人教版 (2019)选择性必修 第三册第五章 原子核综合与测试单元测试同步达标检测题

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册第五章 原子核综合与测试单元测试同步达标检测题，共4页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。
第五章　原子核 (时间：90分钟　满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得4分，选错或不答的得0分)1．人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核聚变的重要原料之一．氦的该种同位素应表示为(　　)A.He   B.HeC.He   D.He答案：B　解析：氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故应表示为He，因此B正确．2．如图甲所示是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线(　　)A．α射线   B．β射线C．γ射线   D．三种射线都可以答案：C　解析：α、β、γ三种射线中α射线电离能力最强，γ射线穿透能力最强，因此用γ射线来检查金属内部的伤痕，选项C正确．3．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对U的原子来说(　　)A．x＝92　y＝92　z＝235B．x＝92　y＝92　z＝143C．x＝143　y＝143　z＝92D．x＝235　y＝235　z＝325答案：B　解析：在U中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝92；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝92；中子数等于质量数减去质子数，z＝235－92＝143，所以B选项正确．4．2011年，日本发生9级地震，福岛第一核电站严重受损，大量放射性铯Cs和碘I进入大气和海水，造成对空气和海水的放射性污染．下列说法正确的是(　　)A．核反应堆中的核废料不再具有放射性，对环境不会造成影响B．铀核裂变的一种可能核反应是U→Cs＋Rb＋2nC．放射性碘I发生β衰变的方程为I→Xe＋eD.U裂变形式有多种，每种裂变产物不同，质量亏损不同，但释放的核能相同答案：C　解析：核反应堆中的核废料具有很强的放射性，需要装入特制的容器，深埋地下，故A错误；铀核裂变U 需俘获中子才能进行，故B错误；U裂变形式有多种，质量亏损不同，则利用ΔE＝Δmc2知释放的核能不同，故D错误．故选C.5．中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn、mp、mD.现用光子能量为E的γ射线照射静止的氘核使之分解，反应的方程为γ＋D→p＋n，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是(　　)A.[(mD－mp－mn)c2－E]B.[(mD＋mn＋mp)c2＋E]C.[(mD－mp－mn)c2＋E]D.[(mD＋mn－mp)c2－E]答案：C　解析：因质量亏损产生的能量为ΔE＝(mD－mp－mn)c2，设质子、中子的动能为Ek，根据能量守恒有ΔE＋E＝2Ek，联立解得Ek＝，故A、B、D错误，C正确．6．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆．因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚239(Pu)．这种钚(Pu)，可由铀239(U)经过衰变而产生，则下列判断正确的是(　　)A.Pu与U的核内具有相同的中子数B.Pu与U的核内具有相同的质子数C.U经过2次β衰变产生PuD.U经过1次α衰变产生Pu答案：C　解析：Pu的核内中子数为239－94＝145，U的核内中子数为239－92＝147，故它们中子数不相等，故A错误；Pu的核内质子数为94，U的核内质子数为92，故它们质子数不相等，故B错误；根据质量数与电荷数守恒可知：U→Pu＋2e，故C正确，D错误．二、多项选择题(本题共4小题，每题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)7．(2020·全国卷Ⅰ)(多选)下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有(　　)A.H＋H→n＋X1  B.H＋H→n＋X2C.U＋n→Ba＋Kr＋3X3  D.n＋Li→H＋X4答案：BD　解析：由质量数守恒及电荷数守恒知，X1的质量数为2＋2－1＝3，电荷数为1＋1＝2；X2的质量数为2＋3－1＝4，电荷数为1＋1＝2；X3的质量数为×(235＋1－144－89)＝1，电荷数为×(92－56－36)＝0；X4的质量数为1＋6－3＝4，电荷数为3－1＝2，则X1、X2、X3、X4分别为He、He、n、He，代表α粒子(He)的有X2、X4，B、D正确，A、C错误．8．下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子(　　)A．γ射线探伤仪B．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C．利用钴60治疗肿瘤等疾病D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律答案：BD　解析：A是利用了γ射线的穿透性，A错误；C利用了γ射线的生物作用，C错误；B、D是利用示踪原子．9．(2021·广州市培正中学高二月考)地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算．测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化的规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数．由此可以判断下列选项正确的是(　　)A．铀238的半衰期为90亿年B．地球的年龄大约为45亿年C．被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1∶4D．被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为1∶3答案：BD　解析：由于测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时的一半，由图像可知对应的时间是45亿年，即地球年龄大约为45亿年，半衰期为45亿年，A错误，B正确；由图像知，90亿年对应的＝，设铅原子的数目为N′，则：＝，所以＝，即90亿年时的铀、铅原子数之比为1∶3，C错误，D正确．10．下列说法中正确的是(　　)A．铀核裂变的核反应是U→Ba＋Kr＋2nB．已知质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2C．铀(U)经过多次α、β衰变形成稳定的铅(Pb)的过程中，有6个中子转变成质子D．一个处于n＝5能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能够辐射10种不同频率的电磁波答案：BC　解析：铀核裂变有多种裂变的方式，但是每一种都要有慢中子的参与，即反应方程的前面也要有中子，故核反应方程为U＋n→Ba＋Kr＋3n，故A错误；质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，减小的质量是(2m1＋2m2－m3)，根据质能方程得：释放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2，故B正确；根据质量数和电荷数守恒知：238－206＝4×8，发生8次α衰变；92＝82＋2×8－6，发生6次β衰变，β衰变的实质即为中子转化为质子同时释放电子，所以有6个中子转变成质子，故C正确；一个处于n＝5能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中最多能够辐射4种不同频率的电磁波，故D错误．三、填空题(本题共2小题，共14分)11．(6分)如图所示，放射性元素镭释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，其中________是α射线，________是β射线，________是γ射线．　答案：③④　①⑥　②⑤　解析：由放射现象中α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，结合在电场与磁场中的偏转可知②⑤是γ射线，③④是α射线．12．(8分)1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用Co的衰变来验证，其核反应方程是Co→Ni＋e＋e.其中e是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中，衰变产物Ni的质量数A是________，核电荷数Z是________．(2)在衰变前Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和e，那么衰变过程将违背________守恒定律．(3)Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3 000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起________，从而产生可遗传的变异．答案：(1)60　28　(2)动量　(3)基因突变解析：(1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程为Co→Ni＋e＋e，由此得出两空分别为60和28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律．原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应还是零，则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni和e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有Ni和e，就一定会违背动量守恒定律．(3)用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种．四、计算题(本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位)13．(8分)已知氘核的质量mD＝3.344 6×10－27 kg.如果用入射光子照射氘核恰使其分为质子和中子，质子质量mp＝1.672 6×10－27 kg，中子质量mn＝1.674 9×10－27 kg.求入射光子的频率．(保留3位有效数字)答案：3.94×1020 Hz　解析：氘核分为质子和中子，增加的质量为Δm＝mp＋mn－mD＝(1.672 6＋1.674 9－3.344 6)×10－27 kg＝0.002 9×10－27 kg吸收的入射光子的能量为E＝Δmc2＝0.002 9×10－27×(3×108)2 J＝2.61×10－13 J由公式E＝hν知，入射光子的频率为ν＝＝ Hz＝3.94×1020 Hz.14．(10分)为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变8×107次，这种同位素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1 m3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量为多少？答案：2.5×105 m3解析：设放射性同位素原有质量为m0,10天后其剩余质量为m，水库存水量为Q,10天后每立方米水中放射性元素的存量为，由每分钟衰变次数与其质量成正比＝，即＝，由半衰期公式得：m＝m0由以上两式联立代入数据得＝＝5解得水库的存水量为Q＝2.5×105 m3.15．(12分)H的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u．1 u相当于931.5 MeV的能量，求：(计算结果保留3位有效数字)(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各是多少？(3)如果此能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？ 答案：(1)放出能量　7.97 MeV　(2)7.97 MeV　2.66 MeV　(3)1.92×1021 Hz解析：(1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程是H＋2n→H，反应前各核子总质量为mp＋2mn＝1.007 277 u＋2×1.008 665 u＝3.024 607 u，反应后新核的质量为mH＝3.016 050 u，质量亏损为Δm＝3.024 607 u－3.016 050 u＝0.008 557 u，因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应释放能量，释放的核能为ΔE＝0.008 557×931.5 MeV＝7.97 MeV.(2)氚核的结合能即为ΔE＝7.97 MeV.它的比结合能为＝2.66 MeV.(3)放出光子的频率为ν＝＝ Hz＝1.92×1021 Hz.16．(12分)如图甲所示，静止在匀强磁场中的Li核俘获一个速度为v0＝7.7×104 m/s的中子而发生核反应，即Li＋n→H＋He，若已知He的速度v2＝2.0×104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：甲　乙 (1)H的速度大小和方向；(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；(3)当He旋转三周时，粒子H旋转几周？答案：(1)1.0×103 m/s，方向与v0相反　(2)3∶40　(3)2周解析：(1)反应前后动量守恒：m0v0＝m1v1＋m2v2(v1为氚核速度，m0、m1、m2分别代表中子、氚核、氦核质量)代入数值可解得：v1＝－1.0×103 m/s，方向与v0相反．(2)H和He在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比r1∶r2＝∶＝3∶40.(3)H和He做匀速圆周运动的周期之比T1∶T2＝∶＝3∶2所以它们的旋转周数之比：n1∶n2＝T2∶T1＝2∶3，即He旋转三周，H旋转2周．