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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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二十一世纪教育 《名师求索》工作室出品
绝密★启用前
人教版物理选择性必修三 第五章 原子核.A卷 （解析版）
题号 一 二 三 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、多选题（共20分）
1．（本题4分）钍（Th）是一种放射性金属元素，带钢灰色光泽，质地柔软，广泛分布在地壳中，是一种前景十分可观的能源材料。已知钍发生衰变的半衰期为24天，关于钍的衰变，下列说法正确的是（ ）
A．衰变放出的γ射线具有很强的电离能力
B．钍原子发生一次β衰变，原子核放出一个电子
C．β射线是高速电子流，它的穿透能力比α射线强
D．现在有80个钍原子，经过96天后，未衰变的钍原子个数为5个
答案： BC
解析：A．衰变放出的γ射线是高能电磁波，电离能力弱。故A错误；
B．钍原子发生一次β衰变，核内一个中子变为质子，释放一个电子。故B正确；
C．β射线是高速电子流，它的穿透能力比α射线强。故C正确；
D．半衰期是大量统计的结果，对少量的粒子没有意义。故D错误。
故选BC。
2．（本题4分）下列说法正确的是（ ）
A．目前还未发现媒介子、轻子和夸克这三类粒子的内部结构
B．自然界存在着的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律，对基本粒子不适用
C．反粒子与其对应的粒子相遇时，会发生湮灭现象
D．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子
答案： ACD
解析：A．媒介子、轻子和夸克在现代实验中还没有发现其内部结构，故A正确；
B．能量守恒定律等对基本粒子也适用，故B错误；
C．反粒子与其相应的粒子带等量异种电荷，反粒子与其对应的粒子相遇时会发生湮灭现象，故C正确；
D．质子是最早发现的强子，故D正确。
故选ACD。
3．（本题4分）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有（ ）
A． 是核聚变反应
B．是β衰变
C． 是核裂变反应
D．是α衰变
答案： AC
解析：AB．所列反应是核聚变，不是β衰变，β衰变要放出电子，故A正确，B错误；
CD．两种反应都是核裂变，不是α衰变，α衰变要放出氦核，故C正确，D错误
故选AC。
4．（本题4分）关于轻核聚变和重核裂变，下列说法正确的是（ ）
A．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积
B．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能
C．我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站，前者是利用核聚变释放核能，后者是利用核裂变释放核能
D．一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，氚核质量为3.0180u，则该反应中释放的核能约为6.24Mev(1u=931.5Mev)
答案： BD
解析：A．由核聚变的条件为需要高温，发生核聚变时不需要达到临界体积，A错误；
B．发生聚变反应时，要求两核子应能达到较近的距离，故应使原子核有足够大的动能，B正确；
C．目前的核电站均采用核裂变；聚变的应用尚在试验阶段，C错误；
D．该核反应中质量亏损
则释放的核能
D正确。
故选BD。
5．（本题4分）在近期“三星堆遗址”发掘过程中，科学家通过对6个坑的73份炭屑样品用“碳14”发生衰变程度来进行年代检测，判定新发现的4号坑年代属于商代晚期。下列说法正确的是（ ）
A．碳14的衰变方程为
B．发生衰变后，原子核质量出现亏损，质量数不变
C．弱相互作用是引起原子核外电子发生衰变的原因
D．碳14年代检测有几十年的误差，原因是“碳14”的半衰期受温度、压强的影响
答案： AB
解析：A．“碳14”发生β衰变产生电子，根据电荷数守恒、质量数守恒，A正确；
B．衰变过程虽有质量亏损，但质量数、电荷数守恒，B正确；
C．强相互作用是引起原子核外电子发生衰变的原因，C错误；
D．碳14年代检测有几十年的误差，但“碳14”的半衰期不受温度、压强的影响，D错误。
故选AB。
评卷人得分
二、单选题（共28分）
6．（本题4分）下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
B．在绝热条件下压缩理想气体，气体的内能一定增加
C．卢瑟福发现中子的核反应方程是：
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性减小的方向进行
答案： B
解析：A．布朗运动是悬浮在液体或气体中的固体颗粒得无规则运动，A错误；
B．在绝热条件下压缩理想气体，没有热量传递，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体内能增加，B正确；
C．发现中子的人是查德威克，C错误；
D．根据热力学第二定律，自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性增加的方向进行，D错误．
故选B。
7．（本题4分）宇宙中最基本的天体是（ ）
A．恒星和星云 B．行星和星云 C．行星和卫星 D．恒星和行星
答案： A
解析：宇宙是广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙间最基本的天体是恒星和星云。故A正确。
故选A。
8．（本题4分）在近代物理学中，下面选项正确的是（ ）
A．随着温度的升高，黑体热辐射的强度一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面其极大值向着波长较长的方向移动
B．光电效应实验中，用等于截止频率的某单色光照射某金属，使得光电子溢出并飞离金属表面
C．卢瑟福的粒子散射实验说明了占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内， 从而提出了原子的核式结构
D．原子的电荷数不是它的电荷量，但质量数是它的质量
答案： C
解析：A．随着温度的升高，黑体热辐射的强度一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面其极大值向着波长较短的方向移动，故A错误；
B．在光电效应实验中，应该用大于截止频率的某单色光照射某金属，才能使得光电子溢出并飞离金属表面，故B错误；
C．在卢瑟福的粒子散射实验中，绝大多数粒子沿原方向运动，只有少数粒子发生大角度偏转，说明原子内带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内，从而提出了原子的核式结构模型，故C正确；
D．原子的电荷数不是它的电荷量，而质量数是以的做为单位，某原子核的质量与该单位比值为该原子的质量数，因此质量数也不是它的质量，故D错误。
故选C。
9．（本题4分）第118号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，则上述过程中的粒子x是（ ）
A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子
答案： A
解析：发生3次α衰变，质量数减少12，核电荷数减少了6，可见，先放出的三个粒子的电荷数是0，该粒子是中子。
故选A。
10．（本题4分）地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。已知的半衰期为3.82d，经衰变后变成稳定的。下列说法正确的是（ ）
A．氡核的中子数为86，质子数为136
B．该衰变要经过4次衰变和4次衰变
C．该衰变过程，遵循质量守恒、电荷数守恒
D．标号为的4个氡核经3.82d后一定剩下2个核未衰变
答案： B
解析：A．氡核的质子数为86，中子数为136，故A错误；
B．发生衰变的次数为
发生衰变的次数为
故B正确；
C．该衰变过程，遵循质量数守恒、电荷数守恒，但存在有质量亏损，故C错误；
D．半衰期是一个统计规律，只有对大量的原子核才适用，故D错误。
故选B。
11．（本题4分）我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号MHL-2M）”于2020年12月正式建成发电，标志我国正式跨入全球可控核聚变研究前列。据介绍，该装置与太阳发热发光原理相同，所以又被称为“入造太阳”。根据你所学的知识，下列说法正确的是（ ）
A．该装置工作的核反应方程可能是
B．该装置工作的核反应方程可能是。
C．该装置工作的核反应方程可能是
D．在核聚变反应中，电荷守恒，质量也守恒
答案： B
解析：A．是衰变，不是核聚变，A错误；
B．该装置工作原理可能是，B正确；
C．，为核裂变方程，不是核聚变，C错误；
D．在核反应中，电荷守恒，质量数也守恒，但是质量不守恒，D错误。
故选B。
12．（本题4分）2020年3月2日9时12分，我国具有完全．自主知识产权的三代核电“华龙号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组热态性能试验基本完成，为后续机组装料、并网发电等工作奠定了坚实基础。该机组正式运行后的核反应方程之一为，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应中，是质子
B．该核反应属于热核反应
C．的比结合能比的比结合能大
D．该核反应的产物的结合能之和小于反应物的结合能之和
答案： C
解析：AB．该反应为重核裂变，根据质量数守恒可得的质量数为
根据电荷数守恒可得的电荷数为
所以为中子，AB错误。
CD．比结合能是指原子核结合能对其所有核子的平均值，也就是把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量，用于表示原子核结合松紧程度。该反应为放能反应，产物的比结合能大于反应物的比结合能，产物的结合能之和大于反应物的结合能之和，D错误，C正确。
故选C。
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、解答题（共52分）
13．（本题9分）带电的验电器在放射线的照射下电荷会很快消失，简述其原因。
答案： 见详解
思路： 根据题中物理情景描述可知，本题考查射线，根据射线组成，运用射线能使空气电离的特点等，进行分析推断。
解析：放射线有电离空气的作用，在放射线的照射下，验电器周围空气被电离，中和验电器上携带的电荷，所以使验电器所带电荷很快消失。
14．（本题10分）裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变可以有多种方式．其中一种可表示为：
反应前后原子核的静止质量分别为mu = 235.0439u, mn = 1.0087u, mx = 138.9178u, ms = 93.9154u（以原子质量单位u为单位），已知1u的质量对应的能量为MeV，求 ：
（1）此裂变反应前后的质量亏损是多少？
（2）释放出的能量是多少？
答案： （1）0.1933 u；（2）1.79769×102MeV
解析：（1）裂变反应前后的质量亏损是
△m=（235.0439+1.0087-138.9178-93.9154-3×1.0087）u =0.1933 u
（2）根据爱因斯坦质能方程得
E=△mc2=0.1933×9.3×102MeV=1.79769×102MeV
15．（本题15分）铀-238的核里有多少个质子？多少个中子？铜-63的核里有多少个质子？多少个中子
答案： 铀-238的核里有92个质子，有146个中子；铜-63的核里有29个质子，34个中子
解析：铀-238的核里有92个质子，有238-92=146个中子；
铜-63的核里有29个质子，63-29=34个中子
16．（本题18分）利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站．核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已具备了发展核电的基本条件．
(1)核反应堆中的“燃料”是，完成下面的核反应方程式：；
(2)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少浓缩铀 已知铀核的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶(sr)核的质量为89.907 7 u，氙(Xe)核的质量为135.907 2 u．1u=1.66×10-27kg，浓缩铀中铀235的含量占2％．
(3)同样功率(100万千瓦)的火力发电站，每年要消耗多少吨标准煤 (已知标准煤的热值为2.93×104KJ/kg)
(4)为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染，需采取哪些措施 (举两种)
答案： (1) Xe的质量数为136，Sr的核电荷数为38 (2) 2.7×104(kg) (3) 1.1×106t (4)核反应堆外面需要修建很厚的水泥防护层，用来屏蔽射线；对放射性废料，要装入特制的容器，埋入地层深处进行处理
解析：(1)根据核电荷数守恒和质量数守恒可得：Xe的质量数为136，Sr的核电荷数为38
(2)该反应的质量亏损为
=235.0439u+1.0087u-89.9077u-135.9072u-10×1.0087u="0.1507u"
根据爱因斯坦质能方程
=0.1507×1.66×10-27×(3×108)2=2.3×10-11(J)
核电站每年所需的能量
=1.0×109×3.6×103×24×365J=3.2×1016J
则由题意知：
=2.7×104(kg)
(3)根据煤的热值计算可得消耗煤的质量为kg=1.1×106t
(4)核反应堆外面需要修建很厚的水泥防护层，用来屏蔽射线；对放射性废料，要装入特制的容器，埋入地层深处进行处理
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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人教版物理选择性必修三 第五章 原子核.A卷 （学生版）
题号 一 二 三 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、多选题（共20分）
1．（本题4分）钍（Th）是一种放射性金属元素，带钢灰色光泽，质地柔软，广泛分布在地壳中，是一种前景十分可观的能源材料。已知钍发生衰变的半衰期为24天，关于钍的衰变，下列说法正确的是（ ）
A．衰变放出的γ射线具有很强的电离能力
B．钍原子发生一次β衰变，原子核放出一个电子
C．β射线是高速电子流，它的穿透能力比α射线强
D．现在有80个钍原子，经过96天后，未衰变的钍原子个数为5个
2．（本题4分）下列说法正确的是（ ）
A．目前还未发现媒介子、轻子和夸克这三类粒子的内部结构
B．自然界存在着的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律，对基本粒子不适用
C．反粒子与其对应的粒子相遇时，会发生湮灭现象
D．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子
3．（本题4分）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有（ ）
A． 是核聚变反应
B．是β衰变
C． 是核裂变反应
D．是α衰变
4．（本题4分）关于轻核聚变和重核裂变，下列说法正确的是（ ）
A．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积
B．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能
C．我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站，前者是利用核聚变释放核能，后者是利用核裂变释放核能
D．一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，氚核质量为3.0180u，则该反应中释放的核能约为6.24Mev(1u=931.5Mev)
5．（本题4分）在近期“三星堆遗址”发掘过程中，科学家通过对6个坑的73份炭屑样品用“碳14”发生衰变程度来进行年代检测，判定新发现的4号坑年代属于商代晚期。下列说法正确的是（ ）
A．碳14的衰变方程为
B．发生衰变后，原子核质量出现亏损，质量数不变
C．弱相互作用是引起原子核外电子发生衰变的原因
D．碳14年代检测有几十年的误差，原因是“碳14”的半衰期受温度、压强的影响
评卷人得分
二、单选题（共28分）
6．（本题4分）下列说法正确的是（ ）
A．布朗运动是悬浮在液体中的固体分子的无规则运动
B．在绝热条件下压缩理想气体，气体的内能一定增加
C．卢瑟福发现中子的核反应方程是：
D．自然发生的热传递过程是向着分子热运动无序性减小的方向进行
7．（本题4分）宇宙中最基本的天体是（ ）
A．恒星和星云 B．行星和星云 C．行星和卫星 D．恒星和行星
8．（本题4分）在近代物理学中，下面选项正确的是（ ）
A．随着温度的升高，黑体热辐射的强度一方面各种波长的辐射强度都有所增加，另一方面其极大值向着波长较长的方向移动
B．光电效应实验中，用等于截止频率的某单色光照射某金属，使得光电子溢出并飞离金属表面
C．卢瑟福的粒子散射实验说明了占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间范围内， 从而提出了原子的核式结构
D．原子的电荷数不是它的电荷量，但质量数是它的质量
9．（本题4分）第118号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，则上述过程中的粒子x是（ ）
A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子
10．（本题4分）地光是在地震前夕出现在天边的一种奇特的发光现象，它是放射性元素氡因衰变释放大量的带电粒子，通过岩石裂隙向大气中集中释放而形成的。已知的半衰期为3.82d，经衰变后变成稳定的。下列说法正确的是（ ）
A．氡核的中子数为86，质子数为136
B．该衰变要经过4次衰变和4次衰变
C．该衰变过程，遵循质量守恒、电荷数守恒
D．标号为的4个氡核经3.82d后一定剩下2个核未衰变
11．（本题4分）我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号MHL-2M）”于2020年12月正式建成发电，标志我国正式跨入全球可控核聚变研究前列。据介绍，该装置与太阳发热发光原理相同，所以又被称为“入造太阳”。根据你所学的知识，下列说法正确的是（ ）
A．该装置工作的核反应方程可能是
B．该装置工作的核反应方程可能是。
C．该装置工作的核反应方程可能是
D．在核聚变反应中，电荷守恒，质量也守恒
12．（本题4分）2020年3月2日9时12分，我国具有完全．自主知识产权的三代核电“华龙号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组热态性能试验基本完成，为后续机组装料、并网发电等工作奠定了坚实基础。该机组正式运行后的核反应方程之一为，下列说法正确的是（ ）
A．该核反应中，是质子
B．该核反应属于热核反应
C．的比结合能比的比结合能大
D．该核反应的产物的结合能之和小于反应物的结合能之和
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、解答题（共52分）
13．（本题9分）带电的验电器在放射线的照射下电荷会很快消失，简述其原因。
14．（本题10分）裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变可以有多种方式．其中一种可表示为：
反应前后原子核的静止质量分别为mu = 235.0439u, mn = 1.0087u, mx = 138.9178u, ms = 93.9154u（以原子质量单位u为单位），已知1u的质量对应的能量为MeV，求 ：
（1）此裂变反应前后的质量亏损是多少？
（2）释放出的能量是多少？
15．（本题15分）铀-238的核里有多少个质子？多少个中子？铜-63的核里有多少个质子？多少个中子
16．（本题18分）利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站．核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已具备了发展核电的基本条件．
(1)核反应堆中的“燃料”是，完成下面的核反应方程式：；
(2)一座100万千瓦的核电站，每年需要多少浓缩铀 已知铀核的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶(sr)核的质量为89.907 7 u，氙(Xe)核的质量为135.907 2 u．1u=1.66×10-27kg，浓缩铀中铀235的含量占2％．
(3)同样功率(100万千瓦)的火力发电站，每年要消耗多少吨标准煤 (已知标准煤的热值为2.93×104KJ/kg)
(4)为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染，需采取哪些措施 (举两种)
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