高中物理第五章原子核鞏固達標檢測卷基礎版教師版新人教版選擇性必修第三冊

第五章《原子核》一、單選題1．一個原子核為，關(guān)于這個原子核，下列說法正確的是（）A．核外有83個電子，核內(nèi)有127個質(zhì)子B．核外有83個電子，核內(nèi)有83個質(zhì)子C．核內(nèi)有83個質(zhì)子，210個中子D．核內(nèi)有210個核子2．物理學家通過對試驗的細心視察和深化究，獲得了正確的科學認知，推動了物理學的發(fā)展，下列說法符合事實的是（

）A．普朗克提出了“光子說”，勝利說明白光電效應現(xiàn)象B．J.J.湯姆孫對陰極射線的探討發(fā)覺了電子，說明原子核可以再分C．貝克勒爾發(fā)覺了自然放射現(xiàn)象，說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的D．盧瑟福用粒子轟擊氮核，發(fā)覺了中子，完善了原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)3．探討放射性元素射線性質(zhì)的試驗裝置如圖所示，放射源能放出、、三種射線，兩塊平行放置的金屬板A、B分別與電源的兩極連接。放射源發(fā)出的射線從其上方小孔向外射出，下列說法正確的是（）

A．到達A板的射線穿透實力最強B．到達B板的射線穿透實力最強C．到達A板的射線為射線，是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時放出的D．到達B板的射線電離本事最強，可以用于治療腫瘤4．如圖，一個原子核X經(jīng)圖中所示的14次衰變，其中有m次衰變、n次衰變，生成穩(wěn)定的原子核Y，則（）

A． B．C． D．5．“玉兔二號”裝有核電池，不懼漫長寒冷的月夜。核電池將衰變釋放的核能一部分轉(zhuǎn)換成電能。的衰變方程為，則（）A．衰變方程中的X等于233 B．的穿透實力比γ射線強C．比的比結(jié)合能小 D．月夜的寒冷導致的半衰期變大6．一個靜止的放射性原子核處于垂直紙面對里、磁感應強度為B的勻強磁場中，由于發(fā)生了（或）衰變而得到兩種粒子，一種是（或）粒子，另一種是反沖核。如圖所示為兩種粒子在磁場中的圓形軌跡，已知衰變前核的質(zhì)量為，衰變后形成的兩種新粒子的質(zhì)量分別為，在磁場中的軌跡半徑分別為。兩圓半徑之比為，則以下說法正確的是（）A．該原子核發(fā)生的是衰變，得到的兩種新粒子在磁場中做圓周運動的繞向相反B．原來靜止的原子核的原子序數(shù)為92，反沖核的軌道半徑為C．衰變過程釋放的核能，得到的射線在空氣中具有較強的穿透本事D．該衰變的衰變方程可能為7．如圖是原子核的比結(jié)合能曲線，下列說法正確的是（）

A．從曲線上分析，兩個核合成釋放約的能量B．兩個核結(jié)合成，因為質(zhì)量數(shù)未變，所以不釋放或吸取能量C．裂變成和的方程為：D．從曲線上分析，的結(jié)合能小于的結(jié)合能8．藥物濃度的衰減與原子核衰變的規(guī)律相像。服用布洛芬片后血漿中藥物濃度的最大值為20ug/ml，藥物濃度低于3ug/ml就要補充用藥。若持續(xù)難受時，4-6h要服用一次，由此可推斷服用布洛芬片后血漿中藥物濃度下降的半衰期約為（）A．1h B．2h C．3h D．4h9．兩個氘核以相等的動能Ek對心碰撞發(fā)生核聚變，核反應方程為，其中氘核的質(zhì)量為m1，氦核的質(zhì)量為m2，中子的質(zhì)量為m3。假設核反應釋放的核能E全部轉(zhuǎn)化為動能，下列說法正確的是（）A．核反應后氦核與中子的動量相同 B．該核反應釋放的能量為E=(m1－m2－m3)c2C．核反應后中子的動能為 D．核反應后氦核的動能為10．下列關(guān)于放射性元素的說法正確的是。A．溫度上升時，放射性物質(zhì)衰變會變快B．發(fā)生衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子時產(chǎn)生的C．射線與r射線一樣都是電磁波，但r射線穿透本事比β射線強D．鈾核（）衰變?yōu)殂U核（）的過程中，要經(jīng)過8次a衰變和6次衰變二、多選題11．將α、β、γ三種射線分別射入勻強磁場和勻強電場，下圖表示射線偏轉(zhuǎn)狀況中正確的是（）A． B．C． D．12．目前，在居室裝修中常常用到花崗巖、大理石等裝修材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放出α射線、β射線、γ射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，依據(jù)有關(guān)放射性學問可知，下列說法中正確的是（）A．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就只剩下一個原子核了B．用加溫、加壓或變更其化學狀態(tài)的方法可以變更原子核衰變的半衰期C．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，三種射線中，γ射線的穿透實力最強D．發(fā)生α衰變時，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)削減了2個13．1898年，居里夫婦發(fā)覺了一種能夠發(fā)出很強射線的新元素-釙（），為此居里夫人獲得了諾貝爾化學獎?，F(xiàn)把原子核靜止放在勻強磁場中的a點，某一時刻發(fā)生β衰變，產(chǎn)生如圖所示的A和B兩個圓軌跡。下列說法正確的是（）A．的衰變方程為：B．A、B兩個圓的半徑之比為85：1C．把放在磁場中，其半衰期會增大D．的核子平均質(zhì)量比的核子平均質(zhì)量大14．下列說法正確的是（

）A．氡的半衰期為3.8天，若取8個氡原子核，經(jīng)7.6天后就確定剩下2個原子核了B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反應C．貝克勒爾發(fā)覺自然放射現(xiàn)象，揭示了原子核內(nèi)部存在困難的結(jié)構(gòu)D．質(zhì)子、中子、粒子的質(zhì)量分別是、、，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個粒子，釋放的能量是15．太陽內(nèi)部高溫高壓使三個氦核發(fā)生短暫的核反應，被稱為氦閃。該核反應的方程式為，已知核的比結(jié)合能為E1，X核的比結(jié)合能為E2，真空中的光速為c。下列說法正確的是（）A．該核反應又稱熱核反應B．X原子核中有8個中子C．該核反應釋放的能量為D．該核反應核子的質(zhì)量虧損為16．一個靜止的放射性原子核處于勻強磁場中，由于發(fā)生了衰變而在磁場中形成如圖所示的兩個圓形徑跡，兩圓半徑之比為1∶16，下列推斷中正確的是（）A．反沖原子核在小圓上逆時針運動B．該原子核發(fā)生了衰變C．原來靜止的核，其原子序數(shù)為15D．放射性的粒子與反沖核運動周期相同三、試驗題17．小明用某種金屬作為陰極的光電管觀測光電效應現(xiàn)象，試驗裝置示意如圖甲所示.已知普朗克常量方=6.63×10-34J·s.（1）圖甲中電極K為光電管的___________（填“陰極”或“陽極”）；（2）小明給光電管加上正向電壓，在光照條件不變時（入射光的頻率大于金屬銣的截止頻率），小明將滑片P從最左端向右漸漸滑動過程中，電流表的讀數(shù)變更狀況是______________________．（3）試驗中測得銣的遏止電壓UC與入射光頻率v之間的關(guān)系如圖乙所示，逸出功W0=___________J，假如試驗中入射光的頻率v=7.00×1014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek=___________J（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）．18．（1）如圖所示是探討光電效應規(guī)律的電路。圖中標有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極?，F(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照耀陰極K，電流計中有示數(shù)，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數(shù)漸漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數(shù)恰好為零，讀出此時電壓表的示數(shù)為6.0V；則光電管陰極材料的逸出功為___________eV，現(xiàn)保持滑片P位置不變，增大入射光的強度，電流計的讀數(shù)___________。（選填“為零”、或“不為零”）（2）快中子增殖反應堆中，運用的核燃料是钚239，裂變時釋放出快中子，四周的鈾238吸取快中子后變成鈾239，鈾239（）很不穩(wěn)定，經(jīng)過___________次β衰變后變成钚239（），寫出該過程的核反應方程式：___________。設靜止的鈾核發(fā)生一次β衰變生成的新核質(zhì)量為M，β粒子質(zhì)量為m，釋放出的β粒子的動能為，假設衰變時能量全部以動能形式釋放出來，求一次衰變過程中的質(zhì)量虧損__________。四、解答題19．如圖所示，勻強磁場磁感應強度為B，一靜止的核在勻強磁場中發(fā)生衰變，粒子與新核運動軌跡為兩個圓周，衰變過程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動能。（1）寫出衰變方程（新核用X表示），并推斷小圓是誰的軌跡？（2）粒子和反沖核的運動半徑之比、周期之比。

20．已知氘核的質(zhì)量為2.0141u，中子的質(zhì)量為1.0087u，氦核的質(zhì)量為3.0160u，1u相當于931.5MeV。(1)寫出兩個氘核聚變成氦核的核反應方程；(2)計算上述核反應中釋放的核能為多少MeV（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）；(3)若兩個氘核以相同的動能0.35MeV做對心碰撞即可發(fā)生上述反應，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機械能，則反應后生成的氦核和中子的動能各為多少MeV？21．太陽中含有大量的氘核，因氘核不斷發(fā)生核反應釋放大量的核能，以光和熱的形式向外輻射。已知氘核質(zhì)量為，氦核質(zhì)量為，中子質(zhì)量為，的質(zhì)量相當于的能量則：(1)寫出核反應方程；(2)求核反應中釋放的核能；(3)在兩氘核以相等的動能進行對心碰撞，并且核能全部轉(zhuǎn)化為機械能的狀況下，求反應中產(chǎn)生的中子和氦核的動能。22．放射性元素被考古學家稱為“碳鐘”，可以用來判定古代生物體的年頭，通過測量粒子在電磁組合場中的運動軌跡和出現(xiàn)位置可以進一步探討在進行衰變過程中產(chǎn)生電子的出射速度，位于S點的靜止核經(jīng)過衰變可形成一個電子源，將過程簡化為：設定該電子源在紙面內(nèi)向各個方向勻整地放射電子。如圖所示的空間中，虛線下方存在方向豎直向下、場強大小為的勻強電場，虛線上方存在垂直紙面對里、磁感應強度大小為的勻強磁場，其中電子源和虛線邊界距離為，已知電子的質(zhì)量為，電荷量為，不計電子重力和電子間的相互作用。（1）若已知放射出的新核質(zhì)量為，新核的動能為，且衰變過程中放出的核能全部轉(zhuǎn)為粒子的動能，寫出衰變的核反應方程式，并求出衰變過程中的質(zhì)量虧損。（2）若在虛線上放置一個足夠長的擋板，其可以吸取全部從下方射入的電子，并檢測到從同一時刻出射的電子到達擋板的最大時間差，求電子出射速度。（3）現(xiàn)對電子源出射方向進行限制，使電子只能水平向右射出，并在虛線上距離O點為d的Q點放置一個粒子接收裝置，最終Q點可接收到電子，求電子出射速度的可能值全解全析1．D【詳解】依據(jù)質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)可知該原子核的質(zhì)量數(shù)為210，質(zhì)子數(shù)為83，則中子數(shù)為127，而質(zhì)子與中子統(tǒng)稱為核子，則核子數(shù)為210，但由于不知道該原子的電性，因此不能確定核外電子數(shù)。故選D。2．C【詳解】A．愛因斯坦提出“光子說”，勝利說明白光電效應，不是普朗克，選項Α錯誤；B．J.J.湯姆孫對陰極射線的探討發(fā)覺了電子，說明原子是可以再分的，不是原子核，選項B錯誤；C．貝克勒爾發(fā)覺了自然放射現(xiàn)象，說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，選項C正確；D．盧瑟福用α粒子轟擊氮核，發(fā)覺了質(zhì)子，不是中子，選項D錯誤。故選C。3．C【詳解】ABD．由圖可知A板帶正電，B板帶負電，由于射線帶正電，射線帶負電，射線不帶電，故打在A板上的是射線，打在B板上的是射線，不發(fā)生彎曲的是射線，其中射線的穿透實力最強，可用于治療腫瘤，故ABD錯誤；C．到達A板的射線為射線，由電子組成，是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時放出的，故C正確。故選C。4．A【詳解】衰變過程滿意質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，則有聯(lián)立解得，故選A。5．C【詳解】A．依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，衰變方程為即衰變方程中的X=234，故A錯誤；B．是α粒子，穿透實力比γ射線弱，故B錯誤；C．比結(jié)合能越大越穩(wěn)定，由于衰變成為了，故比穩(wěn)定，即比的比結(jié)合能小，故C正確；D．半衰期由原子核本身確定的，與溫度等外部因素無關(guān)，故D錯誤。故選C。6．D【詳解】A．兩圓形軌跡外切，可知是衰變，兩種新粒子均帶正電，依據(jù)左手定則可知兩種新粒子在磁場中做圓周運動的繞向相同，A錯誤；D．依據(jù)質(zhì)量守恒定律與電荷數(shù)守恒定律可知，該衰變的衰變方程可能為D正確；B．反沖核的原子序數(shù)為為釷核，依據(jù)動量守恒定律得所以靜止原子核衰變后兩種新粒子動量等大反向，依據(jù)，解得結(jié)合電荷數(shù)大的半徑小，反沖核的軌道半徑為，B錯誤；C．衰變過程釋放的核能為得到的射線是射線，但射線在空氣中電離本事較強，貫穿本事較弱，空氣中一張紙就能把射線攔住，C錯誤。故選D。7．C【詳解】AB．從曲線上分析，核的比結(jié)合能約為7MeV，核的比結(jié)合能約為1MeV，則兩個核結(jié)合成核時釋放能量為ΔE=4×7MeV-2×2×1MeV=24MeVAB錯誤；C．依據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，裂變成和的方程為C正確；D．從曲線上分析，的比結(jié)合能小于的比結(jié)合能，但是的結(jié)合能大于的結(jié)合能，D錯誤。故選C。8．B【詳解】依據(jù)其中可得故選B。9．D【詳解】A．依據(jù)核反應前后系統(tǒng)的總動量守恒，知核反應前兩氘核動量等大反向，系統(tǒng)的總動量為零，因而反應后氦核與中子的動量等大反向，動量不同，故A錯誤；B．該核反應前后釋放的能量故B錯誤；CD．由能量守恒可得核反應后的總能量為由動能與動量的關(guān)系且可知，核反應后氦核的動能為故C錯誤，D正確。故選D。10．D【詳解】A．放射性元素的半衰期不隨溫度而變更，故A錯誤；B．放射性元素發(fā)生衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的，故B錯誤；C．射線是高速電子流，而r射線是電磁波，r射線穿透本事比β射線強，故C錯誤；D．鈾核（）衰變?yōu)殂U核（）的過程中，要經(jīng)過次a衰變和次衰變，故D正確。故選D。11．AD【詳解】A、B、因射線是高速氦核流，一個粒子帶兩個正電荷依據(jù)左手定則，射線受到的洛倫茲力向左，射線是高速電子流，帶負電荷依據(jù)左手定則，射線受到的洛倫茲力向右，射線是光子，是中性的，故在磁場中不受磁場的作用力，軌跡不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，a粒子得質(zhì)量大，由可知a粒子得半徑大；故A正確，B錯誤．C、D、因射線實質(zhì)為氦核流，帶正電，射線為電子流，帶負電，射線為高頻電磁波，依據(jù)電荷所受電場力特點可知：向左偏的為射線，不偏的為射線，向右偏的為射線，a粒子得質(zhì)量大則沿電場方向加速度小，相等時間內(nèi)得偏移量??；因此C錯誤，D正確；故選AD．【點睛】嫻熟駕馭α、β兩種衰變實質(zhì)以及衰變方程的書寫，同時明確α、β、γ三種射線性質(zhì)及應用．本題綜合性較強，主要考查兩個方面的問題：①三種射線的成分主要是所帶電性．②洛倫茲力的方向的判定．只有基礎扎實，此類題目才能順當解決，故要重視基礎學問的學習12．CD【詳解】A．原子核的衰變是隨機的，半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用，對少量原子核不適用，氡的半衰期為3.8天，若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后，即兩個半衰期，不愿定剩下一個原子核，故A錯誤；B．半衰期只與元素本身有關(guān)，與所處的物理、化學狀態(tài)以及四周環(huán)境、溫度等無關(guān)，所以用加溫、加壓或變更其化學狀態(tài)的方法都不能變更原子核衰變的半衰期，故B錯誤；C．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透實力最強，電離實力最弱，故C正確；D．發(fā)生α衰變時，依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)可知，生成核與原來的原子核相比，質(zhì)量數(shù)削減了4，電荷數(shù)減小了2，中子數(shù)減小了2，故D正確。故選CD。13．AB【詳解】A．的衰變方程為故A正確；B．原子核發(fā)生衰變時，由動量守恒可知兩粒子的動量大小相等方向相反，在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動解得圓周運動半徑P為動量，則半徑R與電荷量q成反比，兩粒子的電荷量大小分別為e和85e，則故B正確；C．放射性元素的半衰期是有原子核自身的因素確定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和物理環(huán)境沒有關(guān)系，故C錯誤；D．核反應中釋放能量，存在質(zhì)量虧損，核子的平均質(zhì)量變小，故D錯誤；故選AB。14．BCD【詳解】A．半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少量的原子核衰變不適應，A錯誤；B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反應，B正確；C．貝克勒爾發(fā)覺自然放射現(xiàn)象，揭示了原子核內(nèi)部存在困難的結(jié)構(gòu)，C正確；D．質(zhì)子和中子結(jié)合成一個粒子的方程為依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，可得該核反應中釋放的能量為D正確。故選BCD。15．AD【詳解】A．依據(jù)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，可知核反應方程為該核反應屬于輕核聚變，須要超高溫才能反應，又稱熱核反應，選項A正確；B．中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，則X核中有6個中子，選項B錯誤；C．該核反應放出的能量等于反應前、后結(jié)合能的增加值，釋放的能量選項C錯誤；D．依據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程知，該核反應核子的質(zhì)量虧損選項D正確。故選AD。16．AC【詳解】B．由運動軌跡可知，衰變產(chǎn)生的新粒子與新核所受洛倫茲力方向相同，而兩者運動方向相反，故小粒子應帶負電，則發(fā)生了衰變，所以B錯誤；A．依據(jù)洛倫茲力作用下粒子做圓周運動，由半徑公式可知，衰變過程，系統(tǒng)動量守恒，則反沖核與粒子動量大小相等方向相反，所以電荷量越大的其軌道半徑越小，則反沖核必沿著小圓周運動，由左手定則可推斷反沖核運動方向為逆時針，所以A正確；C．依據(jù)半徑公式可知，電荷量與半徑在反比，則反沖核的與粒子的電荷量之比為16:1，所以反沖核的核電荷數(shù)為16，則原來靜止的核，其原子序數(shù)為15，所以C正確；D．依據(jù)周期公式可知，周期與比荷有關(guān)，而粒子與反沖核比荷不同，所以周期也不同，則D錯誤；故選AC。17．陽極電流增加但達到確定值后不再增加3.41×10-19J1.23×10-19J【詳解】（1）電子從金屬板上射出后被電場加速，由此可知A板為正極即為陽極．（2）滑動變阻器的滑片向右滑動，加速度電場增加，電流增加但達到確定值后不再增加．（3）由Ekm=hv-W0和eUC=EKm得：eUC=hv-W0，因此當遏制電壓為零時，hvc=W0，依據(jù)圖象可知，銣的截止頻率vC=5.15×1014Hz，依據(jù)hvc=W0，則可求出該金屬的逸出功大小W0=6.63×10-34×5.15×1014=3.41×10-19J．依據(jù)Ekm=hv-W0=hv-hv0，由圖可知v0=5.15×1014Hz，則EK=h（v-v0）代入數(shù)據(jù)求得：EK=1.23×10-19J．18．4.5為零2【詳解】（1）[1][2]依據(jù)光電效應方程可知解得光電子的最大初動能與入射光強度無關(guān)，現(xiàn)保持滑片P位置不變，增大入射光的強度，光電子照舊不能到達陽極，所以電流計的讀數(shù)仍為零。（2）[3]β衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變，鈾239衰變成钚239，電荷數(shù)增2，質(zhì)量數(shù)不變，知發(fā)生了2次β衰變．[4]該過程的核反應方程式為[5]運用動量守恒定律和能量守恒定律解得19．（1），小圓是新核X的軌跡；（2），【詳解】（1）依據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，衰變方程為粒子在磁場中做勻速圓周運動，則有解得由于靜止的核在勻強磁場中發(fā)生衰變的過程滿意動量守恒，即粒子與新核X的動量大小相等，則電荷量越大，軌道半徑越小，即小圓是新核X的軌跡。（2）衰變的過程滿意動量守恒，則有粒子做勻速圓周運動，由洛倫茲力供應向心力，則有，解得，則有，20．(1)；(2)3.26MeV；(3)0.99MeV，2.97MeV【詳解】(1)聚變的核反應方程(2)