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人教高中物理选修第十九单元原子核单元试卷1（带解析）
资料简介
此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
2018-2019学年高二上学期第十九单元训练卷
物 理 （一）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共12小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项是符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．下列说法正确的是( )
A．Th核发生一次α衰变，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
B．太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的核裂变反应
C．若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小
D．用14 eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离
2．放射性的原子核A放出一个β粒子后变成原子核B，原子核B放出一个α粒子后变成原子核C，可以肯定的是原子核A比( )
A．原子核B多2个中子 B．原子核C多2个中子
C．原子核B少1个质子 D．原子核C少1个质子
3．是一种半衰期为5730年的放射性同位素，若考古工作者探测到某古木中的含量为原来的，则该古树死亡的时间距今大约( )
A．22920年 B．2856年 C．5730年 D．11460年
4．本题中用大写字母代表原子核。E经α衰变成为F，再经β衰变变成为G，再经α衰变变成为H。上述系列衰变可记为：，另一系列衰变记为：。已知P是F的同位素，则( )
A．Q是G的同位素，R是H的同位素 B．R是E的同位素，S是F的同位素
C．R是G的同位素，S是H的同位素 D．Q是E的同位素，R是F的同位素
5．秦山核电站第三期工程的两个6×105 kW发电机组已实现并网发电。发电站的核能来源于U的裂变，下列说法正确的是( )
A．反应堆中核反应速度通常是采用调节的体积来控制的
B．的一种可能的裂变是
C．是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短
D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数必减少
6．科学家利用回旋加速器，通过轰击发生核反应，成功合成了第118号元素。实验表明，该元素的原子核先放出5个相同的粒子X，再经过连续3次α衰变后，变成了质量数为280的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子X是( )
A．α粒子 B．质子 C．电子 D．中子
7．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些装饰材料都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是( )
A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱
B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核
C．衰变成 要经过8次β衰变和8次α衰变
D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的
8．热核反应方程：，其中X表示某种粒子，则下列表述正确的( )
A．X是电子
B．该反应需要吸收17.6 MeV的能量才能发生
C．平均每个核子能释放的能量大于3.84 MeV
D．
9．关于放射性元素发出的三种射线，下列说法正确的是( )
A．α粒子就是氢原子核，它的穿透本领很强
B．β射线是电子流，其速度接近光速
C．γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板
D．三种射线中，α射线的电离本领最弱，γ射线的电离本领最强
10．关于核电站和核辐射，下列说法中正确的是( )
A．核反应堆发生的是轻核聚变反应
B．核反应堆发生的是重核裂变反应
C．放射性同位素的半衰期长短是由核内部本身决定，与外部条件无关
D．放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境有关
11．正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是将放射性同位素O注入人体，参与人体的代谢过程，O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象，则根据PET原理判断下列表述正确的是( )
A．O在人体内衰变方程是O→N＋e
B．正、负电子湮灭方程是e＋e→2γ
C．在PET中，O主要用途是作为示踪原子
D．在PET中，O主要用途是参与人体的新陈代谢
12．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(H)结合成1个氦核(He)。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
α粒子
电子 e
中子 n
质量/u
1.0073
4.0015
0.00055
1.0087
A．核反应方程式为4H→He＋2e
B．核反应方程式为4H→He＋2e
C．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 u
D．聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeV
二、非选择题(本题共3小题，共40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，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(12分)已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226。试问：
(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？
(2)镭核的核电荷数和所带电荷量是多少？
(3)若镭原子呈中性，它核外有多少电子？
14．(14分)中微子是一种非常小的基本粒子，广泛存在于宇宙中，共有电子中微子、μ中微子和τ中微子三种形态，其中只有前两者能被观测到。中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，它可以自由穿过地球，不与任何物质发生作用，因而难以捕捉和探测，被称为宇宙间的“隐身人”。中微子研究是当前物理研究的一大热点，雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（νe）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖。他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶，电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程为：。
(1)在这个核反应过程中动量守恒定律还成立吗？
(2)已知核的质量为36.95658u，核的质量为36.95691u，的质量为0.00055u，质量u对应的能量为931.5MeV。根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量是多少？
15．(14分)物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，根据这一理论，在太阳内部4个氢核()转化成一个氦核()相两个正电子()并放出能量。已知质子质量mp＝1.0073u，α粒子质量mα＝4.0015u，电子质量me＝0.0005u，其中u为原子质量单位，且lu相当于931.5MeV。
(1)写出该核聚变的反应方程；
(2)一次这样的核反应过程中释放出多少兆电子伏特的能量？保留4位有效数字
2018-2019学年高二上学期第十九单元训练卷
物 理（一）答 案
一、选择题（本大题共12小题，每小题5分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项是符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．【答案】D
【解析】Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，质量数减少了4，中子数减少2，故A错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，故B错误；半衰期与外界因素无关，故温度改变时，半衰期不变，故C错误；用14 eV的光子照射处于基态的氢原子，吸收的热量大于13.6 eV，可使其电离，故D正确。
2．【答案】C
【解析】一个具有放射性的原子核A放射一个β粒子后变成原子核B，质量数不变，质子数增加1，中子数减1，原子核A比原子核B多1个中子，少1个质子，故A错误，C正确；原子核B再放射一个α粒子后变成原子核C，质子数减2，质量数减4。原子核A比原子核C多1个质子，多3个中子，故B、D错误。
3．【答案】D
【解析】根据得，探测到某古木中14C的含量为原来的，知经历了2个半衰期，则t＝2×5730年＝11460年，D正确．
4．【答案】B
【解析】α衰变使电荷数少2，新原子在元素周期表中位置前移2位；β衰变使电荷数多1，新原子在元素周期表中位置后移1位。由，可得P是S的同位素，又P是F的同位素，即P、F、S为同位素；E经α衰变成为F，R经α衰变成为S，则E、R是同位素；F经β衰变成为G，P经β衰变成为Q，则G、Q也是同位素，故B正确。
5．【答案】B
【解析】反应堆中核反应速度通常是镉棒吸收中子来控制的反应速度的，故A错；根据质量数和电荷数守恒可知：的一种可能的裂变是，故B对；半衰期和元素本身有关，和外界条件没有关系，故C错；由核反应方程中电荷数的质量数守恒知，核反应中质量数不会变化，故D错。
6．【答案】D
【解析】根据电荷守恒定律可得，118-6-112＝0，所以X粒子的电荷量为零，再根据质量守恒， ，所以X粒子的质量数为1，所以该粒子为中子，故D对。
7．【答案】D
【解析】γ射线是电磁波，β射线不是电磁波，β射线穿透本领远比γ射线弱，A错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适应，B错误；因为β衰变的质量数不变，所以α衰变的次数n＝＝8，在α衰变的过程中电荷数总共少16，则β衰变的次数m＝＝6，C错误；β衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，D正确。
8．【答案】D
【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒知x的电荷数为0，质量数为1，为中子，故A错误；该反应为聚变反应，要释放出能量，故B错误；核子数为质量数之和是5，所以平均每个核子能释放能量，故C错误；核反应前后有能量释放，根据质能方程知有质量亏损，故D正确。
9．【答案】BC
【解析】α射线是高速He核流，带正电，它的穿透本领很弱，A不符合题意；
β射线是高速电子流，其速度接近光速，B符合题意；γ射线波长很短、频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板，C符合题意；α、β、γ三种射线中穿透能力最强的是γ射线，α射线穿透能力最弱，一张厚的黑纸可以挡住α射线，电离能力最强的是α射线，γ射线电离能力最弱，D不符合题意。
10．【答案】BC
【解析】核电站是利用重核的裂变来发电的，重核的裂变形成的链式反应是可在人工控制下进行的，A错误B正确；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，C正确D错误。
11．【答案】ABC
12．【答案】ACD
二、非选择题(本题共3小题，共40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，答案中必须明确写出数值和单位)
13．【解析】(1)镭核中质子数等于电荷数为88；中子数为226-88＝138。
(2)镭核的核电荷数为88，镭核所带的电荷量Q＝Ze＝1.41×10-17C。
(3)若镭原子呈中性，它核外有88个电子。
14．【解析】(1)在这个核反应过程中，外力远小于内力，动量守恒定律成立。
(2)反应过程需要的能量为：ΔE＝Δmc2＝（36.95691u+0.00055u-36.95658u）×931.5MeV≈0.82MeV
所以电子中微子的最小能量为：E＝ΔE＝0.82MeV。
15．【解析】(1)根据题意，结合质量数与质子数守恒，则有：
；
(2) 根据质能方程，则有：
Δm＝4mP-mα-2me＝4×1.0073u-4.0015u-2×0.0005u＝0.0267 u
ΔE＝0.0267 u×931.5MeV/u＝24.87 MeV。
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