2018-2019学年高中物理第四章原子核章末质量评估粤教版选修3-5

1、第四章原子核 章末质量评估（四） （时间：90 分钟满分：100 分） 解析：发生一次3衰变，原子核里有一个中子变为一个质子和一个电子，即 e. 答案：C 答案: 3.如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源， 其放出的射线在电场的作用下分成 、单项选择题（本大题共 10 小题, 每小题 3 分，共 30 分在每小题给出的四个选项 中，只有一个选项符合题目要求，选对的得 3 分，选错或不答的得 0 分） 1. 一个放射性原衰变，则它的（ A. 质子数减少一个，中子数不变 B 质子数增加一个，中子数不变 C. 质子数增加一个，中子数减少一个 D 质子数减少一个，中子数增加一个 in T !H+

2、-0 2.某种元素不同同位素的原子核内，中子数 N与原子核质量数A的关系是 解析: 则有: 同位素的质子数相同，中子数不同，而质量数等于质子数加中子数, 设质子A= N+ M所以 C 正确. A. a为a射线、b为3射线 B. a为3射线、b为丫射线b、 c三束，下列判断正确的是 （ C. 若增大放射源的温度，则其半衰期减小 D. 若增大放射源的温度，则其半衰期增大 解析：a射线为氦核，带正电， 3射线为电子流，带负电， 丫射线为高频电磁波， 故根据电荷所受电场力特点可知： a为3射线、b为丫射线、c为a射线，故 A 错误 B 正确； 半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故 CD 错误.

3、答案：B A Q 4 原子核ZX与氘核1H 反应生成一个 a粒子和一个质子由此可知 （ ） A. A= 2, Z= 1 B. A= 2, Z= 2 C. A= 3, Z= 3 D. A= 3, Z= 2 A 2 4 i 解析：写出核反应方程：ZX+ iH 2He+ iH,由质量数守恒和电荷数守恒，列方程： A+ 2 =4 + 1, Z+ 1 = 2 + 1,解得：A= 3, Z= 2,故答案为 D. 答案：D 5.某放射性元素经过 11.4 天有7的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为 （ ） 8 A. 1.4 天 B. 7.6 天 C. 5.7 天 D. 3.8 天 7 、 亠、 1 、 、亠

4、、 （1 - 、 解析：有&的原子核发生了衰变，即有 &的原子核未发生衰变.据 m= mo 2 T,代入数据 解得：t = 3 T= 11.4 天， 即T= 3.8 天.故 ABC 错误，D 正确. 答案：D 6.2925U 经过m次 a衰变和n次3衰变，变成207 82Pb，则（ ） A. m= 7, n= 3 B. m= 7, n = 4 C. m= 14, n= 9 D. m= 14, n= 18 解析：本题考查了原子核衰变的规律， 解题的关键是抓住原子核发生 a衰变和3衰变 时原子核质量数和电荷数的变化规律，在此基础上进行有关计算，原子核每发生一次 a衰 变，质量数减少 4,电荷数减少

5、 2;每发生一次 3衰变，质量数不变，电荷数增加 1.比较 这两种原子核，质量数减少 28,说明发生了 7 次a衰变，电荷数应减少 14,而电荷数减少 10,说明发生了 4 次3衰变，B 项正确. 答案：B 7.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，并放出能量.这几种反应的总效果可以表示为 6?H k；He+ d；H+ 20n + 43.15 MeV，由平衡条件可知（ ） A. k = 1, d= 4 C. k B. k= 2, d= 2 D. k= 2, d= 3 解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有 4k + d=

6、10, 2k+ d= 6，解得k = 2, d= 2. 正确选项为 B. 答案：B &关于原子核及其变化，下列说法中正确的是 （ ） A. 衰变和裂变都能自发的发生 B. B衰变现象说明电子是原子核的组成部分 C. 升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短 D. 同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等 解析：衰变能自发发生，裂变不能自发发生，故 A 错误；3衰变是原子核中的中子转 化为质子同时产生电子的过程， 但电子不是原子核的组成部分, 衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，故 答案：D 9静止的氡核1?Rn放出a粒子后变成钋核 幾 PO, a粒子动能为Ea .若衰

7、变放出的能 量全部变为反冲核和 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 （ ） 答案：C Pb,衰变路径如图所示则下面说法错误的是 （ ） A. a= 84 B. b= 206 C. 是3衰变，是a衰变 D. 是a衰变，是 3衰变 故 B 错误；元素原子核的半 C 错误，D 正确. 4 A - 218 Ea B. 0 C. 篇鹫 218 C 218 解析：由于动量守恒，反冲核和a粒子的动量大小相等，由 它们的动能之 比为 4 ： 218,因此衰变释放的总能量是 21：Ea，由质能方程得质量亏损是 218 222 Ea 218 C2 . 10放射性元素 238 92 U 衰变有

8、多种可能途径，其中一种途径是先变成 210 210 83 Bi，而83 Bi 可以经 一次衰变变成21汶（X 代表某种元素），也可以经一次衰变变成 8；TI, 210X 和 8； Tl 最后都变成 206 82 解析：2術 经过变化为210X，质量数没有发生变化，为 B衰变，即：2術T210X+-1e, 故a= 84, 283B经过变化为8： TI，核电荷数少 2,为a衰变，即：2B f：TI + 2He,故b =206，故 ABC 正确、D 错误. 答案： D 二、多项选择题 (本大题共 4 小题, 每小题 4 分,共 16 分.在每小题给出的四个选项中, 有多个选项符合题目要求,全部选对的

9、得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错或不答的得 0 分) 11 .某放射性元素的原子核发生 2 次a衰变和 6 次B衰变，关于它的原子核的变化， 下 列说法中正确的是 ( ) A 核子数减小 8 B.质子数减小 2 C.质子数增加 2 D.中子数减小 10 解析：设该原子核的质量数(核子数)为m电荷数(质子数)为n,衰变后的质量数为 x, 电荷数为y,则有：m= x+ 8, n= 6+ 4+y,由此可知衰变后核子数减小 8，质子数增加 2, 中子数减小 10,故 B错误，A C、D 正确. 答案： ACD 1 2 .下列核反应方程及其表述中正确的是 ( ) A. 1：Na 1；Mg+ e

10、 是原子核的3衰变 B. ：He+ 1HH；He+ 1H 是原子核的 a衰变 C. 2He+ 27Al T?5P+ 0n是原子核的人工转变 D. 2925U+ 0nT32Kr + 156Ba+ 3n 是重核的裂变反应 解析：A 是3衰变方程，故 A 正确；B 是轻核聚变方程，故 B 错误；C 是原子核的人工 转变方程，故 C 正确；D 是重核的裂变反应，故 D 正确. 答案： ACD 13.核电站核泄漏的污染物中含有碘 131 和铯 137.碘 131 的半衰期约为 8 天,会释放 3射线；铯137 是铯 133 的同位素，半衰期约为 30 年，发生衰变时会辐射 丫射线下列 说法正确的是 (

11、) A. 碘 131 释放的3射线由氦核组成 B. 铯 137 衰变时辐射出的 丫光子能量大于可见光光子能量 C. 与铯 137 相比，碘 131 衰变更慢 D. 铯 133 和铯 137 含有相同的质子数 解析：该题综合考查了衰变规律和同位素的相关问题，原子核中不包含 3射线，A 错； 丫光子的能量大于可见光光子的能量， B 正确；铯 137 的半衰期长，衰变更慢，C 错；铯 133 和铯 137 是同位素，含有相同的质子数， D 选项正确. 答案： BD 14 2017 年 1 月 9 日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖大多 数原子核发生核反应的过程中都伴随中微子的产生，

12、例如核裂变、核聚变、 3衰变等下 列关于核反应的说法正确的是 ( ) A.2904Th衰变为1?Rn,经过 3 次a衰变，2 次3衰变 B/H+ 1心心2He+ 0n是a衰变方程，2904Th 2914Pa+ - 1e 是3衰变方程 C. ?U+ Onf156Pa+ 36K+ 30n是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程 D. 高速运动的a粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为 1：N+4H 尸18Q+ 1 解析：在a衰变的过程中，电荷数少 2,质量数少 4，在3衰变的过程中，电荷数多 1, 质量数不变，设经过 m次a衰变，n次3衰变，根据电荷数和质量数守恒可知， 2 m- n= 4, 4

13、m 12,解得 m= 3, n=2,故 A 正确；2H+ ；卜卜22He+ 1n 是核聚变方程， ?i4Pa+-1e 是 3衰变方程，2925U+ ：n J5?Ba+ 3Kr + 3：n是裂变反应方程，不是氢弹的核反应方程，故 BC 错 误；高速运动的 a粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为 174N+ 17Q+ 1H, 故 D 正确. 答案： AD 三、非选择题 (本题共 4 小题,共 54 分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作答. 解 答时应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. 答案 中必须明确写出数值和单位 ) 15. (12 分) 完

14、成下列核反应方程,并指出核反应的类型. (132He+ _ f 2He+ 1H,是 _ (2) 24 24 11Naf12Mg+ _ _ ,是 _ 变. (32113Na+ _ f 1：Na+ 1H,是 _ 变. (4 235 92U + 10nf 142 91 156Ba+ 36Kr+ 3_ _ ,是_ 变. 解析： 根据质量数守恒和电荷数守恒可判断粒子种类. 答案： (1) 21H 聚 (2) 0-1e 3 衰 (3) 21H 人工转 (4) 01n 裂 16. (12 分)(1) 恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应， 4 42He+ _ 当温度达到 108 8 f 4Be+

15、 丫 . K 时，可以发生“氦燃烧”.完成“氦燃烧”的核反应方程为： (2)Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为 2.6 x 10-16 s .一定质量的 Be,经 7.8 x 10-16 s 后所剩 Be 占开始时的 (3) 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 式 为 .该反应放出的能量为 Q则氘核的平均结合能为 (4) 太阳内部不停地进行着热核反应 ( 氢聚变为氦 )，同时释放出巨大的能量.太阳能的 特点之一是不 效应制成的. 环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的 解析： (1) 根据电荷数、质量数守恒，未知粒子

16、的质量数为 4，电荷数为 2，为 2He. (2) 半衰期为 2.6 X 1016 s，经 7.8 X 1016 s，即 3 个半衰期，根据 2 = 1知，剩 1 余4Be 占开始时的o= 12.5%. 8 (3) 由质量数与核电荷数守恒可知，核反应方程式为： 0n+宀1H;氘核的平均结合能为Q; (4) 太阳内部不停地进行着热核反应 (氢聚变为氦)，同时释放出巨大的能量太阳能的 特点之一是不污染环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的光电效应制成的. 答案：(1) 2He (2)12.5% (3) in + 宀 1H Q (4)污染 光电 17. (14 分)山东烟台海阳核电站项目，一期工程和

17、 2 号常规岛正在进行设备安装，一 期工程规划建设两台 125 万千瓦 AP1000 核电机组.如果铀 235 在中子的轰击下裂变为90Sr 和 54Xe,质量 nu= 235.043 9 u , m= 1.008 7 u , nir = 89.907 7 u , mXe= 135.907 2 u，阿 伏加德罗常数 Nx= 6.02 X 10 23 mol1. (1) 写出裂变方程; 求出一个铀核裂变放出的能量; (3)若铀矿石的浓度为 3% 一期工程建成后，一年将消耗多少吨铀矿石？ 解析：(1) 2925U+ 0n30Sr + 15?Xe+100n. 裂变过程的质量亏损 m= m+ m nS

18、r mte- 10m= 0.1507 u , 释放的能量 E= A mC= 0.1507 X 931MeH 140.3 MeV. 核电站一年的发电量 E= Pt = 2X 125X 10 7X 365 X 24X 60X 60 J = 7.884 X 10 16 J , , m- 3% /口 EM 由E= NA E=FT 松E,得n= 3%飞代= 16 7.884 X 10 X 235 7 3%x 6.02 X 1023X 140.3 X 106 X 1.6 X 1019g&4.57 X 10 g = 45.7 t. 答案：(1) 92 U+ 0ni38Sr + 54Xe+100n (2) 140.3 MeV (3)45.7 t 18. (16 分)1996 年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳 能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的.已知车上太阳能电池接收 2 太阳光能的板面面积为 8 m，正对太阳能产生 120 V 的电压，并对车上的电动机提供 10 A 的电流，电动机的直流电阻为 4 Q，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为 103 2 W/m. (1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的，即在太阳内部持续不 断地进