2020-2021学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第三册单元测试
卷
第5章
原子核与核能
1.关于天然放射性，下列说法正确的是（
）
A．所有元素都可能发生衰变
B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关
C．放射性元素与别的元素形成化合物时不具有放射性
D．ɑ、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强
2.一放射源放射出某种或多种射线,当用一张薄纸放在放射源的前面时,强度减为原来的,而当用1cm厚的铝片放在放射源前时,射线的强度减小到几乎为零.由此可知,该放射源所射出的(
)
A.仅是α射线
B.仅是β射线
C.是α射线和β射线
D.是α射线和γ射线
3.
如图,放射性元素歸衰变过程中释放出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
4.以下是物理学史上3个著名的核反应方程，，，和z是3种不同的粒子，其中z是(
)
A.α粒子
B.质子
C.中子
D.电子
5.曾任美国总统的老布什曾让医生们虚惊了一场，那是在访日宴会上他突然昏厥，美国政府急忙将他送回国，医生用进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出了病因.的特性是(
)
A.半衰期长，并迅速从体内清除
B.半衰期长，并缓慢从体内清除
C.半衰期短，并迅速从体内清除
D.半衰期短，并缓慢从体内清除
6.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图.则(
)
A.轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外
B.轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外
C.轨迹1是新核的，磁场方向垂直面向里
D.轨迹2是新核的，磁场方向垂直面向里
7.在一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生α衰变的次数为(
)
A.6次
B.8次
C.22次
D.32次
8.一个中子与质子发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程为.若该核反应放出的核能为，则氘核的比结合能为(
)
A.
B.
C.
D.
9.如图所示为原子核的比结合能图线，则下列说法正确的是(
)
A.质量数越大的原子核，核子结合得越牢固
B.核比核稳定
C.核的结合能大于核的结合能
D.两个核结合成核时向外释放能量
10.核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都伴随着巨大的能量变化,这是因为(??
)
A.原子核带正电,电子带负电,电荷间存在很大的库仑力
B.核子具有质量且相距很近,存在很大的万有引力
C.核子间存在着强大的核力
D.核子间存在着复杂磁力
11.2018年11月12日中科院等离子体物理研究所发布消息：全超导托克马克装置EAST在实验中有了新的突破，等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度；其主要核反应方程为：①，②，则下列表述正确的是(
)
A．X是质子
B．Y是氚核
C．X与Y是同位素
D．①②两个核反应都属于裂变反应
12.重核裂变和轻核聚变是人类获得核能的两种主要途径，关于裂变和聚变，下列叙述正确的是( )
A.裂变过程有质量亏损，聚变过程无质量亏损
B.核聚变反应方程中，X表示电子
C.裂变释放能量，聚变吸收能量
D.氢弹的核反应属于聚变，原子弹的核反应属于裂变
13.核聚变和核裂变是重要的核反应,关于核聚变和核裂变,下列说法正确的是(
)
A.原子核核子间的距离接近m时就会发生聚变反应
B.目前地球上核电站的主要原料为和
C.核反应堆中,通过控制镉棒释放中子的多少来控制核反应速度
D.核裂变和核聚变发生后,产生的新核的比结合能比反应前原子核的比结合能大
14.以下说法正确的是(??
)
A.聚变是裂变的逆反应
B.如果裂变释放能量,则聚变反应必定吸收能量
C.聚变需要将反应物加热至数百万度的高温,显然是吸收能量
D.裂变与聚变均可释放巨大的能量
答案以及解析
1.答案：D
解析：
2.答案：C
解析：三种射线中，γ射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，本题中用1cm厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含γ射线，用薄纸便可挡住部分射线,说明射线中含有贯穿本领较小的α射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有β射线.
3.答案：C
解析：γ射线为电磁波,在电场、磁场中均不偏转,故②和⑤表示γ射线,A、B、D项错;α射线中的α粒子为氦的原子核,带正电,在匀强电场中,沿电场方向偏转,故③表示α射线,由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏,故④表示α射线,C项对。
4.答案：C
解析：将题述三个方程相加，整理后得，根据电荷数守恒和质量数守恒，可得z的质量数为1，电荷数为0，为中子，C正确.
5.答案：C
解析：的半衰期较短，可以迅速从人体内消失，不至于因长时间辐射而对身体造成伤害，故C正确.
6.答案：D
解析：原子核发生β衰变时，根据动量守恒定律可知新核和电子的速度方向相反，动量的方向相反，大小相等.由轨迹半径公式可知，r与电荷量成反比，电子与新核的电荷量大小分别为e和ne（n为新核的电荷数），则电子与新核的轨迹半径之比为，所以半径大的轨迹1是衰变后电子的轨迹，轨迹2是新核的.新核沿逆时针方向运动，在A点受到的洛伦兹力提供向心力，由左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向里.由以上分析可知，选项D正确.
7.答案：B
解析：设经过了n次α衰变，m次β衰变，有，，解得，，故B正确.
8.答案：C
解析：根据结合能的定义可知，质子与中子发生核反应，生成氘核的过程中放出的能量等于氘核的结合能，所以氘核的结合能等于，氘核有两个核子，所以氘核的比结合能为，故C正确.
9.答案：D
解析：比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，由题图知质量数越大的原子核其比结合能并不是越大，A错误;由题图可知，核的比结合能比核的比结合能大，所以核比核更稳定.B错误;由题图可知核的比结合能比核的大，但核的核子数大于核的核子数，因此核的结合能小于核的结合能,C错误;由题图可得两个核的结合能远小于核的结合能，故两个核结合成核时向外释放能量,D正确。
10.答案：C
解析：核子之间存在核力作用,核子结合成原子核或原子核分解为核子时,都有核力作用,故伴随着巨大的能量变化,选项C正确。
11.答案：B
解析：A.根据质量数守恒、电荷数守恒可知X是中子，故A错误；
B.对第二个方程，根据质量数守恒、电荷数守恒可知Y是氚核，故B正确；
C.X是中子，Y是氚核，X与Y不是同位素，故C错误；
D.①②两个核反应都属于聚变反应，故D错误。
故选：B。
12.答案：D
解析：裂变和聚变都释放出巨大能量，都伴随着质量的亏损，故A、C错误；核聚变反应方程中，X表示中子，B错误；原子弹的核反应属于裂变，氢弹的核反应属于聚变，故D正确。
13.答案：D
解析：要使原子核发生聚变反应.必须使核子间的距离接近核力的作用范围.即要接近，故选项A错误;
和为核聚变的主要原料.选项B错误:核反应堆中.通过控制镉棒吸收中子的多少来控制核反应速度.选项C错误;核裂变和核聚变后都会发生质量亏损.原子核变得更稳定些.反应产生的新核的比结合能比反应前原子核的比结合能大.选项D正确.
14.答案：D
解析：聚变和裂变是两种不同的核反应,反应物和生成物完全不同,选项A错误;两种反应都会产生质量亏损,都会释放核能,选项BC错误,选项D正确。2020-2021学年高二物理鲁科版（2019）选择性必修第三册单元测试AB卷
第5章
原子核与核能
B卷
1.如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数.若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为（β射线能够穿过薄铝片）(
)
A.β射线和γ射线
B.α射线和β射线
C.β射线和X射线
D.α射线和γ射线
2.中子n、质子p、氘核D的质量分别为.现用能量为E的γ射线照射静止的氘核使之分解，反应方程为，若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是(
)
A.
B.
C.
D.
3.的衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成，然后可以经一次衰变变成（X代表某种元素），也可以经一次衰变变成，最后都衰变变成，衰变路径如图所示，下列说法正确的是(
)
A.过程①是β衰变，过程⑧是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变
B.过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变
C.过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变
D.过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变
4.一个静止的放射性同位素的原子核衰变成，另一个也静止的天然放射性原子核衰变成，在同一磁场中得到衰变后粒子的运动轨迹1、2、3、4，如图所示，则这四条运动轨迹对应的粒子依次是(
)
A.电子、、、正电子
B.、电子、正电子、
C.、正电子、电子、
D.正电子、、、电子
5.如图所示，由天然放射性元素钋（Po）放出的α射线轰击铍（Be）时会产生A粒子流，用A粒子流轰击石蜡时，会打出B粒子流.下列说法正确的是(
)
A.该实验核反应方程为
B.该实验是查德威克发现质子的实验
C.粒子A为中子，粒子B为质子
D.粒子A为质子，粒子B为中子
6.如图所示是原子核的平均核子质量与原子序数的关系图像，下列说法正确的是(
)
A.若能结合成F，结合过程一定要释放能量
B.若能结合成F，结合过程一定要吸收能量
C.若能结合成A，结合过程一定要释放能量
D.若能结合成B，结合过程一定要释放能量
7.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素.比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病.根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是(
)
A.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
B.氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个氡原子核
C.γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱
D.发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4
8.下列说法正确的是(
)
A.α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流
B.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
C.原子核发生衰变时一定同时放出α射线、β射线、γ射线
D.放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系
9.放射性同位素钍经一系列α、β衰变后生成氡，以下说法正确的是(
)
A.每经过一次α衰变，原子核的质量数会减少2
B.每经过一次β衰变，原子核的质子数会增加1
C.钍原子核比原子核的中子数少4
D.钍衰变成氡一共经过2次α衰变和3次β衰变
10.以下几个核反应方程中,粒子X代表中子的方程是(
)
A.
B.
C.
D.
11.碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有（
）
A.
B.
C.
D.
12.2018年11月12日中科院等离子体物理研究所发布消息：全超导托克马克装置EAST在实验中有了新的突破，等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度；其主要核反应方程为：①，②，则下列表述正确的是(
)
A．X是质子
B．Y是氚核
C．X与Y是同位素
D．①②两个核反应都属于裂变反应
13.核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子（如粒子、粒子和射线）并将其能量转换为电能的装置。某型号核电池的放射源是钚-238，其衰变方程为，则下列说法正确的是(
)
A.粒子和粒子均属于实物粒子
B.钚-238的半衰期与原子所处环境的压强、温度有关
C.的中子数为142
D.粒子的穿透能力比粒子
14.太阳内部持续不断地发生着4个质子()聚变为1个氦核()的热核反应,核反应方程是,这个核反应释放出大量核能.已知质子、氦核、X的质量分别为,真空中的光速为c.下列说法中正确的是(
)
A.方程中的X表示中子
B.方程中的X表示电子
C.这个核反应中质量亏损
D.这个核反应中释放的核能
答案以及解析
1.答案：D
解析：三种射线中α射线和β射线带电，进入电场后会发生偏转，而γ射线不带电，不受电场力作用，在电场中不偏转.由题意知，将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线.再将薄铝片移开，则从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数大大增加，根据α射线的特性：穿透本领最弱，一张纸就能挡住.分析得知射线中含有α射线，故放射源所发出的射线可能为α射线和γ射线，故D正确.
2.答案：B
解析：氘核分解为核子需要吸收的能量为，
设质子、中子的动能为，根据能量守恒定律有，
联立解得，故B正确.
3.答案：B
解析：β衰变产生电子，质量数不变，核电荷数增加1，α衰变产生氦核，质量数减少4，核电荷数减少2；过程①中的质量数不变，故为β衰变；过程③的质量数减少4，故为α衰变；过程②的核电荷数减少2，故为α衰变，过程④的核电荷数增加1，故为β衰变，选项B正确.
4.答案：B
解析：放射性原子核放出正电子时，正粒子与反冲核的速度方向相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆.而放射性原子核放出电子时，电子与反冲核的速度方向相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆.放射性原子核放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由轨迹半径，可得轨迹半径与电荷量成反比，而正电子和电子的电荷量比反冲核的电荷量小，则正电子和电子的轨迹半径比反冲核的轨迹半径都大，故运动轨迹1、2、3、4依次对应的粒子是、电子、正电子、，B正确.
5.答案：C
解析：天然放射性元素钋（Po）放出的α射线轰击铍（Be）时会产生中子流，该核反应方程为，故A错误；用放射性元素钋放出的α射线轰击铍时，能发射出中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流，所以A为中子，B为质子，该实验是查德威克发现中子的实验，故B、D错误，C正确.
6.答案：A
解析：由题图像看出，的平均核子质量均大于F的平均核子质量，因此结合成F时，反应中有质量亏损，要释放能量，选项A正确，B错误；的平均核子质量均小于A的平均核子质量，核反应中质量增加，因此结合成A时要吸收能量，选项C错误；的平均核子质量均小于B的平均核子质量，核反应中质量增加，因此结合成B时要吸收能量，选项D错误.
7.答案：A
解析：β衰变所释放的电子来自原子核，是原子核中的中子转变为质子和电子所产生的，故A正确.半衰期具有统计意义，只对大量的原子核适用，故B错误.γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最弱，电离能力最强，故C错误.发生α衰变时，电荷数减少2，质量数减少4，则中子数少2，故D错误.
8.答案：D
解析：α射线、β射线都是高速运动的带电粒子流，γ射线不带电，选项A错误；原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量数守恒的规律，但质量不一定守恒，选项B错误；根据两种衰变的特点可知，原子核发生衰变时一定不能同时放出α射线、β射线，选项C错误；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，选项D正确.
9.答案：B
解析：每经过一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，故A错误.每经过一次β衰变，核电荷数增加1，质量数不变，质子数等于核电荷数，则质子数增加1，故B正确.原子核的质量数为232，质子数为90，则中子数为142，原子核的质量数为220，质子数为86，则中子数为134，可知原子核比原子核的中子数多8，故C错误.钍衰变成氡，可知质量数减少12，核电荷数减少4，则经过3次α衰变，2次β衰变，故D错误.
10.答案：B
解析：A、根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X为质量数为14+4-17=1，电荷数为：7+2-8=1，因此X=，即为质子，故A错误；B、根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X为质量数为9+4=12=1，电荷数为4+2-6=0，故该方程中的X为中子，故B正确；C、根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X为质量数为0，电荷数为1，故该方程中的X为正电子，故C错误；D、根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X为质量数为0，电荷数为-1，故该方程中的X为电子，故D错误。故选：B。
11.答案：C
解析：半衰期指同位素的一半发生衰变所用的时间,题目中碘131的半衰期为8天,经过32天,经历了个半衰期,碘131的含量应是原来的,即,C正确。
12.答案：B
解析：A.根据质量数守恒、电荷数守恒可知X是中子，故A错误；
B.对第二个方程，根据质量数守恒、电荷数守恒可知Y是氚核，故B正确；
C.X是中子，Y是氚核，X与Y不是同位素，故C错误；
D.①②两个核反应都属于聚变反应，故D错误。
故选：B。
13.答案：C
解析：γ粒子是电磁波，不是实物粒子，A项错误；元素的半衰期与原子所处环境的压强、温度无关，B项错误；根据质量数、电荷数守恒可知，X的质子数为92，核子数为234，可知中子数为142，C项正确；粒子的穿透能力比γ粒子弱，D项错误.
14.答案：D
解析：根据核电荷数守恒可知,X的核电荷数为=1,质量数为4×1-4=0,则X是,故AB错误;核反应过程中的质量亏损,故C错误;这个核反应中释放的核能,故D正确.
