高中高二年级物理下册第三单元原子核单元试题及答案

1、高中高二年级物理下册第三单元原子核单元试题及答案物理在经典时代是由与它极相像的自然哲学的研究所组成的 ,直到十九世纪物理才从哲学中别离出来成为一门实证科学。以下是查字典物理网为大家整理的高二年级物理下册第三单元原子核单元试题及答案 ,希望可以解决您所遇到的相关问题 ,加油 ,查字典物理网一直陪伴您。一.选择题(此题共10小题 ,每题4分 ,总分值40分。每题所给的选项中 ,有的只有一个是正确的 ,有的有几个是正确的。将正确选项的序号选出填入题后的括号中。全部选对的得4分 ,局部选对的得2分 ,有错选或不选的得0分)1.下面正确的说法是 ( )A. 射线的粒子和电子是两种不同的粒子 B.红外线的

2、波长比X射线的波长长C. 射线不同于氦原子核 D. 射线的贯穿本领比 粒子的强2.如图1所示 , 为未知的放射源 , 为薄铝片。假设在放射源和计数器之间加上 后 ,计数器的计数率大幅度减小 ,在 和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场 ,计数器的计数率不变 ,那么 可能是 ( )A. 和 的混合放射源B.纯 放射源C. 和 的混合放射源D.纯 放射源3.关于重核的裂变和氢核的聚变 ,下面说法正确的选项是( )A.裂变和聚变过程都有质量亏损 ,因而都能释放大量核能B.裂变过程有质量亏损 ,聚变过程质量有所增加C.裂变和聚变都需要在极高的温度下进行D.裂变释放大量核能 ,聚变需从外界吸收能量4.两弹一

3、星可以说长了中国人的志气 ,助了中国人的威风 ,以下原子弹和氢弹的说法正确的选项是( )A.原子弹是根据轻核聚变原理 ,根本核反响方程式 H+ H He+ nB. 原子弹是根据重核的裂变原理 ,根本核反响方程式 U+ n Sr+ Xe+10 nC. 氢弹是根据轻核聚变原理 ,根本核反响方程式 H+ H He+ nD. 氢弹是根据重核的裂变原理 ,根本核反响方程式 U+ n Sr+ Xe+10 n5.关于放射性同位素应用的以下说法中正确的有 ( )A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电 ,因此到达消除有害静电的目的B.利用射线的贯穿性可以为金属探伤 ,也能进行人体的透视C.用放射线照射作

4、物种子能使其DNA发生变异 ,其结果一定是成为更优秀的品种D.用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量 ,以免对人体正常组织造成太大的危害6.一块含铀的矿石质量为M ,其中铀元素的质量为m。铀发生一系列衰变 ,最终生成物为铅。铀的半衰期为T ,那么以下说法中正确的有 ( )A.经过两个半衰期后这块矿石中根本不再含有铀了B.经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m/4发生了衰变C.经过三个半衰期后 ,其中铀元素的质量还剩m/8D.经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M/27.快中子增殖反响堆是当前第二代核电站的主要堆型 ,号称燃料越烧越多的魔炉 ,主要以在天然铀中占99.3%的铀238作为主要裂变燃料

5、。反响中 ,裂变产生的快中子 ,一局部被铀238吸收 ,铀238吸收中子后变成铀239 ,铀239是不稳定的 ,经过两次衰变 ,变成钚239 ,那么以下说法中正确的选项是 ( )A.铀239核的质量小于钚239核的质量B.铀238比铀239少2个质子C.铀238比钚239多1个中子D.铀239与钚239具有相同的核子数 ,钚239是铀239的同位素8.氘核、氚核和氦核的质量分别为 、 、 ,一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时释放的能量是( )A. B. C. D.9.卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变 ,核反响方程为 ,以下说法中正确的选项是：( )A.通过此实验发现了质子B.实验中利用

6、了放射源放出的射线C.实验中利用了放射源放出的射线D.原子核在人工转变过程中 ,电荷数可能不守恒10.如图2所示 ,是利用放射线自动控制铝板厚度生产的装置 ,放射源能放射出 、 、 三种射线。根据设计要求 ,该生产线压制的是3mm厚的铝板。那么 ,在三种射线中哪种射线对控制厚度起主要作用( )A. 射线B. 射线C. 射线D. 、 和 射线都行二.填空题(此题共3小题 ,每题4分 ,总分值12分;将正确、完整的答案填入相应的横线中。)11.我们居住的房屋所使用的建材、煤及天然气等都有可能会放出稀有放射性物质氡(Rn) ,它能严重损伤人体的组织和器官 ,导致病变成癌症 ,故氡被称为居室里的隐避杀

7、手.那么降低居室中可能的放射性污染的常用方法有。12.正电子(PET)发射计算机断层显像：它的根本原理是：将放射性同位素15O注入人体 ,参与人体的代谢过程。15O在人体内衰变放出正电子 ,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子 ,被探测器探测到 ,经计算机处理后产生清晰的图象。根据PET原理 ,那么15O的衰变的核反响方程为 ,正负电子湮灭的方程式为 。将放射性同位素15O注入人体 ,15O的主要用途是 。PET中所选的放射性同位素的半衰期应 。(填长或短或长短均可)13.以下核反响中属于衰变的是_ ,属于人工核反响的是_ ,生成原来元素的同位素的是_ ,放出 粒子的是_。三.科学探究与实验

8、 (此题共2小题 ,总分值10分)14.人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求答复以下问题。(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的奉献。请选择其中的两位 ,指出他们的主要成绩。_;_;在贝克勒尔发现天然放射现象后 ,人们对放射线的性质进行了深入研究 ,图3为三种射线在同一磁场中的运动轨迹 ,请从三种射线中任选一种 ,写出它的名称和一种用途。_;。(2)一个氢原子核质量为1.67310-27kg ,一个锂原子核质量为11.650510-27kg ,一个氦原子核质量是6.64610-27kg ,有一个锂核( Li)受到一个质子的轰击变成

9、两个粒子。请你计算释放的核能为 J。?15.随着社会经济的开展 ,迫切需要大量的能源。因此 ,核能的应用作为第三次技术革命的标志之一 ,受到了人们的普遍重视.(1)核电站中要用核反响堆使重核裂变 ,将释放出的巨大能量转化为电能.完成以下核反响方程式：+ + +3 +8 +反中微子(反中微子的质量数和核电荷数均为零)核裂变反响和化学反响有一些不同点 ,如：a：对单位质量的物质而言 ,核裂变反响的能量远远大于化学反响释放的能量;b：同一元素的不同同位素 ,它们的化学性质是相同的 ,但它们的核反响性质是不同的;C：_.核电站热量传递的循环系统中应用了钠钾合金作为传热介质 ,试根据钠钾合金的性质说明这

10、一应用的两点理由：a._;b._.(2)依据上述核反响计算：lkg铀235全部裂变产生多少千焦的能量?(： 核的质量为235.0439u ,中子(n)质量为1.0087u ,钕(Nd)核的质量为 142.9098u ,锆(Zr)核的质量为89.9047u ,1u=1.660610-27kg.)(3)核反响除释放巨大的能量外 ,还可以用来生产各种放射性同位素 ,请举例说明放 射性同位素在医疗和工业上的应用：_; _ 。四、题：此题包括4个小题 ,共38分。要求写出必要的文字说明 ,方程式或重要的演算步骤 ,只写出最后答案的 ,不能得分。有数值计算的题 ,答案中必须明确写出数值和单位。16.(8分

11、)地球的年龄到底有多大 ,科学家们是利用天然放射性元素的衰变规律来推测的.通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定 ,测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期不含铅)的一半.铀238衰变后形成铅206 ,铀238的相对含量随时间的变化规律如以下图所示.图中N为铀238的原子数 ,N0为铀和铅的总原子数 ,那么由此可以断定：(1)地球年龄大约为多少年?(2)被测定的古老岩石样品在90亿年后的铀、铅原子数之比是多少?17.(10分)同位素原子在许多方面有着广泛应用 ,1934年 ,科学家在用粒子轰击铝箔时 ,除探测到预料中的中子外 ,还探测到了正电子 ,更意外的是 ,拿走放射源后

12、 ,铝箔虽不再发射中子 ,但仍能继续发射正电子 ,而且这种放射性随时间衰减的规律跟天然放射性一样 ,也有一定的半衰期。写出粒子轰击铝箔( )产生中子的核反响方程式。上述产生的具有放射性的同位素叫做放射性同位素 ,写出其产生正电子核反响方程式。简要说明放射性同位素的应用。并至少举出两个实际应用的例子。18.(10分)太阳内部进行着剧烈的氢核聚变反响 ,氦核是由4个质子生成 ,同时有正电子放出 ,正电子又会和负电子湮没成为一对光子 ,在这一系列核反响过程中放出4.5 J能量 ,现在太阳每秒辐射5.0 J的能量.(1)写出上述两个核反响方程.(2)计算出太阳每秒产生的氦核数目及每年减少的质量(保存2

13、位有效数字).19.(10分)(1)核电站中采用反响堆使重核裂变 ,将释放出的巨大能量转换成电能。 完成以下核反响方程式： U+ +Zr+3 +8 +反中微子 (反中微子的质量数和电荷数均为零);写出核裂变反响和一般化学反响的不同点;(请答三点)核电站在热量传递的循环系统中应用了钠钾合金作为传热介质 ,试根据钠钾合金的性质说明这一应用的两点理由。(2)依据上述核反响方程式计算：1 kg的铀235全部裂变产生多少千焦的能量? 需要燃烧多少吨标准煤才能释放出相同的能量?参考答案1. BD 2. C 3. A 4.BC 5.D 6.C 7.BC 8. A 9. AC 10.B11.使用放射性达标的建

14、材;勤开窗户通风透气;绿化环境等都可以降低居室中可能的放射性污染。12. O N+ e , e+ e 2 (根据质量数守恒和电荷数守恒列式);示踪原子;极短。13. , , ,解析：首先从核反响方程左端去判断哪种核反响是衰变 ,哪种核反响是人工转变 ,当核反响方程左端只有一种元素的原子核时 ,只能是衰变 ,故为衰变 ,为人工转变;而同位素产生 ,是根据原子序数相同而质量数不同来判断 ,所以会生成该元素的同位素;判断 衰变 ,只需要看清方程右端产生电子即可 ,应选。14.(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就玻尔把量子理论引入原子模型 ,并成功解释了氢光谱(或其他成就)查德威克发现了中

15、子(或其他成就);2射线。用途利用高能量杀死肿瘤细胞 ,用来治疗肿瘤。(2)2.810-12。m=(11.650510-27+1.67310-27-26.64610-27=0.031510-27 kgE=mc2=0.031510-27(3108) 2 J=2.810-12 J。15.(1) ;核反响前后元素发生改变 ,化学反响前后那么元素不变;a钠钾合金熔点低 ,常温下为液态 ,可在管道中自由流动b.金属都是电热良导体;(2)1kg共释放核能E= NA(235.0439-142.9098-89.9047-21.0087) 10-3(3108)2=8.121013J=8.121010kJ(3)医

16、疗上用作示踪原子;工业上用作金属探伤16.解析：(1)由于目前研究的岩石中铀的含量是岩石形成初期的一半 ,由图可知对应的时间是45亿年 ,即地球年龄大约为45亿年。(4分)(2)由图知 ,90亿年对应的 = ,设铅原子的数目为 ,那么有： = ,所以： = ,即90亿年时的铀、铅原子数之比是13。(4分)17.解析： 核反响方程式： 。 (3分) (3分)放射性同位素的应用主要分两类：一是利用它的射线 ,二是做示踪原子。例如 ,利用钴60放出的很强的射线来检查金属内部有没有砂眼或裂纹 ,这叫 射线探伤。在农业施肥的肥料中加一些放射性同位素 ,就会知道哪种农作物在什么季节最能吸收含哪种元素的肥料

17、;另外 ,在生物学研究方面 ,同位素示踪技术也起着十分重要的作用。(4分)18.解析：(1) (4分)(2)太阳内每形成一个氦核产生能量为4.5 J ,太阳每秒发射5.0 J能量 ,所以每秒形成的氦数目n=5.0 J/4.5 J=1.1 。(2分)一年太阳释放的总能量为E=5 J365243600=1.6 J。 (2分)太阳每年减少的质量为m=E/ =1.8 kg。 (2分)19.答案：(1) Zr (1分)其一 ,对单位质量的物质而言 ,核裂变反响的能量远远大于化学反响的能量;其二 ,核反响前后元素发生变化 ,化学反响前后元素不变;其三 ,一种同位素不管处于何种价态 ,它们的核反响性质是相同的 ,而它们的