人教版(新教材)高中物理选择性必修3第五章 原子核章末自测卷(五)

人教版(新教材)高中物理选择性必修第三册PAGEPAGE1章末自测卷(五)(时间：45分钟满分：100分)一、单项选择题(共7小题，每小题6分，共42分)1.(2021·象州县中学高二月考)原子核eq\o\al(234,90)Th表示()A.eq\o\al(234,90)Th的质量数为90B.核内有234个质子C.核内有144个中子D.核内有90个核子〖答案〗C〖解析〗原子核eq\o\al(234,90)Th，234表示质量数，即234个核子，90表示核电荷数，即90个质子，故核内中子数为234个－90个＝144个，故选项C正确。2.(2021·南京师大苏州实验学校高二月考)关于天然放射现象，下列说法正确的是()A.放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关B.放射性元素的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线C.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变D.放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强〖答案〗B〖解析〗半衰期是放射性元素固有的一种物理属性，与化学状态和外部条件无关，故A错误；放射性元素的原子核在发生α衰变和β衰变后产生的新核往往处于高能级，这时它要向低能级跃迁，辐射γ射线，故B正确；发生β衰变时，核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，产生的电子从核内发射出来，这是β衰变，故C错误；α粒子动能很大，速度可达光速的十分之一，很容易使气体电离，使底片感光的作用也很强，但由于它跟物体的原子碰撞时很容易损失能量，因此它贯穿物质的本领很弱，在空气中只能前进几厘米，一张普通的纸就能把它挡住，故D错误。3.(2021·河北保定市高二期末)钍基熔盐堆是第四代反应堆核能系统的六种候选堆型之一，使用钍铀核燃料循环，反应堆中主要发生两个核反应：①eq\o\al(232,90)Th＋eq\o\al(1,0)n→2()＋eq\o\al(233,92)U，②eq\o\al(233,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(142,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1())。下列说法中正确的是()A.反应①中括号里应填eq\o\al(1,1)HB.反应①中括号里应填eq\o\al(0,1)eC.反应②中括号里应填eq\o\al(0,－1)eD.反应②中括号里应填eq\o\al(1,0)n〖答案〗D〖解析〗根据核反应中的质量数守恒和电荷数守恒，①中反应前总质量数为233，电荷数为90，反应后的eq\o\al(233,92)U的质量数为233，电荷数为92，所以括号里应填eq\o\al(0,－1)e，故A、B错误；反应②中，反应后的eq\o\al(142,56)Ba和eq\o\al(89,36)Kr的质量数之和为231，比反应前少3，电荷数与反应前相同，故反应②中括号里应填eq\o\al(1,0)n，故C错误，D正确。4.家庭装修使用的大理石中常含有放射性元素氡(eq\o\al(222,86)Rn)，其衰变方程为eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)Po＋eq\o\al(4,2)He，半衰期为3.8天，下列说法正确的是()A.钋(eq\o\al(218,84)Po)的比结合能大于氡(eq\o\al(222,86)Rn)的比结合能B.衰变过程中，大理石中的eq\o\al(222,86)Rn、eq\o\al(218,84)Po、eq\o\al(4,2)He总质量保持不变C.将其放置阳光下暴晒可以加快其衰变D.氡(eq\o\al(222,86)Rn)的半衰期非常短，所以几个月后大理石就不具有放射性了〖答案〗A〖解析〗该反应释放能量，比结合能增加，即钋的比结合能大于氡的比结合能，故A正确；该反应释放能量，由爱因斯坦质能方程可知，反应过程中有质量亏损，故B错误；半衰期只与元素内部结构有关，与外界因素无关，故C错误；虽然氡(eq\o\al(222,86)Rn)的半衰期非常短，但大理石几个月后仍具有放射性，故D错误。5.(2021·吉林长春市二模)我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”于2020年12月4日在成都正式建成放电，标志着我国正式跨入全球可控核聚变研究前列。某核聚变的反应方程式是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X关于核聚变下列说法正确的是()A.我国已建成的核电站使用了核聚变发电B.eq\o\al(4,2)He的比结合能比eq\o\al(2,1)H的比结合能大C.核反应过程中释放出了核能，所以反应后生成物的质子数一定减少D.核反应中生成的X粒子是质子〖答案〗B〖解析〗我国已建成的核电站是使用核裂变发电，故A错误；核反应释放能量，则由比结合能定义可知eq\o\al(4,2)He的比结合能比eq\o\al(2,1)H的比结合能大，故B正确；核反应过程中释放出了核能，所以反应中质量一定亏损，但质量数不变，故C错误；根据质量数守恒，电荷数守恒可知，该核聚变反应中生成的X粒子是中子，故D错误。6.有关原子核反应的典型方程，下列说法正确的是()A.卢瑟福发现质子的核反应方程是eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(1,1)HB.查德威克发现中子的核反应方程是eq\o\al(8,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nC.居里夫妇发现人工放射性同位素的方程是eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)nD.铀核的典型裂变方程是eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)n〖答案〗C〖解析〗卢瑟福发现质子的核反应方程是eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，选项A错误；查德威克发现中子的核反应方程是eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n，选项B错误；居里夫妇发现人工放射性同位素的方程是eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n，选项C正确；铀核的典型裂变方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，选项D错误。7.(2021·上海杨浦区高二月考)如图是历史上发现中子的实验示意图()A.x1是质子，x2是电子 B.x1是α粒子，x2是中子C.x2是质子，x3是中子 D.x2是γ光子，x3是质子〖答案〗B〖解析〗钋是常见的α射线源，所以x1是α粒子，α粒子轰击铍，得到中子，中子轰击石蜡，打出质子。故x2是中子，x3是质子。故选项B正确。二、多项选择题(共3小题，每小题6分，共18分)8.目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、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、钍的花岗岩等岩石都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、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A.β射线是由原子核外的电子电离后形成的高速电子流B.铀核(eq\o\al(238,92)U)衰变为铅核(eq\o\al(206,82)Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变C.γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱D.已知氡的半衰期为3.8天，100个氡原子核，经7.6天后未衰变的氡原子核还有25个〖答案〗BC〖解析〗β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的电子流，故A错误；根据质量数守恒和电荷数守恒，铀核(eq\o\al(238,92)U)衰变为铅核(eq\o\al(206,82)Pb)的过程中，设发生x次α衰变，y次β衰变，衰变方程为eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(206,82)Pb＋xeq\o\al(4,2)He＋yeq\o\al(0,－1)e，则238＝206＋4x，解得x＝8，又92＝82＋8×2－y，得y＝6，即要经过8次α衰变和6次β衰变，故B正确；γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C正确；半衰期是对大量原子核在衰变时的统计规律，只适用于大量原子核的衰变，不适用于少数原子核的衰变，故D错误。9.(2021·山东淄博市高二检测)实现核能电池的小型化、安全可控化一直是人们的目标。现在有一种“氚电池”，就是利用了氚核β衰变产生的能量，有的心脏起搏器就是使用“氚电池”供电，使用寿命长达20年。氚核发生β衰变过程中除了产生β粒子和新核外，还会放出质量数和电荷数为零的反中微子。氚核的半衰期为12.5年，下列说法正确的是()A.氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于核外电子B.经过25年后，未衰变的氚的质量变为初始质量的eq\f(1,4)C.环境的温度、压强发生变化时，氚核的半衰期会发生变化D.氚核发生β衰变过程中产生的新核为eq\o\al(3,2)He〖答案〗BD〖解析〗氚核衰变放出的β射线是电子流，来源于原子核内，由一个中子转化成一个质子和一个电子，故A错误；由公式m＝(eq\f(1,2))eq\f(t,T)m0＝(eq\f(1,2))eq\f(25,12.5)m0＝eq\f(1,4)m0，故B正确；放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，与外界的物理和化学状态无关，故C错误；由质量数和电荷数守恒可知，氚核发生β衰变过程中产生的新核为eq\o\al(3,2)He，故D正确。10.(2021·江苏西安交大苏州附中高二期中)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为：X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV和eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV下列表述正确的有()A.X是中子B.Y的质子数是3，中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应〖答案〗AD〖解析〗由核反应方程eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV，根据电荷数守恒、质量数守恒，知X的电荷数为0，质量数为1，可知X是中子，故A正确；根据X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV可知，Y的质子数是3，质量数为6，则中子数是3，故B错误；两个核反应都放出能量，则都有质量亏损，故C错误；氘和氚的核反应是核聚变反应，故D正确。三、计算题(共3小题，共40分)11.(12分)中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素eq\o\al(202,78)Pt。制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶eq\o\al(9,4)Be产生快中子；(2)用快中子轰击汞eq\o\al(204,80)Hg，反应过程可能有两种：①生成eq\o\al(202,78)Pt，放出氦原子核；②生成eq\o\al(202,78)Pt，放出质子、中子；(3)生成的eq\o\al(202,78)Pt发生两次β衰变，变成稳定的原子核汞eq\o\al(202,80)Hg。写出上述核反应方程式。〖答案〗见〖解析〗〖解析〗(1)核反应为eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(9,5)B＋eq\o\al(1,0)n(2)①核反应为eq\o\al(204,80)Hg＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋eq\o\al(4,2)He②核反应为eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n(3)核反应为eq\o\al(202,78)Pt→eq\o\al(202,79)Au＋eq\o\al(0,－1)eeq\o\al(202,79)Au→eq\o\al(202,80)Hg＋eq\o\al(0,－1)e12.(14分)1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的eq\o\al(27,13)Al，发现了放射性磷eq\o\al(30,15)P和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔化学奖。(1)写出这个过程的核反应方程式；(2)若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C核的速度。〖答案〗(1)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n(2)大小为eq\f(v0＋v1,12)，方向与该粒子原运动方向相同〖解析〗(1)核反应方程式为eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\a