第五章 原子核 同步检测-2022-2023学年高二下学期物理人教版2019选择性必修第三册

高二下学期同步检测试卷物理试题测试范围：选择性必修三第五章原子核一、单项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分）1．下列关于物理学科的实验及其揭示的规律的说法中，不正确的是（

）A．奥斯特通过对放在通电直导线正下方的小磁针的偏转现象的分析，提出了电生磁的观点B．康普顿通过对康普顿效应的分析，提出了光子除了具有能量之外还具有动量C．卢瑟福通过对α粒子的大角度散射实验的分析，提出了原子的核式结构D．居里夫妇通过对天然放射现象的研究，提出了原子核也是有复杂结构的观点2．科学家研究发现闪电能够引发大气核反应，其中一种典型的核反应如图所示，闪电产生的高能射线把原子核A的中子移除，产生不稳定的原子核，该不稳定的原子核再衰变成中微子（质量数和电荷数均为零）、正电子和原子核，则原子核A为（）A． B． C． D．3．硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（）A．B+n→Li+He B．B+He→N+nC．N+He→O+H D．N+n→C+H4．下列能说明放射性元素放出的射线来自于原子核的是（）A．放射性元素无论是以单质存在还是以化合物形式存在，放射性都不受影响B．放射源发射的一束α射线照射到金箔上，穿过金箔后绝大部分仍沿原来的方向前进C．放射性元素放出的γ射线和伦琴射线相似，它们都能穿透黑纸使照相底片感光D．放射性元素放出的一束α射线照射带正电的验电器的金属球，箔片的张角减小5．1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的铝核（），发现了放射性磷（）并同时释放一个X粒子，磷核（）具有放射性，它在衰变为硅核（）的同时释放一个Y粒子，则X粒子和Y粒子分别是（）A．质子和电子 B．质子和正电子 C．中子和电子 D．中子和正电子6．四川省三星堆文物考古新发现再次引起世界轰动。考古工作者对新发现的4号坑用碳14年代检测方法进行了初步判定——属于商代晚期。碳14是碳最稳定的同位素，其半衰期为5730年，假如碳14经过β衰变后变成氮14，下列说法正确的有（）A．β射线是大量的原子核外电子电离形成的B．人类能够通过高温高压来改变碳14的半衰期C．β射线是高速电子流D．100个碳14原子核，经过5730年一定剩下50个碳14原子核7．静止的镭核发生衰变生成，衰变方程：。已知、、的质量分别为226.0254u，222.0175u，4.0026u。1u相当于931MeV，则此衰变释放的核能约为（）A．0.087MeV B．1.67MeV C．3.25MeV D．4.93MeV8．一个钴60原子核（）放出一个β粒子后衰变成一个镍核（），并伴随产生了γ射线。已知钴核、β粒子、镍核的质量分别为m1、m2、m3。下列说法正确的是（）A．核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强B．核反应中释放的能量为（m2+m3-m1）c2C．钴核（）比镍核（）更稳定D．β粒子是钴原子核外的电子电离形成的9．2021年5月，中国科学技术大学宣布开发出超导量子计算机“祖冲之号”，使得计算机的信息处理能力得到进一步提升。量子计算领域的发展离不开近代物理的成果，下列关于近代物理知识的说法正确的是（）A．黑体是可以吸收一切电磁波的理想化模型，所以黑体是不能发光的黑色物体B．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减少，电势能增大C．光电效应实验中遏止电压与入射光的频率有关和金属材料的逸出功无关D．质子、中子、粒子的质量分别是、、，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是10．2021年5月28日，国家重大科技基础设施EAST人造太阳核聚变实验装置取得重大突破，实现了可重复的1.2亿度101秒等离子体运行，再次创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录。“人造太阳”核反应的方程，下列说法正确的是（）A．核反应方程中的X为质子B．该反应需要吸收能量C．的比结合能大于的比结合能D．的平均核子质量大于的平均核子质量二、多选题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）11．下列有关核反应的方程中，表述正确的是（）A．是核聚变反应 B．是衰变C．是核裂变反应 D．是核裂变反应12．原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有（）A．He核的结合能约为14MeVB．He核比Li核更稳定C．两个H核结合成He核时释放能量D．核中核子的平均结合能比核中的大13．放射性同位素衰变的快慢有一定的规律，例如氡222经过一次衰变成为钋218，如图所示。结合这些信息可以判定下列说法正确的是（）A．若氡222衰变为钋218，衰变方式为α衰变B．若氡222衰变为钋218，衰变方式为β衰变C．当已生成的钋218数量是氡222剩余数量的7倍时，氡222衰变所经历时间为11.4天D．20个氡222原子核在经过一个半衰期后，一定还剩10个14．国家重大科技基础设施中国散裂中子源项目已经投入正式运行。有关中子的研究，下列说法正确的是（）A．卢瑟福发现了中子B．中子和其他微观粒子一样，都具有波粒二象性C．在原子核中，中子和质子、中子和中子之间都存在强相互作用D．在中子轰击下生成和的过程中，原子核中核子的平均质量变小15．某恒星的质量为，全部由氦核组成，通过核反应把氦核转化为碳核，已知该恒星每秒产生的能量约为，每4g氦含有的氮核的个数为。下列说法正确的是（）A．核反应前后质量数减小B．碳核的比结合能比氦核要大C．每次核反应质量亏损约为D．所有的氦转化为碳核大约需要年16．据新华社报道，由我国自行设计和研制的世界第一套全超导核聚变装置（又称“人造太阳”）已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是（）A．“人造太阳”的核反应方程是H＋H→He＋nB．“人造太阳”的核反应方程是U＋n→Ba＋Kr＋3nC．“人造太阳”的核能的计算式是E=mc2D．“人造太阳”释放能量的计算式是ΔE=Δmc2三、填空题（本大题共3小题，每小空2分，共14分）17．碲为斜方晶系银白色结晶，溶于硫酸、硝酸、王水、氰化钾、氢氧化钾，可由半衰期约为13h的放射性元素衰变而成，其衰变方程为；可以用于检测人体甲状腺对碘的吸收。该衰变产物中的X为___（填“质子”、“中子”、“电子”或“正电子”）质量为10g的经过26h后，剩余的质量为_____g。18．氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子。已知：、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，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）。19．不同的原子核的比结合能是不一样的，比结合能________（填“越大”或“越小”）的原子核越稳定，氘核和氚核聚变的核反应方程为H＋H→He＋n，已知H的比结合能是2.78MeV，H的比结合能是1.09MeV，He的比结合能是7.03MeV，则该核反应所________（填“释放”或“吸收”）的能量为______MeV。四、解答题（本大题共3小题，共32分）20．（10分）1937年，居里夫妇用粒子轰击硼（），得到了一种质量数为1而不带电的粒子，同时发现轰击后的硼中含有氮（N）的一种同位素。已知粒子的质量为4.0026u，硼（）的质量为11.0093u，不带电的粒子质量为1.0087u，氮（N）同位素的质量为14.0030u。1u相当于。（1）试写出粒子轰击硼（）发生的反应方程；（2）求粒子轰击硼（）发生反应的过程中释放的能量（以为单位）。21．（10分）硼中子俘获疗法是肿痛治疗的新技术。如图所示，硼核（）进入癌细胞内中吸收中子后转变成锂核（）和α粒子。已知质子的质量为，中子的质量为，硼核的比结合能为，锂核的比结合能为，氦核的比结合能为，真空中光速为c。（1）写出核反应方程并求核反应过程中的质量亏损；（2）求α粒子的核子平均质量。22．（12分）海水中含有丰富的氘，可充当未来的主要能源。两个氘核可以聚变成一个氦核同时释放一个中子，其中氘核的质量为2.013u，氦核的质量为3.0150u，中子的质量为1.0087u。（u是原子质量单位，1u相当于931.5MeV，h=6.63×10-34J.s，光速为3.0×108m/s）。（计算结果均保留3位有效数字。）（1）根据学过的知识写出该反应的核反应方程；（2）求核反应中释放多少MeV的核能；（3）如果释放的核能以γ射线形式释放，求该射线的波长。参考答案1．D2．A3．A4．A5．D6．C7．D8．A9．D10．C11．AD12．BC13．AC15．BD16．AD17．正电子

2.518．（或中子）

17.619．

越大

释放

20．（1）；（2）0.1862MeV【解析】（1）由题给出的条件，可得核反应方程为（2）核反应的质量亏损∆m=（mHe+mB）−（mn+mN）=（4.0026u+11.0093u）−（1.0087u+14.0030u）=0.0002u由质能方程，可得核反应中释放的能量∆E=∆mc2=0.0002×931MeV=0.1862MeV21．（1）+→+，；（2）【解析】（1）核反应方程为