解】
A、β射线是原子核内的中子转化为质子同时生成一个电子形成的．故A错误；B、α衰变是原子核自发放射α粒子的核衰变过程．α粒子是电荷数为2、质量数为4的氦核He．质子数等于电荷数2，所以“核内质子数减少4个”是错误的，则B错误；C、原子核的半衰期有其自身决定，与所处的物理、化学等外界环境无关，故改变压强不能改变半衰期，C正确；D、γ射线的贯穿作用很强，可用来进行金属探伤，α射线的电离本领最强，D错误．故选C.
【点睛】该题考查半衰期的特点，衰变的实质和三种射线的性质等多个知识点的内容，解答的关键是正确理解半衰期的意义，理解半衰期是大量放射性原子衰变的统计规律．
6．B
【解析】
【详解】
A．不确定关系表明，在微观世界中，不可以同时准确地确定粒子的位置和动量，故A错误；
B．入射光子与晶体中的电子碰撞，动量变小，根据光子动量
可知波长变长，则频率变低，故B正确；
C．由于质子的质量远大于电子的质量，所以如果显微镜使用经相同电压加速后的质子工作，质子的动量更大，波长更小，其分辨率比电子显微镜大，故C错误；
D．均匀变化的电场在它周围产生稳定的磁场，而振荡的电场或磁场是周期性变化的，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又会产生周期性变化的电场，故振荡的电场或磁场均会产生电磁波，故D错误。
故选B。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据电荷数及质量数守恒，可得A中是正电子，B中是电子，C中是中子，D中是氦原子核。
故选D。
8．A
【解析】
【详解】
A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数和电荷数分别为4和2，为粒子，该核反应方程为衰变，故A正确；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知X的质量数和电荷数分别为0和-1，为粒子，该核反应方程为衰变，故B错误；
CD．衰变的特征是方程的反应物只有一个原子核，反应生成物为粒子和另一个原子核，故CD错误；
故选A。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．氢原子光谱是一些分立的明线光谱，这说明了氢原子的能级是分立的，选项A错误；
B．根据
得
由此可见随着光的波长的增大，光子的能量在减小，波长为λ的光可以发生光电效应，．当改用波长为2λ的光照射该金属表面，则不一定大于零，即不一定能使该金属发生光电效应，选项B错误；
C．β射线是电子流，比并不能用来检查钢板中是否存在缺陷．利用穿透能力较强的特点，进行工业探伤的是γ射线，选项C错误；
D．在核反应堆中，为了控制反应速率，需要使快中子减速，通常采用的办法是在铀棒周围用普通水作为减速剂，选项D正确；
故选D。
10．BD
【解析】
【详解】
A．一个处于n=4能级的μ氢原子，可辐射出3种频率的光子，故A错误；
B．n=1和n=2间的能级差为1897.2eV，吸收2200eV的电子能跃迁到n=2能级，故B正确；
C．处于n＝2能级的μ氢原子跃迁的基态，电子的电势能减小，根据可知动能变大，选项C错误；
D．处于n=4的能级的μ氢原子，吸收能量为200eV的光子，原子能量大于零，可电离，故D正确；
故选BD。
11．CD
【解析】
【详解】
A．天然放射现象说明原子核有复杂结构，选项A错误；
B．发现质子的核反应方程是
选项B错误；
C．发生α衰变是放出，发生β衰变是放出电子，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有
解得
故衰变过程中共有8次α衰变和6次β衰变，选项C正确；
D．氢原子由高能级向低能级跃迁，辐射光子能量，由于和间的能级差大于和间的能级差，则氢原子从能级跃迁到能级辐射出光子的能量，高于从氢原子能级跃迁到能级所释放出光子的能量，选项D正确。
故选CD。
12．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
根据核反应方程
可知：共发生6次衰变和4次衰变。根据原子核的组成成分可知：核子数（质量数)=质子数＋中子数，铅的质子数为82，核子数为208，则中子数为，同理，钍的中子数为，铅核比钍核少16个中子。钍和铅的原子序数分别为90和82，此原子序数恰是它们的质子数，因此铅核比钍核少8个质子。
故选ABD。
13．ABC
【解析】
【详解】
A．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为，故A正确；
B．放射性元素发生衰变时要遵守电荷守恒和质量数以及能量守恒的规律，故B正确；
C．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确；
D．经过2个半衰期，有的质量没有衰变，故D错误。
故选ABC。
14．（1）；（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）核反应方程为
（2）核反应过程中的质量亏损为
释放出的能量为
15．（1）（2）2.0×104m/s （3）17.28MeV
【解析】
【详解】
(1)核反应方程为：
由动量守恒定律：m1v0= m2v1+m3v2
其中m1为中子质量，m2为氚核质量，m3为氦核质量
代入解得：v2=2.0×104m/s
(3)质量亏损为 △m=m氘+m氚 m氦 m中
代入解得，△m=0.018554u
根据爱因斯坦质能方程得到，核反应释放出的能量△E=△mc2= 17.28MeV
【点睛】核反应遵守两大基本规律：能量守恒定律和动量守恒定律．
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