高中物理选修3步步高同步讲义第五章 章末检测试卷(五)

(满分：100分)ZHANGMOJIANCESHIJUAN(WU)章末检测试卷(五)第五章一、单项选择题：共12题，每题4分，共48分.每题只有一个选项最符合题意.1.(2021·江苏海门中学高二月考)氦3大量存在于月球表面月壤中，是未来的清洁能源.两个氦3聚变的核反应方程是

＋2X＋12.86MeV，则X为A.电子

B.氘核C.中子

D.质子123456789101112131415√1617123456789101112131415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1，为质子.故选D.1617123456789101112131415√1617123456789101112131415

半衰期较长，且衰变放出的高能粒子对人体伤害太大，不可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收，故B说法正确，不符合题意；由题意可知，钴60对肿瘤进行放射治疗是利用其衰变产生的γ射线，故C说法正确，不符合题意；半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关，故D说法正确，不符合题意.16173.(2021·宁阳县一中高二期中)中国核工业集团新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M装置”，取得了聚变温度1.5亿摄氏度、等离子体电流2.5兆安培的重要进展，在这个全球竞争的聚变科学项目中，一直保持着领先.关于核聚变反应，下列说法正确的是A.核聚变反应原理简单，比裂变反应容易实现B.两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增大C.太阳目前正在进行的核反应既有核聚变反应，也有核裂变反应D.核聚变反应的核反应方程可能是123456789101112131415√1617核聚变反应原理简单，但需要极高的温度，所以比裂变反应更难实现，故A错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，核子的平均质量减小，所以核子的比结合能增大，故B正确；太阳目前正在进行的核反应是核聚变反应，故C错误；核聚变反应的核反应方程是

，故D错误.12345678910111213141516174.(2021·江苏南通高二期末)我国研制的全球首座20万千瓦高温气冷堆核电站于2021年4月装料完毕，年底正式发电.该核反应堆用铀235作核燃料，用石墨作慢化剂，用氦气作冷却剂.则A.铀235的核裂变是它自发分裂成两个中等质量的核，同时放出中子B.裂变产生中等核的比结合能大于铀235核的比结合能C.石墨在反应堆中的作用是吸收中子，控制反应的速度D.可用铀238替代铀235作为核燃料123456789101112131415√1617123456789101112131415铀235受到中子轰击时，裂变成两块中等质量的核，同时还能放出中子，故A错误；重核裂变的过程中有质量亏损，释放核能，故裂变产生中等核的比结合能大于铀核的比结合能，故B正确；在核反应堆中，吸收中子控制反应速度的是镉棒，并非石墨，故C错误；原子核铀238只有在被能量很大的快中子轰击时，才能发生裂变且概率很小，而原子核铀235吸收慢中子后即可产生核分裂，分裂后获得的能量可用来发电，则不能用铀238替代铀235作为核燃料，故D错误.1617123456789101112131415√1617123456789101112131415Kr有36个质子，中子数为：89－36＝53，故B错误；核反应要释放出能量，核反应后核的比结合能大于反应前核的比结合能，故C正确；核反应要释放出能量，有质量亏损，故D错误.1617123456789101112131415√1617123456789101112131415根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，A正确；半衰期非常稳定，不受温度、压强以及该物质是单质还是化合物的影响，B错误；1617123456789101112131415√1617123456789101112131415根据质量数守恒可得，X原子核的质量数A＝239－4＝235，A错误；16178.(2021·江苏仪征市第二中学高二检测)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，设衰变过程释放的核能都转化为γ光子的能量.下列说法正确的是A.核反应方程为B.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)c2D.γ光子的波长λ＝123456789101112131415√1617123456789101112131415聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，故B正确；根据质能方程，辐射出的γ光子的能量E＝(m1＋m2－m3)c2，故C错误；1617123456789101112131415√1617根据电荷数守恒、质量数守恒得，X的电荷数为0，质量数为1，X为中子，故A错误；123456789101112131415核聚变反应是放热反应，则生成物的结合能之和一定大于反应物的结合能之和，故D错误.1617123456789101112131415√1617123456789101112131415元素的半衰期是由放射性元素本身决定的，与原子所处的物理状态和化学状态均无关，故A错误；根据质量数和电荷数守恒得到X的质子数为92，故B错误；由爱因斯坦质能方程知一个

衰变成X释放的核能为ΔE＝(m1－m2－m3)c2，故C正确；由半衰期公式可得m余＝

＝

m0，故D错误.161712345678910111213141511.太阳内发生核聚变反应主要为：

，已知部分物质比结合能与质量数关系如图所示，则该反应释放的核能约为A.5MeV B.6MeVC.24MeV D.32MeV√1617123456789101112131415由题图可知，

的比结合能约为1.1MeV，的比结合能约为7.1MeV，根据结合能与比结合能的定义，可知该反应释放的核能约为ΔE＝7.1MeV×4－1.1MeV×2×2＝24MeV，故选C.161712.(2021·苏州相城高中高二月考)如图所示，某放射性元素的原子核静止在匀强磁场中，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，则下列说法不正确的是A.α粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反B.原来放射性元素的原子核电荷数为90C.反冲核的核电荷数为88D.α粒子和反冲核的速度之比为1∶88123456789101112131415√1617123456789101112131415粒子之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，故α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反，故A正确，不符合题意；由于p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，解得Q＝901617123456789101112131415原来放射性元素的原子核电荷数为90，反冲核的核电荷数为90－2＝88，故B、C正确，不符合题意；由于不知道两粒子间的质量关系，则无法确定两粒子的速度关系，故D错误，符合题意.1617二、非选择题：共5题，共52分.其中第14题～第17题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.561234567891011121314151617123456789101112131415核反应方程式为：

＋X，由质量数守恒知X的质量数为0，由电荷数守恒知X的电荷数为1，所以X为正电子；由题图知半衰期大约为14天，由公式0.25mg＝4mg×，知t＝56天.161714.(10分)用放射源钋放出的α射线轰击铍

时，能放出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓的铍“辐射”.1932年，英国物理学家查德威克用铍“辐射”分别照射(轰击)氢和氮(氢和氮可视为静止)，测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7∶1.查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过上述实验在历史上首次发现了中子，为人类确定原子核的结构做出了重要贡献.若已知α粒子的质量为4.001509u，中子的质量为1.008665u，铍核的质量为9.01219u，碳核的质量为12.00000u，试写出发现中子的核反应方程，并确定核反应中所释放的核能为多少？(1u相当于931.5MeV的能量，计算结果保留两位有效数字)1234567891011121314151617123456789101112131415可得核反应过程中的质量亏损为Δm＝mHe＋mBe－mC－mn＝0.005034u(3分)根据质能方程ΔE＝Δmc2得，161712345678910111213141515.(10分)(2021·扬州市高二期末)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是利用加速后的质子

轰击静止的Li，生成两个

，Li和

的结合能分别为E1和E2，质量分别为m1和m2，已知真空中的光速为c.(1)写出核反应方程；1617123456789101112131415(2)求出释放的核能ΔE；答案2E2－E1释放的核能ΔE＝2E2－E1 (3分)1617123456789101112131415(3)求出质子的质量m.根据质能方程知ΔE＝Δmc2＝(m1＋m－2m2)c2 (2分)161712345678910111213141516.(12分)核动力航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是由质量数与电荷数守恒可知，235＋1＝136＋90＋x (2分)得x＝10 (1分)1617101234567891011121314答案(m1－m2－m3－9m)c2由题意知，质量亏损为Δm＝m1－m2－m3－9m (1分)由质能方程可知，释放的核能为：ΔE＝Δm·c2＝(m1－m2－m3－9m)c2

(2分)1516171234567891011121314答案22kg(3)假设核反应堆的功率P＝6.0×105kW，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少千克铀235？(铀235的摩尔质量M＝0.235kg/mol，一个月约为t＝2.6×106s)，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023mol－1.(计算结果保留两位有效数字)1516171234567891011121314一个月内核反应产生的总能量为E＝Pt (2分)15