人教版选修3-5原子核单元测试卷（word 含答案）

人教版选修3-5《原子核》单元测评
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是(　　)。
A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的
B.电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
C.α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的
D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
2.贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是(　　)。
ACNe
BUnIY+n
CHHHen
DHeAlPn
3.2018年8月28日,位于广东东莞的国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)首次打靶成功,获得中子束流,这标志着CSNS主体工程顺利完工,进入试运行阶段。对于有关中子的研究,下列说法正确的是(　　)。
A.中子和其他微观粒子,都具有波粒二象性
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α粒子散射实验结果,发现了质子和中子
D.核反应方程PoXHe中的y=206,X中中子个数为128
4.有关核反应方程,下列说法正确的是(　　)。
AUThHe属于α衰变
BNHeOH是β衰变
C.核聚变反应方程HHHen中n表示质子
D.铀235的裂变方程可能为UCsRb+1n
5.图示是原子核人工转变实验装置的示意图,A是α粒子源,F是铝箔,S是荧光屏,调整F的厚度,使得S上刚好没有闪光,在容器中充入氮气后,屏S上出现闪光,该闪光产生的原因是(　　)。
A.α粒子射到屏S上产生的
B.α粒子轰击氮核后产生的某种粒子射到屏上产生的
C.α粒子轰击铝箔F上打出的某种粒子射到屏上产生的
D.粒子源中放出的γ射线射到屏上产生的
6.如图所示,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中。下列说法正确的是(　　)。
A.①表示γ射线,③表示α射线
B.②表示β射线,③表示α射线
C.④表示α射线,⑤表示γ射线
D.⑤表示β射线,⑥表示α射线
7.图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是(　　)。
A.a、b为β粒子的径迹
B.a、b为γ粒子的径迹
C.c、d为α粒子的径迹
D.c、d为β粒子的径迹
8.一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为UThHe。下列说法正确的是(　　)。
A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能
B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小
C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量
二、多项选择题:本题共4小题,每小题4分,共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
9.放射性元素X的衰变反应是X→Y+N,其中N是未知的射线,则下列说法正确的是(　　)。
A.若此衰变为β衰变,则b=d+1
B.若此衰变为α衰变,则a=c+4
C.射线N是从Y核中放出的
D.若放射性元素X经过6
h还剩下没有衰变,则它的半衰期为2
h
10.14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5700年。已知植物存活期间,其体内14C与12C
的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是(　　)。
A.该古木的年代距今约5700年
B.同位素12C、13C、14C具有相同的中子数
C.14C衰变为14N的过程中放出β射线
D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
11.原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线,下列判断正确的有(　　)。
AHe核的结合能约为14
MeV
BHe核比Li核更稳定
C.两个H核结合成He核时释放能量
DU核中核子的平均结合能比Kr核中的大
12.放射性同位素电池是一种新型电池,它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子(α射线、β射线)与物质相互作用,射线的动能被吸收后转变为热能,再通过换能器转化为电能的一种装置。其构造大致是:最外层是由合金制成的保护层,次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层,第三层是把热能转化成电能的换能器,最里层是放射性同位素。
电池使用的三种放射性同位素的半衰期和放出的射线如下表:
同位素
90Sr
210Po
238Pu
射线
β
α
α
半衰期
28年
138天
89.6年
若选择上述某一种同位素作为放射源,使用相同材料制成辐射屏蔽层,制造用于执行长期航天任务的核电池,则下列叙述正确的是(　　)。
A.90Sr的半衰期较长,使用寿命较长,放出的β射线比α射线的贯穿本领强,所需的屏蔽材料较厚
B.210Po的半衰期最短,使用寿命最长,放出的α射线比β射线的贯穿本领强,所需的屏蔽材料较薄
C.238Pu的半衰期最长,使用寿命最长,放出的α射线比β射线的贯穿本领强,所需的屏蔽材料较厚
D.放射性同位素在发生衰变时,出现质量亏损,但衰变前后的总质量数不变
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.(5分)放射性元素U衰变有多种可能途径,其中一种途径是先变成Bi,而Bi可以经一次衰变变成X(X代表某种元素),也可以经一次衰变变成TlX和Tl最后都变成Pb,衰变路径如图所示。
(1)a=　　　　,b=　　　　。?
(2)BiX是　　　　衰变BiTl是　　　　衰变。?
(3Tl经过一次　　　　衰变变成Pb。?
14.(8分)氘核H)和氚核H)结合成氦核He)的核反应方程为:
HHHen+17.6
MeV。
(1)这个核反应属于　　　　(选填“裂变”“聚变”或“人工核转变”)。?
(2)要发生这样的核反应,需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文。式中17.6
MeV是核反应中　　　　(选填“放出”或“吸收”)的能量,核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量　　　　(选填“增加”或“减少”)了　　　　kg(结果保留1位有效数字)。?
15.(10分)运动的原子核X放出α粒子后变成静止的原子核Y。已知X、Y和α粒子的质量分别是M、m1和m2,真空中的光速为c,α粒子的速度远小于光速。核反应释放的能量全部转化为α粒子的动能,求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动能。
16.(12分)云室处于一个垂直于纸面向外的匀强磁场中,静止的原子核X在云室中发生了一次衰变,其衰变产物在磁场中运动的圆轨迹如图所示。已知新核Y的质量为M,粒子的质量为m,衰变后粒子的速度大小为v,假设原子核衰变时释放的能量都转化为粒子和新核的动能。
(1)通过分析写出核衰变方程。
(2)求原子核衰变时释放的能量。
17.(12分)一静止的质量为M的氡核(Rn)发生α衰变,放出一个速度为v0、质量为m的α粒子和一个反冲核钋(Po)。假设氡核发生衰变时,释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能。
(1)写出衰变方程。
(2)求出衰变过程中的质量亏损(亏损的质量在与粒子质量相比时可忽略不计)。
?
?
18.(13分)太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。
(1)写出这个核反应方程。
(2)这一核反应能释放多少能量?
(3)已知太阳每秒释放的能量是3.8×1026
J,则太阳内部每秒参与热核反应的质子数是多少?
(mp=1.0073
u,mHe=4.0015
u,me=0.00055
u,1
u相当于931
MeV能量)
?
?
人教版选修3-5《原子核》单元测评参考答案
1-5.AAAAB
6-8.CDB
9.BD
10.AC
11.BC
12.AD
13.(1)84　206　(2)β　α　(3)β
14.(1)聚变　(2)放出　减少　3×10-29
15.(M-m1-m2)c2　(M-m1-m2)c2
16.
(1)静止的原子核衰变,形成的两个新带电粒子运动方向相反,且在磁场中的运动轨迹是两个外切的圆,可以确定发生的是α衰变,故衰变方程为XYHe。
(2)原子核在衰变前后动量守恒,设衰变后新核的速度为v1,则Mv1=mv
根据题意可知,衰变时释放的总能量E=M+mv2
联立解得E=。
17.
(1)RnPoHe。
(2)设钋核反冲速度大小为v,由动量守恒定律,得
0=mv0-(M-m)v
ΔE=m+(M-m)v2
解得ΔE=
由爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2,得Δm=。
18.
(1)核反应方程为HHe+e。
(2)核反应中的质量亏损
Δm=4mp-mHe-2me=(4×1.0073-4.0015-2×0.00055)
u=0.0266
u
释放的能量ΔE=0.0266×931
MeV≈24.8
MeV。
(3)核反应发生的次数N=,参与核反应的质子数为4N==个≈3.8×1038个。