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    2022年高中物理(新教材)新人教版同步学案第五章 培优提升练

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    人教版 (2019)选择性必修 第三册第五章 原子核综合与测试导学案及答案

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    这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册第五章 原子核综合与测试导学案及答案,共6页。学案主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
    培优提升练一、选择题1(2020·安徽高二月考)2020110中国核潜艇之父黄旭华获国家最高科学技术奖他为核潜艇研制和跨越式发展作出巨大贡献物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程下列说法正确的是(  )A1896年贝克勒尔发现天然放射现象揭开原子核内部信息认为原子核是可分的从原子核内部释放的射线有α射线β射线X射线γ射线B汤姆孙通过α粒子轰击铍核(Be)获得碳核(C)的实验发现了中子C玻尔理论成功解释了大量原子光谱规律其局限性在于保留了经典粒子的观念D卢瑟福预言了中子的存在查德威克通过实验发现了中子答案 D解析 1896年贝克勒尔发现天然放射现象揭开原子核内部信息,认为原子核是可分的,从原子核内部释放的射线有α射线、β射线和γ射线,没有X射线,A错误;查德威克通过α粒子轰击铍核(Be)获得碳核(C)的实验发现了中子,B错误;玻尔理论只成功解释了氢原子光谱规律,其局限性在于保留了经典粒子的观念,C错误;卢瑟福预言了中子的存在,查德威克通过实验发现了中子,D正确2(2020·浙江1月选考)下列说法正确的是(  )Aα射线的穿透能力比γ射线强B天然放射现象说明原子具有复杂的结构C核聚变中平均每个核子放出的能量比裂变中平均每个核子的小D半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在无关答案 D3(多选)(2020·全国卷)下列核反应方程中X1X2X3X4代表α粒子的有(  )A.HHnX1B.HHnX2C.UnBaKr3X3D.nLiHX4答案 BD解析 HHnHeAHHnHeBUnBaKr3nCnLiHHeD4(2020·上海市南洋模范中学高二月考)有些含有铀钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡而氡会发生一系列的放射性衰变放出αβγ射线下列说法正确的是(  )Aγ射线的穿透能力最强电离能力也最强B发生α衰变时生成核与原来的原子核相比中子数减少了4Cβ衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的D氡的半衰期为3.8若取4个氡原子核7.6天后就一定剩下一个氡原子核答案 C解析 γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱,A错误;发生α衰变时,生成核与原来的原子核相比,质量数减少了4,质子数减少了2,所以中子数减少了2B错误;β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的,C正确;半衰期是大量原子核衰变的统计规律,研究个别原子核无意义,D错误5.(2020·承德市第一中学高二月考)原子核的比结合能与质量数的关系如图1所示核子组合成原子核时(  )1A小质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大B中等质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大C大质量数的原子核平均每个核子的质量亏损最大D不同质量数的原子核平均每个核子的质量亏损相同答案 B解析 由题图可知,中等质量数的原子核的比结合能最大,因此中等质量数的核子的平均质量最小,中等质量数的核子组合成原子核时质量亏损最大,故B正确,ACD错误6(多选)(2020·福建高二期末)2018823我国十一五期间重点建设的十二大科学装置之首——中国散裂中子源项目正式投入运行这标志着我国成为继英美日三国之后第四个拥有散裂中子源的国家散裂中子源除了在科学研究方面有极为重要作用外其产生的中子还能用来治疗癌症下列关于中子的说法正确的是(  )A卢瑟福用α粒子轰击Be产生C发现了中子B放射性β射线的实质是高速中子流可用于医学的放射治疗C氘核聚变反应会释放出能量其核反应方程为HHHenD核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度答案 CD解析 查德威克用α粒子轰击铍核,发现了中子;卢瑟福发现了质子,故A错误放射性β射线的实质是高速电子流,选项B错误;氘核聚变反应会释放出能量,其核反应方程为HHHen,选项C正确;核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度,选项D正确7(多选)核电站的核能来源于U核的裂变下列说法中正确的是(  )A反应后的核废料已不具有放射性不需要进一步处理B.U的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核XeSr反应方程式为UnXeSr2nC.U原子核中有92个质子143个中子D一个U核裂变的质量亏损为Δm0.215 5 u则释放的核能约是201 MeV答案 BCD解析 反应后的核废料仍然具有放射性,需要进一步处理,故A错误;发生核反应的过程满足电荷数和质量数守恒,可判断B正确;92U元素的质子数,中子数为:23592143C正确;根据质能方程与质量亏损可知,裂变时释放的能量是ΔE0.215 5×931.5 MeV201 MeV,故D正确8(多选)(2020·全国卷)1934约里奥居里夫妇用α粒子轰击铝箔首次产生了人工放射性同位素X反应方程为HeAlXn.X会衰变成原子核Y衰变方程为XYe(  )AX的质量数与Y的质量数相等BX的电荷数比Y的电荷数少1CX的电荷数比Al的电荷数多2DX的质量数与Al的质量数相等答案 AC解析 发生核反应前后满足质量数守恒、电荷数守恒,则可判断X的质量数与Y的质量数相等,X的电荷数比Y的电荷数多1A正确,B错误X的电荷数比Al的电荷数多2X的质量数比Al的质量数多3C正确,D错误9(2020·广东省高三月考)我国新一代可控核聚变研究装置中国环流器二号M(又被称为人造太阳)所发生的可控核聚变方程是HHHeX已知HHHeX的质量分别为m1m2m3m4真空中的光速为c.下列说法正确的是(  )AX是质子B大亚湾核电站利用核聚变发电C该核反应所释放的核能为ΔE(m1m2m3m4)c2D.H的比结合能大于He的比结合能答案 C解析 由质量数守恒和电荷数守恒,写出核反应方程为HHHen,则X为中子,故A错误;大亚湾核电站利用核裂变发电,故B错误;由爱因斯坦质能方程可知,该核反应所释放的核能为ΔE(m1m2m3m4)c2,故C正确;比结合能大的原子核稳定,一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时,同时释放能量,则He更稳定,比结合能大,故D错误10(2020·广东省执信中学高二月考)我国第一代核潜艇总设计师黄旭华院士于2019929日获颁共和国勋章核动力潜艇上核反应堆中可能的一个核反应方程为UnBaKrxnΔE(其中ΔE为释放出的核能)下列说法正确的是(  )A该核反应属于原子核的衰变B核反应方程式中x2CU的比结合能为DU核的比结合能小于Ba核的比结合能答案 D解析 用中子轰击铀核的核反应方程为原子核的裂变,故A错误;由核反应遵循质量数与电荷数守恒,可知x3,故B错误;ΔE是该核反应释放的能量,不是U核的结合能,U的比结合能不等于,故C错误;中等质量原子核的比结合能较大,U核的比结合能小于Ba核的比结合能,故D正确11(多选)用质子轰击锂核(Li)生成两个α粒子以此进行验证爱因斯坦质能方程的实验已知质子初动能是0.6 MeV质子α粒子和锂核的质量分别是1.007 3 u4.001 5 u7.016 0 u已知1 u相当于931.5 MeV的能量反应过程中释放的核能全部转化为新生核的动能则下列叙述中正确的是(  )A此反应过程质量减少0.010 3 uB生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV与实验相符C核反应中释放的能量是18.9 MeV与实验相符D生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV与实验相符答案 CD解析 题中所对应的核反应方程为HLi2He,由计算可知此反应的质量亏损为0.020 3 u,所释放的能量为931.5×0.020 3 MeV18.9 MeV,故A错误,C正确;根据能量守恒定律可知,生成的两个α粒子的动能和应为0.6 MeV18.9 MeV19.5 MeV,故D正确,B错误12(多选)(2020·浙江7月选考)太阳辐射的总功率约为4×1026 W其辐射的能量来自于聚变反应在聚变反应中一个质量为1 876.1 MeV/c2(c为真空中的光速)的氘核(H)和一个质量为2 809.5 MeV/c2的氚核(H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c2的氦核(He)并放出一个X粒子同时释放大约17.6 MeV的能量下列说法正确的是(  )AX粒子是质子BX粒子的质量为939.6 MeV/c2C太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kgD太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2答案 BC解析 该聚变反应方程为HHHenX为中子,故A错误;该核反应中质量的减少量Δm117.6 MeV/c2,由质能方程知,mmmmXΔm1,代入数据知1 876.1 MeV/c22 809.5 MeV/c23 728.4 MeV/c2mX17.6 MeV/c2,故mX939.6 MeV/c2,故B正确;太阳每秒辐射能量ΔEPΔt4×1026 J,由质能方程知Δm,故太阳每秒因为辐射损失的质量Δm kg4.4×109 kg,故C正确;因为ΔE4×1026 J eV2.5×1045 eV2.5×1039 MeV,则太阳每秒因为辐射损失的质量为Δm2.5×1039 MeV/c2,故D错误13(2020·全国卷)氘核H可通过一系列聚变反应释放能量其总效果可用反应式6H2He2H2n43.15 MeV表示海水中富含氘已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022若全都发生聚变反应其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J1 MeV 1.6×1013 JM约为(  )A40 kg   B100 kgC400 kg   D1 000 kg答案 C解析 根据核反应方程式,6个氘核聚变反应可释放出43.15 MeV的能量,1 kg海水中的氘核反应释放的能量为E×43.15 MeV7.19×1022 MeV1.15×1010 J,则相当于燃烧的标准煤的质量为M kg400 kg.二、非选择题14(2020·岢岚县中学高二月考)一个静止在匀强磁场中的Ra(镭核)发生α衰变后转变为氡核(元素符号为Rn)已知衰变中释放出的α粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直设镭核氡核和α粒子的质量依次是m1m2m3衰变释放的核能都转化为氡核和α粒子的动能真空中的光速为c.(1)写出衰变方程(2)求氡核和α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径的比值(3)求氡核的动能Ek.答案 (1)RaRnHe (2)(3)解析 (1)由质量数和电荷数守恒得衰变方程为RaRnHe(2)根据qvBmr两个粒子动量等大,由半径公式rr,得.(3)由质能方程得ΔE(m1m2m3)c2,因为Ek可知两粒子的动能跟质量成反比,因此氡核的动能为Ek.

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