高考物理原子和原子核总复习质量评价15教师解析版新人教版

1、章末质量检测（十五）原子和原子核（时间：90分钟满分:100分）第I卷选择题一、选择题（本题包括10小题，共40分.每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的 有多个选项正确，全部选又的得4分，选对但不全的得2分，错选或不选的得0分） 1.下列说法错误的是（）A.半衰期表示放射性元素衰变的快慢，半衰期越长，衰变越慢B.同位素的核外电子数相同，因而具有相同的化学性质C.阴极射线和3射线都是电子流，它们的产生机理是一样的D.重核裂变过程中一定伴随着质量亏损解析：由基本概念可知 ABD说法是对的.阴极射线和3射线都是电子流，但产生机理不同，故应选 C.答案:C2.下列说法中正确的是（）A.氢

2、原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，电子的动能增加，电势能增加，原子的总能量增加B. “射线是原子核发出的一种粒子流，它的电离能力在a、3、丫三种射线中是最弱的C.原子核反应过程中的质量亏损现象违背了能量守恒定律D.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变解析:氢原子从较高的激发态跃迁到较低的激发态时，由于电场力做正功，电势能减少，又因氢原子放出光子，所以原子的总能量减少，故A错.a射线的电离能力在 a、3 丫三种射线中是最强的，所以B错.据爱因斯坦质能方程可知，原子核反应过程中的质量亏损现象并不违背能 量守恒定律，故C错.放射性元素的半衰期不因其物理、化学

3、状态的变化而变化，故D正确.来答案：D3.现在太阳向外辐射的能量是由于太阳内部氢聚变产生的，大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应，其核反应方程为：2 He +4 He+2 Her 16 C，那时太阳向外辐射的能量是由上述两种核反应产生的.已知2He的质量为mn 12C的质量为 g,则下列判断正确的是（）A.3mi m2B.3mim2,即选项A正确.答案：A4.2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过20Ca （钙48）轰击249Cf （铜249）发生核反应，成功合成了第 118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素.实验表明，该元素的原子核先放出3个相同

4、的粒子 X,再连续经过3次a衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子X是（）A.中子B.质子C.电子 D. a粒子解析:综合上述反应可得总的核反应方程为40 Ca +2：9 Cf t 3 2 He +修Y ,根据质量数和电荷数守恒可得 m=0、n=1,所以X是中子，A正确. 答案：A5.K一介子衰变的方程为 K一一+ 70,其中K一介子和 兀介子带负的元电荷 e, t?介子不带电. 如图15-1所示，两匀强磁场方向相同，以虚线 MN为理想边界，磁感应强度分别为 B1、B2. 今有一个介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场 B1中，其轨迹为圆弧 AP, P在MN上，K

5、一在P点时的速度为v,方向与MN垂直.在P点该介子发生了上述衰变.衰变后产生的 兀介子 沿v反方向射出，其运动轨迹为如图虚线所示的 心”形图线.则以下说法正确的是（ ）图 15-1A.兀介子的运行轨迹为 PENCMDPB.兀介子运行一周回到 P用时为T =空巴 eB2C.B1 = 4&D. 70介子做匀速直线运动解析:根据左手定则可知兀介子的运行轨迹为 PDMCNEP ,所以选项 A错误；然介子在磁场B1中的半径A =m丫，在磁场B2中的半径2=皿，由题图可知2=21,所以B1=2B2,选项C eB1eB2错误；兀一介子运行一周回到 P用时为T =空工十四=西，选项B正确；一介子不带电， eB

6、1eB2eB2将做匀速直线运动，选项D正确.答案：BD6.下列说法正确的是（）A.研制核武器的钵239（2；Pu）由铀239（2；U）经过4次3衰变而产生B.发现中子的核反应方程是 4Be +4 Her 12s C +0 nC.20 g的292 U经过两个半衰期后其质量变为15 gD. 238 U在中子轰击下，生成34Sr和154Xe的核反应前后，原子核的核子总数减少解析：23；Ut 239 PU+2：e发生2次3衰变，A错误.20 g 238u经过两个半衰期后其质量2m=20y）2g =5g,C错误.在核反应中质量数、电荷数都守恒，D错误.所以只有B正确.答案：B7.北京奥委会接受专家的建议

7、，大量采用对环境有益的新技术，如2008年奥运会场馆周围80%90%的路灯利用太阳能发电技术，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能聚热技术.太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是（）2 H +3 H t 4 He +0 n TOC o 1-5 h z 14417 ,7 N -2 He8 O 1H 23511369092 U . 0 n r 54 Xe 38 S100 n2382344 .92 U - 90 Th 2 He解析:把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变，四个选项中只有A为聚变反应，B是发现质子的核反应，C是铀核的裂变反应，

8、D是铀核的a衰变.答案：A8.关于天然放射现象，以下叙述正确的是（）A. 3衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C.在“、& 丫这三种射线中，丫射线的穿透能力最强，3射线的电离能力最强d.铀龙亥（修衰变为铅核（282 Pb） 的过程中，要经过 8次a衰变和10次3衰变解析:A选项正确，核反应方程为0nT； H +je.B选项错误，放射性物质的半衰期只与物质本身有关，与该物质所处的物理、化学状态无关 .C选项错误，在“、3 丫三种射线中，a射线 的电离能力最强，穿透能力最弱；丫射线的穿透能力最强，电离能力最弱.D选项错误，核反应 .238

9、 = 4x+206 , 一 仅=8、 中电荷数和质量数都守恒，则，解得，即8次a衰变和6次3衰变. TOC o 1-5 h z 2 = 2x-6+82j=6答案：A.据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置（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 +3 H T 2 He +0 nB.人造太阳”的核反应方程是235 U +0 n- % Ba+96 Kr + 30 nC.人造太阳”释放的能量大小的计算公式是AE=Amc22D.人造太阳”核能大小的计算公式是 E = mc2解析：人造太阳”是利用海水中的21

10、H和31H聚变而产生大量能量的.放出的能量可利用爱因斯 坦质能方程 AE=Amc2求出，其中Am为质量亏损，所以 A、C项正确.答案：AC TOC o 1-5 h z 10静山的30 P衰变成30Si 静止的234Th衰变为234 Pa 在同一匀强磁场中的轨道如图15-2.15149091所示.由此可知（）H X 图 15-2a,甲图为35 p的衰变轨迹，乙图为234Th的衰变轨迹B.甲图为294Th的衰变轨迹，乙图为30P的衰变轨迹C,图中2、4为新核轨迹，1、3为粒子轨迹D,图中2、4为粒子轨迹，1、3为新核轨迹解析：30P衰变成30Si时，放出正电子，两者均带正电，运动方向相反，根据左手

11、定则，轨迹应是外切圆，如题图乙,根据动量守恒和 R = mv可知3为正电子的轨迹，4为30Si的轨迹.同qB理可分析234Th衰变为234 Pa时，放出负电子，轨迹应是内切圆，如题图甲，1为负电子的轨909 1迹，2为234 Pa的轨迹,故选项B、C正确. 9 1答案：BC二、填空实验题(11题6分，12题6分).一置于铅盒中的放射源发射的“、3和丫射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场,进入电场后，射线变为 a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线 b 发生了偏转，如图15-3所示，则图中的射线 a为 射线，射线b为 射线.曲即15帚地畏救般顺的畲 W带堆怅依阳图

12、15-3解析:从放射源射出三种射线，分别为 “、3和丫射线，其中“射线被铝箔挡住，只有 3和丫射 线穿出，又由于 丫射线不带电，所以在偏转电场中不发生偏转 ,综上分析，可知图中的射线 a 为丫射线，射线b为3射线.答案：丫 3.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,请按要求回答下列问题.图 15-4(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作出了卓越的贡献,请选择其中的两位，指出他们的主要成绩.(2)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154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解析：

13、（1）卢瑟福：提出了原子的核式结构模型（或其他成就）；玻尔：首次把量子理论引入到原 子结构中，提出了轨道量子化和能量量子化的思想，进一步发展了原子结构理论，并成功解释了氢光谱（或其他成就）；查德威克：首先发现了中子（或其他成就）.（2）1为“射线，利用它的电离作用很强，可消除静电 2为丫射线，利用它的穿透本领很强，可用于工业探伤 TOC o 1-5 h z 3为3射线，利用它的穿透本领较强，可用于控制工业生产线上某些金属板的厚度判断方法：用左手定则.依据磁场方向及 运动轨迹”弯曲方向即洛伦兹力方向，可断定射线1、3的电性，从而确定射线种类.答案:见解析三、计算题（本题包括4小题，共48分.解答

14、应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题目，答案中必须明确写出数值和单位 ）.（10分）在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与12H核碰撞减速，在石墨中与 1；C核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？解析:设中子质量为 Mn,靶核质量为M ,由动量守恒定律得 MnV0=MnV1 + MV2 TOC o 1-5 h z 21212由能重寸恒得一 M n v0 = M nv1Mv222VoM n

15、 -M解得V1M n M在重水中靶核质量MH=2MnV1HMn -MhMn Mh1Vo = -Vo3在石墨中靶核质量Mc = 12Mn TOC o 1-5 h z Mn -Mc11V1c =Vo = 一一VoMn Mc13与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好答案：略14.（1。分）原子从一个能级跃迁到一个较低能级时 ，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铭原 子n=2能级上的电子跃迁到 n=1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给 n=4能级上 的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离原子的电子叫俄歇电子.已知A铭原子的能级公式可简化为En=-=,式中n=1

16、,2,3,表示不同的能级，A是正的已知常数.上n述俄歇电子的动能是多少？AA TOC o 1-5 h z 斛析：铭原子n=2的能级E2 =-=一一，n=1的能级E1 = A,所以电子从n=2能级跃迁到n=1 224的能级释放的能量AE=E2 E1=34AAA又铭原子n=4的能级E4 = -=-一，说明电子从n=4能级跃迁到无穷远能级（E=O）,即脱离 4216A11原子需吸收 的能量.由能的转化和守恒知,该俄歇电子的能量应为Ek=AE-(-E4)= A.166-11答案：11A 1615.(14分)太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为1个氨核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能

17、源.(1)写出这个核反应方程；(2)这一核反应能释放多少能量？已知太阳每秒释放的能量为3.8 1026 J,则太阳每秒减少的质量为多少？若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年.(太阳质量M =2M030kg,mp= 1.007 3 u, mHe = 4.001 5 u, me= 0.000 55 u)解析：(1)4；Ht 2 He+20e.m=4M.007 3 u- (4.001 5+2X0.000 55) u = 0.026 6 u正=Amc2= 0.026 6 931.5 MeV = 24.78 MeV =4X10 12 J.(3)太阳每秒钟释放的能量为3.8

18、1026 J,则太阳每秒钟减少的质量为:E 3.8 10iom =丁 kg =0.4 10 kg.c2(3 108)2太阳的质量为2X1030 kg,太阳还能存在的时间为.-,_30 一 一工 M 2M10 M3M1016912t =_=0_310 s=15M10s = 5M109(年).答案：(1)略(2)4 10 12 Jm 0.4 10(3)0.4 1 W0 kg (4)5 109 年16.(14分)已知笊核质量为2.013 6 u,中子质量为1.008 7 u,2He的质量为3.015 0 u.3(1)写出两个笊核聚变成2He的核反应万程；(2)计算上述核反应中释放的核能；(3)若两笊核以相等