高中物理第五章原子核巩固达标检测卷基础版教师版新人教版选择性必修第三册

第五章《原子核》一、单选题1．一个原子核为，关于这个原子核，下列说法正确的是（）A．核外有83个电子，核内有127个质子B．核外有83个电子，核内有83个质子C．核内有83个质子，210个中子D．核内有210个核子2．物理学家通过对试验的细心视察和深化究，获得了正确的科学认知，推动了物理学的发展，下列说法符合事实的是（

）A．普朗克提出了“光子说”，胜利说明白光电效应现象B．J.J.汤姆孙对阴极射线的探讨发觉了电子，说明原子核可以再分C．贝克勒尔发觉了自然放射现象，说明原子核内部是有结构的D．卢瑟福用粒子轰击氮核，发觉了中子，完善了原子核的内部结构3．探讨放射性元素射线性质的试验装置如图所示，放射源能放出、、三种射线，两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极连接。放射源发出的射线从其上方小孔向外射出，下列说法正确的是（）

A．到达A板的射线穿透实力最强B．到达B板的射线穿透实力最强C．到达A板的射线为射线，是原子核内的中子转化为质子时放出的D．到达B板的射线电离本事最强，可以用于治疗肿瘤4．如图，一个原子核X经图中所示的14次衰变，其中有m次衰变、n次衰变，生成稳定的原子核Y，则（）

A． B．C． D．5．“玉兔二号”装有核电池，不惧漫长寒冷的月夜。核电池将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，则（）A．衰变方程中的X等于233 B．的穿透实力比γ射线强C．比的比结合能小 D．月夜的寒冷导致的半衰期变大6．一个静止的放射性原子核处于垂直纸面对里、磁感应强度为B的匀强磁场中，由于发生了（或）衰变而得到两种粒子，一种是（或）粒子，另一种是反冲核。如图所示为两种粒子在磁场中的圆形轨迹，已知衰变前核的质量为，衰变后形成的两种新粒子的质量分别为，在磁场中的轨迹半径分别为。两圆半径之比为，则以下说法正确的是（）A．该原子核发生的是衰变，得到的两种新粒子在磁场中做圆周运动的绕向相反B．原来静止的原子核的原子序数为92，反冲核的轨道半径为C．衰变过程释放的核能，得到的射线在空气中具有较强的穿透本事D．该衰变的衰变方程可能为7．如图是原子核的比结合能曲线，下列说法正确的是（）

A．从曲线上分析，两个核合成释放约的能量B．两个核结合成，因为质量数未变，所以不释放或吸取能量C．裂变成和的方程为：D．从曲线上分析，的结合能小于的结合能8．药物浓度的衰减与原子核衰变的规律相像。服用布洛芬片后血浆中药物浓度的最大值为20ug/ml，药物浓度低于3ug/ml就要补充用药。若持续难受时，4-6h要服用一次，由此可推断服用布洛芬片后血浆中药物浓度下降的半衰期约为（）A．1h B．2h C．3h D．4h9．两个氘核以相等的动能Ek对心碰撞发生核聚变，核反应方程为，其中氘核的质量为m1，氦核的质量为m2，中子的质量为m3。假设核反应释放的核能E全部转化为动能，下列说法正确的是（）A．核反应后氦核与中子的动量相同 B．该核反应释放的能量为E=(m1－m2－m3)c2C．核反应后中子的动能为 D．核反应后氦核的动能为10．下列关于放射性元素的说法正确的是。A．温度上升时，放射性物质衰变会变快B．发生衰变时所释放的电子是原子核内的质子转化为中子时产生的C．射线与r射线一样都是电磁波，但r射线穿透本事比β射线强D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次a衰变和6次衰变二、多选题11．将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下图表示射线偏转状况中正确的是（）A． B．C． D．12．目前，在居室装修中常常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α射线、β射线、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，依据有关放射性学问可知，下列说法中正确的是（）A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就只剩下一个原子核了B．用加温、加压或变更其化学状态的方法可以变更原子核衰变的半衰期C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，三种射线中，γ射线的穿透实力最强D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数削减了2个13．1898年，居里夫妇发觉了一种能够发出很强射线的新元素-钋（），为此居里夫人获得了诺贝尔化学奖。现把原子核静止放在匀强磁场中的a点，某一时刻发生β衰变，产生如图所示的A和B两个圆轨迹。下列说法正确的是（）A．的衰变方程为：B．A、B两个圆的半径之比为85：1C．把放在磁场中，其半衰期会增大D．的核子平均质量比的核子平均质量大14．下列说法正确的是（

）A．氡的半衰期为3.8天，若取8个氡原子核，经7.6天后就确定剩下2个原子核了B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应C．贝克勒尔发觉自然放射现象，揭示了原子核内部存在困难的结构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15．太阳内部高温高压使三个氦核发生短暂的核反应，被称为氦闪。该核反应的方程式为，已知核的比结合能为E1，X核的比结合能为E2，真空中的光速为c。下列说法正确的是（）A．该核反应又称热核反应B．X原子核中有8个中子C．该核反应释放的能量为D．该核反应核子的质量亏损为16．一个静止的放射性原子核处于匀强磁场中，由于发生了衰变而在磁场中形成如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1∶16，下列推断中正确的是（）A．反冲原子核在小圆上逆时针运动B．该原子核发生了衰变C．原来静止的核，其原子序数为15D．放射性的粒子与反冲核运动周期相同三、试验题17．小明用某种金属作为阴极的光电管观测光电效应现象，试验装置示意如图甲所示.已知普朗克常量方=6.63×10-34J·s.（1）图甲中电极K为光电管的___________（填“阴极”或“阳极”）；（2）小明给光电管加上正向电压，在光照条件不变时（入射光的频率大于金属铷的截止频率），小明将滑片P从最左端向右渐渐滑动过程中，电流表的读数变更状况是______________________．（3）试验中测得铷的遏止电压UC与入射光频率v之间的关系如图乙所示，逸出功W0=___________J，假如试验中入射光的频率v=7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek=___________J（结果保留3位有效数字）．18．（1）如图所示是探讨光电效应规律的电路。图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极。现接通电源，用光子能量为10.5eV的光照耀阴极K，电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数渐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0V；则光电管阴极材料的逸出功为___________eV，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，电流计的读数___________。（选填“为零”、或“不为零”）（2）快中子增殖反应堆中，运用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，四周的铀238吸取快中子后变成铀239，铀239（）很不稳定，经过___________次β衰变后变成钚239（），写出该过程的核反应方程式：___________。设静止的铀核发生一次β衰变生成的新核质量为M，β粒子质量为m，释放出的β粒子的动能为，假设衰变时能量全部以动能形式释放出来，求一次衰变过程中的质量亏损__________。四、解答题19．如图所示，匀强磁场磁感应强度为B，一静止的核在匀强磁场中发生衰变，粒子与新核运动轨迹为两个圆周，衰变过程中释放的核能全部转化为动能。（1）写出衰变方程（新核用X表示），并推断小圆是谁的轨迹？（2）粒子和反冲核的运动半径之比、周期之比。

20．已知氘核的质量为2.0141u，中子的质量为1.0087u，氦核的质量为3.0160u，1u相当于931.5MeV。(1)写出两个氘核聚变成氦核的核反应方程；(2)计算上述核反应中释放的核能为多少MeV（结果保留三位有效数字）；(3)若两个氘核以相同的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应后生成的氦核和中子的动能各为多少MeV？21．太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射。已知氘核质量为，氦核质量为，中子质量为，的质量相当于的能量则：(1)写出核反应方程；(2)求核反应中释放的核能；(3)在两氘核以相等的动能进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的状况下，求反应中产生的中子和氦核的动能。22．放射性元素被考古学家称为“碳钟”，可以用来判定古代生物体的年头，通过测量粒子在电磁组合场中的运动轨迹和出现位置可以进一步探讨在进行衰变过程中产生电子的出射速度，位于S点的静止核经过衰变可形成一个电子源，将过程简化为：设定该电子源在纸面内向各个方向匀整地放射电子。如图所示的空间中，虚线下方存在方向竖直向下、场强大小为的匀强电场，虚线上方存在垂直纸面对里、磁感应强度大小为的匀强磁场，其中电子源和虚线边界距离为，已知电子的质量为，电荷量为，不计电子重力和电子间的相互作用。（1）若已知放射出的新核质量为，新核的动能为，且衰变过程中放出的核能全部转为粒子的动能，写出衰变的核反应方程式，并求出衰变过程中的质量亏损。（2）若在虚线上放置一个足够长的挡板，其可以吸取全部从下方射入的电子，并检测到从同一时刻出射的电子到达挡板的最大时间差，求电子出射速度。（3）现对电子源出射方向进行限制，使电子只能水平向右射出，并在虚线上距离O点为d的Q点放置一个粒子接收装置，最终Q点可接收到电子，求电子出射速度的可能值全解全析1．D【详解】依据质量数=质子数+中子数可知该原子核的质量数为210，质子数为83，则中子数为127，而质子与中子统称为核子，则核子数为210，但由于不知道该原子的电性，因此不能确定核外电子数。故选D。2．C【详解】A．爱因斯坦提出“光子说”，胜利说明白光电效应，不是普朗克，选项Α错误；B．J.J.汤姆孙对阴极射线的探讨发觉了电子，说明原子是可以再分的，不是原子核，选项B错误；C．贝克勒尔发觉了自然放射现象，说明原子核内部是有结构的，选项C正确；D．卢瑟福用α粒子轰击氮核，发觉了质子，不是中子，选项D错误。故选C。3．C【详解】ABD．由图可知A板带正电，B板带负电，由于射线带正电，射线带负电，射线不带电，故打在A板上的是射线，打在B板上的是射线，不发生弯曲的是射线，其中射线的穿透实力最强，可用于治疗肿瘤，故ABD错误；C．到达A板的射线为射线，由电子组成，是原子核内的中子转化为质子时放出的，故C正确。故选C。4．A【详解】衰变过程满意质量数守恒和电荷数守恒，则有联立解得，故选A。5．C【详解】A．依据质量数和电荷数守恒可知，衰变方程为即衰变方程中的X=234，故A错误；B．是α粒子，穿透实力比γ射线弱，故B错误；C．比结合能越大越稳定，由于衰变成为了，故比稳定，即比的比结合能小，故C正确；D．半衰期由原子核本身确定的，与温度等外部因素无关，故D错误。故选C。6．D【详解】A．两圆形轨迹外切，可知是衰变，两种新粒子均带正电，依据左手定则可知两种新粒子在磁场中做圆周运动的绕向相同，A错误；D．依据质量守恒定律与电荷数守恒定律可知，该衰变的衰变方程可能为D正确；B．反冲核的原子序数为为钍核，依据动量守恒定律得所以静止原子核衰变后两种新粒子动量等大反向，依据，解得结合电荷数大的半径小，反冲核的轨道半径为，B错误；C．衰变过程释放的核能为得到的射线是射线，但射线在空气中电离本事较强，贯穿本事较弱，空气中一张纸就能把射线拦住，C错误。故选D。7．C【详解】AB．从曲线上分析，核的比结合能约为7MeV，核的比结合能约为1MeV，则两个核结合成核时释放能量为ΔE=4×7MeV-2×2×1MeV=24MeVAB错误；C．依据核反应的质量数和电荷数守恒可知，裂变成和的方程为C正确；D．从曲线上分析，的比结合能小于的比结合能，但是的结合能大于的结合能，D错误。故选C。8．B【详解】依据其中可得故选B。9．D【详解】A．依据核反应前后系统的总动量守恒，知核反应前两氘核动量等大反向，系统的总动量为零，因而反应后氦核与中子的动量等大反向，动量不同，故A错误；B．该核反应前后释放的能量故B错误；CD．由能量守恒可得核反应后的总能量为由动能与动量的关系且可知，核反应后氦核的动能为故C错误，D正确。故选D。10．D【详解】A．放射性元素的半衰期不随温度而变更，故A错误；B．放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，故B错误；C．射线是高速电子流，而r射线是电磁波，r射线穿透本事比β射线强，故C错误；D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过次a衰变和次衰变，故D正确。故选D。11．AD【详解】A、B、因射线是高速氦核流，一个粒子带两个正电荷依据左手定则，射线受到的洛伦兹力向左，射线是高速电子流，带负电荷依据左手定则，射线受到的洛伦兹力向右，射线是光子，是中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转，a粒子得质量大，由可知a粒子得半径大；故A正确，B错误．C、D、因射线实质为氦核流，带正电，射线为电子流，带负电，射线为高频电磁波，依据电荷所受电场力特点可知：向左偏的为射线，不偏的为射线，向右偏的为射线，a粒子得质量大则沿电场方向加速度小，相等时间内得偏移量小；因此C错误，D正确；故选AD．【点睛】娴熟驾驭α、β两种衰变实质以及衰变方程的书写，同时明确α、β、γ三种射线性质及应用．本题综合性较强，主要考查两个方面的问题：①三种射线的成分主要是所带电性．②洛伦兹力的方向的判定．只有基础扎实，此类题目才能顺当解决，故要重视基础学问的学习12．CD【详解】A．原子核的衰变是随机的，半衰期是一个统计规律，对大量的原子核适用，对少量原子核不适用，氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后，即两个半衰期，不愿定剩下一个原子核，故A错误；B．半衰期只与元素本身有关，与所处的物理、化学状态以及四周环境、温度等无关，所以用加温、加压或变更其化学状态的方法都不能变更原子核衰变的半衰期，故B错误；C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透实力最强，电离实力最弱，故C正确；D．发生α衰变时，依据质量数守恒和电荷数可知，生成核与原来的原子核相比，质量数削减了4，电荷数减小了2，中子数减小了2，故D正确。故选CD。13．AB【详解】A．的衰变方程为故A正确；B．原子核发生衰变时，由动量守恒可知两粒子的动量大小相等方向相反，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动解得圆周运动半径P为动量，则半径R与电荷量q成反比，两粒子的电荷量大小分别为e和85e，则故B正确；C．放射性元素的半衰期是有原子核自身的因素确定的，跟原子所处的化学状态和物理环境没有关系，故C错误；D．核反应中释放能量，存在质量亏损，核子的平均质量变小，故D错误；故选AB。14．BCD【详解】A．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适应，A错误；B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，B正确；C．贝克勒尔发觉自然放射现象，揭示了原子核内部存在困难的结构，C正确；D．质子和中子结合成一个粒子的方程为依据爱因斯坦质能方程，可得该核反应中释放的能量为D正确。故选BCD。15．AD【详解】A．依据质量数和核电荷数守恒，可知核反应方程为该核反应属于轻核聚变，须要超高温才能反应，又称热核反应，选项A正确；B．中子数等于质量数减去质子数，则X核中有6个中子，选项B错误；C．该核反应放出的能量等于反应前、后结合能的增加值，释放的能量选项C错误；D．依据爱因斯坦质能方程知，该核反应核子的质量亏损选项D正确。故选AD。16．AC【详解】B．由运动轨迹可知，衰变产生的新粒子与新核所受洛伦兹力方向相同，而两者运动方向相反，故小粒子应带负电，则发生了衰变，所以B错误；A．依据洛伦兹力作用下粒子做圆周运动，由半径公式可知，衰变过程，系统动量守恒，则反冲核与粒子动量大小相等方向相反，所以电荷量越大的其轨道半径越小，则反冲核必沿着小圆周运动，由左手定则可推断反冲核运动方向为逆时针，所以A正确；C．依据半径公式可知，电荷量与半径在反比，则反冲核的与粒子的电荷量之比为16:1，所以反冲核的核电荷数为16，则原来静止的核，其原子序数为15，所以C正确；D．依据周期公式可知，周期与比荷有关，而粒子与反冲核比荷不同，所以周期也不同，则D错误；故选AC。17．阳极电流增加但达到确定值后不再增加3.41×10-19J1.23×10-19J【详解】（1）电子从金属板上射出后被电场加速，由此可知A板为正极即为阳极．（2）滑动变阻器的滑片向右滑动，加速度电场增加，电流增加但达到确定值后不再增加．（3）由Ekm=hv-W0和eUC=EKm得：eUC=hv-W0，因此当遏制电压为零时，hvc=W0，依据图象可知，铷的截止频率vC=5.15×1014Hz，依据hvc=W0，则可求出该金属的逸出功大小W0=6.63×10-34×5.15×1014=3.41×10-19J．依据Ekm=hv-W0=hv-hv0，由图可知v0=5.15×1014Hz，则EK=h（v-v0）代入数据求得：EK=1.23×10-19J．18．4.5为零2【详解】（1）[1][2]依据光电效应方程可知解得光电子的最大初动能与入射光强度无关，现保持滑片P位置不变，增大入射光的强度，光电子照旧不能到达阳极，所以电流计的读数仍为零。（2）[3]β衰变，电荷数增加1，质量数不变，铀239衰变成钚239，电荷数增2，质量数不变，知发生了2次β衰变．[4]该过程的核反应方程式为[5]运用动量守恒定律和能量守恒定律解得19．（1），小圆是新核X的轨迹；（2），【详解】（1）依据质量数与电荷数守恒，衰变方程为粒子在磁场中做匀速圆周运动，则有解得由于静止的核在匀强磁场中发生衰变的过程满意动量守恒，即粒子与新核X的动量大小相等，则电荷量越大，轨道半径越小，即小圆是新核X的轨迹。（2）衰变的过程满意动量守恒，则有粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力供应向心力，则有，解得，则有，20．(1)；(2)3.26MeV；(3)0.99MeV，2.97MeV【详解】(1)聚变的核反应方程(2)