1、单元素养评价卷(五)时间：60分钟满分：100分一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，放射出的、射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A将、射线垂直射入匀强电场中，可以通过偏转的情况将它们分辨出来B放射出的射线的速度等于光速C射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最弱，电离能力最强D发生衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，中子数减少了42关于粒子散射实验，下列说法正确的是(
2、)A在实验中观察到少数粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，绝大多数粒子发生了较大角度偏转B使粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核和核外电子，当粒子接近核时，核对其的库仑斥力使粒子发生明显偏转；当粒子接近电子时，电子对其的库仑引力使粒子发生明显偏转C实验表明原子中心有一个极小的核，它占原子体积的极小部分D实验表明原子中心的核带有原子全部的正电及全部质量3下列有关原子核和质能方程的说法，正确的是()A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B爱因斯坦质能方程表明，在一定条件下质量可以转化为能量C放射性元素发生衰变时放出的是核外电子D两个质子之间，不论距离如何，核力总是大于库仑力4
3、2018年6月5日是第47个世界环境日，“绿水青山就是金山银山”，中国向世界发出“绿色治理”的铿锵之音，中国承诺到2020年碳排放量下降40%45%；为了实现负责任大国的承诺，我国新建了核电站，目前关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是()A.UThHeB.UnSrXe10nC.NaMgeD.NHeOH5下列关于核反应方程及描述正确的是()A.HHHen是衰变方程B.UnXeSr2n是核聚变方程C.HeAlPn是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程D.NHeOH是衰变方程6下列与粒子相关的说法中正确的是()A天然放射现象中产生的射线速度与光速差不多，穿透能力强B.U(铀238)核放出一个粒子后
4、就变成Th(钍234)C高速粒子轰击氮核可以从氮核中打出中子，核反应方程为NHeOnD丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型7原子核的平均结合能与质量数之间的关系图线如图所示，下列说法正确的是()A.He核的结合能约为14 MeVB.Kr核比Ba核更稳定C三个中子和三个质子结合成Li核时吸收能量D在核反应UnKrBa3n中，要吸收热量8我国第一代核潜艇总设计师黄旭华院士于2019年9月29日获颁“共和国勋章”核动力潜艇上核反应堆中可能的一个核反应方程为UnBaKrxnE(其中E为释放出的核能)下列说法正确的是()A该核反应属于原子核的衰变B核反应方程式中x2C.U核的
5、比结合能为D.U核的比结合能小于Ba核的比结合能二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)9下列说法正确的是()A原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据B考古专家测出某具骸骨1 g碳样品中C的含量为活着的生物体1 g碳样品中C含量的，已知C的半衰期为5 730年，则该生物死亡时距今约11 460年C核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为CsBax，可以判断x为射线D核反应堆利用石墨吸收中子控制核反应速度10“中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开神秘面纱它将带着中国制
6、造的月球车，在38万千米之外的月球表面闲庭信步月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的He含量十分丰富科学家认为，He是发生核聚变的极好原料，将来He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大关于He，下列说法正确的是()A.He的原子核内有三个中子、两个质子B.He的原子核内有一个中子、两个质子C.He发生核聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D.He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起11钍基熔盐堆核能系统(TMSR)是第四代核能系统之一其中钍基核燃料铀由较难裂变的钍吸收一个中子后经过若干次衰变而来；铀的一种典型裂变产物是钡和氪以下说法错误的是()A题中铀核裂变的核反应方程为
7、UnBaKr3nB钍核衰变的快慢由原子所处的化学状态和外部条件决定C钍Th经过1次衰变可变成镤PaD在铀核裂变成钡和氪的核反应中，核子的比结合能减小12K介子衰变的方程为K0，其中K介子和介子带负的元电荷e，0介子不带电，介子的质量为m.如图所示，两匀强磁场方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为B1、B2.今有一个K介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1中，其轨迹为圆弧AP，P在MN上，K在P点时的速度为v，方向与MN垂直在P点该介子发生了上述衰变衰变后产生的介子沿v反方向射出，其运动轨迹为如图虚线所示的“心”形图线则以下说法正确的是()A0介子做匀速直线运动B介子的运行轨道为PEN
8、CMDPC介子运行一周回到P用时为tDB12B2三、计算题(本题共4小题，共60分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13(12分)H的质量为3.016 050 u，质子的质量为1.007 277 u，中子的质量为1.008 665 u1 u相当于931.5 MeV.则：(计算结果保留两位有效数字)(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收能量，还是放出能量？吸收或放出的能量又为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各为多少？14(14分)现在的核电站广泛采用的核反应方程之一是：UnNdZr3n8e(1)核反应方程中的是反中微子，它不带电，质量数为零，试确定生成物锆(Zr)的电
9、荷数与质量数(2)已知铀(U)核的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，钕(Nd)核质量为142.909 8 u，锆核质量为89.904 7 u；又知1 u1.660 61027 kg.试计算1 kg铀235大约能产生的能量是多少？15(16分)某一年，7颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星发射的光子，经分析确认，1个负电子和1个正电子发生湮灭时放出2个频率相同的光子已知负电子、正电子的静止质量m09.11031 kg，又已知静止质量为m0的粒子，其能量E和发生湮灭前的动量p满足关系E2c2p2mc4，式中c为光速若负电子、正电子发生湮灭前的总动量为零(1)写出湮灭的核反
10、应方程式；(2)用动量的有关知识说明上述核反应不可能只放出一个光子：(3)计算出光子的频率16(18分)钚的放射性同位素Pu静止时衰变为铀核激发态U和粒子，而铀核激发态U立即衰变为铀核U，并放出能量为0.097 MeV的光子已知：Pu、U和粒子的质量分为mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u和m4.002 6 u,1 u931.5 MeV，衰变放出的光子的动量可忽略(1)写出衰变方程；(2)将衰变产生的U和粒子垂直射入磁感应强度为B的同一匀强磁场，求U和粒子圆周运动的半径之比；(3)求粒子的动能(结果保留4位有效数字)单元素养评价卷(五)1答案：A2.答案：C3解析：A对：根
11、据定义可知，分散的核子组成原子核时放出的能量叫作原子核的结合能，所以原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B错：质能方程Emc2，说明了质量与能量可以相当，并不能相互转化C错：衰变是原子核的衰变，与核外电子无关，衰变释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子的同时释放出来的D错：核力属于短程力，距离大到一定程度就变为零，因此并非核力总是大于库仑力答案：A4解析：现在的核电站用的是裂变反应获取能量，A是衰变，错误；B是裂变反应，正确；C是衰变，错误；D是发现质子的反应，错误答案：B5解析：轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应称聚变反应，B错误；衰变放出氦原子核，A、D错误；He
12、AlPn是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程，C正确答案：C6解析：A错：天然放射现象中产生的射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱B对：U核放出一个粒子，电荷数少2，质量数少4，则电荷数为90，质量数为234，变为Th.C错：高速粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为NHeOH.D错：英国科学家卢瑟福进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型答案：B7解析：A错：He的比结合能是7 MeV，把一个氦核分解成4个自由核子要消耗能量，即结合能E耗74 MeV28 MeV.B对：Kr核的比结合能更大，故Kr核比Ba核更稳定C错：三个中子和三个质子结合成Li核时有质量亏损，
13、会释放能量D错：UnKrBa3n是核裂变反应，会释放能量答案：B8解析：用中子轰击铀核的核反应方程为原子核的裂变，故A错误；由核反应遵循质量数与电荷数守恒，可知x3，故B错误；E是该核反应释放的能量，不是U核的结合能，则U核的比结合能不等于，故C错误；中等质量原子核的比结合能较大，U核的比结合能小于Ba核的比结合能，故D正确故选D.答案：D9解析：A错：原子的特征谱线说明原子只能处于不连续的、分立的能级上，是原子具有分立能级的有力证据D错：核反应堆中，镉具有很大的中子吸收界面，所以用来吸收裂变产生的中子，石墨是减速剂(慢化剂)答案：BC10解析：He是氦元素的一种同位素，质量数是3，电荷数是2
14、，原子核内有两个质子、一个中子，所以A错误、B正确；发生核聚变放出能量就会有质量亏损，C正确；原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的，而不是靠万有引力紧密结合在一起的，D错误答案：BC11解析：根据质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的核反应方程为UnBaKr3n，选项A正确；原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故B错误；钍Th经过1次衰变可变成镤Pa，选项C正确；重核裂变的过程中释放能量，所以重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能增大，故D错误故选B、D.答案：BD12解析：0介子不带电，不受洛伦兹力作用，所以做匀速直线运动，故A正确；根据左手定则可知，介
15、子从P点沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场B1时，受到的洛伦兹力方向向上，所以介子的运行轨迹为PDMCNEP，故B错误：介子在整个过程中，在匀强磁场B1中运动两个半圆，即运动一个周期，在匀强磁场B2中运动半个周期，所以t，故C错误；由题图可知，介子在匀强磁场B1中运动半径是匀强磁场B2中运动半径的一半，根据r可知，B12B2，故D正确答案：AD13解析：(1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程式是：H2nH，反应前各核子总质量为mp2mn1.007 277 u21.008 665 u3.024 607 u反应后新核的质量为mH3.016 050 u质量亏损为m3.024 607 u3.016
16、 050 u0.008 557 u因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为放出能量的反应释放的核能为Em931.5 MeV0.008 557931.5 MeV8.0 MeV.(2)氚核的结合能即为此核反应放出的能量E8.0 MeV.它的比结合能为2.7 MeV.答案：(1)放出能量8.0 MeV(2)8.0 MeV2.7 MeV14解析：(1)锆的电荷数Z9260840，质量数A23614690，核反应方程中应用符号Zr表示(2)1 kg铀235的核数为n6.021023(个)，不考虑核反应中生成的电子质量，一个铀核反应产生的质量亏损为m0.212 u1 kg铀235完全裂变放出的能量
17、约为Enmc28.121013J答案：(1)Zr(2)8.121013J15解析：(1)核反应方程式为ee2.(2)若只放出一个光子，说明反应后总动量不为零，而反应前总动量为零，违反动量守恒定律，所以只放出一个光子是不可能的(3)由于正、负电子湮灭前的总动量为零，能量E与动量p满足关系E2c2p2mc4，光子的能量满足Eh，即光子的频率为 Hz1.241020Hz.答案：(1)ee2(2)见解析(3)1.241020Hz16解析：(1)根据题意书写衰变方程PuUHe.(2)衰变过程满足动量守恒，即pUp带电粒子在磁场中做匀速圆周运动qvBm解得：R则U和粒子圆周运动的半径之比.(3)核反应过程中的质量亏损m239.052 1 u235.043 9 u4.002 6 u0.005 6 u结合质能方程Emc2和能量守恒定律可知核反应过程中转化为粒子动能的总能量EEE0.005 6931.5 MeV0.097 MeV5.119 4 MeV即EEkUEk根据动能和动量的关系Ek得：则粒子的动能EkE5.119 4 MeV5.034 MeV.答案：(1)见解析(2)(3)5.034 MeV