《步步高 学案导学》2025-2026学年高中物理（人教版 选修3-5）同步课时检测第十九章 原子核 单元检测

第页第十九章原子核(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．下列关于原子和原子核的说法正确的是 ()A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固2．下列说法正确的是 ()A．eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(4,2)He是α衰变B．eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋γ是核聚变C．eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是核裂变D．eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是原子核的人工转变3．eq\o\al(235,92)U经过m次α衰变和n次β衰变，变成eq\o\al(207,82)Pb则 ()A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝184．下列说法中正确的是 ()A．光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构C．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D．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5．科学家发现在月球上含有丰富的eq\o\al(3,2)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为eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He.关于eq\o\al(3,2)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．聚变反应没有质量亏损D．目前核电站都采用eq\o\al(3,2)He聚变反应发电6．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋eq\o\al(7,3)Li→2yy＋eq\o\al(14,7)N→x＋eq\o\al(17,8)Oy＋eq\o\al(9,4)Be→z＋eq\o\al(12,6)Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是 ()A．α粒子 B．质子C．中子 D．电子7．月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(eq\o\al(3,2)He)”的化学元素，这是热核聚变的重要原料．科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源．关于“氦3(eq\o\al(3,2)He)”与氘核的聚变，下列说法中正确的是 ()A．核反应方程为eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)HB．核反应生成物的质量将大于反应物的质量C．氦3(eq\o\al(3,2)He)一个核子的结合能大于氦4(eq\o\al(4,2)He)一个核子的结合能D．氦3(eq\o\al(3,2)He)的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量8．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6eq\o\al(2,1)H→keq\o\al(4,2)He＋deq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n＋43.15MeV由平衡条件可知 ()A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝39．一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eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋γB．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)cD．γ光子的波长λ＝eq\f(h,m1＋m2－m3c2)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) ()二、填空题(本题共4小题，共20分)11．(5分)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eq\o\al(30,15)P衰变成eq\o\al(30,14)Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________.eq\o\al(32,15)P是eq\o\al(30,15)P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术.1mgeq\o\al(32,15)P随时间衰变的关系如图1所示，请估算4mg的eq\o\al(32,15)P经____天的衰变后还剩0.25mg.图112．(5分)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋x，式中x是某种粒子．已知：eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、eq\o\al(4,2)He和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u对应的能量为931.5MeV，c是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为________MeV(结果保留3位有效数字)．13．(5分)一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程为________________．该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为________．14．(5分)一个静止的钚核eq\o\al(239,94)Pu自发衰变成一个铀核eq\o\al(239,94)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：eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(239,94)U＋X.(1)方程中的X核符号为________．(2)钚核的质量为239.0522u，铀核的质量为235.0439u，X核的质量为4.0026u，已知1u相当于931.5MeV，则该衰变过程放出的能量是________MeV；(3)假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是________．三、计算题(本题5小题，共40分)15．(7分)如图2所示，铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，在图(a)、(b)中分别画出射线运动轨迹的示意图．(在所画轨迹上须标明是α、β和γ中的哪种射线)图216．(7分)放射性同位素eq\o\al(14,)6C被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成eq\o\al(14,6)C，eq\o\al(14,6)C很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5730年，放出β射线，试写出有关核反应方程．(2)若测得一古生物遗骸中eq\o\al(14,

6)C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？17．(8分)2025年北京奥运会场馆周围80%～90%的路灯利用太阳能发电技术来供电，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部四个氢核(eq\o\al(1,1)H)转化成一个氦核(eq\o\al(4,2)He)和两个正电子(eq\o\al(

0,＋1)e)并放出能量．已知质子质量mp＝1.0073u，α粒子的质量mα＝4.0026u，正电子的质量me＝0.0005u，1u的质量相当于931.5MeV的能量．(1)写出该核反应方程；(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少能量？(结果保留四位有效数字)18．(8分)已知氘核的质量mD＝3.3446×10－27kg.如果用入射光子照射氘核使其分为质子和中子，质子质量mp＝1.6726×10－27kg，中子质量mn＝1.6749×10－2719．(10分)钚的放射性同位素eq\o\al(239,94)Pu静止时衰变为铀核激发态eq\o\al(235,92)U*和α粒子，而铀核激发态eq\o\al(235,92)U*立即衰变为铀核eq\o\al(235,92)U，并放出能量为0.097MeV的γ光子．已知：eq\o\al(239,94)Pu、eq\o\al(235,92)U和α粒子的质量分别为mPu＝239.0521u、mU＝235.0439u和mα＝4.0026u,1u的质量相当于931.5MeV的能量．(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．

答案1．B2．BD3．B4．BD5．B6．C7．AD8．B12＝4k＋d＋2①6＝2k＋d②9．B10．D11．正电子5612．(1)eq\o\al(1,0)n(或中子)17.613.eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(2,1)Heq\f(Q,2)14．(1)eq\o\al(4,2)He(2)5.31(3)235∶415．如图所示．(曲率半径不作要求，每种射线可只画一条轨迹)16．(1)见解析(2)17190年17．(1)4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4