人教版北京高中物理选修三原子核测试卷含答案解析

1、一、选择题（0分）ID： 130922下列说法正确的是（）A.汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B.核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能C.放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越大D.质子、中子、“粒子的质量分别为 mi、m2、m3,质子和中子结合成一个“粒子，释放的能量是（mi + m2 m3）c2（c表示真空中的光速）（0分）ID： 130918我国科学家为解决 玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制 了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防 护其产生的核辐射。请据此猜测玉兔号”

2、所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（ ）；H+：H 4 He+0n2351 _141921 _92 U +0n 56 Ba+36Kr+30 n 238238094 Pu 95 Am+ 1e27Al+4He 30 P+10n.（0分）ID： 130917太阳内部持续不断地发生着4个质子（H）聚变为1个氮核,414 .（2He）的热核反应，核反应方程是41H 2He+2X,这个核反应释放出大量核能。已知质子、氨核、X的质量分别为 m1、m2、m3,真空中的光速为 c。下列说法中正确的是（ ）1A.方程中的X表示中子0n0B.方程中的X表不电子 -1eC.这个核反应中质量亏损m 4甲 m2 2m3

3、2D.这个核反应中释放的核能E4叫 n c（0分）ID: 130898静止的氢核弱286Rn放出粒子后变成针核28：Po,粒子动能为Ek .若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能，真空中的光速为c,则该反应中的质量亏损为A.4 Ek218 c2B. 0C.222 Ek218 c2D.218 Ek222 c223994 PU这种（0分）ID： 130896朝鲜 核危机”举世瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆 还是重水堆.因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钵239239.94 PU由铀92 U衰变而产生.则下列判断中正确的是（a. 249Pu与939u具有相同的中子

4、数B.949 Pu与239u核内具有相同的质子数C.D. TOC o 1-5 h z 239 、 、 .239 _92 U经过2次3盘变广生94 PU23923992 U经过1次“暴变广生94 PU（0分）ID: 130887有关原子及原子核方面的知识，下列说法正确的是（）A.放射性物质衰变时放出来的 丫光子，是原子从高能级向低能级跃迁时产生的B.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C. 3衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时所产生的D.轻核聚变要在很高的温度下才能发生（0分）ID： 130883下列说法中正确的是（）A. 3衰变所释放的电子是原子核外电子电离所形成的，原子发生一次

5、3衰变，原子序数增加1B.天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构C.温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小D.氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，核外电子动能增大，氢原子总能量减 少（0分）ID： 130872下列说法正确的是A.天然放射现象的发现揭示了原子具有核式结构B.温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小C.原子核发生 3衰变后原子序数不变D.人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短的多，因此放射性废料容易处理（0分）ID: 130871麻省理工学院要建人类史上第一个可控核聚变发电站.该发电站的核 反应方程可能是 TOC o 1-5 h z 2 I I3 I I4|_1 _1H1H2

6、 He0nB,盘2仙；He235. .189144 cc192U0n36 Kr56 “粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构a30 n?N24He18O 11H（0分）ID: 130859铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变的核反应方程是225U 0n X 86 Kr30 n,则下列叙述正确的是X原子核中含有144个核子X原子核中含有 86个中子C.因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少 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 11. （0分）ID: 130858关于近代物理，下列说法错误.的是（） 234A.轻核聚变反应方程iH iH 2He

7、X中，X表示电子C.分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的最大 初动能较大D.基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n = 3激发态后，可能发射 2种频率的光子. .234.2.（0分）ID： 130953轻核聚变的一个核反应方程为：iH+iH ?He+X,若已知H的质量为mi, 3 H的质量为m2, 2 He的质量为m3, X的质量为m4,则下列说法中正确的是（ ） 23i H和iH在常温下就能够发生聚变X是质子C.这个反应释放的核能为ZE= （ mi +m2 m3m4） c2D .我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的 二、填空题（0分）ID: 1

8、31041目前，我们学习过的核反应有4种类型：衰变、核裂变、核聚变和 TOC o 1-5 h z 人工核转变。请在下列方程后的括号内填写正确的类型。 2424011 Na 12 Mg 1 e （）235 1 1140 v94 cc192 U0n 54 Xe38 Sr20 n（）1942219 F 2 He10 Ne 1 H （）23411 H 1 H 2 He 0 n（）235（0分）ID： 131027核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，92U是核电站常用的核燃料。292U受一个中子轰击后裂变成 噜Ba和39 Kr两部分，并产生 个中 子。要使链式反应发生，裂变物质的体积要 （选

9、填 大于、等于“或小于）临界体 积。（0分）ID: 131025电子浮获即原子核俘获1个核外轨道电子，使核内 1个质子转变为中子。一个理论认为地热是馍58 （ 28 Ni）在地球内部的高温高压下发生电子俘获核反应生成钻（Co） 58时产生的，则馍58电子获核反应方程为 ；生成的钻核处于激发态， 会向基态跃迁，辐射丫光子的频率为，已知真空中的光速和普朗克常量是c和h,则此核反应过程中的质量亏损为 。（0分）ID: 130996用质子轰击锂核7Li生成两个“粒子，已知质子、a粒子、锂核的 质量分别为mH、ma、mu .（1）写出核反应方程：.（2）该核反应的质量亏损 Am=.（3）该核反应释放的能

10、量 =.（0分）ID: 130990用中子轰击6Li发生核反应生成13H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6Li等值反向碰撞，则3H和粒子的动能之比18. （0分）ID: 130987 一个静止的钵核239 Pu自发衰变成一个铀核290 U和另一个原子核X ,并释放出一定的能量.其核衰变方程为：23923594 PU 90 U+X .方程中的X核符号为.（2）钵核的质量为239.052 2u，铀核的质量为235.043 9u ,X核的质量为4.0026U，已知1u相当于931.5MeV的能量，则该衰变

11、过程放出的能量是 MeV .（保留两位小数）（0分）ID: 130967放射源中有三种不同的粒子，其中一种不带电，另两种分别带正负电荷，置于磁场中，相成如图三条轨迹，则带正电的粒子的轨迹是 ,不带电的粒子 的轨迹是。235（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292u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：2351139951乙 235192U 10n ，54Xe I 38Sr+3n。已知92U的原子质量为235.0439 u, 0n的原子质量为139951.0087 u, 54Xe的原子质量为138.917

12、8 u, 38Sr的原子质量为93.9154 u,且1 u的质量对应的能量为9.3 X10MeV,此裂变反应释放出的能量是 MeV。三、解答题（0分）ID： 131135原子核的衰变过程遵守一系列的守恒定律，如电荷数守恒、质量数 守恒、动量守恒和能量守恒等，利用磁场研究原子核衰变是一种常用的方法，可以研究各种基本粒子的性质。现有一个在匀强磁场中原来速度几乎为0的放射性原子核 W衰变为两个粒子A和B,衰变后粒子 A和B运动速度方向和磁场方向垂直，粒子 A和B分别做匀速 圆周运动。已知粒子 A和B的电荷数之比与质量数之比分别为qA： qB=1： 45, mA： mB=117。已知该衰变过程中的质量

13、亏损为Am,光速为c,设该衰变过程释放的核能都转化为粒子的动能。求：（1）首先请判断该衰变为“衰变还是3衰变，然后定性画出衰变后两个粒子形成的运动轨迹；（2）粒子A和B做匀速圆周运动的半径之比；（3）粒子A的动能Ea。.23466c（0分）ID： 131121写出90 Th （社核）与29Cu （铜核）两种放射性兀素的共变万程。938U （铀核）衰变为ZRn （氢核）要经过几次衰变，几次 衰变?（0分）ID： 131118已知中子的质量 mn为1.6749 10 27kg，质子的质量 mp为 1.6726 10 27kg，笊核的质量 mb为3.3436 10 27kg ,求笊核的比结合能。（0

14、分）ID: 131116一个验电器带正电，因为空气干燥，验电器金属箔的张角能维持很 长的时间。现有一束 射线射向这个验电器上端的金属球，验电器金属箔的张角将会怎样 变化？为什么？（0分）ID: 131104太阳的能量来自下述反应：四个质子聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有质量的中微子。已知氢气燃烧时与氧气化合成水，每形成一个水分子释放的能量为6.2eV。若想产生相当于太阳上 1kg的氢核聚变成粒子所释放的能量，需燃烧多少千克氢气？粒子质量ma 4.0026u,质子质量mp 1.00783u,电子质量 一 ._ 4一 一一、me 5.48 10 u （u为原子质量单位）。（0分）ID：

15、 131057 286 Ra具有放射性，发生“衰变后变为Rn ,已知226Ra核的质量是226.0254u, Rn核的质量为 222.0175u, “粒子的质量是 4.0026u, 1u相当于931.5MeV。写出286 Ra核衰变的方程；（2）求在这一次“衰变中释放出的核能（结果保留两位有效数字）。【参考答案】2016-2017年度第*次考试试卷 参考答案*科目模拟测试一、选择题. C. C. CCCDDAA. AC二、填空题衰变核裂变人工核转变核聚变大于;ac( O3) eqac( 02)【解析】试题分析：不带电的粒子在磁场中不受洛伦兹力的作用所以运动的轨迹为直线即为根据左手定则可以判断带

16、负电的粒子受到的洛伦兹力的方向是向右的所以8X 102三、解答题2122232425262016-2017年度第*次考试试卷 参考解析【参考解析】*科目模拟测试一、选择题1 . C解析：CA.汤姆生发现了电子，提出了原子枣糕式模型，卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故 A错误；B.将原子核拆散成核子与核子结合成原子核两个过程质量的变化相等，将原子核拆散成核 子所吸收的能量与核子结合成原子核所放出的能量叫结合能，故B错误；C.有半数原子核发生衰变所需的时间叫半衰期，放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快，故 C正确；D.质子、中子、粒子质量分

17、别为 甲、乳、鹏,质子和中子结合成一个粒子，其方程式为21H 20n 4He ,根据爱因斯坦质能方程知释放能量是22E (2m 2m2 m3)c故D错误。故选CoC解析：CA.是聚变反应，反应剧烈，至今可控聚变反应还处于实验研究阶段，所以不宜采用，故A错误；B.是重核裂变反应，虽然实现了人工控制，但因反应剧烈，防护要求高，还不能小型化， 目前只是一些大型的核电站采用，故B错误；C.是人工放射性同位素的衰变反应，是小型核能电池主要采用的反应方式，故C正确；D.是人工核反应，需要高能 “粒子，在月球上不宜实现，故 D错误。 故选CoC解析：CAB.根据质量数和电荷数守恒可知，X的质量为0,电荷数为

18、1,所以X表示正电子.AB错误；C.这个核反应中质量亏损m 4ml m2 2m3C正确；D.根据爱因斯坦质能方程E mc2可知，这个核反应中释放的核能2E 4ml m2 2m3 cD错误。故选CoC解析：C核反应中动量守恒，针核与粒子动量大小相等，由 p . 2mEk可求出针核动能EkPo4Ekak218E EkPo222218 Ek根据 Emc2可知222m 218Ek2cA.4218Ek- 一 与结论不相符，选项 A错误;cB.0,与结论不相符，选项 B错误;C.222218ET，与结论相符，选项 C正确;cD.218222故选C.Ek一、八一 吉，与结论不相符，选项 D错误;cC解析：C

19、239A.94 Pu核内有145个中子,数，故A不符合题意；239B.94 Pu核内有94个质子，数，故B不符合题意；239239239 一92 U核内有147个中子，所以94 Pu与92U具有不同的中子239. .23923992 U核内有92个质子，所以94 PU与92 U具有不同的质子CD.发生一次衰变核子数不变，质子数就增加一个，所以这种钵239可由铀239衰变两次得到，即n=2,所以929239 一U经过2次3衰变产生94 Pu ,故C符合题意，D不符合题意.D解析：D【解析】A.放射性的原子核在发生 级跃迁，辐射丫光子，即衰变和3衰变后产生的新核往往处于高能级，这时它要向低能 射线

20、，故A错误；B.放射性物质的半衰期由原子核内部因素决定，与温度以及化学状态等无关，故B错误;C.康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 C错误；D.轻核聚变需在很高的温度下发生，会释放出更高的能量，所以轻核聚变又称为热核反 应.故D正确.故选DD解析：D【解析】1103衰变所释放的电子是原子核内 0n 1 H十一式所形成的，原子发生一次3衰变，原子序数增加1 .故A项错误.“粒子散射实验揭示了原子的核式结构，故 B项错误.C.放射性元素衰变的半衰期与所处的物理状态、化学状态无关.故C项错误.D.氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，氢原子

21、总能量减少；核外电子轨道半22ev 径减小，据k-2m 可得，核外电子动能增大.故 D项正确.rr故选D.点睛：放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间，叫半衰期.放射性元素的半 衰期是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关.D解析：D【解析】A、天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂结构，故A错误；B、半衰期是由放射性元素本身决定的，不随着地球环境的变化而变化，故 B错误；C、根据质量数与质子数守 恒，则有放射性元素发生一次3衰变，原子序数增加 1,故C错误；D、人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短得多，因此废料容易处理，故 D正确；故选D.【点睛】考查天然放射现象的

22、作用，理解3衰变的电子是从原子核中子衰变而来的，掌握半衰期不受环境的影响.A解析：A【解析】2341238. .2344.A、1H 1H 2He 0 n为轻核聚变反应，A正确；B、92U90Th 2 He为a盘变，不是核聚变反应，B错误.C为重核裂变，D为a粒子轰击氮核得到质子的核反应，故选A.【点睛】解决本题的关键知道各种核反应的类型，知道它们的区别.可控核聚变反应为轻 核聚变.由较小的核结合，会释放很高的能量.A解析：A【解析】试题分析：根据质量数守恒与电荷数守恒即可判断出X中的质子数与中子数；根据质量亏损，结合爱因斯坦质能方程求出释放的能量.铀核裂变放出的能量很高，反应前后质量数 守恒，

23、有质量亏损.根据质量数守恒，则 X的质量数：m=235+1-89-3=144 ,可知X原子核中含有144个核子；根据核电荷数守恒，得：z=92-36=56,所以X中的中子数：n=m-z=144-56=88,可知X原子核中含有88个中子，故A正确B错误；在核反应的过程中，质量数是守恒的.总质量数 既不减小，也不增加，由于存在质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的质量之和，CD错误.A解析：A【解析】轻核聚变反应方程2h+；H：He+X中，X的质量数为m 2 3 4 1,电荷数Z 1 1 2 0,可知X表示中子，A错误；卢瑟福的“粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，B正确；分别用红光和紫光照射金属

24、钾表面均有光电子逸出，由于紫色光的频率大，由：Ekm h W)可知，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大，C正确；基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n=3激发态后，当该原子向地能级跃迁时，可能的途径是：n=3-n=1-n=1 ,所以可能发射 2种频率的光子，D正确.C解析：C23一 一 、 、A. 1 H和1 H只能在极高温度下才能够发生聚变，选项 A错误；B.根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为1,电荷数为0,是中子，选项B错误；C.根据质能方程可知，这个反应释放的核能为 2 AE= ( m1 + m2m3m4)c选项C正确；D.我国大亚湾核电站是利用重核裂变释放的能量来发电

25、的，选项 D错误。故选Co二、填空题13.衰变核裂变人工核转变核聚变解析：衰变核裂变人工核转变核聚变1；：Na原子核衰变释放一个 3粒子，形成新核，属于 3衰变。23592 U原子核经中子撞击后形成两个中等质量的核，属于核裂变。19_.49 F和2 He结合成新的原子核，属于人工核转变。44笊核和瓶核结合成2He,属于核聚变。14.大于解析：大于2351448912 235 U受一个中子轰击后裂变成146 Ba和86 Kr两部分，根据电荷数和质量数守恒有92 56 36235 1 144 89 x 1解得所以中子个数为3, 链式反应不能进行。x 3链式反应的条件：大于临界体积，因此当物质体积小

26、于临界体积时,15.58028 Ni+ -1e5827 Co12馍58电子俘获核反应方程为5805828 Ni 1 e 27 Co辐射丫光子的能量为h ,由质能方程可得，此核反应过程中的质量亏损为16.；Li14.iH22He mH m 2mmH mu2m(1)核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，得方程为:；Li11H2；He m=mH+mL-2m %(2)核反应后的总质量比反应前的总质量少，则质量亏损为(3)根据爱因斯坦的智能方程：核反应中释放的能量2mc2= ( mH+mu-2ma) c2【点睛】核反应方程满足四个守恒：书写方程是遵循质量数守恒和电荷数守恒；求解核能时满足能 量守恒，涉及

27、碰撞反冲时满足动量守恒.17.；Lin 3H 4He 0.0052u4:3(1)根据核反应的质量数和电荷数守恒得:6.3 Li10n3H；He(2)依据E=4mc2,可得：mE-2 c由1u相当于931.5Mev的能量，换算得4.8E0931.50.0052u可得:ViV2m 4=m 3由动能Ek1 2一 mv2(3)设瓶核和a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m 宛 Vi -m N2=0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:可得它们的动能之比等于速度之比,Eki12m v.22m抗 V2V| _ 4v2 3 E=Amc2,算出亏损质量

28、.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.18.;解析：4He；5.31MeV ；.根据质量数和电荷数守恒可得23；Pu290U+2He，故X为2He ；.该核反应的质量亏损m (239.052 2-235.043 9-4.002 6)u0.005 7u ；释放能量E 0.005 7 931.5MeV5.31MeV .ac( 03) eq ac(O2)【解析】试题分析：不带电的粒子在磁场中不受洛伦兹力的作用所以运动的轨迹为直线即为根据左手定则可以判断带负电 的粒子受到的洛伦兹力的方向是向右的所以解析：

29、0 【解析】试题分析：不带电的粒子在磁场中不受洛伦兹力的作用，所以运动的轨迹为直线，即为，根据左手定则可以判断带负电的粒子受到的洛伦兹力的方向是向右的，所以为，带正电的向左，所以为。考点：左手定则【名师点睛】根据左手定则，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。8X 102解析：8X101根据质能方程可得在=淅c2 = (235.0439 + 1.0087 138.917893.9154 3X 1.0087) X 9.3 M1(0V= 1.8 X 彳MeV 三、解答题衰变,；(2)45：1； (3)1172 mc2119mA：mB=2： 117,可判断

30、该衰变为？褒(1)由于3粒子的质量数为零，所以根据质量数之比(2)根据洛伦兹力提供向心力可得2 V qvB= m R得mvR=qB根据动量守恒定律可得二者的动量大小相等，所以RAqB=45 ： 1RBqA(3)由动能和动量的关系22m得EkA mB =EkB mA衰变后总动能Ek= mc2= EkA+EkB所以117 mc2 TOC o 1-5 h z EkAmB119=EkmAmB HYPERLINK l bookmark141 o Current Document 23423046662490 Th88 Ra2He； 29 CU27 Co + 2H e ；4；社核的a衰变方程2342304 90 Th88 Ra2 H e铜核的衰变方程为66624 129 Cu