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第十九單元 原子核 注意事項： 1．答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4．考試結束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項是符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分） 1．下列說法正確的是(　　) A．Th核發(fā)生一次α衰變，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4 B．太陽輻射的能量最主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應 C．若使放射性物質的溫度升高，其半衰期可能變小 D．用14 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，可使其電離 2．放射性的原子核A放出一個β粒子后變成原子核B，原子核B放出一個α粒子后變成原子核C，可以肯定的是原子核A比(　　) A．原子核B多2個中子 B．原子核C多2個中子 C．原子核B少1個質子 D．原子核C少1個質子 3．是一種半衰期為5730年的放射性同位素，若考古工作者探測到某古木中的含量為原來的，則該古樹死亡的時間距今大約(　　) A．22920年 B．2856年 C．5730年 D．11460年 4．本題中用大寫字母代表原子核。E經(jīng)α衰變成為F，再經(jīng)β衰變變成為G，再經(jīng)α衰變變成為H。上述系列衰變可記為：，另一系列衰變記為：。已知P是F的同位素，則(　　) 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．秦山核電站第三期工程的兩個6105 kW發(fā)電機組已實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。發(fā)電站的核能來源于U的裂變，下列說法正確的是(　　) A．反應堆中核反應速度通常是采用調(diào)節(jié)的體積來控制的 B．的一種可能的裂變是 C．是天然放射性元素，升高溫度后它的半衰期會縮短 D．因為裂變時釋放能量，出現(xiàn)質量虧損，所以生成物的總質量數(shù)必減少 6．科學家利用回旋加速器，通過轟擊發(fā)生核反應，成功合成了第118號元素。實驗表明，該元素的原子核先放出5個相同的粒子X，再經(jīng)過連續(xù)3次α衰變后，變成了質量數(shù)為280的第112號元素的原子核，則上述過程中的粒子X是(　　) A．α粒子 B．質子 C．電子 D．中子 7．目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些裝飾材料都不同程度地含有放射性元素，下列有關放射性知識的說法中正確的是(　　) A．β射線與γ射線一樣是電磁波，但穿透本領遠比γ射線弱 B．氡的半衰期為3.8天，4個氡原子核經(jīng)過7.6天后就一定只剩下1個氡原子核 C．衰變成 要經(jīng)過8次β衰變和8次α衰變 D．放射性元素發(fā)生β衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉變?yōu)橘|子時產(chǎn)生的 8．熱核反應方程：，其中X表示某種粒子，則下列表述正確的(　　) A．X是電子 B．該反應需要吸收17.6 MeV的能量才能發(fā)生 C．平均每個核子能釋放的能量大于3.84 MeV D． 9．關于放射性元素發(fā)出的三種射線，下列說法正確的是(　　) A．α粒子就是氫原子核，它的穿透本領很強 B．β射線是電子流，其速度接近光速 C．γ射線是一種頻率很高的電磁波，它可以穿過幾厘米厚的鉛板 D．三種射線中，α射線的電離本領最弱，γ射線的電離本領最強 10．關于核電站和核輻射，下列說法中正確的是(　　) A．核反應堆發(fā)生的是輕核聚變反應 B．核反應堆發(fā)生的是重核裂變反應 C．放射性同位素的半衰期長短是由核內(nèi)部本身決定，與外部條件無關 D．放射性同位素的半衰期長短與地震、風力等外部環(huán)境有關 11．正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET)的基本原理是將放射性同位素O注入人體，參與人體的代謝過程，O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負電子相遇而湮滅轉化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的圖象，則根據(jù)PET原理判斷下列表述正確的是(　　) A．O在人體內(nèi)衰變方程是O→N＋e B．正、負電子湮滅方程是e＋e→2γ C．在PET中，O主要用途是作為示蹤原子 D．在PET中，O主要用途是參與人體的新陳代謝 12．太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應主要是輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，氫核的聚變反應可以看做是4個氫核(H)結合成1個氦核(He)。下表中列出了部分粒子的質量(1 u相當于931.5 MeV的能量)，以下說法中正確的是(　　) 粒子名稱 質子 p α粒子 電子 e 中子 n 質量/u 1.0073 4.0015 0.00055 1.0087 A．核反應方程式為4H→He＋2e B．核反應方程式為4H→He＋2e C．4個氫核結合成1個氦核時的質量虧損約為0.026 6 u D．聚變反應過程中釋放的能量約為24.8 MeV 二、非選擇題(本題共3小題，共40分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．(12分)已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質量數(shù)是226。試問： (1)鐳核中質子數(shù)和中子數(shù)分別是多少？ (2)鐳核的核電荷數(shù)和所帶電荷量是多少？ (3)若鐳原子呈中性，它核外有多少電子？ 14．(14分)中微子是一種非常小的基本粒子，廣泛存在于宇宙中，共有電子中微子、μ中微子和τ中微子三種形態(tài)，其中只有前兩者能被觀測到。中微子的質量遠小于質子的質量，且不帶電，它可以自由穿過地球，不與任何物質發(fā)生作用，因而難以捕捉和探測，被稱為宇宙間的“隱身人”。中微子研究是當前物理研究的一大熱點，雷蒙德戴維斯因研究來自太陽的電子中微子（νe）而獲得了2002年度諾貝爾物理學獎。他探測中微子所用的探測器的主體是一個貯滿615t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶，電子中微子可以將一個氯核轉變?yōu)橐粋€氬核，其核反應方程為：。 (1)在這個核反應過程中動量守恒定律還成立嗎？ (2)已知核的質量為36.95658u，核的質量為36.95691u，的質量為0.00055u，質量u對應的能量為931.5MeV。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應的電子中微子的最小能量是多少？ 15．(14分)物理學家們普遍相信太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應，根據(jù)這一理論，在太陽內(nèi)部4個氫核()轉化成一個氦核()相兩個正電子()并放出能量。已知質子質量mp＝1.0073u，α粒子質量mα＝4.0015u，電子質量me＝0.0005u，其中u為原子質量單位，且lu相當于931.5MeV。 (1)寫出該核聚變的反應方程； (2)一次這樣的核反應過程中釋放出多少兆電子伏特的能量？(保留4位有效數(shù)字) 2018-2019學年高二上學期第十九單元訓練卷 物 理（一）答 案 一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項是符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分） 1．【答案】D 【解析】Th核發(fā)生一次α衰變時，新核與原來的原子核相比，質量數(shù)減少了4，中子數(shù)減少2，故A錯誤；太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的聚變反應，故B錯誤；半衰期與外界因素無關，故溫度改變時，半衰期不變，故C錯誤；用14 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，吸收的熱量大于13.6 eV，可使其電離，故D正確。 2．【答案】C 【解析】一個具有放射性的原子核A放射一個β粒子后變成原子核B，質量數(shù)不變，質子數(shù)增加1，中子數(shù)減1，原子核A比原子核B多1個中子，少1個質子，故A錯誤，C正確；原子核B再放射一個α粒子后變成原子核C，質子數(shù)減2，質量數(shù)減4。原子核A比原子核C多1個質子，多3個中子，故B、D錯誤。 3．【答案】D 【解析】根據(jù)m＝m0(12)n得，探測到某古木中14C的含量為原來的14，知經(jīng)歷了2個半衰期，則t＝25730年＝11460年，D正確． 4．【答案】B 【解析】α衰變使電荷數(shù)少2，新原子在元素周期表中位置前移2位；β衰變使電荷數(shù)多1，新原子在元素周期表中位置后移1位。由P→βQ→βR→αS，可得P是S的同位素，又P是F的同位素，即P、F、S為同位素；E經(jīng)α衰變成為F，R經(jīng)α衰變成為S，則E、R是同位素；F經(jīng)β衰變成為G，P經(jīng)β衰變成為Q，則G、Q也是同位素，故B正確。 5．【答案】B 【解析】反應堆中核反應速度通常是鎘棒吸收中子來控制的反應速度的，故A錯；根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：92235U的一種可能的裂變是92235U+01n→54139Xe+3895Sr+201n，故B對；半衰期和元素本身有關，和外界條件沒有關系，故C錯；由核反應方程中電荷數(shù)的質量數(shù)守恒知，核反應中質量數(shù)不會變化，故D錯。 6．【答案】D 【解析】根據(jù)電荷守恒定律可得，118-6-112＝0，所以X粒子的電荷量為零，再根據(jù)質量守恒，48+249-12-280＝5 ，所以X粒子的質量數(shù)為1，所以該粒子為中子，故D對。 7．【答案】D 【解析】γ射線是電磁波，β射線不是電磁波，β射線穿透本領遠比γ射線弱，A錯誤；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核的衰變不適應，B錯誤；因為β衰變的質量數(shù)不變，所以α衰變的次數(shù)n＝238-2064＝8，在α衰變的過程中電荷數(shù)總共少16，則β衰變的次數(shù)m＝16-101＝6，C錯誤；β衰變時，原子核中的一個中子，轉變?yōu)橐粋€質子和一個電子，電子釋放出來，不是來自核外電子，D正確。 8．【答案】D 【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒知x的電荷數(shù)為0，質量數(shù)為1，為中子，故A錯誤；該反應為聚變反應，要釋放出能量，故B錯誤；核子數(shù)為質量數(shù)之和是5，所以平均每個核子能釋放17.6MeV5＝3.84MeV能量，故C錯誤；核反應前后有能量釋放，根據(jù)質能方程知有質量虧損，故D正確。 9．【答案】BC 【解析】α射線是高速He核流，帶正電，它的穿透本領很弱，A不符合題意；β射線是高速電子流，其速度接近光速，B符合題意；γ射線波長很短、頻率很高的電磁波，它可以穿過幾厘米厚的鉛板，C符合題意；α、β、γ三種射線中穿透能力最強的是γ射線，α射線穿透能力最弱，一張厚的黑紙可以擋住α射線，電離能力最強的是α射線，γ射線電離能力最弱，D不符合題意。 10．【答案】BC 【解析】核電站是利用重核的裂變來發(fā)電的，重核的裂變形成的鏈式反應是可在人工控制下進行的，A錯誤B正確；放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系，C正確D錯誤。 11．【答案】ABC 12．【答案】ACD 二、非選擇題(本題共3小題，共40分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．【解析】(1)鐳核中質子數(shù)等于電荷數(shù)為88；中子數(shù)為226-88＝138。 (2)鐳核的核電荷數(shù)為88，鐳核所帶的電荷量Q＝Ze＝1.4110-17C。 (3)若鐳原子呈中性，它核外有88個電子。 14．【解析】(1)在這個核反應過程中，外力遠小于內(nèi)力，動量守恒定律成立。 (2)反應過程需要的能量為：ΔE＝Δmc2＝（36.95691u+0.00055u-36.95658u）931.5MeV≈0.82MeV 所以電子中微子的最小能量為：E＝ΔE＝0.82MeV。 15．【解析】(1)根據(jù)題意，結合質量數(shù)與質子數(shù)守恒，則有： 411H→24He+210e； (2) 根據(jù)質能方程，則有： Δm＝4mP-mα-2me＝41.0073u-4.0015u-20.0005u＝0.0267u ΔE＝0.0267u931.5MeV/u＝24.87MeV。