人教版（2019）选修第三册第五章原子核（含解析）.docx

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1、人教版（2019）选修第三册第五章原子核（共19题）一、选择题（共10题）1 .依据卢瑟福的原子行星模型理论，原子核的组成是由一组成的。A.核子和中子B.质子和中子C.质子和电子D.中子和电子2 .太阳辐射的能量来源于A.太阳的运动B.太阳黑子爆发C.氢气的燃烧D.内部核反应3 .以下说法中不正确的是A.原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B.中性的原子，原子核中的质子数一定与核外电子数相等C.用粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分D.绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核电荷数跟质子电荷数之比，因此原子核内还存在一种不带电的中性粒子4

2、.质量比太阳小的恒星最终会演化成A.白矮星B.中子星C.黑洞D.黑矮星5 .下列说法中正确的是A.把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变B.把放射性元素同其他稳定元素结合变成化合物，放射性元素的半衰期不变C.半衰期是放射性元素的原子核全部衰变所需时间的一半D.某一铅的矿石中发现有20个氢原子核，经过3.8天（氨的半衰期），此矿石中只剩下10个氨原子核6.原子弹和核电站的根本区别是A.核电站利用核聚变，原子弹利用核裂变B.核电站利用核裂变，原子弹利用核聚变C.核电站控制裂变的链式反应速度，原子弹对裂变的链式反应速度不加控制D.核电站控制聚变的链式反应速度，原子弹对聚变的链式反应速度不加

3、控制7.一个镭2yRa的原子核中有A.226个核子B.226个质子C.138个质子D.88个中子8.如图所示为离子式烟雾火警报警的原理图，在网罩内有电极Q和b,通过外电路对两电极供电，左侧的C是放射性同位素锢2第Am,在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子而变成锋237o产生的这种新粒子很容易使空气电离，形成强电流。当发生火灾时烟雾进入网罩内，烟的颗粒吸收空气中的离子和锢放射出来的新粒子，导致电流变化，报警器检测到这种变化，发出报警，那么下列关于这种报警器的说法中正确的是A.锢放射出的是粒子，有烟雾时电流增强8 .锢放射出的是粒子，有烟雾时电流减小C.锢放射出的是粒子，有烟雾时电流增强D.铜放射

4、出的是粒子，有烟雾时电流减小9 .下列说法正确的是A.质子的德布罗意波长与其动能成正比B.天然放射的三种射线，穿透能力最强的是a射线C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性10 .关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是A.原子核全部衰变所需要的时间的一半B.原子核有半数发生衰变所需要的时间C.原子个数减少一半所需要的时间D.元素质量减半所需要的时间二、填空题（共5题）11 .在赫罗图中，大部分恒星构成了一个天文学上称为的对角线，在这个对角线中，恒星的亮度随其表面的升高而增加。12 .若将原子核分解成核子，核力做一功，能量；若将核子组成原

5、子核，核力做功，能量。13 .宇宙中天体演化的各个不同阶段有不同的星球形态。试将合适的星球形态填入各演化阶段中：“诞生期”，存在期一，死亡期OA.中子星B.黑洞C.巨星D.星云E.原恒星F.超新星G.超巨星H.白矮星I.黑矮星14 .原子核的结构发生变化时放出的能量，叫做克服核力做功，能量；核力做正功,能量。15 .氨核(2HRn)发生衰变后变为针C股Po),其衰变方程为一，若氨(2HRn)经过一系列衰变后的最终产物为铅(2gfPb),则共经过次衰变，次衰变。三、解答题(共4题)16 .如图所示，在xy平面上，一个以原点。为圆心，半径为4R的圆形磁场区域内存在着匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面向

6、里，在坐标(-2凡0)的A处静止着一个具有放射性的原子核氮一-尹N。某时刻该核发生衰变，放出一个正电子和一个反冲核，己知正电子从力处射出时速度方向垂直于X轴，且后来通过了y轴，而反冲核刚好不离开磁场区域。不计重力影响和离子间的相互作用。(1)写出衰变方程。(2)求正电子做圆周运动的半径。(3)求正电子最后过y轴时的坐标。17 .物理学中有一个非常有趣的现象：研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论竟然相互沟通，相互支撑。目前地球上消耗的能量，追根溯源，绝大部分还是来自太阳内部核聚变时释放的核能。已知太阳向各个方向辐射能量的情况是相同的。如果太阳光的传播速度为c,到达地球需要的时间为,

7、在地球大气层表面每秒钟每平方米垂直接收到的太阳辐射能量为E0O请你求出太阳辐射的总功率P的表达式。根据量子理论可知，光子既有能量也有动量，光子的动量p=%其中h为普朗克常量，为光的波长。太阳光照射到地球表面时，如同大量气体分子频繁碰撞器壁一样，会产生持续均匀的“光压力”。为了将问题简化，我们假设太阳光垂直照射到地球上且全部被地球吸收，到达地球的所有光子能量均为4W19),每秒钟照射到地球的光子数为4.51035o已知真空中光速c=3x18ms,太阳对地球的万有引力大小约为3.5IO22No请你结合以上数据分析说明，我们在研究地球围绕太阳公转时，是否需要考虑太阳”光压力对地球的影响。(结果保留一

8、位有效数字)(3)在长期演化过程中，太阳内部的核反应过程非常复杂，我们将其简化为氢转变为氨。已知目前阶段太阳辐射的总功率P0=4IO26W,太阳质量M0=2XIO30kg(其中氢约占70%),氢转变为氮的过程中质量亏损约为1%。请你估算如果现有氢中的10%发生聚变大约需要多少年。(结果保留一位有效数字，1年按3XHfs计算)18 .有“人造太阳之称的东方超环是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。“人造太阳”核聚变的反应方程为孑H+汨,He+，X,此反应中释放的核能为E,已知光速为c。(1)请确定聚变方程中Z、M的数值：(2)求上述聚变反应中的质量亏损21m；(3

9、)轻核聚变、重核裂变是两种重要的核反应类型，请你结合实际，说明它们的异同点。19 .云室处于一个垂直于纸面向外的匀强磁场中，静止的原子核夕X在云室中发生了一次衰变，其衰变产物在磁场中运动的圆轨迹如图所示。已知新核Y的质量为M,粒子的质量为m,衰变后粒子的速度大小为V,假设原子核衰变时释放的能量都转化为粒子和新核的动能。(1)试写出核衰变方程。(2)求原子核衰变时释放的能量。答案一、选择题（共10题）1 .【答案】B2 .【答案】D3 .【答案】A【解析】原子中除了带负电的电子外，还有带正电的质子，故A错；对于中性原子来说，原子核中的质子数跟核外电子数相等，故B正确；正是用粒子轰击原子核的实验才

10、发现了质子，故C正确；因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核电荷数跟质子电荷数之比，才确定原子核内必还有别的中性粒子，故D正确。4 .【答案】D5 .【答案】B【解析】放射性元素的半衰期与其化学、物理状态无关，仅由原子核的内部结构决定，故A错，B正确：半衰期遵循统计规律，对大量的原子核才适用，故D错；半衰期是指大量原子核有半数发生衰变所需的时间，故C错。6 .【答案】C7 .【答案】A【解析】根据题意可知，镭原子核中含有质子88个，核子数226个，而核子数等于质子数加中子数，所以中子数为138个，A正确BCD错误。8 .【答案】B【解析】新粒子很容易使空气电离，烟雾进入网罩即被吸收，可

11、见穿透能力差电离本领强，故可推断放射出的粒子为粒子。此外还可从核反应方程式2晶AmT232x+4He进行推断。由于粒子被烟雾吸收后，必导致电流减小，故选B。9 .【答案】D【解析】A.由公式；1=；=/袅可知质子的德布罗意波长/Ia5/Ioc言，故A错误；B.天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线，故B错误；C.由Ek=M-W当hvQ=W,可知截止频率与入射光频率无关，由材料决定，故C错误；D.电子束穿过铝箱后的衍射图样说明电子具有波动性，故D正确。故选D。10 .【答案】B【解析】放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫做这种元素的半衰期，它与原子核全部衰变所需要的时间的一半不同。二

12、、填空题(共5题)11 .【答案】主序；12 .【答案】负；吸收；正；13 .【答案】DE；CFG；14 .【答案】核能：吸收；15 .【答案】2丝R112股po+汨e；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2I1RnPo+fHe,设经过了n次衰变，m次B衰变，有4n=16,2n-m=4,解得n=4,m=4。三、解答题(共4题)16 .【答案】(1) /N3C+1e(2) 6R【解析】(1)衰变方程为/N一/c+1e,.(2)设反冲核和正电子在磁场中回旋半径分别为G、r2,由于反冲核与正电子都带正电荷，在磁场中的轨迹关系应是外切圆,因正电子通过y轴，反冲核速度方向向上，

13、正电子速度方向向下。故反冲核的半径r1=R,衰变过程中遵循动量守恒P反=Pe，可得丁啮可得正电子做圆周运动的半径r2=6R。(3)由图可知正电子应在通过y轴前飞出圆形磁场区域，出射点为P,其轨迹圆心在磁场边界与X轴的交点。处，过P点做出射速度的反向延长线可交于磁场边界。点，且。点在X轴上,根据几何知识可得DO,P=WQD=a,在直角三角形DOtP中，COSa=白=：,Om4因为COStt=4所以tana=y,故正电子最后过y轴的坐标为(0,-号)。17.【答案】4rc2t2E0(2)每个光子能量E=若，每个光子动量P=T=?,光照射到地球表面被吸收时，由动量定理有F光t=Ntp,代入数据可得，

14、太阳光照射到地球表面产生的光压力/光=6XIO8N,光压力与万有引力之比2IOT3F万由此可知，光压力远小于太阳对地球的万有引力，我们在研究地球围绕太阳公转时，不需要考虑太阳“光压力”对地球的影响。1XIO10【解析】(1)日地间距离r=ct,距太阳中心为r的球面面积S=4rr2,太阳辐射的总功率P=4rr2E0=4rc2t2F0o(3)根据4E=Zhnc2可知，每秒中太阳因核聚变亏损的质量21m=,现有氢中的10%发生聚变反应而亏损的质量为M=MOX70%X1%X10%，需要的时间t=-IX1O10年。m18 .【答案】(1) O;1(3)相同点：都能释放核能，都是人类获得核能的重要途径等；

15、不同点：轻核聚变不易控制，重核裂变可控，轻核聚变产生物为氮核，没有辐射和污染，所以聚变比裂变更安全、清洁，重核裂变有辐射性有污染等。【解析】(1)根据质量数和核电荷数守恒，可以求出为中子Jn,即Z=0,M=Io(2)由爱因斯坦质能方程4E=詈得4m=作。19 .【答案】zz4Y+2He(M+m)mp22Af【解析】(1)静止的原子核发生衰变时，根据动量守恒可知，衰变后新核与粒子的速度方向相反，由图可知两粒子的运动轨迹在异侧，根据左手定则可以得知，衰变后粒子与新核带的电性相同，所以释放的粒子是氮核，原子核发生的是衰变，衰变方程为2Y2He0(2)原子核在衰变前后的动量守恒，设衰变后新核的速度大小为力,则Mv1=m根据题意可知，衰变时释放的总能量E=M1+mv2联立解得E=如察叱。