2023-2024学年粤教版选择性必修3第五章《原子与原子核》单元测试B卷（后附解析）

保密★启用前
2023-2024学年 粤教版 选择性必修3 第五章《原子与原子核》单元测试B卷
试卷后附解析
考试范围：xxx；考试时间：75分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 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、单选题
1．“嫦娥五号”返回器于2020年12月带回1731克月球土壤，月球土壤富含的是理想的热核反应原料，其核反应方程为，则（　　）
A．该核反应可在常温下发生 B．该核反应类型为重核裂变
C．X为中子 D．该核反应前后质量数守恒
2．下列事实揭示出原子核具有复杂结构的是（ ）
A．α粒子散射实验 B．氢光谱实验
C．X光的发现 D．天然放射现象
3．下列叙述中符合物理学史的是（　　）
A．赫兹从理论上预言了电磁波的存在 B．麦克斯韦成功地解释了光电效应现象
C．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子有核式结构 D．汤姆逊发现了电子，并提出了原子核式结构模型
4．2018年中国散裂中子源将迎来验收，目前已建设的3台谱仪也将启动首批实验．有关中子的研究，下列说法正确的是（ ）
A．Th核发生一次衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
B．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应
C．卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D．中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性
5．关于对结合能和比结合能的理解，下列正确的是（　　）
A．原子核越大，它的结合能越高，原子核能级越稳定
B．比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定
C．铀核发生裂变反应时，生成新核的比结合能小于铀核的比结合能
D．裂变后的产物有和，核子数比和的核子数多，则的结合能小
6．真空中静止的原子核X发生α衰变后变成新原子核Y。已知X核、Y核和α粒子的质量分别为mX、mY和mα，且 ，光速为 c，若释放的核能全部转化为 Y 核和α粒子的动能。则（ ）
A．X核的中子数与Y核的中子数相同
B．该反应释放的核能为 (mX-mY)c2
C．Y核和α粒子的动量大小之比为 1:1
D．Y核和α粒子的动能大小之比为1:1
7．目前地球上消耗的能量绝大部分来自太阳内部核聚变时释放的核能。如图所示，太阳能路灯的额定功率为P，光电池系统的光电转换效率为η。用表示太阳辐射的总功率，太阳与地球的间距为r，地球半径为R，光在真空中传播的速度为c。太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，电池板接收太阳垂直照射的等效面积为S。在时间t内（　　）
A．到达地球表面的太阳辐射总能量约为
B．路灯正常工作所需日照时间约为
C．路灯正常工作消耗的太阳能约为ηPt
D．因释放核能而带来的太阳质量变化约为
评卷人得分
二、多选题
8．下列说法中正确的是________。
A．新冠肺炎诊断中，要用X光扫描肺部，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强
B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光
C．泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的
D．用光导纤维传播信号是利用了光的全反射
E．赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在
9．下列关于放射性元素的半衰期的说法正确的是( )
A．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长
B．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用
C．氡的半衰期是3.8天，若有4 g氡原子核，则经过7.6天就只剩下1 g
D．氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天就只剩下一个
10．2011年3月由9.0级地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统，导致大量泄露在大气中，是一种放射性物质，会发生β衰变而变成元素．下列说法中正确的是
A．福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电
B．发生β衰变的方程式为
C．原子核内53个质子，78个中子
D．如果将碘131的温度降低到0度以下，可以延缓其衰变速度
11．磁感应强度为B的匀强磁场，一个静止的放射性原子核()发生了一次α衰变。放射出的α粒子()在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量，生成的新核用Y表示，真空中光速为c，下列说法正确的是（　　）
A．新核Y在磁场中做圆周运动的轨道半径为
B．α粒子做圆周运动可等效成一个环形电流，且电流大小为
C．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核Y的动能，则衰变过程中的质量亏损约为
D．发生衰变后产生的α粒子与新核Y在磁场中旋转方向相同，且轨迹为相内切的圆
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、实验题
12．1909年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子（带正电）轰击金箔实验。结果发现：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。
(1)根据实验现象，卢瑟福提出“原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”，卢瑟福所说的“很小的结构”指的是 ；
(2)1μm金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，该现象可以说明下列两种说法中的( )
A．原子的质量是均匀分布的
B．原子内部绝大部分空间是空的
(3)科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过α粒子散射实验，你认为原子结构为图中的( )
A．不可再分的实心球体
B．正负电荷均匀分布
C．核位于原子中心，大部分质量集中在核上
13．(1)下图中螺旋测微器的示数为 ，游标卡尺示数为 。
(2)电子所带的电荷量（元电荷）最先是由密立根通过油滴实验测量出的，图示为该实验装置的示意图，将两块水平放置的金属板、连接到电路中，用一个喷雾器把许多油滴从上板中间的小孔喷入电场，油滴从喷口出来时由于摩擦而带电。在实验中通过调节金属板间的电压，利用显微镜观察，找到悬浮不动的油滴。
实验时观察到某个悬浮不动的油滴直径为，此时金属板、间电压为，两板间距离为，已知油滴密度为，重力加速度为，不计空气浮力，则该油滴带 电（填“正”、“负”），所带的电荷量大小 。（用题目中所给的物理量表示）
评卷人得分
四、解答题
14．自从1897年英国物理学家谁发现了电子以后？人们认识到，原子不是组成物质的最小单元，1919年卢瑟福依据α粒子散射实验中，发现α粒子发生了大角度散射现象，提出了原子的什么结构模型？
15．目前核电站主要采用哪一种核燃料？这种核燃料发生的核反应是核裂变还是核聚变？
16．有些核反应过程是吸收能量的，如用轰击静止的生成和，已知的质量为，的质量为，的质量为，的质量为，真空中光速为c，试求：
（1）核反应吸收的能量Q；
（2）要使核反应发生，的最小动能。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．D
解析：AB．热核反应指的是轻核聚变，需要很高的温度才能发生，故AB错误；
CD．由电荷数守恒和质量数守恒，可推出X的电荷数为1，质量数为1，则X为质子，故C错误，D正确。
答案：D。
2．D
解析：A．卢瑟福据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故A项错误；
B．玻尔氢原子理论解释了氢光谱实验，故B项错误；
C．X射线是由原子内层电子受激发跃迁后发出的，故C项错误；
D．天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故D项正确。
答案：D。
3．C
解析：A．麦克斯韦在理论上预言了电磁波的存在，赫兹通过实验得到了证实，故A错误；
B．爱因斯坦提出了光子说，故B错误；
C．卢瑟福在1909年进行了粒子散射实验，并由此提出原子有核式结构，故C正确；
D．汤姆逊发现了电子，但提出的是原子枣糕式模型而不是原子核式结构模型，故D错误。
答案：C。
4．D
解析：A：α衰变的本质是发生衰变的核中减小的2个质子和2个中子形成氦核，所以一次α衰变，新核与原来的核相比，中子数减小了2．故A项错误．
B：一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是聚变反应，故B项错误．
C：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型；卢瑟福通过α粒子轰击氮原子核产生氧17和质子的实验发现了质子；查德威克通过α粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子．故C项错误．
D：中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性．故D项正确．
点拨：α衰变，新核比旧核的质量数少4，电荷数少2；新核中质子数、中子数比旧核均少2；α衰变的本质是发生衰变的核中减小的2个质子和2个中子形成氦核．
β衰变，新核与旧核的质量数相等，电荷数多1，新核中质子数比旧核多1，中子数比旧核少1；β衰变的本质是原子核中一个中子变成质子的同时立即从核中放出一个电子．
5．B
解析：AB．结合能越高，原子核不一定越稳定。比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定，故A错误，B正确；
C．铀核发生裂变反应时，生成新核的比结合能大于铀核的比结合能，故C错误；
D．核子数越多，结合能越大，则的结合能大，故D错误。
答案：B。
6．C
解析：A．原子核X发生α衰变后变成新原子核Y，α粒子有两个质子和两个中子，所以，X核的中子数比Y核的中子数多2，A错误；
B．质量亏损为
该反应释放的核能为
B错误；
C．根据动量守恒定律，Y核和α粒子的动量大小之比为 1:1，C正确；
D．根据
可知Y核和α粒子的动能大小之比
D错误。
答案：C。
7．A
解析：A．以太阳为球心r为半径的球面积为
因此到达地球单位面积功率
即
因此到达地球表面的太阳辐射总能量约为
故A正确；
B．路灯需要的总能量
因此路灯正常工作所需日照时间约为
故B错误；
C．路灯正常工作消耗的太阳能约为
故C错误；
D．因释放核能而带来的太阳质量变化约为
故D错误。
答案：A。
8．BDE
解析：A．用X光扫描肺部，是因为它是各种电磁波中穿透能力较强的，而γ射线才是电磁波中穿透能力最强，故A错误；
B．照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰，故B正确；
C．泊松亮斑是光通过不透光的圆盘发生衍射时形成的，故C错误；
D．光导纤维由内芯和外套两层组成，内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射，光导纤维传播信号就是利用光的全反射，故D正确；
E．1886年，赫兹制作了一套仪器，用它发射和接收电磁波，并第一次用实验证实了电磁波的存在，故E正确。
答案：BDE。
9．BC
解析：ABD．半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，半衰期是个统计规律，只对大量的原子核才适用，半衰期不能指少数原子，"单个的微观事件是无法预测的"，半衰期是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，故A、D错误，B正确．
C．氡的半衰期是T=3.8天，若有M=4g氡原子核，经t=7.6天剩余的氡原子核的质量
m=M=M=1g
故C正确．
答案：BC。
10．BC
解析：福岛第一核电站是利用重核裂变释放的核能进行发电的，故A错误；根据衰变过程中质量数和电荷数守恒得发生β衰变的方程式为 ，故B正确；53131I中有53个质子，131表示质量数，所以有78个中子，故C正确；衰变速度与外界因素无关，只与原子核内部因素有关，故D错误；答案：BC．
点睛：知道半衰期的意义．知道zxI中，x为质量数，z为核电荷数．半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的．
11．BC
解析：A．粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有
解得，粒子的轨道半径
根据半径公式则有
解得
故A错误；
B．粒子做圆周运动的周期
则环形电流
故B正确；
C．对α粒子，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
由质量关系可知，衰变后新核Y质量为
衰变过程系统动量守恒，由动量守恒定律得
解得
系统增加的能量为
由质能方程得
联立解得
故C正确；
D．由动量守恒可知，衰变后α粒子与新核Y运动方向相反，所以轨迹圆应外切，故D错误。
答案：BC。
12． 原子核 B C
解析：原子是由原子核和核外电子构成的，原子核体积很小，原子的质量主要集中在原子核上，核外电子围绕原子核做高速运动。
(1)[1]若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则不会出现极少数α粒子大角度偏转，这里的“很小的结构”指的是原子核。
(2)[2]原子核内部十分“空旷”，使绝大多数α粒子穿过后方向不变。所以A错误；B正确；
答案：B。
(3)[3]通过上述实验，能说明原子结构是：原子核位于原子的中心，大部分质量集中在原子核上，所以C正确；AB错误；
答案：C。
13． （ ） 负
解析：(1)[1]螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为
38.0×0.01mm=0.380mm
所以最终读数为
1.5mm+0.380mm=1.880mm
[2]游标卡尺精确度为0.02mm，读数
10mm+22×0.02mm=10.44mm=1.044cm
(2)[3]由于油滴处于平衡状态，重力竖直向下，电场力与重力等大反向，由于金属板A为正极，电场方向与重力方向相同，故油滴带负电；
[4]油滴处于静止状态，有
其中
联立解得
14．汤姆孙，核式
解析：汤姆逊发现了电子，卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验装置示意图，此实验否定了汤姆逊的枣糕模型，据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型．
15．铀；核裂变
解析：目前核电站主要采用的核燃料是铀，这种核燃料发生的核反应是核裂变。
16．（1）；（2）
解析：（1）根据质能方程，核反应吸收的能量为
（2）当发生完全非弹性碰撞时，损失的能量最多，此时的动能最小，忽略相对论效应，根据动量守恒和能量守恒可知
联立解得最小动能
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页