人教版高中物理选修三 第5章 原子核 素养检测 速度(word版含答案)

人教版高中物理选修三 第5章 原子核 素养检测 速度
一、单项选择题（共6小题；）
1. 下列几幅图的有关说法正确的是
A. 图一中少数 粒子穿过金箔后方向不变，大多数 粒子穿过金箔后发生了较大偏转
B. 图二光电效应实验说明了光具有粒子性
C. 图三中射线丙由 粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷
D. 图四链式反应属于轻核的聚变，又称为热核反应
2. 用波长为 的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为 。已知普朗克常量为 ，真空中的光速为 ，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为
A. B. C. D.
3. 电子是组成原子的基本粒子之一。下列对电子的说法中正确的是
A. 密立根发现电子，汤姆孙最早测量出电子的电荷量为
B. 氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量增加
C. 金属中的电子吸收光子逸出成为光电子，光电子的最大初动能等于入射光子的能量
D. 天然放射现象中的 射线实际是高速电子流，穿透能力比 射线强
4. 一中子与一质量数为 的原子核发生弹性正碰。若碰前原子核静止，则碰撞前与碰撞后中子的速率之比为
A. B. C. D.
5. 是碳的一种半衰期为5730年的放射性同位素，2010年2月科学家发现了一个古墓，若考古工作者探测到其棺木中 的含量约为原来的 ，则该古木死亡的时间距今大约为 [ ]
A. 年 B. 年 C. 年 D. 年
6. 一个静止的放射性原子核发生天然衰变时，在匀强磁场中得到内切圆的两条径迹，如图所示。若两圆半径之比为 ，则
①发生的是 衰变；
②轨迹 是反冲核的径迹；
③反冲核是逆时针运动，放射出的粒子是顺时针运动；
④该放射性元素的原子序数是 。
A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④
二、双项选择题（共1小题；）
7. 钚的一种同位素 衰变时释放巨大能量，其衰变方程为 ，则下列说法正确的是
A. 核燃料总是利用比结合能小的核
B. 核反应中 的能量就是 的结合能
C. 核比 核更稳定，说明 的结合能大
D. 由于衰变时释放巨大能量，所以 比 的比结合能小
三、多项选择题（共3小题；）
8. 下列关于放射性元素衰变的描述，错误的是
A. 在衰变过程中放出的粒子只能是质子、中子和电子
B. 原子核放出电子后，它的质量数减少 ，而电荷数却增加
C. 核衰变时放出的射线都是由带电的粒子所组成的
D. 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
9. （钍）经过一系列 和 衰变，成为 （铅），则
A. 铅核比牡核少 个质子
B. 铅核比牡核少 个中子
C. 此变化过程中共损失了 个中子
D. 共经过 次 衰变和 次 衰变
10. 在某些恒星内， 个 粒子结合成一个 核，已知 原子的质量是 ， 原子质量是 。已知 ，则
A. 反应过程中的质量亏损是
B. 反应过程中的质量亏损是
C. 反应过程中释放的能量是
D. 反应过程中释放的能量是
四、填空题（共3小题；）
11. （1）完成核反应方程： 。
（2） 衰变为 的半衰期是 ，则 经过 还有 尚未衰变。
12. 电子俘获是指原子核俘获一个核外轨道电子，使核内一个质子转变为一个中子.一种理论认为地热是镍 在地球内部的高温高压环境下发生电子俘获核反应生成钴 时产生的.则镍 电子俘获的核反应方程为 ；若该核反应中释放出的能量与一个频率为 的光子能量相等，已知真空中光速和普朗克常量分别是 和 ，则该核反应中质量亏损 为 。
13. 核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电， 是核电站常用的核燃料。 受一个中子轰击后裂变成 和 两部分，并产生 个中子。要使链式反应发生，裂变物质的体积要 （选填“大于”、“等于”或“小于”）临界体积。
五、解答题（共2小题；）
14. 天然放射性铀 发生衰变后产生钍 和另一个原子核.
（1）请写出衰变方程；
（2）若衰变前铀 核的速度为 ，衰变产生的钍 核速度为 ，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度.
15. 核聚变能是一种具有经济性能优越、安全可靠、无环境污染等优势的新能源。近年来，受控核聚变的科学可行性巳得到验证，目前正在突破关键技术，最终将建成商用核聚变电站。一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘（又叫重氢）和氚（又叫超重氬）聚合成氦，并释放一个中子。若已知氘原子的质量为 ，氚原子的质量为 ，氦原子的质量为 ，中子的质量为 ，。
（1）写出氘和氚聚合的反应方程。
（2）试计算这个核反应释放出来的能量。
（3）若建一座功率为 的核聚变电站，假设聚变所产生的能量有一半变成了电能，每年要消耗多少氘的质量 （一年按 计算，光速 ，结果取二位有效数字）
答案
1. B
【解析】在 粒子的散射实验中，少数 粒子发生了较大偏转，说明原子的几乎全部质量和所有正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，故A错误；
光电效应实验说明了光具有粒子性，故B正确；
根据带电粒子在磁场中偏转，结合左手定则可知，射线甲由 粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，故C错误；
链式反应属于重核的裂变，故D错误。
2. B
3. D
【解析】汤姆孙发现电子，密立根最终测得电子的电荷量为 ，A错误；氢原子的电子由激发态向基态跃迁时，向外辐射光子，原子能量减少，B错误；光电子最大初动能等于入射光能量减去金属逸出功，C错误；天然放射现象中的 射线实际是高速电子流，穿透能力比 射线强，D正确。
4. A
【解析】中子的质量数为 ，设质量为 ，该原子核的质量为 ，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得 ，，联立可得 ，选项 A 正确。
5. D
【解析】假设古木死亡时 的质量为 ，现在的质量为 ，从古木死亡到现在所含 经过了 个半衰期，由题意可知： ，所以 ，即古木死亡的时间距今约为 年= 年，D正确。
6. B
【解析】选由动量守恒可知：，而 ，故 ；
半径越小，则 越大，故轨迹 是放出粒子的轨迹，轨迹 是反冲核的径迹，故②正确；
反冲核带正电，由洛伦兹力充当向心力，根据左手定则可知，反冲核速度向下，则放出的粒子速度向上。
由受力方向可知，放出粒子带负电，即发生 衰变，故①错误，③正确；
由 及 衰变通式可知，放射性元素的原子序数为 ，④错误。
7. A， D
8. A， B， C
9. A， B， C， D
10. A， B， C
【解析】由题目可得此核反应的方程为 ，
则反应后的质量亏损为：，
由质能方程：。
故A 、B、C项正确。
11. （1）；（2）
12. ；
【解析】核反应方程为：，根据爱因斯坦质能方程得：，则质量亏损：。
13. ；大于
【解析】 受一个中子轰击后裂变成 和 两部分，根据电荷数和质量数守恒有 ，，解得 。
所以中子个数为 ，链式反应的条件：大于临界体积，因此当物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行。
14. （1） 见解析
【解析】
（2）
【解析】设另一新核的速度为 ，铀核质量为 ，由动量守恒定律得： 得：。
15. （1）
（2）
（3）
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