单元检测 第五章 原子核-【过习题】2022-2023学年高二物理单元复习（人教版2019选择性必修第三册）

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绝密★启用前《第五章 原子核》章末检测试卷(时间:60分钟　满分:100分)一、选择题：(本题共12个小题,每题4分,共48分。1-8是单选题,9-12是多选题,多选、错选均不得分,漏选得2分。)1．(2021·红塔区高二月考)核废水中含有钴(Co)等63种不能过滤的放射性物质．钴60会通过衰变生成镍(Ni)，同时会放出γ射线，其半衰期为5.27年，在医学上常用于癌症和肿瘤的放射治疗．下列说法不正确的是(　　)A．衰变方程为Co→Ni＋e，属于α衰变B．钴60不可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收C．钴60对肿瘤进行放射治疗是利用其衰变产生的γ射线D．温度升高钴60的半衰期不变2．(2021·宁阳县一中高二期中)中国核工业集团新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M装置”，取得了聚变温度1.5亿摄氏度、等离子体电流2.5兆安培的重要进展，在这个全球竞争的聚变科学项目中，一直保持着领先．关于核聚变反应，下列说法正确的是(　　)A．核聚变反应原理简单，比裂变反应容易实现B．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加C．太阳目前正在进行的核反应既有核聚变反应，也有核裂变反应D．核聚变反应的核反应方程可能是H＋H→He＋2n3．下列说法正确的是(　　)A．图甲中的γ射线是原子中的内层电子跃迁时产生的B．图乙中原子核衰变放出β粒子，说明β粒子是组成原子核的一种粒子C．图丙的γ射线测厚装置，若探测器测得的射线越弱，说明金属板厚度越厚D．图丁中氡的半衰期是3.8天，说明20个氡原子核经过7.6天，还剩下5个未衰变4．(2022·沙坪坝区高二月考)核潜艇以核反应堆为动力来源，反应堆的核反应方程式为U＋n→Ba＋Kr＋3X，则(　　)A．X为电子B．Kr有36个质子，89个中子C.Ba比U的比结合能大D．核反应前、后原子核的总质量保持不变 5．(2021·山东卷)在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的Pb，其衰变方程为Pb→Bi＋X.以下说法正确的是(　　)A．衰变方程中的X是电子B．升高温度可以加快Pb的衰变C.Pb与Bi的质量差等于衰变的质量亏损D．方程中的X来自于Pb内质子向中子的转化6．下列说法中正确的是(　　)A．在衰变方程Pu→X＋He＋γ中，X原子核的质量数是234B．核泄漏事故污染物Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程为Cs→Ba＋X，可以判断X为正电子C．放射性物质I的衰变方程为I→Xe＋X，X为中子D．某人工转变的核反应方程为He＋Al→O＋X，其中X为中子7．(2021·平罗县校级期中)2019年4月23日，在中国海军建军70周年阅兵式上，中国海军的093改进型攻击核潜艇公开亮相．核潜艇以核反应堆作动力源．关于核反应，下列说法正确的是(　　)A．核反应方程U＋n→Ba＋Kr＋3n属于核裂变，是原子弹裂变反应原理B．核反应方程H＋H→He＋n属于核裂变，是核潜艇的动力原理C．核反应方程C→N＋e属于β衰变，而β射线来自原子外层的电子D．核反应前后核子数相等，所以核反应遵循质量守恒8．太阳内发生核聚变反应主要为：H＋H→He，已知部分物质比结合能与质量数关系如图所示，则该反应释放的核能约为(　　)A．5 MeV   B．6 MeVC．24 MeV   D．32 MeV9．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是(　　)A．做示踪原子是利用放射性同位素的贯穿能力很强的性质B．做示踪原子是利用放射性同位素放出射线可被仪器探测的特点C．γ射线探伤利用了γ射线贯穿能力很强的性质D．γ射线探伤利用了γ射线电离能力很强的性质10．(2021·鼓楼区高二期末)某行星内部含有氦核(He)，在一定条件下氦核经过核反应会生成碳核(C)．已知1个质子的质量为mp,1个中子的质量为mn,1个氦核(He)的质量为m1、1个碳核(C)的质量为m2，真空中的光速为c，下列说法正确的是(　　)A.He转变为C的核反应方程为2He→CB.He转变为C的核反应中质量亏损为6mp＋6mn－m2C．碳核(C)的比结合能为D.C的同位素C中有6个中子，14个核子11．(2021·茂名市高二期末)实现核电池小型化、安全可控化一直是人类追求的目标，玉兔二号月球车就是采用核电池来提供能量的，其原理是将放射性同位素衰变时放出的载能粒子，通过换能器转变为电能．玉兔二号月球车核电池的放射源是钚238(Pu)，其衰变方程为Pu→X＋He，钚238的半衰期为88年．已知钚238、α粒子、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c，下列说法正确的是(　　)A．温度升高钚238的半衰期缩短B．X的质子数为142C．一个钚核Pu衰变成X，释放的核能为(m1－m2－m3)c2D．经过176年后，核电池内剩余钚238的质量变为初始质量的12.如图所示，某放射性元素的原子核静止在匀强磁场中，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，则下列说法正确的是(　　)A．α粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反B．原来放射性元素的原子核电荷数为90C．反冲核的核电荷数为88D．α粒子和反冲核的速度之比为1∶88 二、计算题(本题共6个小题。共60分。)13．(6分)约里奥—居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖．他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________.P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术.1 mg P随时间衰变的关系图像如图所示，请估算4 mg的P经过________天的衰变后还剩0.25 mg.14．(6分)(2019·江苏卷)100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子．后来，人们用α粒子轰击Ni核也打出了质子：He＋Ni→Cu＋H＋X，该反应中的X是______(选填“电子”“正电子”或“中子”)．此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能．目前人类获得核能的主要方式是________(选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”)． 15．(10分)(2021·扬州市高二期末)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是利用加速后的质子H轰击静止的Li，生成两个He，Li和He的结合能分别为E1和E2，质量分别为m1和m2，已知真空中的光速为c.(1)写出核反应方程；(2)求出释放的核能ΔE；(3)求出质子的质量m.16．(11分)用放射源钋放出的α射线轰击铍Be时，能放出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓的铍“辐射”.1932年，英国物理学家查德威克用铍“辐射”分别照射(轰击)氢和氮(氢和氮可视为静止)，测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7∶1.查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过上述实验在历史上首次发现了中子，为人类确定原子核的结构做出了重要贡献．若已知α粒子的质量为4.001 509 u，中子的质量为1.008 665 u，铍核的质量为9.012 19 u，碳核的质量为12.000 00 u，试写出发现中子的核反应方程，并确定核反应中所释放的核能为多少？(1 u相当于931.5 MeV的能量，计算结果保留两位有效数字)17．(13分)核动力航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是U＋n→Xe＋Sr＋(　　)n(1)在括号内填写n前的系数；(2)用m1、m2、m3分别表示U、Xe、Sr核的质量，m表示中子的质量，则上述核反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能ΔE是多少？(真空中的光速为c)(3)假设核反应堆的功率P＝6.0×105 kW，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11 J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少千克铀235？(铀235的摩尔质量μ＝　　　0.235 kg/mol，一个月约为t＝2.6×106 s)，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1.(计算结果保留两位有效数字)18．(14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(He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用X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Δm.