2022-2023學(xué)年新教材高中物理第五章原子與原子核階段評價(jià)試題粵教版選擇性必修第三冊

1、PAGE PAGE 6第五章 階段評價(jià)查缺漏(本試卷滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1關(guān)于核聚變，以下說法正確的是()A與裂變相比輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔B世界上已經(jīng)有利用核聚變能來發(fā)電的核電站C要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到1010 m以內(nèi)，核力才能起作用D核聚變比核裂變更易控制解析：選A與核裂變相比，核聚變有下面的幾個(gè)優(yōu)勢：(1)安全、清潔、輻射少；(2)核燃料儲量多；(3)核廢料易處理。但核聚變不易控制，其發(fā)電還沒有投入實(shí)際運(yùn)行，要使輕核發(fā)生聚變，必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離101

2、5 m，B、C、D錯(cuò)誤，A正確。2(2021廣東高考)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26，鋁26的半衰期為72萬年，其衰變方程為eq oal(26,13)Aleq oal(26,12)MgY，下列說法正確的是()AY是氦核BY是質(zhì)子C再經(jīng)過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半D再經(jīng)過144萬年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變解析：選C根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，該核反應(yīng)是eq oal(26,13)Aleq oal(26,12)Mgeq oal(0,1)e，即Y是正電子，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；因72萬年是一個(gè)半衰期，可知再過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半，再過144萬年，即兩個(gè)半衰期，現(xiàn)有的鋁26

3、衰變四分之三，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。3鈾核裂變時(shí)，對于產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的重要因素，下列說法中正確的是()A鈾塊的質(zhì)量是重要因素，與體積無關(guān)B為了使裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)容易發(fā)生，最好直接利用裂變時(shí)產(chǎn)生的中子C若鈾235的體積超過它的臨界體積，裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就能夠發(fā)生D能否發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)與鈾塊的質(zhì)量無關(guān)解析：選C要使鈾核裂變產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，鈾塊的體積必須大于臨界體積或鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量，只要組成鈾塊的體積小于臨界體積或質(zhì)量小于臨界質(zhì)量就不會產(chǎn)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子為快中子，這些快中子不能直接引發(fā)新的裂變，如果鈾塊的質(zhì)量大，則其體積大，若超過臨界體積則發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，由此知A、B、D錯(cuò)誤，C正確。4原子

4、核自發(fā)地放出電子的現(xiàn)象稱為衰變。最初科學(xué)家曾認(rèn)為衰變中只放出電子，后來發(fā)現(xiàn)，這個(gè)過程中除了放出電子外，還放出一種叫“中微子”的粒子，中微子不帶電，與其他物質(zhì)的相互作用極弱。下列關(guān)于衰變的說法不正確的是()A原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核的核子數(shù)與原核的核子數(shù)相等，但帶電荷量增加B原子核能夠發(fā)生衰變說明原子核是由質(zhì)子、中子、電子組成的C靜止的原子核發(fā)生衰變后，在中微子動(dòng)量忽略不計(jì)時(shí)，電子的動(dòng)量與新核的動(dòng)量一定大小相等，方向相反D靜止的原子核發(fā)生衰變時(shí)，原子核釋放的能量大于電子和新核的總動(dòng)能之和解析：選B原子核是由質(zhì)子和中子組成的，故B錯(cuò)誤；原子核發(fā)生衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)增加1，電子是原子核中的

5、中子變成質(zhì)子而產(chǎn)生的，所以A正確；靜止的原子核發(fā)生衰變，由動(dòng)量守恒定律知C正確；靜止的原子核發(fā)生衰變，由能量守恒定律可知D正確。5有關(guān)中子的研究，下列說法正確的是()ATh核發(fā)生一次衰變，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4B一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過核反應(yīng)后生成氦核和中子是裂變反應(yīng)C盧瑟福通過分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D中子和其他微觀粒子，都具有波粒二象性解析：選D衰變的本質(zhì)是發(fā)生衰變的核中減少2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子形成氦核，所以一次衰變，新核與原來的核相比，中子數(shù)減少了2，A錯(cuò)誤；裂變是較重的原子核分裂成較輕的原子核的反應(yīng)，而該反應(yīng)是較輕的原子核的聚變反應(yīng)，B錯(cuò)誤；盧瑟福通過分析粒子

6、散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，查德威克通過粒子轟擊鈹核獲得碳核的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了中子，C錯(cuò)誤；所有粒子都具有粒子性和波動(dòng)性，D正確。6(2021河北高考)銀河系中存在大量的鋁同位素26Al。26Al核衰變的衰變方程為eq oal(26,13)Aleq oal(26,12)Mgeq oal(0,1)e，測得26Al核的半衰期為72萬年。下列說法正確的是()A26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量B26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)C將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Al將在144萬年后全部衰變?yōu)?6Mg解析：選C26Al核發(fā)生衰變的過程中釋

7、放正電子的同時(shí)還有核能釋放，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以26Al核的質(zhì)量大于26Mg核的質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；26Al核的中子數(shù)n1261313，而26Mg核的中子數(shù)n2261214，所以26Al核的中子數(shù)小于26Mg核的中子數(shù)，故B錯(cuò)誤；半衰期是原子核固有的屬性，與物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故C正確；鋁同位素26Al的半衰期為72萬年，所以經(jīng)過144萬年也就是兩個(gè)半衰期后還剩下eq f(1,4)沒有衰變，故D錯(cuò)誤。7鈷60是金屬元素鈷的放射性同位素之一，其半衰期為5.27年。它會通過衰變放出能量高達(dá)315 keV的高速電子衰變?yōu)殒?0，同時(shí)會放出兩束射線，其能量分別為1.17 MeV及1.33 MeV。鈷60

8、的應(yīng)用非常廣泛，幾乎遍及各行各業(yè)。在農(nóng)業(yè)上，常用于輻射育種、食品輻射保藏與保鮮等；在工業(yè)上，常用于無損探傷、輻射消毒、輻射加工、輻射處理廢物以及自動(dòng)控制等；在醫(yī)學(xué)上，常用于癌和腫瘤的放射治療。關(guān)于鈷60下列說法正確的是()A衰變方程為eq oal(60,27)Coeq oal(60,28)Nieq oal(0,1)eB利用鈷60對人體腫瘤進(jìn)行放射治療是利用其衰變放出的電子流C鈷60可以作為示蹤原子研究人體對藥物的吸收D鈷60衰變過程中不會有質(zhì)量虧損解析：選A根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，可知鈷60發(fā)生衰變的衰變方程為eq oal(60,27)Coeq oal(60,28)Nieq oal(0,1

9、)e，故A正確；鈷60對人體腫瘤進(jìn)行放射治療是利用其衰變放出的射線，故B錯(cuò)誤；鈷60半衰期太長，且衰變放出的高能粒子對人體傷害太大，不能作為藥品的示蹤原子，故C錯(cuò)誤；所有衰變都會有質(zhì)量虧損，故D錯(cuò)誤。二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)8(2021浙江6月選考)對四個(gè)核反應(yīng)方程：(1)eq oal(238, )92Ueq oal(234, )90Theq oal(4,2)He；(2)eq oal(234, )90Theq oal(234, )91Paeq oal(0,1)e；(3

10、)eq oal(14, )7Neq oal(4,2)Heeq oal(17, )8Oeq oal(1,1)H；(4)eq oal(2,1)Heq oal(3,1)Heq oal(4,2)Heeq oal(1,0)n17.6 MeV。下列說法正確的是()A(1)(2)式核反應(yīng)沒有釋放能量B(1)(2)(3)式均是原子核衰變方程C(3)式是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程D利用激光引發(fā)可控的(4)式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一解析：選CD(1)式是衰變，(2)式是衰變，均有能量放出，故A錯(cuò)誤；(3)式是人工核轉(zhuǎn)變，故B錯(cuò)誤；(3)式是人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程，故C正確；利用激光引發(fā)可控的(4)式

11、核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一，故D正確。9已知钚的一種同位素的半衰期為24 100年，其衰變方程為eq oal(239, 94)PuXeq oal(4,2)He，下列有關(guān)說法正確的是()AX原子核中含有92個(gè)質(zhì)子B100個(gè)eq oal(239, 94)Pu經(jīng)過24 100年后一定還剩余50個(gè)C由于衰變時(shí)釋放巨大能量，衰變過程質(zhì)量數(shù)不再守恒D衰變發(fā)出的放射線是波長很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力解析：選AD根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，X原子核的電荷數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為235，質(zhì)子數(shù)是92，A選項(xiàng)正確；半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對大量的原子核適用，對少數(shù)的原子核沒有意義，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于衰變時(shí)釋放巨大能量，

12、衰變過程總質(zhì)量減小，但質(zhì)量數(shù)仍守恒，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；衰變發(fā)出的放射線是波長很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力，D選項(xiàng)正確。10.云室能顯示射線的徑跡，把云室放在磁場中，從帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲方向和半徑大小就能判斷粒子的屬性。放射性元素A的原子核靜止放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.5 T的勻強(qiáng)磁場中發(fā)生衰變，放射出粒子并變成新原子核B，放射出的粒子與新核運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，測得兩圓的半徑之比R1R2421，且R10.2 m，已知元電荷e1.61019 C，普朗克常量h6.61034 Js。下列說法正確的是()A新原子核B的核電荷數(shù)為42B放射性元素A原子核發(fā)生的是衰變C放射性元素A原子核發(fā)生的是衰變D放射出粒子的對

13、應(yīng)的德布羅意波的波長為4.1251015 m解析：選BD原子核發(fā)生反沖，根據(jù)左手定則可知，衰變時(shí)，新核、粒子的軌跡是外切圓，所以B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)帶電粒子的軌道半徑req f(mv,Bq)，可知eq f(r,rB)eq f(qB,q)，結(jié)合已知條件可知原子核B的核電荷數(shù)為84，選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 根據(jù)德布羅意波長eq f(h,p)可知，放出的粒子的德布羅意波長為eq f(h,BqR1)4.1251015 m，選項(xiàng)D正確。三、非選擇題(本題共4小題，共54分)11(11分)假設(shè)兩個(gè)氘核在一直線上相碰發(fā)生聚變反應(yīng)生成氦的同位素和中子，已知氘核的質(zhì)量是m1，中子的質(zhì)量是m2，氦核同位素的質(zhì)量是m3，光在

14、真空中速度為c。(1)寫出核聚變反應(yīng)的方程式。(2)求核聚變反應(yīng)中釋放出的能量E。解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程式為：eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)Heeq oal(1,0)n。(2)核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為：m2m1(m2m3)氘核聚變時(shí)放出的能量為：Emc2(2m1m2m3)c2。答案：(1)eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)Heeq oal(1,0)n(2)(2m1m2m3)c212(12分)靜止的鋰核(eq oal(6,3)Li)俘獲一個(gè)速度為7.7106 m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生

15、兩個(gè)新粒子，其中一個(gè)粒子為氦核(eq oal(4,2)He)，它的速度大小是8.0106 m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同。(1)寫出此核反應(yīng)的方程式；(2)求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)粒子的速度大小及方向。解析：(1)eq oal(6,3)Lieq oal(1,0)neq oal(4,2)Heeq oal(3,1)H。(2)用m1、m2和m3分別表示中子(eq oal(1,0)n)、氦核(eq oal(4,2)He)和氚核(eq oal(3,1)H)的質(zhì)量，由動(dòng)量守恒定律得m1v1m2v2m3v3代入數(shù)值解得v38.1106 m/s即反應(yīng)后生成的氚核的速度大小為8.1106 m/s，方向與反應(yīng)

16、前中子的速度方向相反。答案：(1)eq oal(6,3)Lieq oal(1,0)neq oal(4,2)Heeq oal(3,1)H(2)8.1106 m/s方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反13(15分)如圖所示，有界的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.05 T，磁場方向垂直于紙面向里，MN是磁場的左邊界。在磁場中A處放一個(gè)放射源，內(nèi)裝eq oal(226, 88) Ra，eq oal(226, 88) Ra放出某種射線后衰變成eq oal(222, 86) Rn。(1)寫出上述衰變方程；(2)若A處距磁場邊界MN的距離OA1.0 m時(shí)，放在MN左側(cè)邊緣的粒子接收器收到垂直于邊界MN方向射出的質(zhì)量較小

17、的粒子，此時(shí)接收器距過OA的直線1.0 m。求一個(gè)靜止eq oal(226, 88) Ra核衰變過程中釋放的核能有多少。(取1 u1.61027 kg，e1.61019 C，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可得eq oal(226, 88)Raeq oal(222, 86)Rneq oal(4,2)He。(2)衰變過程中釋放的粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑R1.0 m，由2evBeq f(mv2,R)得粒子的速度veq f(2eBR,m)，衰變過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒，eq oal(222, 86)Rn、eq oal(4,2)He質(zhì)量分別為222 u、4 u，則(222

18、u)v(4 u)v得eq oal(222, 86)Rn的速度veq f(2,111)v釋放的核能Eeq f(1,2)(222 u)v2eq f(1,2)(4 u)v2eq f(113e2B2R2,222 u)代入數(shù)據(jù)解得E2.041014 J。答案：(1)eq oal(226, 88)Raeq oal(222, 86)Rneq oal(4,2)He(2)2.041014 J14.(16分)在暗室的真空裝置中做如下實(shí)驗(yàn)：在豎直放置的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中，有一個(gè)能產(chǎn)生、三種射線的射線源。從射線源射出的一束射線垂直于電場方向射入電場，如圖所示。在與射線源距離為H高處，水平放置兩張疊放著的、涂藥面朝下的印像紙(比一般紙厚且涂有感光藥的紙)，經(jīng)射線照射一段時(shí)間后兩張印像紙顯影，則(1)上面的印像紙有幾個(gè)暗斑？各是什么射線的痕跡？(2)下面的印像紙顯出三個(gè)暗斑，試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比。(3)若在此空間再加上與電場方向垂直的勻強(qiáng)磁場，一次使射線不偏轉(zhuǎn)，一次使射線不偏轉(zhuǎn)，則兩次所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比是多少？eq blc(rc)(avs4alco1(已知：m4 u，mf(1,1 840) u，vf(c,10)，vc)解析：(1)因粒子貫穿本領(lǐng)弱，穿過下層紙的只有射線、射線，射線、射線在上面的印像紙上留下