人教版物理选修3-5 第十九章 章末质量评估(四) 含答案
人教版高中物理选修3-5章末测试题及答案全套
人教版高中物理选修3-5章末测试题及答案全套阶段验收评估(一) 动量守恒定律(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。
1～5小题只有一个选项符合题目要求，6～8小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分) 1．做平抛运动的物体，在相等的时间内，物体动量的变化量()A．始终相同B．只有大小相同C．只有方向相同D．以上说法均不正确解析：选A做平抛运动的物体，只受重力作用，重力是恒力，其在相等时间内的冲量始终相等，根据动量定理，在相等的时间内，物体动量的变化量始终相同。
2．下列情形中，满足动量守恒的是()A．铁锤打击放在铁砧上的铁块，打击过程中，铁锤和铁块的总动量B．子弹水平穿过放在光滑水平桌面上的木块过程中，子弹和木块的总动量C．子弹水平穿过墙壁的过程中，子弹和墙壁的总动量D．棒击垒球的过程中，棒和垒球的总动量解析：选B铁锤打击放在铁砧上的铁块时，铁砧对铁块的支持力大于系统重力，合外力不为零；子弹水平穿过墙壁时，地面对墙壁有水平作用力，合外力不为零；棒击垒球时，手对棒有作用力，合外力不为零；只有子弹水平穿过放在光滑水平面上的木块时，系统所受合外力为零，所以选项B正确。
3.如图1所示，光滑圆槽的质量为M，静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰位于槽的边缘处，如将细线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为()图1A．0 B．向左C．向右D．无法确定解析：选A小球和圆槽组成的系统在水平方向上不受外力，故系统在水平方向上动量守恒，细线被烧断的瞬间，系统在水平方向的总动量为零，又知小球到达最高点时，小球与圆槽水平方向有共同速度，设为v′，设小球质量为m，由动量守恒定律有0＝(M＋m)v′，所以v′＝0，故A正确。
4.在光滑的水平面上有a、b两球，其质量分别为m a、m b，两球在t时刻发生正碰，两球在碰撞前后的速度图像如图2所示，下列关系正确的是()图2A ．m a >m bB ．m a <m bC ．m a ＝m bD ．无法判断解析：选B 由v -t 图像可知，两球碰撞前a 球运动，b 球静止，碰后a 球反弹，b 球沿a 球原来的运动方向运动，由动量守恒定律得m a v a ＝－m a v a ′＋m b v b ′，解得m a m b ＝v b ′v a ＋v a ′<1，故有m a <m b ，选项B 正确。
2017-2018学年高中物理选修3-5练习：第十九章 检测 含
(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本大题共7个小题，每小题7分，共49分。
在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)1．下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是()A．玻尔在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数均守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线C．中性原子的核电荷数等于核外的电子数D．爱因斯坦提出了质能方程，从而可求出原子核的结合能解析：卢瑟福分析α粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构模型，A错误；γ射线不带电，在磁场和电场中都不偏转，B正确；中性原子的核电荷数等于核外电子数，故C 正确；爱因斯坦提出质能方程从而可求出原子核的结合能，D正确。
答案：BCD2．(2012·丹东联考)“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆。
重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(23994Pu)，这种钚239可由铀239(23992U)经过n次β衰变而产生，则n为()A．2B．239C．145 D．92解析：β衰变规律是质量数不变，质子数增加1。
23994Pu比23992U质子数增加2，所以发生2次β衰变，A对。
答案：A3．如图1所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，计数器对α粒子、β粒子、γ光子均能计数。
若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是()图1 A．α、β和γ的混合放射源B．纯α放射源C．α和γ的放射源D．纯γ放射源解析：在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子，在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线。
因此放射源可能是α和γ的放射源。
2016新课标三维人教物理选修3-5 第十九章 原子核 阶段验收评估(四)
第十九章原子核(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。
1～5小题只有一个选项符合题目要求，6～8小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1．图1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()图1A．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粒子的径迹解析：选D由于α粒子带正电，β粒子带负电，γ粒子不带电，据左手定则可判断a、b可能为α粒子的径迹，c、d可能为β粒子的径迹，选项D正确。
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()A.146C→147N＋0－1eB.23592U＋10n→13953I＋9539Y＋210nC.21H＋31H→42He＋10nD.42He＋2713Al→3015P＋10n解析：选A放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象。
A选项为β衰变方程，B选项为重核裂变方程，C选项为轻核聚变方程，D选项为原子核的人工转变方程，故选A。
3．由图2所示可得出结论()图2A．质子和中子的质量之和小于氘核的质量B．质子和中子的质量之和等于氘核的质量C．氘核分解为质子和中子时要吸收能量D．质子和中子结合成氘核时要吸收能量解析：选C 由题图可以看出，氘核分解为质子和中子的过程中是吸收能量的，因此两个核子质量之和大于氘核的质量，C 正确。
4．居室装修中经常用到的花岗岩都不同程度地含有放射性元素(含铀、钍等)，会释放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道疾病。
根据有关放射性知识判断下列说法中正确的是( )A ．α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4B ．β射线是发生β衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了1C ．γ射线是发生γ衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了1D ．在α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强、电离能力最弱解析：选D α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2，A 错误；β射线是发生β衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数不变，B 错误；γ射线是伴随α衰变或β衰变时产生的，没有γ衰变，C 错误；γ射线的穿透能力最强、电离能力最弱，D 正确。
2019-2020学年高中物理 第十九章 原子核单元质量评估(含解析)新人教版选修3-5.doc
2019-2020学年高中物理第十九章原子核单元质量评估（含解析）新人教版选修3-5一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。
多选题已在题号后标出)1.(2015·汕头高二检测)核反应方程He N O+X,X所代表的粒子是( )A HB HC eD n【解析】选A。
根据核反应所遵循的两个守恒,即质量数守恒和电荷数守恒得X的质量数=4+14-17=1,电荷数=2+7-8=1,因此,X代表的粒子为H,选项A正确。
2.(2015·韶关高二检测)卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。
发现质子的核反应为N He O H。
已知氮核质量为m N=14.007 53u,氧核的质量为m O=17.004 54u,氦核质量m He=4.003 87u,质子(氢核)质量为m p=1.008 15u,(已知:1 uc2=931 MeV)对于这一核反应,下列说法正确的是( )A.放出热量0.001 29 MeVB.吸收热量0.001 29 Me VC.放出热量1.20 MeVD.吸收热量1.20 MeV【解析】选D。
质量亏损Δm=m N+m He-m O-m p=-0.001 29 u,由质能方程得:ΔE=Δmc2=-1.20 MeV,故这一核反应是吸收能量的反应,吸收的能量为1.20 MeV,D项正确。
【互动探究】若入射氦核以v0=3×107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。
反应生成的氧核和质子同方向运动,且速度大小之比为1∶50。
求氧核的速度大小。
【解析】动量守恒m He×v0=m H×v H+m O v O又:v O∶v H=1∶50解得:v O=1.8×106m/s答案：1.8×106m/s3.(2013·大纲版全国卷)放射性元素(22286Rn)经α衰变成为钋(21884Po),半衰期约为3.8天;但勘测表明,经过漫长的地质年代后,目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn的矿石,其原因是( )A.目前地壳中的22286Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变 B.在地球形成的初期,地壳中元素22286Rn 的含量足够高C.当衰变产物21884Po 积累到一定量以后, 21884Po 的增加会减慢22286Rn 的衰变进程D.22286Rn 主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它的半衰期【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析: (1)知道半衰期大小的决定因素。
2019-2020年人教版物理选修3-5讲义：第19章+章末复习课及答案
①电离②穿透③有半数④核子⑤氮核⑥铍核⑦质量数⑧电荷数⑨mc2[学思心得]______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________12．常见的核反应方程及相关内容(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．(4)四类核反应的判断技巧：衰变方程的箭头左侧只有一项且箭头右侧必有42Hee；人工转变的箭头左侧都含有一个用来轰击的小粒子，多为质子、中子、α或0－1粒子或β粒子，且被轰击核多为中等质量核；重核裂变的箭头左侧多为铀235，且有中子；聚变方程的箭头左侧的原子序数都很小，多为前4号元素．【例1】(多选)下列说法正确的是()A．21H＋31H→42He＋10n是聚变B．23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是裂变C．22698Ra→22296Rn＋42He是α衰变D．2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变[解析]聚变是两个轻核结合成质量较大的核，A正确；裂变反应指的是质量较大的核分解成几块中等质量的核，B正确，D错误；放射性元素自发地放射出α粒子的现象是α衰变，C正确．[答案]ABC1．(多选)下列关于核裂变和核辐射的方程中正确的是()A．23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋1010nB．23994Pu→23592U＋42HeC．13755Cs→13756Ba＋0－1eD．13153I→13154Xe＋0－1e[解析]选项A中，质量数不守恒，故A错误；核辐射是放出α、β、γ三种射线，选项B为α衰变，放出α射线，选项C、D为β衰变，放出β射线，故B、C、D正确．[答案]BCD上，在核反应过程中，由于核力对核子做功，会引起“核反应系统”(以下简称“系统”)的能量变化．我们就把系统释放或吸收的这部分能量，叫做核能．从而，核反应即可分为质量亏损、释放核能和质量增加、吸收核能两大类型．其中，又以研究发生质量亏损、释放核能的一类核反应为学习的重点．欲解决核反应中有关“守恒规律”与“核能的计算”问题，可利用以下几条“依据”：1．五个守恒(1)质量数守恒．(2)质子数(电荷数)守恒．(3)质量守恒(“亏损质量”与释放的“核能”相当)．(4)能量守恒．(5)动量守恒．2．两个方程(1)质能方程：E＝mc2，m指物体的质量．(2)核能：ΔE＝Δmc2.3．一个半衰期(T ) (1)剩余核数：N ＝N 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T.(2)剩余质量：m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T.【例2】 如图所示，有界匀强磁场磁感应强度为B ＝0.05 T ，磁场方向垂直于纸面向里，MN 是磁场的左边界，在磁场中A 处放一个放射源，内装226 88Ra(镭)，226 88Ra放出某种放射线后衰变成222 86Rn(氡)．试写出22688Ra 衰变的方程．若A 距磁场的左边界MN 的距离OA ＝1.0 m 时，放在MN 左侧的粒子接收器收到垂直于边界MN 方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA 的直线1.0 m ，则此时可以推断出一静止镭核226 88Ra 衰变时放出的能量是多少？(保留两位有效数字，取1 u ＝1.6×10－27 kg ，电子电荷量e ＝1.6×10－19C)[解析]226 88Ra →222 86Rn ＋42He.镭衰变放出α粒子和氡核，在磁场中做匀速圆周运动，α粒子垂直于MN 边界射出被接收器接收，α粒子在磁场中的轨迹为1/4圆周，得圆半径为R ＝1.0 mα粒子的动量m αv ＝qBR ＝1.6×10－20 kg·m/s α粒子的动能为E 1＝12m αv 2＝p 22m α＝2.0×10－14 J衰变过程中动量守恒，有m αv ＝M Rn v 1 氡核反冲的动能为E 2＝12M Rn v 21＝m αE 1M Rn 衰变过程释放出的能量为E 1＋E 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋m αM Rn E 1≈2.04×10－14 J.[答案]226 88Ra →222 86Rn ＋42He2.04×10－14 J2．(多选)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致[解析]核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713 Al→2814Si*，说法A正确；核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确；核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法C错误；根据动量守恒定律有m p v p＝m Si v Si，碰撞后硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子初速度方向一致，说法D正确．[答案]ABD。
2017-2018学年物理选修3-5第十九章章末质量评估(四)含答案
章末质量评估(四）（时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分,共30分．每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确)1．关于近代物理，下列说法正确的是（)A．β衰变时,β射线是原子的核外电子释放出来的B．组成原子核的核子质量之和大于原子核的质量C．发生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的解析：β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转化而来的不是原子内部核外电子释放出来的，故A错误；发生核反应时,总要有质量亏损，故组成原子核核子的质量之和大于原子核的质量,B正确；根据爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0,知光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比，故C错误;根据玻尔理论可知，核外电子轨道是量子化的，故D错误．故选B.答案：B2．建材中的放射性物质衰变生成具有放射性的氡气，会使人导致肺癌,降低居室中放射性污染的方法是（）A．勤开门窗通风换气 B．利用其他元素中和C．加热使放射性物质分解D．勤向地面洒水答案：A3．放射性元素（错误!86Rn)经α衰变变成钋(错误!84Po)，半衰期约为3。
8天，但勘测表明,经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素错误!86Rn的矿石，其原因是( ）A．目前地壳中的错误!86Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成初期，地壳中的元素错误!86Rn的含量足够多C．当衰变产物错误!84Po积累到一定量以后，错误!84Po的增加会减慢错误!86Rn的衰变进程D.错误!86Rn主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它的半衰期答案：A4．科学家发现在月球上含有丰富的错误!He(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为:错误! He＋错误!He→2错误!H＋错误!He。
关于错误!He聚变下列表述正确的是( )A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚应反应没有质量亏损D．目前核电站都采用错误!He聚变反应发电解析：由于核聚变过程中存在质量亏损，故C错误；根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可以判断核聚变会释放能量,故A错误；由于该核反应的生成物有错误!He和错误!H，故该反应产生了新的原子核，故B正确；目前的核电站都采用了U235的核裂变,而核聚变仍处于实验阶段，故D错误．故选B.答案：B5．下列说法中正确的是（）A．核反应堆是人工控制链式反应的装置B.错误!U＋错误!n→错误!Xe＋错误!Sr＋d错误!n，式中d＝3C．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的D．4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变解析：核电站的核心是核反应堆，核反应堆中核的链式反应可以在人工控制下进行，A项正确；根据核反应前后电荷数守恒规律，B选项中的d＝2，B项不正确；β衰变是原子核内释放出电子的核反应,不是核外电子的逃逸，C项不正确;4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后，衰变的结果有多种情况，半衰期是对大量原子核的行为的统计预测，对几个核的衰变无法预测，D项不正确．答案：A6．新华社合肥2006年9月28日电,世界领先水平的我国新一代“人造太阳”实验装置EAST于28日在安徽合肥首次放电成功，这意味着人类在核聚变能研究利用领域又迈出了新的一步．关于核聚变，以下说法不正确的是（)A．与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁B．世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站C．要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15 m以内，核力才能起作用D．地球上聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核解析：与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁，故A 正确；世界上已经有利用核裂变能来发电的核电站,故B错误；要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10－15m以内，核力才能起作用,故C正确;地球上聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核，故D正确．答案：B7．下面列出的是一些核反应方程：3015P→30，14Si＋X，94Be＋错误!H →错误!5B＋Y，错误!He＋错误!He→错误!Li＋Z，其中（）A．X是质子，Y是中子，Z是正电子B．X是正电子，Y是质子，Z是中子C．X是中子，Y是正电子，Z是质子D．X是正电子,Y是中子，Z是质子解析：根据质量数和电荷数守恒，可知X为正电子,Y为中子，Z为质子，故D正确．答案:D8．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,放出热量．这几种反应的总效果可以表示为6错误!H―→k错误!He＋d错误!H＋2错误!n＋43。
2018版高中物理选修3-5：第19章 章末综合测评 含解析 精品
章末综合测评(四)(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的4个选项中，第1～5题只有一个选项符合要求，第6～8题有多个选项符合要求．全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)1．在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的是()A．查德威克通过实验证实了卢瑟福关于中子的猜想是正确的B．汤姆孙首先提出了原子的核式结构学说C．居里夫人首先发现了天然放射现象D．玻尔通过原子核的人工转变发现了质子【答案】 A2．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子：23592U＋10n→14456Ba＋8936 Kr＋x10n，铀235质量为m1，中子质量为m2，钡144质量为m3，氪89的质量为m4，下列说法正确的是()A．该核反应类型属于人工转变B．该反应放出能量(m1－2m2－m3－m4)c2C．x的值是2D．该核反应比聚变反应对环境的污染少【解析】该核反应是核裂变，不是人工转变，故A错误；核反应方程23592U ＋10n→14456Ba＋8936Kr＋x10n中根据质量数守恒，有：235＋1＝144＋89＋x，解得：x ＝3；根据爱因斯坦质能方程，该反应放出能量为：ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝(m1－m3－m4－2m2)c2，故B正确，C错误；该核反应生成两种放射性元素，核污染较大，故D错误．【答案】 B3．硼10俘获1个α粒子，生成氮13，放出x粒子，而氮13是不稳定的，它放出y粒子变成碳13，那么，x粒子和y粒子分别为()【导学号：54472188】A．中子和正电子B．中子和电子C．质子和正电子D．质子和中子【解析】由核反应方程105B＋42He→137N＋10n，137N→136C＋01e，所以A选项正确．【答案】 A4．太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个μ子和一个τ子．若在衰变过程中μ子的速度方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向()【导学号：54472189】A．一定与μ子同方向B．一定与μ子反方向C．一定与μ子在同一直线上D．不一定与μ子在同一直线上【解析】中微子衰变成μ子和τ子，满足动量守恒，μ子的速度方向与中微子原来的方向一致，τ子必定也在这条直线上．【答案】 C5．一个氘核和一个氚核聚合成一个氦核的反应方程是21H＋31H→42He＋10n，此反应过程产生的质量亏损为Δm.已知阿伏伽德罗常数为N A，真空中的光速为c.若1 mol氘和1 mol氚完全发生核反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为()【导学号：54472100】A.12N AΔmc2B．NAΔmc2C．2N AΔmc2D．5N AΔmc2【解析】一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时，释放出的能量为Δmc2,1 mol的氘核和1 mol的氚核结合成1 mol的氦核释放能量为N AΔmc2.【答案】 B6．放射性元素23892U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成21083Bi，而21083 Bi可以经一次衰变变成210a X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b81Tl，210a X 和b81T1最后都变成20682Pb，衰变路径如图1所示．则()图1A．a＝84B．b＝218C.21083Bi→210a X是β衰变，21083Bi→b81Tl是α衰变D.21083Bi→210a X是α衰变，21083Bi→b81Tl是β衰变【解析】由21083Bi→210a X，质量数不变，说明发生的是β衰变，同时知a＝84.由21083Bi→b81Tl是核电荷数减2，说明发生的是α衰变，同时知b＝218.【答案】ABC7．“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子，核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则()A．生成的新核与衰变前的原子核质量数相同B．生成新核的核电荷数增加C．生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D．生成的新核与中微子的动量大小相等【解析】质子与中子的质量数相同，所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量数相同，A正确；新核质子数减少，故核电荷数减少，B错误；新核与原核质子数不同，不能称它们互为同位素，C错误；以静止原子核及被俘获电子为系统，系统动量守恒，系统初动量为零，所以生成的新核与中微子的动量大小相等，方向相反，D正确．【答案】AD8．太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看做是4个氢核(11H)结合成1个氦核(42He)．下表中列出了部分粒子的质量(1 u相当于931.5 MeV的能量)，以下说法中正确的是()121B．核反应方程式为411H→42He＋20－1eC．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 uD．4个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV【解析】根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒关系可判断A正确，B错误；根据质能方程可知C、D正确．【答案】ACD二、非选择题(本题共5小题，共52分．按题目要求作答．)9．(4分)由图2所示可得出结论：质子和中子的质量之和________氘核的质量，氘核分解为质子和中子时要________能量．图2【解析】由图可以看出，氘核分解为质子和中子的过程中是吸收能量的，因此两个核子质量之和大于氘核的质量．【答案】大于吸收10．(8分)我国自行设计并研制的“人造太阳”——托卡马克实验装置运行，获得重大进展，这标志着我国已经迈入可控热核反应领域先进国家行列．该反应所进行的聚变过程是21H＋31H→42He＋10n，反应原料氘(21H)富存于海水中，而氚(31H)是放射性元素，自然界中不存在，但可以通过中子轰击锂核(63Li)的人工核转变得到．(1)请把下列用中子轰击锂核(63Li)产生一个氚核(31H)和一个新核的人工核转变方程填写完整：________＋10n→________＋31H.(2)在(1)中，每产生1 g氚的同时有多少个63Li核实现了核转变？(阿伏伽德罗常数N A取6.0×1023 mol－1)(3)一个氘核和一个氚核发生核聚变时，平均每个核子释放的能量为5.6×10－13 J，求该核聚变过程中的质量亏损.【导学号：54472101】【解析】(1)核反应方程为63Li＋10n→42He＋31H.(2)因为1 g氚为13mol，根据核反应方程，实现核转变的63Li也为13mol，所以有2.0×1023个63Li实现了核转变．(3)根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，核聚变反应中有5个核子参加了反应，5个核子释放总能量ΔE＝5×5.6×10－13 J＝2.8×10－12 J，所以质量亏损为Δm＝ΔE c2＝2.8×10－12(3×108)2kg＝3.1×10－29kg.【答案】(1)63Li42He(2)2.0×1023个(3)3.1×10－29kg11．(10分)1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是22286Rn.22286Rn经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的20682Pb.(1)求m、n的值；(2)一个静止的氡核(22286Rn)放出一个α粒子后变成钋核(21884Po)．已知钋核的速度v＝1×118 m/s，求α粒子的速率.【导学号：54472261】【解析】(1)4m＝222－218，m＝486＝82＋2m－n，n＝4.(2)由动量守恒定律得mαvα－m Po v＝0解得vα＝5.45×118 m/s.【答案】(1)44(2)5.45×118 m/s12．(14分)为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变8×118次，这种同位素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1 m3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量为多少？【导学号：54472262】【解析】由每分钟衰变次数与其质量成正比出发，运用半衰期知识可求出存水量．设放射性同位素原有质量为m 0,10天后其剩余质量为m ，水库存水量为Q,10天后每立方米水中放射性元素的存量为m Q ，由每分钟衰变次数与其质量成正比m 0m /Q ＝8×10710，即10Q 8×107＝m m 0，由半衰期公式得：m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T由以上两式联立代入数据得10Q 8×107＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12102＝⎝ ⎛⎭⎪⎫125 解得水库的存水量为Q ＝2.5×118 m 3.【答案】 2.5×118 m 313．(16分)31H 的质量是3.016 180 u ，质子的质量是1.018 277 u ，中子的质量是1.018 665 u ．则：(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各是多少？(3)如果这些能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？【导学号：54472263】【解析】 (1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程式是11H ＋210n ―→31H ，反应前各核子总质量为m p ＋2m n ＝1.018 277 u ＋2×1.018 665 u ＝3.024 618 u反应后新核的质量为m H ＝3.016 180 u质量亏损为Δm ＝3.024 618 u －3.016 180 u＝0.018 557 u因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为放出能量的反应． 释放的核能为ΔE ＝Δm ×931.5 MeV ＝0.018 557×931.5 MeV ＝7.97 MeV .(2)氚核的结合能即为ΔE ＝7.97 MeV它的比结合能为ΔE 3＝2.66 MeV .(3)放出光子的频率为ν＝ΔE h ＝7.97×106×1.6×10－196.63×10－34 Hz ＝1.92×1021 Hz.【答案】(1)释放核能7.97 MeV(2)7.97 MeV 2.66 MeV(3)1.92×1021 Hz。
2019-2020学年第二学期人教版物理选修3-5第十九章 原子核期末复习模拟测试含答案
绝密★启用前2019-2020学年第二学期人教版物理选修3-5第十九章原子核期末复习模拟测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。
分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后()A．沉入海底B．放至沙漠C．运到月球D．深埋地下2.一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子，同时释放核能，已知氘核、氚核、氦核、中子的质量分别为m1、m2、m3、m4，真空中的光速为c，下列说法不正确的是() A．该核反应属于轻核聚变B．核反应方程是：H＋H→He＋nC．核反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3－m4D．释放的能量ΔE＝(m3－m4－m1－m2)c23.据报道，重庆市筹建的核电厂选址是涪陵区816核工厂，拟建的核电项目是4个压水反应堆，利用其产生的核能带动4台100万千瓦的机组发电．核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(Pu )，这种钚239可以由铀239(U)经过n次β衰变而产生，则()A．n＝2B．n＝239C．n＝145D．n＝924.关于能源，下列说法正确的是()A．核能、电能、风能、生物质能属于可再生能源B．核电站核反应堆发生的是可以控制的核聚变C．太阳是人类的“能源之母”，属于可再生能源D．核电站发电的能量转化过程中：核能→内能→电能→机械能5.下列说法中正确的是()A．火箭利用周围空气提供的动力飞行B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型C．铀235与铀238原子核内的中子数不同，因而有不同的半衰期D．热核反应的温度须达到几百万开尔文，反应过程中要吸收能量6.下列说法正确的是()A．任何元素都具有放射性B．同一元素，单质具有放射性，化合物可能没有C．元素的放射性与温度无关D．放射性就是该元素的化学性质7.天然放射元素Pu变成铅的同位素Pb经过α衰变和β衰变次数分别为()A． 56B． 84C． 86D． 668.已知质子、中子、氘核质量分别是m1、m2、m3，光速为c.则质子和中子结合成氘核的过程中()A．吸收的能量为(m1＋m2＋m3)c2B．吸收的能量为(m1＋m2－m3)c2C．释放的能量为(m1＋m2＋m3)c2D．释放的能量为(m1＋m2－m3)c29.钍核(Th)具有放射性，它能放出一个电子衰变成镤核(Pa)，伴随该过程会放出γ光子，下列说法中正确的是()A．因为衰变过程中原子核的质量数守恒，所以不会出现质量亏损B．γ光子是衰变过程中钍核(Th)辐射的C．给钍加热，钍的半衰期将变短D．原子核的天然放射现象说明原子核不是最小微粒10.P具有放射性，发生衰变的核反应方程为：P→Si＋X，则()A．Si有14个中子B． X粒子是质子C． X粒子是电子D．该核反应方程遵循质量数和核电荷数守恒二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列说法正确的是()A．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，在向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率B．Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核PbC．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D．分别用紫光和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用紫光照射时光电子的最大初动能较大12.(多选)下列说法正确的是()A．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短B．卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型C．结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定D．任何金属都存在一个“极限频率”，入射光的频率大于这个频率，才能产生光电效应13.(多选)X核放出一个α粒子后变为Y核，Y核放出一个电子后生成Z核，则关于三个原子核X、Y、Z，下面说法正确的是()A． X核电荷数比Y核电荷数多2B． X核与Y核的中子数相同C． X核的质量数比Z核质量数大3D． X核的质量数比Z核质量数大414.(多选)下列说法正确的是()A．核力是短程力，作用范围很小，只在邻近核子间发生B．核力可能是引力，也可能是斥力．核力把核子紧紧束缚在核内，形成稳定的原子核，但又不会融合在一起C．质子间、中子间、质子和中子之间都有核力D．核力是一种弱相互作用力，在其作用范围内，核力比库仑力大得多分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.4个氢核聚变成一个氦核，同时放出两个正电子，释放出2.8×106eV的能量，写出核反应方程，并计算1 g氢核完成这个反应后释放出多少焦耳的能量．16.卢瑟福用α粒子轰击氮核时发现质子．发现质子的核反应方程为：N＋He→O＋H.已知氮核质量为m N＝14.007 53 u，氧核质量为m O＝17.004 54 u，氦核质量为m He＝4.003 87 u，质子(氢核)质量为m P＝1.008 15 u．(已知：1 u＝931 MeV，结果保留2位有效数字)求：(1)这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？(2)若入射氦核以v0＝3×107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核．反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1∶50.求氧核的速度大小．17.已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，He核的质量为3.015 0 u．(1 u＝931.5 MeV)(1)写出两个氘核结合成He的核反应方程．(2)计算上述核反应中释放的核能．(3)若两个氘核以相等的动能0.35 MeV作对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少？18.一个铍核(Be)和一个α粒子反应后生成一个碳核，放出一个中子，并释放出5.6 MeV的能量(保留两位有效数字)．(1)写出这个核反应过程．(2)如果铍核和α粒子共130 g，且刚好反应完，求共放出多少能量？(3)这130 g物质反应过程中，其质量亏损是多少？答案解析1.【答案】D【解析】放射性元素的半衰期长，污染性强，应深埋地下．2.【答案】D【解析】一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子，是质量数小的原子核聚变生成质量数大的原子核的过程，属于轻核聚变，故A正确；当一个氘核和一个氚核经过核反应后生成一个氦核和一个中子时，由质量数守恒和电荷数守恒可知，核反应方程是：H＋H→He＋n，故B正确；该反应的过程中质量亏损为Δm＝m1＋m2－m3－m4，故C正确；根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，因此核反应放出的能量ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故D错误．3.【答案】A【解析】每经一次β衰变原子核的质量数不变而电荷数增加1，由94－92＝2知n＝2，故A正确．4.【答案】C【解析】核能属于不可再生能源，A错误．核电站是利用可控的链式反应工作的，是利用核裂变，B错误．太阳是人类的“能源之母”，属于可再生能源，C正确．核电站发电的能量转化过程中：核能→内能→机械能→电能，D错误．5.【答案】C【解析】火箭通过喷气，利用反冲飞行，故A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故B错误；原子核的半衰期由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关，铀235与铀238原子核内的中子数不同，因而有不同的半衰期，故C正确；热核反应的温度须达到几百万开尔文，但是反应过程中放出能量，故D错误．6.【答案】C【解析】原子序数大于或等于83的所有元素都有放射性，小于83的元素有的就没有放射性，所以A项错；放射性是由原子核内部因素决定的，与该元素的物理、化学状态无关，所以C项对，B、D项错.7.【答案】B【解析】设经过n次α衰变，m次β衰变，根据电荷数守恒、质量数守恒有：4n＝32,2n－m＝12，解得n＝8，m＝4.8.【答案】D【解析】根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，此核反应放出的能量ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，故D正确，A、B、C错误．9.【答案】D【解析】衰变过程中质量数守恒，由于放出能量，根据爱因斯坦质能方程知，有质量亏损，故A 错误；γ光子是衰变后的镤核(Pa)处于激发态，跃迁时辐射的，故B错误；半衰期的大小与温度无关，故C错误；天然放射现象说明原子核内部有复杂结构，说明原子核不是最小微粒，故D正确．10.【答案】D【解析】Si有30－14＝16个中子，A错误；由质量数和电荷数守恒知X的质子数为1，质量数为0，所以X为正电子，故B、C错误，D正确．11.【答案】BCD【解析】氢原子在向低能级跃迁过程中可能放出多种频率的光子，因此放出光子的频率不一定等于入射光子的频率，故A错误；发生α衰变是放出He，发生β衰变是放出电子e，设发生了x 次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋82＝90,4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故B正确；根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，电子运动的半径减小，该过程中库仑力做正功，氢原子的电势能减小，根据＝，可知电子的速度增大．故C正确．根据爱因斯坦光电效应方程可知，发生光电效应时，光电子的最大初动能随入射光的频率的增大而增大，因此用紫色光照射该金属板时逸出的光电子最大初动能较大，故D正确．12.【答案】BD【解析】原子核的半衰期与其所处的化学状态和外部条件无关，由内部自身因素决定，地球环境变化，半衰期不变，故A错误；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，故B正确；比结合能越大，原子中核子结合的越牢固，故C错误；要有光电子逸出，则光电子的最大初动能E km＞0，即只有入射光的频率大于金属的极限频率，即υ＞υ0时，才会有光电子逸出，故D正确．13.【答案】AD【解析】由质量数和电荷数守恒可知，X核比Y核核电荷数多2，质量数多4；Y核比Z核核电荷数少1，质量数相等．所以X核比Z核质量数大4.14.【答案】ABC【解析】核力作用的范围在 1.5×10－15m之内，只在邻近核子间发生，是短程力，A对；核力可能表现为引力，也可能表现为斥力，B对；核力是质子、中子之间的强相互作用力，C对；核力是一种强相互作用力，D错．15.【答案】4H→H＋2e 6.74×1010J【解析】该反应的核反应方程为：4H→He＋2e，由此可知，平均每个氢核反应释放出的能量为E0＝eV＝7×105eV.1 g氢核(即1 mol)所包含的氢核的粒子个数为6.02×1023个．应释放出的总能量E＝7×105×6.02×1023eV≈6.74×1010J.16.【答案】(1)吸收能量 1.2 MeV(2)1.8×106m/s【解析】(1)由Δm＝m N＋m He－m O－m P，得：Δm＝－0.001 29 u．所以这一核反应是吸收能量的反应，吸收能量ΔE＝|Δm|c2＝0.001 29 u≈1.2 MeV.(2)由动量守恒定律可得：m He v0＝m O v氧＋m P v P，又v氧∶v P＝1∶50，可解得：v氧＝1.8×106m/s. 17.【答案】(1)H＋H→He＋n(2)3.26 MeV(3)0.99 MeV 2.97 MeV【解析】(1)H＋H→He＋n(2)核反应中质量亏损Δm＝2.013 6 u×2－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能：ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV(3)设He核和中子的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，则由动量守恒定律及能量守恒定律得：m1v1－m2v2＝0，E k1＋E k2＝2E k0＋ΔE，解得：E k1＝(2E k0＋ΔE)＝×(2×0.35＋3.26) MeV＝0.99 MeV，E k2＝(2E k0＋ΔE)＝×(2×0.35＋3.26) MeV＝2.97 MeV.18.【答案】(1)Be＋He→C＋n(2)5.4×1012J(3)6.0×10－5kg【解析】(1)Be＋He→C＋n.(2)铍核和氦核的摩尔质量之和μ＝μBe＋μα＝(9＋4) g/mol＝13 g/mol，铍核和氦核各含的摩尔数n＝＝mol＝10 mol，所以放出的能量ΔE＝n·N A·E放＝10×6.02×1023×5.6 MeV≈3.371×1025MeV≈5.4×1012J(3)质量亏损Δm＝＝kg＝6.0×10－5kg.。
人教版高中物理选修3-5单元质量评估(四)第十九章.docx
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）单元质量评估（四）第十九章(90分钟100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。
每小题至少一个选项符合题意)1.关于核力与结合能，下列说法正确的是( )A.核力是短程力，与核子间的距离有关，可为引力也可为斥力B.核力具有饱和性和短程性，重核的中子数多于质子数C.比结合能小的原子核结合成或分解成比结合能大的原子核时一定释放核能D.原子核的结合能越大，核子结合得越牢固，原子越稳定2.(2012·沈阳高二检测)关于原子核，下列说法中正确的是( )A.原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子B.核反应堆利用镉棒吸收中子控制核反应速度C.轻核的聚变反应可以在任何温度下进行D.一切核反应都只释放核能3.轨道电子俘获(EC)是指原子核俘获了其核外内层轨道电子所发生的衰变，如钒(47V)俘获其K轨道电子后变为钛(4722Ti)，同时释放一个中微子νe，方程为2347V+01e-−−→4722Ti+νe。
23关于上述轨道电子俘获，下列说法中正确的是( )A.原子核内一个质子俘获电子转变为中子B.原子核内一个中子俘获电子转变为质子C.原子核俘获电子后核子数增加D.原子核俘获电子后电荷数增加4.原子核自发地放出电子的现象称为β衰变。
最初科学家曾认为β衰变中只放出电子，后来发现，这个过程中除了放出电子外，还放出一种叫“反中微子”的粒子，反中微子不带电，与其他物质的相互作用极弱。
下列关于β衰变的说法中正确的是( )A.原子核发生β衰变后产生的新核的核子数与原核的核子数相等，但带电量增加B.原子核能够发生β衰变说明原子核是由质子、中子、电子组成的C.静止的原子核发生β衰变后，在“反中微子”动量忽略不计时，电子的动量与新核的动量一定大小相等，方向相反D.静止的原子核发生β衰变时，原子核释放的能量大于电子和新核的总动能之和5.(2012·泉州高二检测)238U变成20682Pb要经过n1次α衰变，n2次β衰变，中子数92减少的个数为n3，则( )A.n1=6，n2=8，n3=22B.n1=6，n2=8，n3=16C.n1=8，n2=6，n3=22D.n1=8，n2=6，n3=166.(2012·济宁高二检测)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，沿垂直于磁场方向放射出一个粒子后得到两个圆形轨迹，经测量粒子与反冲核的轨迹半径之比为42∶1，则( )A.反冲核的核电荷数与粒子电荷数的比为42∶1B.反冲核的速率与粒子速率的比为1∶42C.反冲核的质量与粒子的质量比为42∶1D.反冲核运动的周期与粒子的运动周期比为1∶427.(2012·泉州高二检测)关于原子结构和核反应的说法中有误的是( )A.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B.天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中一定不偏转的是γ射线C.据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能D.据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量8.由图可得出结论( )A.质子和中子的质量之和小于氘核的质量B.质子和中子的质量之和等于氘核的质量C.氘核分解为质子和中子时要吸收能量D.质子和中子结合成氘核时要吸收能量9.如图所示，表示原子核的比结合能与质量数A的关系，据此下列说法中正确的是( )A.重的原子核，例如，铀核(23592U)，因为它的核子多，核力大，所以结合得坚固而稳定B.锂核(63Li)的核子的比结合能比铀核的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳定C.原子核结合的松紧程度可以用“比结合能”来表征，比结合能的定义是每个核子的平均结合能；比结合能越大的原子核越稳定D.以上三个表述都错误10.由我国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图所示，它曾由航天飞机携带升空，将其安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质。
人教版高中物理选修3-5 第十九章 原子核 测试含答案和详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题，每小题4.0分,共60分)1.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(图中未画出)．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2.下列说法正确的是()A．放射性元素的样品不断衰变，虽然剩下未衰变的原子核越来越少，但元素的半衰期不变B．放射性元素放在真空中衰变加快C．Bi的半衰期是1小时，质量为m的Bi经过3小时后还有m没有衰变D．温度越高，放射性元素衰变越快3.下列核反应属于α衰变的是()A．B＋He→N＋nB．Al＋H→Mg＋HeC．Th→Ra＋HeD．H＋H→He4.放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是()A．钋210B．氡222C．锶90D．铀2385.对下列各原子核变化的方程，表述正确的是()A．H＋H→He＋n是核聚变反应B．H＋H→He＋n是α衰变C．Se→Kr＋2e是核裂变反应D．U＋n→Xe＋Sr＋2n是β衰变6.下列说法中正确的是()A．火箭利用周围空气提供的动力飞行B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型C．铀235与铀238原子核内的中子数不同，因而有不同的半衰期D．热核反应的温度须达到几百万开尔文，反应过程中要吸收能量7.北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术．如奥运会场馆周围的90%的路灯将采用太阳能光伏发电技术，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的核聚变反应产生的，其核反应方程是()A． 4H→He＋2 eB．N＋He→O＋HC．U＋n→Sr＋Xe＋3nD．U→Th＋He8.下列说法中正确的是()A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的B．在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子不可能落在暗条纹处C．黑体辐射的强度与波长的关系是：随着温度的升高，各种波长的辐射都增加，辐射强度极大值的光向波长较短的方向移动D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率低9.科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用，我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上属于()A．引力相互作用B．电磁相互作用C．强相互作用和弱相互作用的共同作用D．四种基本相互作用的共同作用10.人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核聚变的重要原料之一，氦的该种同位素应表示为()A．HeB．HeC．HeD．He11.如图中R是一种放射性物质，它能放出α、β、γ三种射线，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时发现在荧光屏上只有O、P两点处有亮斑，下列说法正确的是()A．磁场方向平行纸面竖直向上，到达O点的射线是β射线，到达P点的射线是α射线B．磁场方向平行纸面竖直向下，到达O点的射线是α射线，到达P点的射线是β射线C．磁场方向垂直纸面向外，到达O点的射线是γ射线，到达P点的射线是α射线D．磁场方向垂直纸面向里，到达O点的射线是γ射线，到达P点的射线是β射线12.美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过Ca 轰击Cf(锎249)发生核反应，成功合成第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素．实验表明，该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，则上述过程中粒子X是()A．中子B．质子C．电子D．α粒子13.在一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为()A． 6次B． 10次C． 22次D． 32次14.宇宙诞生过程中，产生如下粒子：①光子、中微子、电子等大量轻子；②氘核、氚核、氦3、氦核等轻核；③夸克、轻子、胶子等粒子；④质子和中子等强子；⑤电子、质子、氦核的混合电离气体；⑥电子、质子复合成为中性氢原子．根据宇宙大爆炸理论，以上粒子形成的先后顺序是()A．①②③④⑤⑥B．③①④②⑤⑥C．③④①②⑤⑥D．①③④②⑥⑤15.如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P 点的射线种类应属于下表中的()第Ⅱ卷二、计算题(共1小题，共15分)16.已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，He核的质量为3.015 0 u．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能．(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，He的质量可以认为是中子的3倍)(1)写出该核反应的反应方程式；(2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV，则反应前每个氘核的动能是多少MeV?三、填空题(共3小题，第17-18每小题6.0分,第19小题13分，共30分)17.卢瑟福在1919年以α粒子(He)撞击氮原子核(N)，产生核反应．该反应生成两种粒子，其中一种为H，则另一种粒子为________，核反应方程为________________．18.铀主要以三种同位素的形式存在，三者的原子百分含量分别为234U 0.005%,235U 0.72%,238U 99.275%.请写出计算铀元素近似相对原子质量的计算式(不必算出具体数值)：______________.19.带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律．现将静止的放射性6C放入上述装置中，当它发生衰变，可能放出α粒子或负电子或正电子．所放射的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图所示(发生衰变后放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场E垂直，a，b均表示长度)．则(1)14C发生衰变时所放射出的粒子是________．(2)14C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是________(填“①”或“②”)．答案解析1.【答案】D【解析】γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A、C错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D正确．2.【答案】A【解析】放射性元素的半衰期，由核内部本身因素决定，与其他条件无关，A正确，B、D错误；Bi的半衰期是1小时，3小时经过了3个半衰期，由M余＝M原()可知还有m没有衰变，C 错误．3.【答案】C【解析】方程B＋He→N＋n，是人工核反应方程，是放出中子的核反应方程，故A错误；方程Al＋H→Mg＋He，该反应是人工核反应方程，故B错误；方程Th→Ra＋He，是Th原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，故C正确；方程H＋H→He是轻核的聚变反应，故D错误．4.【答案】C【解析】要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222 半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．5.【答案】A【解析】H＋H→He＋n是核聚变反应，故A正确，B错误；重核分裂成质量较小的核的反应为核裂变反应，需要其它粒子轰击，不能自发地进行，C错误；U＋n→Xe＋Sr＋2n是重核裂变反应，D错误．6.【答案】C【解析】火箭通过喷气，利用反冲飞行，故A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故B错误；原子核的半衰期由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关，铀235与铀238原子核内的中子数不同，因而有不同的半衰期，故C正确；热核反应的温度须达到几百万开尔文，但是反应过程中放出能量，故D错误．7.【答案】A【解析】太阳内部发生的是核聚变反应，由轻核结合成中等质量的核，B为原子核的人工转变，C 为裂变，D为衰变，故A正确．8.【答案】C【解析】A、汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，说明原子是有复杂结构的．故A错误．B、在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，其行为是随机的，也可能落在暗条纹处，只是落在暗条纹处几率小些．故B错误．C、黑体辐射实验结果表明：随着温度的升高，各种波长的辐射都增加，辐射强度极大值的光向波长较短的方向移动．故C正确．D、质子的质量比电子的质量大得多，物质波的波长较小，与电子相比不容易产生衍射．故用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高．故D错误．故选：C．9.【答案】B【解析】分子力作用范围约在10－10m数量级上，强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围分别在10－15m和10－18m之内，在这个距离上强相互作用和弱相互作用不存在．在这个范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用．故正确答案为B.10.【答案】B【解析】氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故应表示为He，因此B正确．11.【答案】D【解析】因为α粒子的贯穿本领较小，一张纸即可把它挡住，所以亮斑中不可能有α射线，A、B、C错误；因为γ射线不带电，所以不受磁场约束，直接打在O点，由左手定则知磁场方向垂直纸面向里，所以D正确．12.【答案】A【解析】由于最终经3次α衰变变成原子核Y，由此可知原来的核应为Z，而该核是由某原子核放出了3个粒子X形成的．而Ca和Cf的总质子数为118，质量数为297，由此可知Ca ＋Cf→Z，Z→Z＋3n，故A正确．13.【答案】A【解析】一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为次＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A正确．14.【答案】C【解析】根据大爆炸理论，宇宙形成之初是粒子家族，其后产生了夸克、轻子、胶子等粒子，然后按强子时代、轻子时代、核合成时代、混合电离气体、中性氢原子的顺序演化，故C正确．15.【答案】C【解析】R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里．16.【答案】(1)H＋H→He＋n(2)3.26 MeV(3)0.45 MeV【解析】(1)核反应方程为：H＋H→He＋n(2)质量亏损为：Δm＝2.013 6×2 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能为：ΔE＝Δmc2＝931.5×0.003 5 MeV≈3.26 MeV(3)设中子和He核的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，反应前每个氘核的动能是E0，反应后中子和He核动能分别为E1、E2，根据动量守恒定律，得人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核测试含答案和详细解析m1v1－m2v2＝0＝＝3E2＝＝1.04 MeV由能量守恒定律得E1＋E2＝2E0＋ΔE，E0＝0.45 MeV.17.【答案】O He＋7N→O＋H【解析】由核反应方程质量数和电荷数守恒知，另一种粒子的质子数为8，质量数为17，所以为O，核反应方程为He＋N→O＋H.18.【答案】(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2【解析】铀元素的相对原子质量等于每种同位素的质量数与其百分含量乘积之和，即(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2.19.【答案】(1)α(2)②【解析】(1)反冲核与放出的射线在电场中均做类平抛运动．由轨迹可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场方向相同，所以放出的粒子为α粒子．(2)由动量守恒得，α粒子的动量与反冲核的动量相同，α粒子的质量小，速度必然大，在垂直于电场方向上的位移大，即②轨迹为α粒子．11 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人教版高中物理选修3-5 课后限时作业 章末跟踪测评19 含答案
第十九章章末跟踪测评(时间：90分钟满分：110分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，错选的或不选的不得分)1．下列核反应方程中，属于α衰变的是()A．14 7N＋42He→17 8O＋11H B．238 92U→234 90Th＋42HeC．21H＋31H→42He＋10n D．234 90Th→234 91Pa＋0－1eB[解析]α衰变是指某一原子核自发的变成另一种原子核，同时放出α粒子的过程，选项B正确；选项A为人工转变方程；选项C为轻核聚变；选项D为β衰变．2．铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：235 92U＋10n→a＋b＋210n.则a＋b可能是()A．140 54Xe＋9336Kr B．141 56Ba＋9236KrC．141 56Ba＋9338Sr D．140 54Xe＋9438SrD[解析]利用质量数守恒和电荷数守恒可以判断出可能的核反应方程．选项A不满足电荷数守恒也不满足质量数守恒；选项C不满足电荷数守恒；选项B不满足质量数守恒；只有选项D正确．3．大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A．3.7 MeV B．3.3 MeVC．2.7 MeV D．0.93 MeVB[解析]根据质能方程，释放的核能ΔE＝Δmc2，Δm＝2m H－m He－m n＝0.003 5 u，则ΔE＝0.003 5×931 MeV＝3.258 5 MeV≈3.3 MeV，选项B正确，A、C、D错误．4．(多选)“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并且放出一个中微子的过程．中微子的质量很小，不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在．一个静止的原子的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子．下面的说法正确的是( )A ．母核的质量数等于子核的质量数B ．母核的电荷数大于子核的电荷数C ．子核的动量与中微子的动量相同D ．子核的动能大于中微子的动能AB [解析] 由题意知母核的质量数等于子核的质量数，选项A 正确；母核中的一个质子变成一个中子生成子核，则电荷数减少1个，选项B 正确；子核的动量与中微子动量大小相等，方向相反，选项C 错误；设子核的质量为M ，中微子的质量为m ，子核放出中微子后速度为v 1，中微子速度为v 2，由动量守恒定律得，0＝M v 1－m v 2，子核动能E 1＝12M v 21，中微子动能E 2＝12m v 22＝12×M 2mv 21，因M >m ，显然E 1<E 2，选项D 错误． 5．放射性同位素Na 的样品经过6小时还剩下18没有衰变，它的半衰期是( ) A ．2小时B ． 1.5小时C ． 1.17小时D ． 0.75小时A [解析] 放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下14，再经一个半衰期这14又会衰变一半只剩18，所以题中所给的6小时为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2小时．6．原子核聚变有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621H ―→k 42He ＋d 11H ＋210n ＋43.15 MeV ，由守恒条件可知( )A ．k ＝1 d ＝4B ．k ＝2 d ＝2C ．k ＝1 d ＝6D ．k ＝2 d ＝3B [解析] 核反应的基本规律是质量数和电荷数守恒，所以6×2＝4k ＋d ＋2,6×1＝2k ＋d ，解得k ＝2，d ＝2，选项B 正确．7．原来静止的原子核a b X 发生α衰变时，放出α粒子的动能为E 0.假设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是( )A ．E 0c 2B ．E 0(a －4)c 2C ．(a －4)E 0c 2D ．aE 0(a －4)c 2D[解析]衰变方程为a b X→42He＋a－4b－2Y，设新核动能为E′k，由动量守恒2×4E0＝2×(a－4)E′k，则E′k＝4a－4E0，总动能E k＝E0＋E′k＝aE0a－4，由质能方程E k＝Δmc2得质量亏损Δm＝aE0(a－4)c2，选项A、B、C错误，D正确．8．(多选)浙江秦山核电站第三期工程两个6.0×109 kW发电机组并网发电，发电站的核能来源于235 92U的裂变，现有四种说法，你认为正确的是()A．235 92U原子核中有92个质子、143个中子B．235 92U的一种典型的裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为：235 92U＋10n→144 56 Ba＋8936Kr＋310nC．235 92U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度时半衰期将缩短D．若一个235 92U裂变，反应质量亏损为0.357 8×10－27 kg, 则释放的能量约201 MeV，合3.2×10－11 JABD[解析]原子核中的质子数即为原子序数，所以235 92U的质子数为92，中子数为235－92＝143个，选项A正确；由电荷数和质量数守恒可判断选项B正确；半衰期与外部环境无关，选项C错误；由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2可判断选项D正确．9．(多选)重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U 238系列(从238 92U开始到稳定的208 82 Pb为止)、Th 232系列、U 235系列及Np 237系列(从237 93Np开始到稳定的209 83Bi 为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出23793Np后才发现的，下面的说法正确的是()A．Np 237系列中所有放射性元素的质量数都等于4n＋1(n等于正整数)B．从237 93Np到209 83Bi，共发生7次α衰变和4次β衰变C．可能Np 237系列中的所有放射性元素的半衰期对于地球年龄都比较短D．天然的Np 237系列中的放射性元素在地球上从来就没有出现过ABC[解析]从237 93Np开始到209 83Bi，质量数减少28，所以发生7次α衰变，电荷数减少10，所以还发生4次β衰变，并且所有放射性元素的质量数都等于4n＋1(n等于正整数)．对于选项C、D注意关键词“可能”与“从来”就很容易判断了．10．(多选)如图甲所示为国际原子能机构2007年2月15日公布核辐射警示新标志．新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形．核辐射会向外释放三种射线：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．现有甲、乙两个原子核原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个α粒子，另一个核放出一个β粒子，得出图乙所示的四条径迹，则()A．磁场的方向一定垂直于纸面向里B．甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子C．a为α粒子的径迹，d为β粒子的径迹D．b为α粒子的径迹，c为β粒子的径迹BD[解析]衰变过程中满足动量守恒，粒子与新核的动量大小相等，方向相反，据带电粒子在磁场中的运动不难分析，若轨迹为外切圆，则为α衰变；若轨迹为内切圆，则知半径与电荷量成反比，选项B、D正确．为β衰变．又因为R＝m vqB二、填空题(共2小题，共16分)11．(6分)自然界里放射性核素并非一次衰变就达到稳定，而是发生一系列连续的衰变，直到稳定的核素而终止，这就是“级联衰变”．某个钍系的级联衰变过程如图所示(N轴表示中子数，Z轴表示质子数)，图中Pb→Bi的衰变是______衰变，其发生________次α衰变．[解析]由题图可知，由Pb→Bi的过程中质子数增加1而中子数减少1，故发生的是β衰变，质子数和中子数每次α衰变过程中均减小“2”，由题图可知，这样的过程一共发生了6次，故共发生6次α衰变．[答案]β 612．(10分)我国自行设计并研制的“人造太阳”——托卡马克实验装置运行获得重大进展，这标志着我国已经迈入可控热核反应领域先进国家行列．该反应所进行的聚变过程是21H ＋31H―→42He＋10n，反应原料氘(21H)富存于海水中，而氚(31H)是放射性元素，自然界中不存在，但可以通过中子轰击锂核(63Li)的人工核转变得到．(1)请把下列用中子轰击锂核(63Li)产生一个氚核(31H)和一个新核的人工核转变方程填写完整：________＋10n ―→________＋31H ．(2)在(1)中，每产生1 g 氚的同时有________个63Li 实现了核转变(阿伏加德罗常数N A 取6.0×1023 mol －1)．(3)一个氘核和一个氚核发生核聚变时，平均每个核子释放的能量为5.6×10－13 J ，则该核聚变过程中的质量亏损为________kg ．[解析] (1)核反应方程为63Li ＋10n ―→42He ＋31H ． (2)因为1 g 氚为13 mol ，根据核反应方程，实现核转变的63Li 也为13mol ，所以有2.0×1023个63Li 实现了核转变．(3)根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，核聚变反应中有5个核子参加了反应，所以质量亏损为Δm ＝3.1×10－29 kg ．[答案] (1)63Li 42He (2)2.0×1023 (3)3.1×10－29三、计算题(本题共4小题，共54分，解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13．(10分)钚的一个同位素离子239 94Pu 静止在匀强磁场中，该离子沿与磁场垂直的方向放出α粒子以后，变成铀的一个同位素离子，同时放出能量为E ＝0.09 MeV 的光子．(已知普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s)(1)写出这一过程的衰变方程．(2)光子的波长为多少？[解析] (1)由核反应过程中质量数和电荷数守恒计算出铀核的质量数235和电荷数92，故衰变方程为239 94Pu ―→235 92U ＋42He ＋0.09 MeV ． (2)由E ＝h ν及c ＝λν得，该光子的波长λ＝hc E≈1.38×10－11 m ． [答案] (1)239 94Pu ―→235 92U ＋42He ＋0.09 MeV(或239 94Pu ―→235 92U ＋42He) (2)1.38×10－11m14．(12分)用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，生成氚(31H)和α粒子并放出4.8 MeV 的能量(1 u 相当于931.5 MeV)．(1)写出核反应方程式；(2)求出质量亏损；(3)若中子与锂核是以等值反向的动量相碰，则氚和α粒子的动能之比是多少？[解析] (1)63Li ＋10n ―→31H ＋42He(或63Li ＋10n ―→31H ＋42He ＋4.8 MeV)(2)依据ΔE ＝Δmc 2得Δm ＝4.8931.5u ＝0.005 2 u ． (3)根据题意有0＝m 1v 1＋m 2v 2，式中m 1、m 2、v 1、v 2分别为氚核和α粒子质量和速度，由上式及动能E k ＝p 22m，可得它们的动能之比为E k1∶E k2＝p 22m 1∶p 22m 2＝12m 1∶12m 2＝m 2∶m 1＝4∶3． [答案] (1)63Li ＋10n ―→31H ＋42He(或63Li ＋10n ―→31H ＋42He ＋4.8 MeV) (2)0.005 2 u(3)4∶315．(14分)太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量，这些能量以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达到P 0＝3.8×1026 W ．设太阳上的热核反应是由4个质子聚合成1个氦核同时放出2个中微子(质量远小于电子质量，穿透能力极强的中性粒子，可用ν表示)和另一种带电粒子，并知每一次这样的核反应可以释放28 MeV 的能量．(1)写出热核反应方程；(2)试估算一下太阳每秒钟损失多少千克的质量？(3)试估算每秒钟太阳产生多少个中微子？(取一位有效数字)[解析] (1)411H →42He ＋201e ＋2ν．(2)根据E ＝P 0t ＝3.8×1026W ×1 s ＝3.8×1026 J ，由E ＝Δmc 2推得Δm ＝E c 2＝3.8×1026(3×108)2kg ＝4.2×109 kg ． (3)E ＝3.8×1026J ＝3.8×10261.6×10－19eV ＝2.375×1039 MeV ， n ＝2.375×1039MeV 28 MeV×2＝2×1038 个． [答案] 见[解析]16．(18分)近年来装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一．目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出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回答下列问题：(1)(多选)下列说法正确的是( )A ．氡的半衰期为3.8天，则若在高温下其半衰期必缩短B ．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C ．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强D ．发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2(2)氡核(222 86Rn)发生衰变后变为钋(218 84Po)，其衰变方程为_______________，若氡(222 86Rn)经过一系列衰变后的最终产物为铅(206 82Pb)，则共经过______次α衰变，______次β衰变．(3)静止的氡核(222 86Rn)放出一个速度为v 0的α粒子，若衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子及反冲核的动能，已知原子质量单位为u ，试求在衰变过程中释放的核能．(不计相对论修正，在涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计．)[解析] (1)半衰期与外界因素无关，选项A 错误；原子核内的中子转化为质子时，放出一个电子，这个过程即β衰变，选项B 正确；γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，选项C 错误；发生α衰变时，生成的α粒子带2个单位的正电荷和4个单位的质量数，即α粒子由2个中子和2个质子构成，故α衰变时生成的新核中子数减少2，质子数减少2，选项D 正确．(2)根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程为222 86Rn →218 84Po ＋42He ．设222 86Rn 衰变为206 82Pb 经过了n 次α衰变，m 次β衰变．有4n ＝16,2n －m ＝4，解得n ＝4，m ＝4．(3)设α粒子的质量为m 1，氡核的质量为m 2，反冲核的速度大小为v ．则根据动量守恒定律可得m 1v 0＝(m 2－m 1)v ，由题意得，释放的核能E ＝12m 1v 20＋12(m 2－m 1)v 2， 解得E ＝222u v 20109． [答案] (1)BD (2)222 86Rn →218 84Po ＋42He 4 4(3)E ＝222u v 20109。
2019-2020学年高中物理学业质量标准检测19(含解析)新人教版选修3-5
第十九章学业质量标准检测本卷分第I卷（选择题）和第n卷（非选择题）两部分。
满分100分，时间90分钟。
第I卷（选择题共40分）一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1〜6 小题只有一个选项符合题目要求，第7〜10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1. （2019 •福建省平和一中高二下学期月考）下列说法正确的是（D ）A. 75N+ !H R 126C+ 4He是a 衰变方程12 3B. 1H+ 1H R 2He+ Y是卩衰变方程C. 392U^ 2390Th+ ；He是核裂变反应方程D. ；He+ W AI T 15P+ 0n是原子核的人工转变方程解析：A中方程为人工转变方程，B为核聚变方程，C为a衰变方程，D为原子核的人工转变方程，综上所述，故选Db2.如图中曲线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（D ）A. a、b为卩粒子的径迹B. a、b为丫粒子的径迹C. c、d为a粒子的径迹D. c、d为卩粒子的径迹解析：Y射线是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误；a粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A C错误；卩粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D正确。
3 .由下图可得出结论（C ）A. 质子和中子的质量之和小于氘核的质量B. 质子和中子的质量之和等于氘核的质量C. 氘核分解为质子和中子时要吸收能量D. 质子和中子结合成氘核时要吸收能量解析：该反应是吸能反应，所以两个核子质量之和大于氘核的质量。
4 •我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。
下列核反应方程中属于聚变反应的是（A ）A. 2H + 2He + O n B .『N+ 牯尸1HC.；He + WAIT 15P + i nD. 2『U + 0m 14"Ba + 3；Kr + 3；n解析：A 是氢元素的两种同位素氘和氚聚变成氦元素的核反应方程， B 是用a 粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程， C 属于原子核的人工转变， D 属于重核的裂变，因此只有A符合要求。
最新人教版高中物理选修3 5第十九章模块综合测评四(附答案)
最新人教版高中物理选修 3 5第十九章模块综合测评四（附答案）最新人教版高中物理选修3-5第十九章模块综合测评四（附答案）综合测试一、选择题1.以下陈述中，与物理学史实相符的是（）a.汤姆生发现了电子，并由此提出了原子的核式结构学说b.卢瑟福做了α粒子散射实验，并据此了解了原子核的组成c.约里奥居里夫人用α粒子轰击铝核，发现了中子和正电子d、贝克勒尔首先发现了自然辐射现象，这为人类理解和研究原子核的结构揭开了序幕思路解析：汤姆孙发现了电子，但并没有提出原子的核式结构;人们认识原子核的结构是从贝克勒尔首次发现天然放射现象开始的；约里奥居里夫人发现了正电子；中子是查德威克首先发现的.答案：d2.如图1所示，在四个示意图所示的实验中，可以解释光的粒子性质的是（）图1思维分析：光电效应表明光是粒子答案：C3.(2021北京高考，17)氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为e1=-54.4ev，氦离子能级的示意图如图2所示.在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()图2a.40.8evb.43.2evc.51.0evd.54.4ev思路分析：基态氦离子和每个能级之间的差异是：|E1 |-| E2 |=40.8ev，能量|E1|-| e3 |=40.4ev；|E1 | | E4 |=51.0ev，C能| E1 | | e∞ | = 54.4ev，D可以，所以选择B。
回答：B4.下列关于电磁波谱的说法中正确的是()a、 X射线是由固体上的高速电子流产生的，它激发固体原子的内部电子γX射线是由原子内层的电子激发产生的c.在电磁波谱中，最不容易发生衍射现象的是γ射线d.紫外线比紫光更容易发生衍射现象思路分析：无线电波由振荡电路产生；红外、可见光和紫外光是由原子外层的电子激发产生的；伦琴射线是由原子内层的电子激发产生的；当原子核被无线电波激发为γ射线时，产生γ射线，频率逐渐增加，波长逐渐减小；波长越长，发生衍射的可能性越大。
人教版物理选修3-5 第十九章 章末复习课 含答案
【知识体系】主题1 几种重要的核反应和核能的计算1．几种重要的核反应类型．反应类型核反应方程能量He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能(质量亏损为1 u 时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，He的质量可以认为是中子的3倍)．(1)写出该核反应的方程式；(2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV，则反应前每个氘核的动能是多少MeV?解析：(1)核反应方程为2H→He＋n.(2)质量亏损为Δm＝2.013 6 u×2－3.015 0 u－1.008 7 u＝0.003 5 u.则释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV.(3)设中子和He核的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，反应前每个氘核的动能为E0，反应后中子和He核的动能分别为E1、E2.根据动量守恒得：m1v1－m2v2＝0，所以＝＝.根据E＝mv2得＝,\f(1,2)m1v)＝×＝，即E2＝＝×3.12 MeV＝1.04 MeV.由能量转化和守恒定律得E1＋E2＝2E0＋ΔE.代入数据得E0＝0.45 MeV.答案：(1)2H→He＋n (2)3.26 MeV (3)0.45 MeV名师点评核能计算常见的方法(1)利用质能方程ΔE＝Δm·c2计算核能．(2)利用比结合能计算核能．原子核的结合能＝比结合能×核子数．核反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新原子核的总结合能之差，等于该次反应所释放(或吸收)的核能．(3)据能量守恒和动量守恒定律计算核能．(4)应用阿伏加德罗常数计算核能．若要计算具有宏观质量的物质中所有原子核都发生核反应所放出的总能量，其解题的基本思路为：①根据物体的质量m和摩尔质量M，由n＝求出物质的量，并求出原子核的个数N＝NAn＝NA.②由题设条件求出一个原子核与另一个原子核反应放出或吸收的能量E0(或直接从题目中找出E0)．③再根据E＝NE0求出总能量．针对训练1．三个α粒子结合成一个碳C，已知碳原子的质量为12.000 0 u，氦原子质量为4.002 6 u.(1)写出核反应方程．(2)这个核反应放出的能量是多少焦？(3)这个能量合多少MeV?解析：(1)3He→C＋ΔE.(2)Δm＝3×4.002 6 u－12.000 0 u＝0.007 8 u，Δm＝0.007 8×1.66×10－27 kg＝12.948×10－30 kg，ΔE＝Δmc2＝1.165×10－12 J.3.半衰期．放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间．计算公式：N＝N0或m＝m0，其中n＝，τ为半衰期．【典例2】在核电站泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性元素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的序号).131I和137Cs原子核中的中子数分别是________和________．①X1→Ba＋n ②X2→Xe＋e③X3→Ba＋n ④X4→Xe＋P解析：根据衰变过程中电荷数守恒和质量数守恒可知，X2为I，X3为Cs，中子数等于质量数减去核电荷数，分别为131－53＝78和137－55＝82.答案：②③78 82名师点评确定衰变次数的方法(1)X→Y＋nHe＋me.根据质量数、电荷数守恒得A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.二式联立求解得α衰变次数n和β衰变次数m.(2)根据α衰变和β衰变实质(β衰变质量数不变)直接求解．针对训练2．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Tl，X和Tl最后都变成Pb，衰变路径如图所示．则( )A．a＝82，b＝211B.Bi→X是β衰变，Bi→Tl是α衰变C.Bi→X是α衰变，Bi→Tl是β衰变D.Tl经过一次α衰变变成Pb解析：由Bi→X，质量数不变，说明发生的是β衰变，同时知a ＝84.由Bi→Tl，核电荷数减2，说明发生的是α衰变，同时知b＝206，由Tl→Pb发生了一次β衰变．故选B.答案：B统揽考情本章内容是介绍原子核物理学中最基础的知识和研究方法，它是进入微观领域的“金钥匙”，它对近代物理及其他技术有极其深远的影响．它是高考选考的常考内容，考查内容主要集中在原子核的结构、原子核的衰变及质能联系方程等知识，并以选择题为主．真题例析(20xx·山东卷)(多选)14C发生放射性衰变为14N，半衰期约5 700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的比例持续减小．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5 700年B．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的衰变解析：因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约5 700年，选项A正确.12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误．根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出β射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误；故选A、C.答案：AC针对训练(20xx·全国Ⅲ卷)(多选)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核Si*.下列说法正确的是( )A．核反应方程为p＋Al→Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致解析：质子p即H，核反应方程为p＋Al→Si*，A项正确；核反应过程遵循动量守恒定律，B项正确；核反应过程中系统能量守恒，C 项错误；在核反应中质量数守恒，但会发生质量亏损，所以D项错误；设质子的质量为m，则Si*的质量为28m，由动量守恒定律，有mv0＝28mv，得v＝＝m/s≈3.6×105 m/s，方向与质子的初速度方向相同，故E项正确．答案：ABE1．(20xx·重庆卷)如图中曲线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。
最新精编高中人教版高中物理选修3-5章末综合测评 第19章 章末分层突破及解析
章末综合测评(时间：50分钟 满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的5个选项中有3项符合题目要求，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)1．在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物史的是( )A ．查德威克通过实验证实了卢瑟福关于中子的猜想是正确的B ．汤姆孙首先提出了原子的核式结构说．居里夫人首先发现了天然放射现象D ．卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子E ．贝克勒尔首先发现了天然放射现象【答案】 ADE2．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出个中子：U ＋→B＋r ＋，铀235质量为1，中子质量为2，钡144质量为3，氪89的质量为4，下列说法正确的是( )A ．该核反应类型属于人工转变B ．该反应放出能量(1－22－3－4)c 2．的值是3D ．该核反应比聚变反应对环境的污染少E ．该核反应属于核裂变，比聚变反应对环境的污染重【解析】 该核反应是核裂变，不是人工转变，故A 错误；核反应方程U ＋→B＋r ＋中根据质量守恒，有：235＋1＝144＋89＋，解得：＝3；根据爱因斯坦质能方程，该反应放出能量为：ΔE ＝Δ·c 2＝(1＋2－3－4－32)c 2＝(1－3－4－22)c 2，故B 、正确；该核反应生成两种放射性元素，核污染较大，故D 错误，E 正确．【答案】 BE3．关于近代物，下列说法正确的是( )A ．α射线是高速运动的氦原子核B ．核聚变反应方程H ＋H→H＋中，表示质子．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D ．玻尔将量子观念引入原子领域，其论能够解释氢原子光谱的特征E ．爱因斯坦给出了物体的能量与它的质量的关系，E ＝c 2【解析】 α射线是氦原子核，A 对；\(1,0)表示中子，B 错；据光电效应方程E ＝ν－W 0可知，光电子的最大初动能随照射光的频率的增大而增大，并不成正比，错；玻尔的量子观念能解释氢原子光谱，D 对，是爱因斯坦给出了E ＝c 2【答案】 ADE4．(2016·全国丙卷)一静止的铝原子核\(27,13)A 俘获一速度为10×107 /的质子p 后，变为处于激发态的硅原子核\(28,14)S *下列说法正确的是( )A ．核反应方程为p ＋\(27,13)A→\(28,14)S *B ．核反应过程中系统动量守恒．核反应过程中系统能量不守恒D ．核反应前后核子相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E ．硅原子核速度的量级为105 /，方向与质子初速度的方向一致【解析】 核反应过程中遵循质量守恒和电荷守恒，核反应方程为p ＋\(27,13)A→\(28,14)S *，说法A 正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B 正确，说法错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D 错误．根据动量守恒定律有p v p ＝S v S ，碰撞后硅原子核速度的量级为105 /，方向与质子初速度方向一致，说法E 正确．【答案】 ABE5．放射性元素\(238, 92)U 衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成\(210, 83)B ，而\(210, 83)B 可以经一次衰变变成\(210, )(代表某种元素)，也可以经一次衰变变成\( b ,81)T ，\(210, )和\(b ,81)T1最后都变成\(206, 82)Pb ，衰变路径如图1所示．则( )图1A ．＝84B ．b ＝206\(210, 83)B→\(210, )是β衰变，\(210, 83)B→\( b ,81)T 是α衰变D\(210, 83)B→\(210, )是α衰变，\(210, 83)B→\( b ,81)T 是β衰变E\( b ,81)T 经过一次α衰变变成\(206, 82)Pb【解析】 由\(210, 83)B→\(210, )，质量不变，说明发生的是β衰变，同时知＝84由\(210, 83)B→\( b ,81)T 是核电荷减2，说明发生的是α衰变，同时知b ＝206，由\(206, 81)T→\(206, 82)Pb 发生了一次β衰变．【答案】 AB6．下列说法中正确的是( )A ．α粒子散射实验证明了原子核还可以再分B ．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构．分别用射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用射线照射时光电子的最大初动能较大D ．基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射多种频率的光子E ．要使轻核聚变，必须使它们的距离达到10－15 以内【解析】 α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，天然放射现象证明了原子核还可以再分，选项A 、B 均错误；射线的频率高于紫光的频率，用射线照射金属时获得光电子的最大初动能会更大，选项正确；基态氢原子吸收一个光子发生跃迁，当跃迁到较高的能级时(≥3)，就可能发射多种频率的光子，选项D 正确．要使轻核发生聚变必须使它们的距离达到10－15以内，核力才能起作用．E 正确【答案】 DE7．“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则 ( )A ．生成的新核与衰变前的原子核质量相同B ．生成新核的核电荷增加．生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D ．生成的新核与中微子的动量大小相等E ．在发生“轨道电子俘获”的过程中，系统动量守恒【解析】 质子与中子的质量相同，所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量相同，A 正确；新核质子减少，故核电荷减少，B 错误；新核与原核质子不同，不能称它们互为同位素，错误；以静止原子核及被俘获电子为系统，系统动量守恒，系统初动量为零，所以生成的新核与中微子的动量大小相等，方向相反，D 、E 正确．【答案】 ADE8．太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看做是4个氢核(\(1,1)H)结合成1个氦核(\(4,2)H)．下表中列出了部分粒子的质量(1 相当于9315 MV 的能量)，以下说法中正确的是 ( )A 121B ．核反应方程式为4\(1,1)H→\(4,2)H ＋2\( 0,－1)．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0026 6D ．4个氢核聚变反应过程中释放的能量约为248 MVE ．四个氢核聚变反应过程中释放的能量约为248 J【解析】 根据核反应过程中质量守恒和电荷守恒关系可判断A 正确，B 错误；根据质能方程可知、D 正确，E 错误．【答案】 AD二、非选择题(本题共5小题，共52分)9．(4分)由图2所示可得出结论质子和中子的质量之和________氘核的质量，氘核分解为质子和电子时要________能量．图2【解析】 由图可以看出，氘核分解为质子和中子的过程中是吸收能量的，因此两个核子质量之和大于氘核的质量．【答案】 大于 吸收10．(8分)(2016·全国甲卷)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是______．(填正确答案标号)A \(14,6)→\(14,7)N ＋\(0,-1)B\(32,15)P→\(32,16)S ＋\(0,-1)\(238,92)U→\(234,90)T ＋\(4,2)HD \(14,7)N ＋\(4,2)H→\(17,8)O ＋\(1,1)HE \(235,92)U ＋\(1,0)→\(140,54)＋\(94,38)Sr ＋2\(1,0)F\(3,1)H ＋\(2,1)H→\(4,2)H ＋\(1,0)【解析】 α衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出α粒子的现象，选项为α衰变；β衰变为衰变过程中释放出β粒子的现象，选项A 、B 均为β衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项E 是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F 是典型的核聚变过程．【答案】 AB E F11．(10分)1926年美国波士顿的内医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是\(222, 86)R\(222, 86)R 经过次α衰变和次β衰变后变成稳定的\(206, 82)Pb(1)求、的值；(2)一个静止的氡核(\(222, 86)R)放出一个α粒子后变成钋核(\(218, 84)P)．已知钋核的速度v ＝1×106 /，求α粒子的速率 【导号：66390061】【解析】 (1)4＝222－206，＝486＝82＋2－，＝4(2)由动量守恒定律得αv α－P v ＝0解得v α＝545×107 /【答案】 (1)4 4 (2)545×107 /12．(14分)为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变8×107次，这种同位素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1 3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量为多少？【导号：66390062】【解析】 由每分钟衰变次与其质量成正比出发，运用半衰期知识可求出存水量．设放射性同位素原有质量为0,10天后其剩余质量为，水库存水量为Q,10天后每立方米水中放射性元素的存量为Q ，由每分钟衰变次与其质量成正比0/Q ＝8×10710，即10Q 8×107＝0，由半衰期公式得：＝0错误!错误! 由以上两式联立代入据得10Q 8×107＝错误!错误!＝错误!5 解得水库的存水量为Q ＝25×105 3【答案】 25×105 313．(16分)\(3,1)H 的质量是3016 050 ，质子的质量是1007 277 ，中子的质量是1008 665 ．则：(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各是多少？(3)如果这些能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？【导号：66390063】【解析】 (1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程式是\(1,1)H ＋2\(1,0)―→\(3,1)H ，反应前各核子总质量为p ＋2＝1007 277 ＋2×1008 665 ＝3024 607反应后新核的质量为H ＝3016 050质量亏损为Δ＝3024 607 －3016 050＝0008 557因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为放出能量的反应． 释放的核能为ΔE ＝Δ×9315 MV＝0008 557×9315 MV＝797 MV(2)氚核的结合能即为ΔE ＝797 MV它的比结合能为ΔE 3＝266 MV (3)放出光子的频率为ν＝ΔE ＝797×106×16×10－19663×10－34 Hz ＝192×1021 Hz 【答案】 (1)释放核能 797 MV(2)797 MV 266 MV(3)192×1021 Hz。
2021-2022学年人教版高中物理选修3-5检测：第十九章本章优化总结 Word版含答案
本章优化总结原子核⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧自然 放射现象：三种射线⎩⎨⎧α射线：氦核流，穿透力量最弱，电离本事最强β射线：高速电子流，产生实质的核反应方程为10n →11H ＋0－1eγ射线：伴随α衰变和β衰变而产生原子核的组成{质子（11H ）中子（10n ）原子核的衰变⎩⎪⎨⎪⎧意义：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核衰变法则{α衰变：A Z X →A －4Z －2Y ＋42He β衰变：A Z X → A Z ＋1Y ＋0－1e规律：衰变过程遵守电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒；释放的能量以放 出粒子和反冲核的动能及γ光子能量（伴随γ衰变时）的形式表现出来半衰期：大量原子核有半数发生衰变需要的时间，它由核本身打算，一般 与物理、化学性质无关探测射线的方法：威耳逊云室、气泡室、盖革—米勒计数器人工转变⎩⎨⎧质子的发觉：14 7N ＋42He →17 8O ＋11H 中子的发觉：94Be ＋42He →12 6C ＋10n正电子的发觉：2713Al ＋42He →3015P ＋10n3015P →3014Si ＋0＋1e核反应与核能⎩⎪⎨⎪⎧核力：短程力，只与相邻核子发生作用比结合能（平均结合能）：比结合能越大，表示原子核中核子结合得越坚固， 原子核越稳定爱因斯坦质能方程：E ＝mc 2或ΔE ＝Δmc 2重核的裂变：235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n轻核的聚变：21H ＋31H →42He ＋10n粒子与宇宙⎩⎨⎧粒子的分类是：强子、轻子、媒介子四种相互作用是：万有引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用宇宙大爆炸理论专题一 原子核的三种衰变和三种放射性射线 1．原子核的三种衰变(1)①α衰变是原子核放出两个质子和两个中子的结合体． ②β衰变是原子核内的一个中子变成一个质子时发生的．③β＋衰变是原子核内的质子转变成一个中子时产生的．γ射线是在发生α衰变、β衰变和β＋衰变时，产生的新核由较高能量状态向较低能量状态跃迁时发生的．(2)不论发生哪种衰变，衰变前后的电荷数和质量数是守恒的． 2．三种放射性射线三种射线是指α射线、β射线和γ射线，三种射线的实质和特性如下表所示．粒子特性α射线 42He(正电)穿透本事小(空气中射程只有几厘米)，电离本事强，速度为c10β射线0－1e(负电)穿透本事大(能穿透几毫米厚的铝板)，电离作用较弱，速度为9c10γ射线高能光子 (中性)穿透本事很大(能穿透几厘米厚的铅板)，电离作用很小3.计算公式：N ＝N 0⎝⎛⎭⎫12n或m ＝m 0⎝⎛⎭⎫12n， 其中n ＝tτ，τ为半衰期．在核电站泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I 和137Cs 的衰变过程，它们分别是______和______(填入正确选项前的字母).131I 和137Cs 原子核中的中子数分别是______和______．A ．X 1→137 56Ba ＋10nB ．X 2→131 54Xe ＋ 0－1eC ．X 3→137 56Ba ＋－1e D ．X 4→131 54Xe ＋11p [解析] 依据衰变过程中电荷数守恒和质量数守恒可知，X 2为131 53I ，X 3为137 55Cs ，中子数等于质量数减去核电荷数，分别为131－53＝78和137－55＝82.[答案] B C 78 82确定衰变次数的方法(1)A Z X →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e依据质量数、电荷数守恒得 A ＝A ′＋4n Z ＝Z ′＋2n －m二式联立求解得α衰变次数n 和β衰变次数m .(2)依据α衰变和β衰变实质(β衰变质量数不变)直接求解．1.(多选)(2022·河北正定检测)关于原子核的有关学问，下列说法正确的是( )A ．自然 放射性射线中的β射线实际就是电子流，它来自原子的核内B ．放射性原子经过α、β衰变致使新的原子核处于较高能级，因此不稳定从而产生γ射线C ．氡222经过衰变为钋218的半衰期为3.8天，一个氡222原子核四天后肯定衰变为钋218D ．比结合能越大，原子越简洁发生衰变解析：选AB.由于半衰期是统计规律，对单个核子没有意义，所以C 项错．比结合能描述原子核的稳定性，比结合能越大，原子越稳定，越不易发生衰变，所以D 项错．专题二对核反应方程及类型的理解1．四类核反应方程的比较名称核反应方程时间其他衰变α衰变238 92U―→234 90Th＋42He1896年贝可勒尔β衰变234 90Th―→234 91Pa＋0－1e裂变23592U＋10n―→9038Sr＋136 54Xe＋1010n＋141 MeV1938年原子弹原理聚变21H＋31H―→42He＋10n＋17.6MeV氢弹原理人工转变正电子2713Al＋42He―→3015P＋10n3015P―→3014Si＋0＋1e1934年约里奥－居里夫妇发觉质子14 7N＋42He―→17 8O＋11H1919年卢瑟福发觉中子94Be＋42He―→12 6C＋10n1932年查德威克2.(1)熟记一些粒子的符号：α粒子(42He)、质子(11H或p)、中子(10n)、电子(0－1e)、氘核(21H)、氚核(31H)(2)留意在核反应方程中，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒．(多选)能源是社会进展的基础，进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.31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变C.235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n是核裂变反应D.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是α衰变[解析]A、B所列反应是核聚变，不是β衰变，β衰变要放出电子，故A对B错；C、D两种反应都是核裂变，故C对D错．[答案]AC2.在下列四个核反应中，X表示中子的是________，属于原子核的人工转变的是________．A.14 7N＋42He―→17 8O＋XB.2713Al＋42He―→3015P＋XC.21H＋31H―→42He＋XD.235 92U＋X―→9038Sr＋136 54Xe＋10X解析：在核反应中，不管是什么类型的核反应，都遵守电荷数守恒和质量数守恒，据此，可以推断未知粒子属于什么粒子，对A，未知粒子的质量数为：14＋4＝17＋x，x＝1，其电荷数为：7＋2＝8＋y，y＝1，即未知粒子是质子(11H)；对B，未知粒子的质量数：27＋4＝30＋x，x＝1，其电荷数为：13＋2＝15＋y，y＝0，所以是中子(10n)；对C，未知粒子的质量数为：2＋3＝4＋x，x＝1，电荷数为：1＋1＝2＋y，y＝0，也是中子(10n)；对D，未知粒子质量数为235＋x＝90＋136＋10x，x＝1，电荷数为：92＋y＝38＋54＋10y，y＝0，也是中子(10n)，故方程中X是中子的核反应为B、C、D.其中A、B为原子核的人工转变．答案：BCD AB专题三核能的计算1．利用质能方程来计算核能(1)首先依据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损Δm.(2)再依据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能．方程ΔE＝Δmc2中若Δm的单位用“kg”、c 的单位用“m/s”，则ΔE的单位为“J”；若Δm的单位用“u”，可直接用质量与能量的关系式1 u相当于931.5 MeV 推算ΔE，此时ΔE的单位为“兆电子伏(MeV)”，即原子质量单位1 u对应的能量为931.5 MeV.2．利用平均结合能来计算核能原子核的结合能＝核子的平均结合能×核子数．核反应中反应前系统内全部原子核的总结合能与反应后生成的全部新核的总结合能之差，就是该核反应所释放(或吸取)的核能．3．利用能量守恒定律计算核反应中如无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能．这种状况下的核能可由下列关系计算：反应前总动能＋反应过程中释放的核能＝反应后总动能．已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，32He核的质量为3.015 0 u．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成32He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能．(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，32He的质量可以认为是中子的3倍)(1)写出该核反应的反应方程式；(2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV，则反应前每个氘核的动能是多少MeV?[解析](1)核反应方程为221H→32He＋10n.(2)质量亏损为Δm＝2.013 6 u×2－3.015 0 u－1.008 7 u＝0.003 5 u.则释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV.(3)设中子和32He核的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，反应前每个氘核的动能为E0，反应后中子和32He 核的动能分别为E 1、E 2.依据动量守恒得：m 1v 1－m 2v 2＝0 所以v 1v 2＝m 2m 1＝31依据E ＝12mv 2得E 2E 1＝12m 2v2212m 1v 21＝31×⎝⎛⎭⎫132＝13即E 2＝E 13＝13×3.12 MeV ＝1.04 MeV由能量转化和守恒定律得E 1＋E 2＝2E 0＋ΔE 代入数据得E 0＝0.45 MeV.[答案] (1)见解析 (2)3.26 MeV (3)0.45 MeV3.(2022·河南六市一联)2021年2月12日朝鲜进行了第三次核试验，韩美情报部门通过氙(Xe)和氪(Kr)等放射性气体，推断出朝鲜使用的核原料是铀(U)还是钚(Pu)，若该试验的核原料是235 92U ，则 (1)完成核反应方程式235 92U ＋10n ―→9038Sr ＋136 54Xe ＋________． (2)本次核试验释放的能量大约相当于7 000吨TNT 的能量，已知铀核的质量为m 1、中子的质量为m 2、锶(Sr)核的质量为m 3、氙(Xe)核的质量为m 4，光速为c .则一个235 92U 原子裂变释放的能量ΔE ＝________． 解析：(1)依据质量数、电荷数守恒可得该核反应方程为23592U ＋10n ―→9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n.(2)该核反应过程质量亏损Δm ＝m 1－m 3－m 4－9m 2，由爱因斯坦质能方程有ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 3－m 4－9m 2)c 2.答案：(1)1010n (2)(m 1－m 3－m 4－9m 2)c 2。
人教版高中物理选修3-5单元质量评估(四)
》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《高中物理学习材料（马鸣风萧萧 ** 整理制作）温馨提示：此套题为Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。
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单元质量评估 ( 四)第十九章(90 分钟100 分)一、选择题 ( 本大题共 12 小题 , 每小题 5 分, 共 60 分。
多选题已在题号后标出)1.(2015 ·汕头高二检测 ) 核反应方程42 He+147 N→178 O+X,X所代表的粒子是()A.11HB.21HC.0-1eD.10n【解析】选 A。
根据核反应所遵循的两个守恒, 即质量数守恒和电荷数守恒得X 的质量数 =4+14-17=1, 电荷数 =2+7-8=1, 因此 ,X 代表的粒子为11 H,选项 A 正确。
2.(2015 ·韶关高二检测 ) 卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。
发现质子的核反应为 :147N+ 42He→178O+ 11H。
已知氮核质量为m N=14.007 53u, 氧核的质量为 m O= 17.004 54u, 氦核质量 m He=4.003 87u, 质子 ( 氢核 ) 质量为 m p=1.008 15u,(已知:1 uc 2=931 MeV)对于这一核反应 , 下列说法正确的是()A. 放出热量 0.001 29 MeVB. 吸收热量 0.001 29 MeVD.吸收热量 1.20 MeV【解析】选 D。
质量亏损m=m N+m He-m O-m p=-0.001 29 u,由质能方程得:E= mc2=-1.20 MeV, 故这一核反应是吸收能量的反应, 吸收的能量为1.20 MeV,D 项正确。
【互动探究】若入射氦核以v0=3×107m/s 的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。
反应生成的氧核和质子同方向运动, 且速度大小之比为1∶50。
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9．一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．辐射中的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c
D．γ光子的波长λ＝
h
（m1＋m2－m3）c2
解析：根据核反应过程中的质量数守恒、电荷数守恒可知核反应方程为：H＋n→H＋γ，故选项A错误；聚变过程中辐射出γ光子，质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，故选项B正确；由质能方程知，辐射出的γ光子的能量E＝(m1＋m2－m3)c2，故选项C错误；由E＝知，γ光子的波长λ＝c，故选项D错误．
答案：B
10．一个原来静止的238U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)( )
解析：由于发生的是α衰变，产物是两个带正电的粒子，根据动量守恒定律Mv1＋mvα＝0，可得这两个新核的运动方向相反，受到的
(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；
(3)当He旋转3周时，粒子H旋转几周？
图甲图乙
解析：(1)反应前后动量守恒：m0v0＝m1v1＋m2v2(v1为氚核速度，m0、m1、m2分别代表中子、氚核、氢核质量)
代入数值可解得：v1＝－1.0×103 m/s，方向与v0相反．
(2)H和He在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比
r1∶r2＝∶＝3∶40.
(3)H和He做匀速圆周运动的周期之比
T1∶T2＝∶＝3∶2，
所以它们的旋转周数之比
n1∶n2＝T2∶T1＝2∶3，
即He旋转三周，H旋转2周．
答案：(1)大小为1.0×103 m/s，方向与v0相反
(2)3∶40(3)2周。