物理选择性必修 第三册第五章 原子核综合与测试单元测试巩固练习

这是一份物理选择性必修 第三册第五章 原子核综合与测试单元测试巩固练习，共8页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。
第五章 原子核  单元测试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题(共32分)1、(4分)20世纪60年代，我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。1964年，我国第一颗原子弹试爆成功；1967年，我国第一颗氢弹试爆成功。关于原子弹和氢弹，下列说法正确的是(   )A.原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的B.原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的C.原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是根据核聚变原理研制的D.原子弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是根据核裂变原理研制的2、(4分)据《自然》杂志2021年5月17日报道，中国科学家在稻城“拉索”基地（如图）探测到迄今为止最高能量的γ射线，能量值为，即(   )
 A. B. C. D.3、(4分)碘125衰变时产生γ射线，医学上利用此特性可治疗某些疾病。碘125的半衰期为60天，若将一定质量的碘125植入患者病灶组织，经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的(   )
A. B. C. D.4、(4分)衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例会持续减少。现测量某古木样品中的比例，发现正好是现代植物样品中比例的二分之一。则(   )
A.该古木生命活动结束的年代距今约5730年B.再过约5730年，该样品中的将全部衰变殆尽C.衰变为的本质是D.改变样品测量环境的温度和压强，可以改变的衰变快慢5、(4分)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是。已知的质量为2.0136 u，的质量为3.0150 u，的质量为1.0087 u，。氘核聚变反应中释放的核能约为(   )A.3.7 MeV B.3.3 MeV C.2.7 MeV D.0.93 MeV6、(4分)如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为(   )
 A.β射线和γ射线 B.α射线和β射线 C.β射线和X射线 D.α射线和γ射线7、(4分)碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有(   )A.    B.   C.   D.8、(4分)我国第一代核潜艇总设计师黄旭华院士于2019年9月29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（其中为释放出的核能）。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C.核的比结合能为 D.核的比结合能小于核的比结合能二、多选题(共16分)9、(4分)原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断正确的有(   )
 A.核的结合能约为14 MeV B.核比核更稳定C.两个核结合成核时释放能量 D.核中核子的平均结合能比核中的大10、(4分)下列核反应方程中，代表α粒子的有(   )A.  B.C. D.11、(4分)钍基熔盐堆核能系统（TMSR）是第四代核能系统之一。其中钍基核燃料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次β衰变而来；轴的一种典型裂变产物是钡和氪。以下说法错误的是(   )A.题中铀核裂变的核反应方程为B.钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定C.钍经过1次β衰变可变成镤D.在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能减小12、(4分)“人造太阳”一般指国际热核聚变实验堆（ITER）计划，作为迄今为止世界最大的热核聚变实验项目，其目的是在地球上模拟太阳的核聚变，利用热核聚变为人类提供源源不断的清洁能源。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B.“人造太阳”的核反应方程是C.“人造太阳”释放的核能大小的计算公式是D.“人造太阳”释放的核能大小的计算公式是三、填空题(共16分)13、(4分)太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变，设每次聚变反应可以看作是4个氢核结合成1个氦核，同时释放出正电子；已知氢核的质量为，氦核的质量为，正电子的质量为，真空中光速为c.则每次核反应中的质量亏损为_______，氦核的比结合能为_______.14、(4分)氡核（）发生衰变后变为钋（），其衰变方程为_________，若氡（）经过一系列衰变后的最终产物为铅（），则共经过_______次α衰变，______次β衰变.15、(4分)核的平均结合能为7.1MeV，核的平均结合能为1.61MeV，两个氘（）核结合成一个氦核释放的结合能 =________16、(4分)若元素的半衰期为4天，元素的半衰期为5天，相同质量的和，经过20天后，剩下的质量之比_________。四、计算题(共24分)17、(12分)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以分别表示α粒子的质量和电荷量。（1）放射性原子核用表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。（3）设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损。18、(12分)已知氘核的质量为2.0136 u，中子的质量为1.0087 u，核的质量为3.0150 u。（原子质量单位1 u相当于931.5 MeV的能量）（1）试写出两个氘核聚变生成核的核反应方程。（2）计算上述反应中释放的核能。（3）若两个氘核以相等的动能0.35 MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成核和中子的动能各是多少？五、实验题(共12分)19、(12分)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出，中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即中微子，可以判定中微子的质量数和电荷数分别是(   )A.0和0 B.0和1 C.1和0 D.1和1（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ），即。已知正电子和电子的质量都为，反应中产生的每个光子的能量约为__________J（保留2位有效数字）。
参考答案1、答案：C解析：本题考查氢弹和原子弹的原理。原子弹是根据重核裂变研制的，而氢弹是根据轻核聚变研制的，C项正确。2、答案：D解析：本题考查能量单位eV和国际单位J之间的换算。核eV（电子伏）是能量的单位，而在国际单位中能量的单位是J,D项正确。3、答案：B解析：本题考查半衰期公式。半衰期的次数，根据半衰期公式可得，剩余的质量为刚植入时的，B项正确。4、答案：A解析：本题考查对衰变本质及半衰期的理解。由半衰期公式可得，古木样品中的比例是现代植物样品中比例的二分之一，可得年，A正确；再过约5730年，该样品中的将变为原来的四分之一，B错误；衰变为的过程是β衰变，本质是,C错误；改变样品测量环境的温度和压强，不可以改变的半衰期，因此不可以改变的衰变快慢，D错误。5、答案：B解析：根据质能方程，释放的核能，则，故B正确，A、C、D错误。6、答案：D解析：α射线本质是高速氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，三者通过电场时，发生偏转的是α射线和β射线，不偏转的是γ射线，撤去电场后，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化，则射线中含有γ射线；γ射线的穿透能力最强，α射线穿透能力最弱，薄铝片可以挡住α射线，不能挡往β射线和γ射线，由此判断，放射源发出的射线可能为α射线和γ射线，故D正确。7、答案：C解析：碘131的半衰期约为8天，经过32天后，碘131的剩余质量为：故选：C8、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守恒与电荷数守恒，可知，故B错误；是该核反应释放的能量，不是核的结合能，则核的比结合能不等于，故C错误；中等质量原子核的比结合能较大，核的比结合能小于核的比结合能，故D正确。9、答案：BC解析：由图像可知，的比结合能约为7 MeV，其结合能应为28 MeV，故A错误。比结合能较大的核较稳定，故B正确。比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故C正确。比结合能就是平均结合能，故由图可知D错误。10、答案：BD解析：A错：。
B对：。
C错：。
D对：。 11、答案：BD解析：根据质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的核反应方程为，故A正确；原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故B错误；钍经过1次β衰变可变成镤，故C正确；重核裂变的过程中释放能量，所以重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能增大，故D错误。12、答案：AC解析：“人造太阳”内部进行轻核聚变，核反应方程是，故A正确，B错误。根据爱因斯坦质能方程求出释放的核能，即，故C正确，D错误。13、答案：;解析：根据核反应质量数守恒，电荷数守恒，可知生成了2个正电子，所以质量亏损为；根据可知，产生的能量为，所以氦核的比结合能为.14、答案：;4;4解析：衰变过程满足电荷数守恒和质量数守恒，故衰变方程为，设经过了n次α衰变，m次β衰变，有，，解得，.15、答案：21.96MeV解析：16、答案：1:2解析：根据衰变公式：知，。17、答案：（1）（2）（3）解析：解：（1）根据核反应中质量数与电荷数守恒可知，该α衰变的核反应方程为。
（2）设α粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v，由洛伦兹力提供向心力有
根据圆周运动的参量关系有
得α粒子在磁场中运动的周期
根据电流强度定义式，可得环形电流大小为。
（3）由，得
设衰变后新核Y的速度大小为，核反应前后系统动量守恒，有
可得
根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律有

解得
说明：若利用解答，亦可。18、答案：（1）（2）（3）；解析：解：（1）。
（2）核反应中的质量亏损

释放的核能：
。
（3）设核和中子的质量分别为，速度分别为，则由动量守恒定律及能量守恒定律得：

解方程组可得：
，
。19、答案：（1）A（2）解析：（1）根据质量数、电荷数守恒可知，中微子的质量数和电荷数均为0，故选A。（2）根据爱因斯坦的质能方程可得

每个光子的能量约为。