新人教版高中物理选修三原子核测试题有答案解析

1、一、选择题1.（0分）ID：130928一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1：16,则以下说法正确的是（）XXXXxxXx/XXXXXXA.该原子核发生了a衰变B.反冲核沿小圆做逆时针方向运动C.原静止的原子核的原子序数为17D.沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同2. （0分）ID:130926天然放射性元素在衰变过程中会辐射a射线、3射线和丫射线。关于原子核衰变，下列说法中正确的是（）A. 3射线来源于原子的核外电子B. 丫射线可以用来探测金属部件内部的缺陷C.放射性原子核衰变成新核，原子核的比结合能减小D.100

2、0个半衰期为2h的某放射性同位素，经6h还剩125个3. （0分）ID：130911下列说法中正确的是（）A.机械波和光有波动性，实物粒子不具有波动性B.用弧光灯发出紫外线照射锌板并发生光电效应后，锌板带正电C.由于核聚变需要很高的环境温度，2H和;H发生聚变过程中是需要从外界吸收能量的D.构成物体的质量是守恒不变的4. （0分）ID：130904静止的一氢核28；Rn放出一个“粒子后变为一个新核，“粒子动能为Ea。若衰变放出的能量全部变为新核和a粒子的动能。真空中的光速为C,则该反应中的质量亏损为（）84Ea86Ea218Ea222EaA.2-B.2-C.2-D.286c284c2222c2

3、218c25. （0分）ID:130890根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是（）A.氢的半衰期为3.8天，若取4个氢原子核，经7.6天后就一定剩下一个氢原子核B.天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的C.在“、3、丫这三种射线中，丫射线的穿透能力最强，“射线的电离能力最强D.放射性元素发生3衰变时所释放的电子来源于核外电子6. （0分）ID：130884如图是核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中错误的是（）A.卢瑟福在“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核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是射线C.图中原子核

4、D和E聚变成原子核F要吸收能量D.图中原子核A裂变成原子核B和C要放出核能7. （0分）ID：130879下列叙述中正确的是A.牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量B.奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律C.美国科学家密立根通过油滴实验，测定出电子的荷质比D.卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，质子和中子统称为核子8. （0分）ID：130877恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应.核反应方程为24He:He:Be.以下说法正确的是（）A.B.C.D.9.A.B.C.D.该核反应为裂变反应热核反应中有质量亏损由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的任意

5、原子核内的质子数和中子数总是相等的（0分）ID:130874下列说法不.正确的是（）&射线是高速运动的氯原子核3衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的方程式252U290Th4He是重核裂变反应方程232208.90Th经过6次a盘变和4次3盘变后成为82Pb10.（0分）ID：130951原子核238U在天然衰变为子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（206Pb的过程中，所经过的衰变次数质A. 8、10、22B. 10、22、8C. 22、8、10D. 8、22、1011.（0分）ID:130950研究表明,中子（10n）发生3盘变后转化成质子和电子，同时放出质

6、量可视为零的反中微子e。在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的中子发生3衰国。已知中子、质子、变，放出的质子在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动，其动能为电子的质量分别为m1、m2、m3,元电荷为e,真空中光速为c,则下列说法正确的是A.质子的动量大小为m2cB.中子衰变的核反应式为0nC.电子和反中微子的总动能为（1 00iPie1e、2一m2+m3-mi)c-EkD.质子的圆周运动可等效成一个环形电流，其大小为e2B2 m212. （0分）ID：1309432007年是我国著名物理学家、曾任浙江大学物理系主任的王渔昌先生一百周年诞辰。王先生早在1941年就发表论文，提出了一种探测中微子的方

7、案：7Be原子核可以俘获原子的K层电子而成为7Li的激发态（7Li）*,并放出中微子（当时写作）即7Be+e（7Li）*+,而（7Li）*又可以放出光子丫而回到基态7Li,（7Li）*-7Li+再下列说法正确的是（）A. 7Be+e一（7Li）*+是核聚变反应B. （7Li）*和7Li的核子数相同C. （7Li）*和7Li的比结合能相同D. （7Li）*-7Li+的过程中，由于质量数守恒故未出现质量亏损二、填空题13. （0分）ID:131018约里奥居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖。他们发现的放射性元素30P衰变成34Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是。15P是30

8、P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1mg；5P随时间衰变的关系如图所示，则4mg的30P经天的衰变后还剩0.25mg。14. （0分）ID：131011（1）太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氨核的热核反应，这种核反应释放出的能量就是太阳能的能源其核反应方程是;若mH1.0073u,m4.0026u,以0.00055u.则该反应中发生的质量亏损是u；如果1u相当于931.5MeV能量，则该反应中释放的能量是MeV.由于核反应中的质量亏损，太阳的质量缓慢减少，与现在相比，在很久很久以前，地球公转的周期（填较长”较短”或没有变化”）.（2）利用光电转换装置可以将太阳能转化为电能.若地球

9、附近某太空站上的太阳能电池接收板的面积是S,光电转化效率为.已知太阳辐射的总功率为P,太阳辐射穿过太空的能量损失忽略不计，光速为C,太阳光射到地球上经历的时间是t.试求该太阳能电池能够输出的最大电功率15. （0分）ID：130990用中子轰击6Li发生核反应生成3H和粒子，并放出4.8Mev的能量（1u相当于931.5Mev的能量）（1）写出核反应方程;（2）质量亏损为u（3） ；n和；Li等值反向碰撞，则3H和粒子的动能之比.16. （0分）ID：130989中子n、质子p、笊核D的质量分别为mn、mp、mD.现用能量为E的丫射线照射静止笊核使之分解，核反应方程为什D-p+n,若分解后的中

10、子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是.17. （0分）ID：130983一个笊核和一个瓶核结合成一个氨核的反应方程是,此反应过程的质量亏损为&m.已知阿伏伽德罗常数为Na,真空中的光速为c.若1mol笊核和1mol瓶完全发生核反应生成氨核，则在这个核反应中释放的能量为.18. （0分）ID：130969中子的质量为1.0087U,质子的质量为1.0073u,笊核的质量为2.0136U.中子和质子结合成笊核时释放的能量为J.计算结果取两位有效数字.1u=1.7X1027kg23519. （0分）ID:130960裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核92U为燃料的反应堆中，当2

11、92u俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：2351139951235192U10n，54XeI38Sr+3°n。已知92U的原子质量为235.0439u,0n的原子质量为139951.0087u,54Xe的原子质量为138.9178u,38Sr的原子质量为93.9154u,且1u的质量对应的能量为9.3X10MeV,此裂变反应释放出的能量是MeV。20. （0分）ID：130957（1）某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反112_13_11512应万程为1H6c7NQ1,1H7N6CXQ2,方程中Q、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量

12、见下表：则X是,Q2（选填失于"等于"或小于”）Q。原子核1H3He4He62c73n75n质里1.00783.01604.002612.000013.005715.0001（2）一个23°Bi原子核中含有的中子个数是；230Bi具有放射性,现有83°Bi元素16g,经15天，该元素还剩2g,则该元素的半衰期为天。三、解答题21. （0分）ID:131107静止的氢核222Rn发生衰变而转变成针核28：Po,若这个反应是在匀强磁场中发生的，且反应过程中释放的能量转化为粒子和针核的动能，粒子的速度方向与磁场方向垂直，求：（1）粒子和针核在磁场中运动的轨道半

13、径之比。（2）若氢核的质量是222.08663u,针核的质量是218.07676u,粒子的质量是4.00387u,则粒子和针核各获得多少电子伏特动能？(1u931.5MeV)22. (0分)ID：1311031kg铀全部裂变释放出的能量约为8.51013J,相当于完全燃烧多少无烟煤放出的能量？23. (0分)ID：131096碰撞在宏观、微观世界中都是十分普遍的现象。(1)如图1所示，在水平光滑的桌面上有两个大小相同的小球A、B,质量分别是m1、m2,A球以vi的速度与静止的B球相碰。碰撞后A、B的速度分别是v1'、V2'。如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞；如果

14、碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。若m二2kg、m2=1kg,某次碰撞满足v1二2m/s、V2'=2m/s。通过计算碰撞前后的机械能说明该次碰撞属于弹性碰撞还是非弹性碰撞。(2)裂变反应可以在人工控制下进行，用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞，使中子的速率降下来，从而影响裂变反应的反应速度。如图2所示，一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰，中子的质量为m,慢化剂中静止的原子核的质量为M,而且M>m。为把中子的速率更好地降下来，现有原子核质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂，通过计算碰撞后中子速度的大小，说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是

15、质量较小的。嬴前碰后图Iao中子原子核ranr24. (0分)ID:131078用质子轰击锂核3Li生成两个a粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验。已知质子、a粒子和锂核的质量分别是1.0073U、4.0015U和7.0160U,且1u相当于931.5Mev(1)请写出核反应方程(2)请计算核反应过程中的质量亏损(3)请计算核反应过程中释放的能量141725. (0分)ID：1310751919年，卢瑟福用粒子轰击氮核7N广生氧8O并发现了一种新的粒子。已知氮核质量为mN14.00753U,氧核的质量为m017.00454u,粒子质量为m4.00387U,新粒子的质量为mp1.008

16、15u。(已知：1u相当于931MeV,结果保留2位有效数字)求：(1)写出发现新粒子的核反应方程；(2)核反应过程中是吸收还是释放能量，并求此能量的大小；(3)粒子以3107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核，反应生成的氧核和新的粒子同方向运动，且速度大小之比为1：43,求氧核的速度大小。26. (0分)ID:131074大科学工程人造太阳”主要是将笊核聚变反应释放的能量用来发电。笊核聚变反应方程是2H2H3He0n°已知2H的质量为2.0136u,3He的质量1为3.0150U,0n的质量为1.0087u,1u=931MeV/c2。笊核聚变反应中释放的核能约为多少？【参考

17、答案】2016-2017年度第*次考试试卷参考答案*科目模拟测试一、选择题1 .B2 .B3 B4 D5 .C6 .C7 D8 B9 C10 A11 D12 B、填空题13 .正电子5614 .02552375较短15 16 .(mDmpmn)c2+E【解析】核反应因质量亏损产生的能量为：Ab(mp+mnmD)c2核反应释放的核能和反应物的动能一起变成生成物的动能由能量守恒有E+AE=2E所以【点睛】能量守恒是普17 .Nc【解析】一个笊核和一个瓶核结合成一个氨核的反应方程是：；一个笊核和一个瓶核结合成一个氨核时质量亏损为则释放的核能为1mol笊核和1mol瓶核完全发生核反应有NA个笊核和NA

18、个瓶核参加则释放的能量18 .6X101019 .8X10220 .大于1275三、解答题21 .22 23 24 25 26 2016-2017年度第*次考试试卷参考解析【参考解析】*科目模拟测试、选择题解析：B带电粒子速度垂直于磁场时，在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，则有2vqvBm一r则粒子做圆周运动的半径和周期分别为mv丁2r2mr,TqBvqBA.由运动轨迹可知，衰变产生的新粒子与新核所受洛伦兹力方向相同，而两者运动方向相反，故小粒子应该带负电，故发生了3衰变，故A错误；B.根据动量守恒可知，静止的原子核发生衰变产生的3粒子与反冲核的动量相等，且反mv_冲核的电何量大于3

19、粒子的电何量，由r得，反冲核必沿小圆周运动，又因为反冲核qB带正电，由左手定则可知，反冲核运动方向为逆时针，故B正确；C.设反冲核圆周运动的半径为ri,3粒子圆周运动的半径为2,由A、B项的分析和公式mvqB工曳r2qi163粒子的电荷数为1,反冲核核电荷数为16,则静止的原核的原子序数为15,故C错误;D,由周期公式T2-，得，周期与比荷有关，而3粒子与反冲核比荷不同，故D错误。故选Bo2. B解析：BA. 3衰变放出的电子是原子核内中子转化成质子而放出来的，来源于原子核内部，而不是核外电子，A错误；B. 丫射线的穿透能力很强，可用于探测金属部件内部的缺陷，B正确；C.放射性原子核衰变成新核

20、，放出能量，原子核的比结合能增大，C错误；D.半衰期是统计规律，对大量粒子才有效，D错误。故选Bo3. B解析：BA.机械波和光有波动性，实物粒子也有波动性，只不过波长很小，不易观察，故选项A错误；B锌板发生光电效应后，电子减少，锌板带正电，故选项B正确；23C.1H和1H发生聚变过程中，质量与损，向外释放能量，故选项C错误；D.当物体发生高速运动后，物体的质量会变大，故选项D错误。故选Bo4.D解析：D由氢核222Rn和a粒子，即2He原子核，可以推出新核的质量数为222-4=218设“粒子的质量为m1，速度为vi,新核的质量为m2,新核的速度大小为V2则根据动量守恒定律有m1V1=m2V2

21、得v1m2218v2m14a粒子动能为1-m1V1E.新核的动能12-m2v222mcEk2222Ea2c218Ek2根据爱因斯坦质能方程EE解得m故ABC错误，D正确。故选D。5. C解析：CA、半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间，具有统计规律，少量的氢原子核不满足半数衰变规律，故A错误.B、天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故B错误.C在“、3丫这三种射线中，丫射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强，故C正确.D、3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，故D错误.故选C.【点睛】解决本题的关键知道“、自丫射线的特点，以及知道半衰期的定义，知道3衰变所释放

22、的电子的来源.6. C解析：C【解析】(1) 粒子散射实验否定了汤姆逊提出的枣糕”原子模型，逐步意识到原子是空心的结构.在卢瑟福粒子散射实验中，绝大多数粒子的运动方向几乎不变，只有极少数粒子发生了大角度散射，因此卢瑟福提出了原子的核式结构模型，极好的解释了这个现象，故A选项正确；(2)天然放射性元素的衰变过程中电荷数守恒，质量数守恒，放出射线有，三种.其中只有射线不带电，则它在磁场中运动一定不发生偏转，B项正确；(3)核聚变必须借助超高温高压才能发生，但在核聚变的过程中，有质量亏损，会放出核能，因此C项错误；(4)核裂变过程也会放出核能，故D正确；故本题选C.7. D解析：DA.牛顿提出了万有

23、引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量.故A错误.B.奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第总结出了电磁感应定律.故B错误.C.密立根通过油滴实验，比较准确地测出电子的电荷量，故C错误.D.卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，查德威克通过原子核人工转变的实验发现了中子，原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子，故D正确.故选D.【点睛】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可；对于物理学上重大发现和著名实验要加强记忆，不能张冠李戴.8. B解析：BA、该反应中，是质量数较小的原子核发生反应生成质量数较大的原子核的过程，所以是核聚变反应，故A错误；B、热核反应中有质量亏损，

24、会放出巨大能量，故B正确，C错误；D、根据原子核结构的特点可知，并不是任意原子核内的质子数和中子数总是相等的，故D错误.【点睛】本题考查核聚变与核裂变的定义，核聚变的核反应方程等，多读课本，掌握聚变反应与裂变反应的特点以及它们的区别是解答的关键.9. C解析：CA、“射线是高速运动的氯原子核，故A正确；B、3衰变所释放的电子来自原子核，是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故B正确；G方程式2；U290Th4He是“衰变反应方程，故C错误;D、经过1次a衰变电荷数少2,质量数少4,经过1次3衰变，电荷数增1,质量数不变；290Th衰变后成为208Pb,质量数少24,经过6

25、次a衰变，经过8262904次3衰变，故D正确；不正确白故选C.10. A解析：A衰变次数2382060x84衰变的次数x2xZ1Z26质子数减少了Yh2xx28610中子数减少了Yn2xx22故选Ao11. D解析：DA.质子的动量大小为pJ2m2Ek,A错误;B.根据核反应过程质量数，电荷数守恒定律可知,110n1P中子衰变的核反应式为001e0eB错误；C.电子和反中微子的总动能为(m2-m3-m1)c2-Ek,C错误；D.质子的圆周运动可等效成一个环形电流，由洛伦兹力提供向心力，则有2vqvBm2,TR联立解得D正确。故选D。12.B解析：Be2B2m2A.该反应为原子核的人工转变，故

26、A错误；B.核反应(7Li)*-7Li+和没有质子数和中子数的变化，则(7Li)*和7Li的核子数相同,故B正确；C.核反应（7Li）*-7Li+用放出了能量，则7Li比（7Li）*更稳定，7Li的比结合能大于（7Li）*的比结合能，故C错误；D.核反应（7Li）*-7Li+故选Bo由放出了能量，故该反应过程发生了质量亏损，故D错误。二、填空题13.正电子56解析：正电子561核反应方程式为35P34Six,由质量数守恒知x的质量数为0,由电荷数守恒知的质子数为1,所以X为正电子。2由图象知半衰期大约为15天，由公式150.254(-)152解得t=60天即4mg的35P经60天的衰变后还剩0

27、.25mg。1402552375较短解析：41H2He+20e025523.75较短PS)2.24ct1核反应方程为41H4He+20e2核反应的质量亏损为m4mHm2me41.0073u4.002u20.00055u0.0255u3该核反应释放的能量为E0.0255931.5MeV23.75MeV4在很久很久以前，太阳的质量比现在的大,太阳和地球间的万有引力比现在的大，由GMm可知很久很久以前，地球公转的周期较短（2）5以太阳为中心，日地间距离r为半径做一个球面,2其表面积S求4r,rct获得功率最大，则设接收板上获得的辐射功率为P,当其正对太阳光时,联立求解可得PS274ct则太阳能电池能

28、够输出的最大电功率为PmPS2.2ct15.:Li"n>3H4He0.0052u4:3(1)根据核反应的质量数和电荷数守恒得：；LiOn3H4He(2)依据E=4mc2,可得：m-Ec,，一E4.8由1u相当于931.5Mev的能量，换算得m0.0052uE0931.5(3)设瓶核和“粒子的速度分别是V1和V2,由于中子与锂核是以等值反向的动量相碰，而且碰撞的过程中满足动量守恒定律，设瓶核运动的方向为正方向，则：m宛V1-maV2=0可得:V1V2由动能Ekm_4m312一mV2可得它们的动能之比等于速度之比,Ek1Ek212-mV121 22 m旅VV2E=Amc2,算出亏损

29、质量.先【点睛】根据质量数和电荷数守恒可正确书写出该核反应方程；依据根据动量守恒定律求出二者的速度之比，然后结合动能的表达式即可得出结论.16. (mDmpmn)c2+E【解析】核反应因质量亏损产生的能量为：AL(mp+mn-mD)c2核反应释放的核能和反应物的动能一起变成生成物的动能由能量守恒有E+AE=2E所以【点睛】能量守恒是I1 2一斛析：21(mDmpmn)c+E【解析】核反应因质量亏损产生的能量为：ZE=(mp+mn-mD)c2,核反应释放的核能和反应物的动能一起变成生成物的动能，由能量守恒有E+AE=2Ek,所以lEE1r,、2-Ek-(mDmpmn)cE.22【点睛】能量守恒是

30、普遍成立的规律，在原子物理中要注意质能方程与能量守恒的应用.17. Nc【解析】一个笊核和一个瓶核结合成一个氮核的反应方程是：；一个笊核和一个瓶核结合成一个氮核时质量亏损为则释放的核能为1mol笊核和1mol旅核完全发生核反应有NA个笊核和NA个瓶核参加则释放的能量解析：12H3H4He0nNAimc2【解析】一个笊核和一个瓶核结合成一个氨核的反应方程是：2H3H4HeOn；一个笊核和一个瓶核结合成一个氨核时，质量亏损为&m,则释放的核能为mc2,imoi笊核和1mol瓶核完全发生核反应，有Na个笊核和Na个瓶核参加，则释放的能量为Namc2；18. 6X1010解析：6X10101中

31、子和质子结合成笊核时质量亏损m=1.0087u+1.0073u-2.0136u=0.0024u根据爱因斯坦质能方程得，释放的能量E=?mc2=0.0024X1.7X27|0(3X18)4=2.6X100J19. 8X102解析：8X101根据质能方程可得在=淅c2=(235.0439+1.0087138.917893.91543X1.0087)X9.3弱成=1.8X彳MeV20.大于1275解析：2He大于12751.12_13一一.121H6c7NQ1中质量万损为日1.0078J12.0000u13.0057u0.0021u根据电荷数守恒和质量数守恒可知1h75n62cxq2中x的电荷数为2、质量数为4,故X为粒子即2He,质量亏损为0.0053u血1.0078u15.0001u12.0000u4.0026u根据爱因斯坦的质能方程可知八2八Q1m1c,Q22m2c因为mm2,则Q1Q2。(2)3一个830Bi原子核中含有的中子个数为21083127。4根据n1m-2所以