人教版高二物理选修3-5第十九章原子核单元复习练习试题

人教版高中物理选修3—5第十九章《原子核》
单元复习练习试题
(时间：90分钟　满分：100分)
一、选择题(本题共12小题，1～8小题只有一个选项正确，9～12每小题有多个选项正确；每小题4分，共48分)
1．下列关于原子和原子核的说法正确的是(　　)
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固

2．一个静止的放射性同位素的原子核P衰变为Si，另一个静止的天然放射性元素的原子核Th衰变为Pa，在同一磁场中，得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4，如图所示，则这四条径迹依次是(　　)

A．电子、Pa、Si、正电子
B.Pa、电子、正电子、Si
C.Si、正电子、电子、Pa
D．正电子、Si、Pa、电子

3．下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是(　　)

①卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
②天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线　③据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能　④据图1可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④

4．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应的总效果可以表示为
6H→kHe＋dH＋2n＋43.15MeV
则(　　)
A．k＝1，d＝4B．k＝2，d＝2
C．k＝1，d＝6D．k＝2，d＝3

5．23592U经过m次α衰变和n次β衰变，变成20782Pb则(　　)
A．m＝7，n＝3B．m＝7，n＝4
C．m＝14，n＝9D．m＝14，n＝18

6．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是(　　)
A．核反应方程是H＋n→H＋γ
B．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3
C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c
D．γ光子的波长λ＝

7．一个原来静止的U核发生α衰变，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下列图中的(图中半径大小没有按比例画)(　　)


8．14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量．下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是(　　)



9．下列关于聚变的说法中，正确的是(　　)
A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功
B．轻核聚变需要几百万开尔文的高温，因此聚变又叫做热核反应
C．原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹可以利用原子弹引发热核反应
D．太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应，在地球内部也可以自发地进行

10．铀核裂变是核电站核能的重要来源，其中一种裂变反应是U＋n→Ba＋Kr＋3n.下列说法正确的有(　　)
A．上述裂变反应中伴随着中子放出
B．铀块体积对链式反应的发生无影响
C．铀核的链式反应可人工控制
D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响

11.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.N＋H→C＋He是α衰变方程
B.H＋H→He＋γ是核聚变反应方程
C.U→Th＋He是核裂变反应方程
D.He＋Al→P＋n是原子核的人工转变方程
12. 下列说法中正确的是(　　)
A．光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构
C.U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短
D．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大
二、填空题(本题共2小题，共12分)
13．(6分)约里奥·居里夫妇因发现人工放射性同位素而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________.P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术.1mgP随时间衰变的关系如图所示，请估算4mg的P经____天的衰变后还剩0.25mg.

14．(6分) 一个Bi原子核中含有的中子数是多少个？Bi具有放射性，现有Bi元素16g，经15天，该元素还剩2g，则该元素的半衰期为 天。
三、计算题(本题共3小题，共40分)
15．(12分)2008年北京奥运会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术来供电，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部四个氢核(H)转化成一个氦核(He)和两个正电子(e)并放出能量．已知质子质量mp＝1.0073u，α粒子的质量mα＝4.0026u，正电子的质量me＝0.0005u,1u的质量相当于931.5MeV的能量．
(1)写出该核反应方程；
(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少能量？(结果保留四位有效数字)


16．(12分)已知氘核的质量mD＝3.3446×10－27kg.如果用入射光子照射氘核恰使其分为质子和中子，质子质量mp＝1.6726×10－27kg，中子质量mn＝1.6749×10－27kg.求入射光子的频率．








17．（16分）在磁感应强度为B的匀强磁场中，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(He)在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．
(1)放射性原子核用X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程；
(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小；
(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，真空中光速为c，求衰变过程的质量亏损Δm.













参考答案
1B 2B 3A 4B 5B 6B 7D 8C 9ABC 10AC 11BD 12BD
13. 答案　正电子　56
解析　衰变方程为P→Si＋e，即这种粒子是正电子．由题图可以看出P的半衰期为14天，则4×＝0.25，得t＝56天．
14. 答案　127　5
解析　一个Bi原子核中含有的中子个数为210－83＝127.
根据m余＝m原()n知n＝3＝，所以τ＝5天．
15. 答案　(1)4H→He＋2e　(2)23.85MeV
解析　(1)根据质量数守恒、电荷数守恒，该核反应方程为：4H→He＋2e.
(2)质量亏损：
Δm＝4mp－mα－2me＝4×1.0073u－4.0026u－2×0.0005u＝0.0256u
ΔE＝0.0256×931.5MeV≈23.85MeV.
16. 答案　3.94×1020Hz
解析　氘核分为质子和中子，增加的质量为
Δm＝mp＋mn－mD
＝(1.6726＋1.6749－3.3446)×10－27kg
＝0.0029×10－27kg.
吸收的入射光子的能量为
E＝Δmc2＝0.0029×10－27×(3×108)2J＝2.61×10－13J.
由公式E＝hν知，入射光子的频率为
ν＝＝Hz≈3.94×1020Hz.
17. 答案　(1)X→Y＋He　(2)　　(3)
解析　(1)由质量数守恒和电荷数守恒，知X→Y＋He
(2)根据洛伦兹力提供向心力，
有qv1B＝m
所以v1＝，圆周运动的周期T＝＝
等效电流I＝＝.
(3)衰变过程动量守恒，有
0＝pY＋pα
所以pY＝－pα，“－”号表示方向相反．
因为p＝mv，Ek＝mv2
所以Ek＝
即EkY∶Ekα＝m∶M
由能量守恒定律得Δmc2＝EkY＋Ekα
Δm＝，其中Ekα＝mv＝，
所以Δm＝.