1、章末检测试卷章末检测试卷(四四) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分其中 17 题为单项选择题，812 题 为多项选择题) 1下列现象中，与原子核内部变化有关的是( ) A 粒子散射现象 B天然放射现象 C光电效应现象 D原子发光现象 答案 B 2(2018 广东五校一联)2017 年 11 月 17 日，“中国核潜艇之父”黄旭华获评全国道德 模范，颁奖典礼上，习总书记为他“让座”的场景感人肺腑下列有关核反应的说法错误的 是( ) A目前核潜艇是利用重核裂变提供动力 B重核裂变反应中一定有质量亏损 C.235 92U 1 0n
2、140 54Xe 94 38Srd 1 0n，式中 d2 D铀核裂变后生成的新核比铀核的比结合能小 答案 D 解析 目前世界上的核潜艇都是利用重核裂变提供动力，A 正确重核裂变释放能量，一定 存在质量亏损，B 正确由核反应中质量数守恒可知 d2，C 正确铀核裂变后生成的新核 的比结合能比铀核的比结合能大，D 错误 3“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风下列核反应方程中，属于研 究“两弹”的基本核反应方程的是( ) 14 7N 4 2He 17 8O11H 235 92U 1 0n 90 38Sr 136 54Xe10 1 0n 238 92U234 90Th 4 2He 2 1
3、H 3 1 H 4 2He 1 0n A B C D 答案 C 解析 “两弹”指原子弹和氢弹，原子弹的核反应方程是铀核裂变，正确；氢弹的核反应 方程是轻核聚变，正确，所以选项 C 正确 4(2018 全国卷)1934 年，约里奥居里夫妇用 粒子轰击铝核27 13Al，产生了第一个人工放 射性核素 X：27 13AlnX.X 的原子序数和质量数分别为( ) A15 和 28 B15 和 30 C16 和 30 D17 和 31 答案 B 解析 将核反应方程式改写成42He27 13Al 1 0nX，由电荷数守恒和质量数守恒知，X 应为 30 15X. 5(2018 山西五校联考)在很多装饰材料中
4、，都不同程度地含有放射性元素下列说法正确的 是( ) A 射线、 射线和 射线都是电磁波 B在 、 三种射线中， 射线的电离能力最强 C氡的半衰期为 3.8 天，4 个氡原子核经过 7.6 天后一定只剩下 1 个氡原子核 D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 答案 D 解析 射线是高速42He 核流， 射线是高速电子流，A 项错误；在 、 三种射线中， 射线的电离能力最强， 射线的电离能力最弱，B 项错误；半衰期是对大量原子核的衰变行 为作出的统计规律，对于少量原子核无意义，C 项错误 6如图 1 所示，国家大科学工程中国散裂中子源(CSNS)于 2017 年
5、 8 月 28 日首次打靶 成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台下列核反应 中放出的粒子为中子的是( ) 图 1 A.14 7N 俘获一个 粒子，产生 17 8O 并放出一个粒子 B.27 13Al 俘获一个 粒子，产生 30 15P 并放出一个粒子 C.11 5B 俘获一个质子，产生 8 4Be 并放出一个粒子 D.63Li 俘获一个质子，产生32He 并放出一个粒子 答案 B 解析 根据质量数守恒、电荷数守恒，各选项核反应方程如下： A 错：14 7N 4 2He 17 8O 1 1H B 对：27 13Al 4 2He 30 15P 1 0n C 错：11
6、 5B 1 1H 8 4Be 4 2He D 错：63Li11H32He42He 7.(2019 长沙市三月模拟)一个静止的铀核，放在匀强磁场中，发生一次 衰变后变为钍核， 粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动某同学作出如图 2 所示运动径迹示意图，以下 判断正确的是( ) 图 2 A1 是 粒子的径迹，2 是钍核的径迹 B1 是钍核的径迹，2 是 粒子的径迹 C3 是 粒子的径迹，4 是钍核的径迹 D3 是钍核的径迹，4 是 粒子的径迹 答案 B 解析 由动量守恒定律可知，静止的铀核发生 衰变后，生成的均带正电的 粒子和钍核的 动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外
7、切”圆，又 Rmv Bq p Bq，在 p 和 B 相等的情况下，R 1 q，因 q 钍q，则 R钍R，故 B 正确 8下列说法正确的是( ) A铀 238 发生 衰变变成钍 234 时， 粒子与钍 234 的质量之和等于铀 238 的质量 B 铀 238 发生 衰变变成钍 234 时， 粒子与钍 234 的结合能之和一定大于铀 238 的结合能 C 衰变中释放的 射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子 D核反应方程14 7N 4 2He 17 8OX 中，X 是质子且核反应过程中系统动量守恒 答案 BD 解析 铀 238 发生 衰变时有质量亏损，故 A 错误铀 238 发生 衰变变
8、成钍 234 时， 粒 子和钍 234 的结合能之和一定大于铀 238 的结合能，故 B 正确 衰变的实质是原子核内部 的一个中子变成一个质子和一个电子，并将电子发射到核外，形成 射线，故 C 错误在核 反应中质量数守恒，电荷数守恒，设 X 的质量数为 m，电荷数为 n，则有 41417m,2 78n，解得：m1，n1，所以 X 表示质子，核反应过程中系统动量守恒，故 D 正确 9.放射性元素238 92U 衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成 210 83Bi，而 210 83Bi 可以经一次衰 变变成210 aX(X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成 b 81Tl， 210 aX
9、和 b 81Tl 最后都变成 206 82Pb，衰 变路径如图 3 所示则( ) 图 3 Aa82，b211 B.210 83Bi 210 aX 是 衰变，210 83Bi b 81Tl 是 衰变 C.210 83Bi 210 aX 是 衰变，210 83Bi b 81Tl 是 衰变 D. b 81Tl 经过一次 衰变变成 206 82Pb 答案 BD 解析 由210 83Bi 210 aX，质量数不变，说明发生的是 衰变，同时知 a84.由210 83Bi b 81Tl，核电 荷数减 2，说明发生的是 衰变，同时知 b206，故206 81Tl 206 82Pb 发生了一次 衰变故选 B、
10、D. 10一静止的铀核放出一个 粒子衰变成钍核，衰变方程为238 92U 234 90Th 4 2He，下列说法错误 的是( ) A衰变后钍核的动能等于 粒子的动能 B衰变后钍核的动量大小等于 粒子的动量大小 C铀核的半衰期等于其放出一个 粒子所经历的时间 D衰变后 粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 答案 ACD 解析 静止的铀核在 衰变过程中，满足动量守恒的条件，根据动量守恒定律得 pThp0， 即衰变后钍核的动量和 粒子的动量大小相等、方向相反，选项 B 正确；根据 Ek p2 2m可知， 选项 A 错误；半衰期的定义是统计规律，对于一个原子核不适用，选项 C 错误；铀核在衰变 过
11、程中，伴随着一定的能量放出，即衰变过程中有一定的质量亏损，故衰变后 粒子与钍核 的质量之和小于衰变前铀核的质量，选项 D 错误 11太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反 应可以看做是 4 个氢核(11H)结合成 1 个氦核(42He)下表中列出了部分粒子的质量(1 u 相当于 931.5 MeV 的能量)，以下说法中正确的是( ) 粒子名称 质子 p 粒子 电子 e 中子 n 质量/u 1.007 3 4.001 5 0.000 55 1.008 7 A.核反应方程式为 411H 42He2 01e B核反应方程式为 411H 42He2 01e C4
12、个氢核结合成 1 个氦核时的质量亏损为 0.026 6 u D聚变反应过程中释放的能量约为 24.8 MeV 答案 ACD 解析 根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒关系可判断 A 正确，B 错误；质量亏损为 m(41.007 34.001 520.000 55) u0.026 6 u，根据质能方程可知释放的能量 E mc224.8 MeV，C、D 正确 12原子核的比结合能曲线如图 4 所示根据该曲线，下列判断正确的有( ) 图 4 A.42He 核的结合能约为 14 MeV B.42He 核比63Li 核更稳定 C.两个21H 核结合成42He 核时释放能量 D.235 92U 核中核子
13、的平均结合能比 89 36Kr 核中的大 答案 BC 解析 由题图图象可知42He 核的结合能约为 28 MeV， A 项错误； 4 2He 核比 6 3Li 核的比结合能大， 故42He 核比63Li 核更稳定，B 项正确；两个21H 核结合成42He 核时比结合能增大，释放能量，C 项正确；235 92U 核中核子的平均结合能比 89 36Kr 核中的小，D 项错误 二、填空题(本题共 2 小题，共 12 分) 13(6 分)(2018 南开中学月考)不同的原子核的比结合能是不一样的，比结合能_(填 “越大”或“越小”)的原子核越稳定，氘核和氚核聚变的核反应方程为21H31H42He10n
14、， 已知31H 的比结合能是 2.78 MeV，21H 的比结合能是 1.09 MeV，42He 的比结合能是 7.03 MeV， 则该核反应所_(填“释放”或“吸收”)的能量为_MeV. 答案 越大 释放 17.6(每空 2 分) 解析 比结合能用于表示原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核越稳定 聚变反应前21H 和31H 的总结合能为 E1(1.0922.783)MeV10.52 MeV， 反应后生成的氦核的结合能为 E27.034 MeV28.12 MeV， 所以该核反应释放的能量 EE2E1(28.1210.52)MeV17.6 MeV. 14(6 分)(2019 潍坊一中高二下月考
15、)2015 年诺贝尔物理学奖授予一名日本科学家和一名加 拿大科学家，以表彰他们发现并证明了中微子(v)振荡现象，揭示出中微子无论多小都具有质 量，这是粒子物理学历史性的发现已知中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应 方程为 v37 17Cl 37 18ArB.上述核反应中 B 粒子为_ 已知 37 17Cl 核的质量为 36.956 58 u， 37 18Ar 核的质量为 36.956 91 u，B 粒子的质量为 0.000 55 u,1 u 相当于 931.5 MeV 的能量根据 以上数据，可以判断参与上述反应的中微子的最小能量为_MeV.(结果保留两位有效 数字) 答案 电子(或 0
16、 1e) 0.82(每空 3 分) 解析 根据质量数与电荷数守恒，核反应方程为 v37 17Cl 37 18Ar 0 1e. 反应过程需要的最小能量为 Emc2(36.956 91 u0.000 55 u36.956 58 u)c2，根据 1 u 相当于 931.5 MeV 的能量，解得 E0.82 MeV，所以中微子的能量最小为 0.82 MeV. 三、计算题(本题共 3 小题，共 40 分) 15(11 分)(2018 武汉华师附中月考)一静止的238 92U 核经一次 衰变成为一个新核，释放出的 总动能为 4.76 MeV.问此衰变后新核的动能为多少？ 答案 0.08 MeV 解析 设新
17、核为 X，据题意知此 衰变的衰变方程为 238 92U 234 90X 4 2He(2 分) 根据动量守恒定律得 mvmXvX0(2 分) 由题设条件知 1 2mv 21 2mXvX 2E k(2 分) m mX 4 234(2 分) 联立解得1 2mXv 2 X m mmXEk(2 分) 代入数据得 X 核的动能为1 2mXvX 20.08 MeV.(1 分) 16(14 分)用速度大小为 v 的中子轰击静止的锂核(63Li)，发生核反应后生成氚核和 粒子， 生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与 粒子的速度之比为 78，中子的质 量为 m，质子的质量可近似看成 m，光速为 c.
18、(1)写出核反应方程 (2)求氚核与 粒子的速度大小 (3)若核反应过程中放出的核能全部转化为 粒子和氚核的动能，求出质量亏损 答案 (1)10n63Li31H42He (2) 7 11v 8 11v (3) 141mv2 121c2 解析 (1)根据质量数守恒与电荷数守恒，核反应方程为 1 0n 6 3Li 3 1H 4 2He.(3 分) (2)设中子的初速度方向为正方向，氚核的速度大小为 v1， 粒子的速度大小为 v2， 由动量守恒定律得 mv3mv14mv2(3 分) 由题意得 v1v278 解得 v1 7 11v，v2 8 11v.(2 分) (3)氚核和 粒子的动能之和为 Ek1
19、23mv1 21 24mv2 2403 242mv 2(2 分) 释放的核能为 EEkEkn403 242mv 21 2mv 2141 121mv 2(2 分) 由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为 mE c2 141mv 2 121c2 .(2 分) 17 (15分)一个静止的铀核232 92U(原子质量为232.037 2 u)放出一个粒子(原子质量为4.002 6 u) 后衰变成钍核228 90Th(原子质量为 228.028 7 u)已知 1 u 相当于 931.5 MeV 的能量(结果保留三 位有效数字) (1)写出铀核的衰变反应方程； (2)算出该衰变反应中释放出的核能； (3)若释放
20、的核能全部转化为新核的动能，则 粒子的动能为多少？ 答案 (1)232 92U 228 90Th 4 2He (2)5.50 MeV (3)5.41 MeV 解析 (1)232 92U 228 90Th 4 2He(3 分) (2)质量亏损 mmUmmTh0.005 9 u(2 分) Emc20.005 9931.5 MeV5.50 MeV(3 分) (3)衰变前后系统动量守恒，钍核和 粒子的动量大小相等、方向相反，即 pTh(p)0(2 分) 由动能和动量的关系得 EkTh pTh2 2mTh(1 分) Ek p2 2m(1 分) 由能量守恒得 EkThEkE，(1 分) 所以 粒子获得的动能 Ek mTh mmThE5.41 MeV.(2 分)