发布时间 : 星期六 文章人教版高中物理选修3-5测试题及答案解析全册更新完毕开始阅读cc7affb8250c844769eae009581b6bd97f19bcda
图1
A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹 B．B是α粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径迹 C．C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹 D．B是α粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹
解析：选D α粒子轰击氮核产生一个新核并放出质子，入射的是α粒子，所以B是α粒子的径迹，产生的新核质量大电离作用强，所以径迹粗而短，故A是新核径迹，质子电离作用弱一些，贯穿作用强，所以细而长的径迹是质子的径迹，所以正确选项为D。
4．用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是( )
A．质子，α衰变 B．电子，α衰变 C．α粒子，β衰变 D．正电子，β衰变
解析：选C 根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可知X粒子的电荷数为2，质量数为4，所以X为α粒子，钠24衰变后生成镁24，质量数不变，所以只能是β衰变，故只有C正确。
5．(多选)有关放射性同位素3015P的下列说法正确的是( ) 3030
A.15P与14X互为同位素 B.3015P与其同位素有相同的化学性质 C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长 D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响
解析：选BD 同位素应具有相同的质子数，故A错；同位素具有相同的化学性质，B对；元素的半衰期与其所处的状态无关，C错；放射性同位素可作为示踪原子，故D对。
6．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上。
234
(1)238 92U→ 90Th＋________；
412
(2)94Be＋2He→ 6C＋________；
234
(3)234 90Th→ 91Pa＋________；
30
(4)3015P→14Si＋________；
901361
(5)235 92U＋________→38Sr＋ 54Xe＋100n；
417
(6)14 7N＋2He→ 8O＋________。
解析：在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律。对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平。未知粒子可根据其电荷数和质量数确定。如(1)中电荷数为
1
92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(0n)，电子
011
(0－1e)，正电子(1e)，中子(0n)，质子(1H)。
40011
答案：(1)2He (2)10n (3)－1e (4)＋1e (5)0n (6)1H
7．(多选)一个质子以1.0×107 m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核。已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是( )
128
A．核反应方程为2713Al＋1H→14Si
128
B．核反应方程为2713Al＋0n→14Si
C．硅原子核速度的数量级为107 m/s，方向跟质子的初速度方向一致 D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向跟质子的初速度方向一致
解析：选AD 由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确，B选项错误。由动量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105 m/s，即D选项正确。
8．某校学生在进行社会综合实践活动时，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表)，并总结出它们的几种用途。 同位素 放射线 半衰期 同位素 放射线 半衰期 同位素 放射线 半衰期 α β γ 钋210 138天 锶99 28年 钴60 5年 镅241 β 433天 锝99 γ 6小时 氡 α 3.8天
根据上表请你分析判断下面结论正确的是( )
A．塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄，利用α射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀
B．钴60的半衰期为5年，若取4个钴60原子核，经10年后就一定剩下一个原子核 C．把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的半衰期变短
D．用锝99可以作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常。方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达检查的器官时，可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否
解析：选D 因为α射线不能穿透薄膜，无法测量薄膜的厚度，所以A不正确；钴60的半衰期为5年是指大量钴60原子核因衰变而减少到它原来数目的一半所需要的时间，因此B、C错误；检查时，要在人体外探测到体内辐射出来的射线，而又不能让放射性物质长期留在体内，所以应选取锝99作为放射源，D正确。
9．核能是一种高效的能源。
(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄露，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳(如图2甲)。结合图可知，安全壳应当选用的材料是________。
图2
(2)核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后( )
A．沉入海底 B．放至沙漠 C．运到月球 D．深埋地下 (3)如图乙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图分析可知工作人员受到了________射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了________射线的辐射。
解析：在核电站中，核反应堆的最外层安全壳用的都是厚厚的混凝土。对核废料目前最有效的处理方法是深埋地下，并远离水源。α射线贯穿本领最弱，一张纸就能把它挡住，β射线贯穿本领较强，它能穿透几毫米厚的铝板，γ射线贯穿本领最强，它能穿透几厘米厚的铅板。
答案：(1)混凝土 (2)D (3)β γ
课时跟踪检测（十五） 核力与结合能
1．中子比质子更容易击中原子核的原因是( ) A．中子体积较小 B．中子速度较大 C．中子能量较大 D．中子不带电
解析：选D 由于中子不带电，与原子核之间不存在库仑斥力，所以，它比其他粒子更易接近原子核并打进内部去，D项正确。
2．科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用。我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上是属于( )
A．引力相互作用 B．电磁相互作用
C．强相互作用和弱相互作用的共同作用 D．四种基本相互作用的共同作用
－
解析：选B 分子力作用范围约在1010 m数量级上。强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范－－
围在1015 m和1018 m之内，在分子力作用距离上都不存在。在分子力作用范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用。
3．以下说法正确的是( )
A．所有原子核中的质子数和中子数都相等 B．在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒
C．氢原子从高能级向低能级跃迁时能辐射出γ射线
D．只要光照射金属电极的时间足够长，就能发生光电效应
解析：选B 原子核内的质子数与中子数不一定相等，A项错误；在核反应中，反应前后的质量数、电荷数守恒，B项正确；氢原子从高能级向低能级跃迁时，能辐射出光子，但只能是可见光、红外线和紫外线，C项错误；照射光的频率必须大于金属的极限频率才能发生光电效应，与光照时间无关，D项错误。
4．(多选)某种原子序数大于90的原子核不稳定，分裂成三个质量较小的新核和某种射线，关于该分解过程正确的是( )
A．一定放出能量
B．新核的比结合能更小
C．放出的射线可能为X射线
D．若放出的射线为β射线，则分解过程中存在弱相互作用
解析：选AD 分裂后的原子核的质量数比分裂前小，所以比结合能增大，一定放出能量，A正确，B错误；放出的射线只可能是α、β、γ中的某一种，不可能是X射线，C错误；β射线是中子转化为质子时产生的，而弱相互作用就是在中子转化为质子时起作用，故D正确。
5．(多选)对于核子结合成原子核的认识，下列说法正确的是( ) A．原子核内的核子间均存在核力
B．原子核内的质子间均存在核力和库仑力
C．当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时，其间势能一定减小 D．对质子数较多的原子核，其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用
解析：选CD 由于核力为短程力，只会发生在相邻核子之间，由此知A、B错误；当n个核子靠近
－
到核力作用范围内，而距离大于0.8×1015 m，核力表现为引力，在此过程核力必做正功，其间势能必定
－
减小，形成原子核后距离一般不小于0.8×1015 m，故C正确；对质子数较多的原子核，由于只有相邻的质子间才有核力，但各个质子间均有很强的库仑斥力。随着质子数的增加，其库仑斥力增加，对于稳定的原子核，必须存在较多的中子才能维系二者的平衡，故D正确。
7
6．(全国卷Ⅲ)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×10 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原*
子核2814Si。下列说法正确的是( )
27*
A．核反应方程为p＋13Al→2814Si B．核反应过程中系统动量守恒 C．核反应过程中系统能量不守恒
D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和 E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致
27*
解析：选ABE 核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋13Al→28A正确。14Si，
核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，B正确，C错误。核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，D错误。根据动量守恒定律有mpvp＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，E正确。
7．一个电子(质量为m、电荷量为－e)和一个正电子(质量为m、电荷量为e)以相等的初动能Ek相向运动，并撞到一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为ν。若这两个光子的能量都为hν，动量分别为p和p′，下面关系中正确的是( )
A．hν＝mc2，p＝p′
1
B．hν＝mc2，p＝p′
2
C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′
1
D．hν＝(mc2＋Ek)，p＝－p′
2
解析：选C 能量守恒和动量守恒为普适定律，故以相等动能相向运动发生碰撞而湮灭的正、负电子总能量为：2Ek＋2mc2，化为两个光子后，总动量守恒，为零，故p＝－p′，且2Ek＋2mc2＝2hν，即hν＝Ek＋mc2，故C正确。
8．三个α粒子结合成一个碳12 6C，已知碳原子的质量为12.000 0 u，氦原子的质量为4.002 6 u。(1 u
－27
＝1.66×10 kg)
(1)写出核反应的方程；
(2)这个核反应放出的能量是多少焦？ (3)这个能量合多少MeV?
12
解析：(1)342He→ 6C＋ΔE。
(2)Δm＝3×4.002 6 u－12.000 0 u＝0.007 8 u
－－
Δm＝0.007 8×1.66×1027 kg＝1.294 8×1029 kg
－
ΔE＝Δmc2≈1.165×1012 J。
－
1.165×10126
(3)ΔE＝－19 eV≈7.28×10 eV＝7.28 MeV。
1.6×10
－1212
答案：(1)34 J 2He→ 6C＋ΔE (2)1.165×10(3)7.28 MeV 9．一个静止的铀核 23292 U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核
－27228
kg,1 u相当于931.5 MeV的能量) 90Th(原子质量为228.028 7 u)。(已知原子质量单位1 u＝1.67×10
(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)若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？
2284
解析：(1) 23292U→ 90Th＋2He。
(2)质量亏损Δm＝mU－mα－mTh＝0.005 9 u ΔE＝Δmc2＝0.005 9×931.5 MeV≈5.50 MeV。
(3)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即pTh＋(－pα)＝0 pTh＝pα
p2ThEkTh＝ 2mThp2αEkα＝ 2mα
EkTh＋Ekα＝ΔE，所以α粒子获得的动能
mTh228
Ekα＝·ΔE＝×5.5 MeV≈5.41 MeV。
mα＋mTh4＋228
2284
答案：(1) 23292U→ 90Th＋2He (2)5.50 MeV (3)5.41 MeV
课时跟踪检测（十六） 核 裂 变
1．(多选)当一个重核裂变时，它能产生的两个核( ) A．一定是稳定的
B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少
C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量 D．可以是多种形式的两个核的组合
解析：选BD 重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出2个或3个中子，裂变释放的能量比俘获