1、高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-1-本章测评(时间:60 分钟 满分:100 分)一、选择题(本题共 10 小题,每小题 5 分,共 50 分.每小题给出的四个选项中,第 15 题只有一个选项正确,第 610 题有多个选项正确,全部选对的得 5 分,选不全的得 2 分,有选错或不答的得 0分)1.关于天然放射现象,下列说法正确的是()A.放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B.放射性物质放出的射线中,粒子动能很大,因此贯穿物质的本领很强C.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时,将发生 衰变D.放射性元素的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能
2、级跃迁时,辐射出 射线解析:半衰期是原子核有半数发生变化所需的时间,选项 A 错误;放射性物质放出的射线中,射线贯穿物质的本领较弱,选项 B 错误;衰变是核内中子转化为质子时放出的,选项 C 错误;选项D 正确.答案:D2.下列说法正确的是()A.射线在电场和磁场中都不会发生偏转B.射线比 射线更容易使气体电离C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变D.核反应堆产生的能量来自轻核聚变解析:射线中的 光子不带电,故在电场与磁场中都不会发生偏转,选项 A 正确;射线的特点是电离能力很强,选项 B 错误;太阳辐射的能量主要来源于轻核聚变,选项 C 错误;核反应堆产生的能量是来自重核裂变,选项 D 错误.
3、答案:A3.现有三个核反应:Na Mg-e Ba Kr+n He n下列说法正确的是()A.是裂变,是 衰变,是聚变B.是聚变,是裂变,是 衰变C.是 衰变,是裂变,是聚变D.是 衰变,是聚变,是裂变解析:原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核,这种变化叫衰变,为衰变;原子序数较大的重核分裂成原子序数较小的原子核,叫重核裂变,为裂变;原子序数较小的原子核聚合成原子序数较大的原子核,叫轻核聚变,为聚变.故选项 C 正确.答案:C4.下列关于原子和原子核的说法正确的是()高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-2-A.衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.玻尔理论的假设之一是原子能量的
4、量子化C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析:衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的,选项A 错误;玻尔的基本假设是轨道、能量都是量子化的,选项 B 正确;半衰期由原子核的内部因素决定,跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关,选项 C 错误;比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,选项 D 错误.答案:B5.一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个 光子.已知质子、中子、氘核的质量分别为 m1、m2、m3,普朗克常量为 h,真空中的光速为 c.下列说法正确的是()A.核反应方程是 H+B.聚变反应中的质
5、量亏损 m=m1+m2-m3C.辐射出的 光子的能量 E=(m3-m1-m2)c2D.光子的波长=-解析:核反应方程是 H+,质量亏损m=m1+m2-m3,根据质能方程,辐射出的光子的能量 E=(m1+m2-m3)c2,光子的波长=-.故选项 B 正确.答案:B6.某原子核的衰变过程是 ABC,符号表示放出一个 粒子,表示放出一个 粒子.下列说法正确的是()A.核 C 比核 B 的中子数少 2B.核 C 比核 A 的质量数少 5C.原子核为 A 的中性原子的电子数比原子核为 B 的中性原子的电子数多 1D.核 C 比核 A 的质子数少 1解析:设原子核 A 的质量数为 x,电荷数为 y,则原子
6、核的衰变过程为 -BC,由此可知选项 B、C 错误,D 正确;核 B 的中子数为 x-(y+1)=x-y-1,核 C 的中子数为 x-4-(y-1)=x-y-3,选项A 正确.答案:AD7.正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是将放射性同位素 O 注入人体 O 在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对 光子,被探测器采集后,经计算机处理生成清晰图像.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 eB.正、负电子湮灭方程是 -e 2C.在 PET 中 O 主要用途是作为示踪原子高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-3-D.在 P
7、ET 中 O 主要用途是参与人体的新陈代谢解析:由题意知,A、B 正确;显像的原理是采集 光子,即注入人体内的 O 衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为 光子,因此 O 主要用途是作为示踪原子,故 C 正确,D 错误.答案:ABC8.下列说法正确的是()A.卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为 He HB.铀核裂变的核反应是 Ba Kr+nC.已知质子、中子、粒子的质量分别为 m1、m2、m3,那么,2 个质子和 2 个中子结合成一个 粒子,释放的能量是(2m1+2m2-m3)c2D.铀 U)经过多次、衰变形成稳定的铅 Pb)的过程中,有 4 个中子转变成质子解析:根据物理学史知选项 A
8、 正确;铀核裂变必须吸收慢中子,B 错误;根据爱因斯坦质能方程,知C 正确 Pb+He+-e,有 6 个中子转变成电子,故 D 错误.答案:AC9.关于核反应方程 Th Pa+X+E(E 为释放的核能,X 为新生成的粒子),已知 Th的半衰期为 1.2 min,则下列说法正确的是()A.此反应为 衰变B Pa 核和 Th 核具有相同的质量数C Th 衰变过程中总质量减小D.64 g Th 经过 6 min 还有 1 g Th 尚未衰变解析:根据电荷数守恒、质量数守恒知,X 的电荷数为-1,质量数为 0,该反应为 衰变,所以 A 选项是正确的 Pa 核和 Th 核具有相同的质量数,故 B 正确;
9、此反应中释放出能量,由爱因斯坦质能方程知,此反应过程伴随着质量亏损,则总质量减小,故 C 正确;6 min 经过了 5 个半衰期,则未衰变的质量 m=m0()=m0()64 g=2 g,故 D 错误.答案:ABC10.如图所示,国际原子能机构 2007 年 2 月 15 日公布核辐射警示新标志,新标志为黑框红底三角,内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形.核辐射会向外释放三种射线:射线带正电,射线带负电,射线不带电.现有甲、乙两个原子核原来都静止在同一匀强磁场中,其中一个核放出一个 粒子,另一个核放出一个 粒子,得出如图所示的四条径迹,则()高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有
10、高考资源网-4-A.甲核放出的是 粒子,乙核放出的是 粒子B.a 为 粒子的径迹C.b 为 粒子的径迹D.c 为 粒子的径迹解析:衰变过程中满足动量守恒,释放粒子与新核的动量大小相等、方向相反,根据带电粒子在磁场中的运动不难分析:若轨迹为外切圆,则为 衰变;若轨迹为内切圆,则为 衰变.又由R=知半径与电荷量成反比,可知答案为 A、C、D 项.答案:ACD二、填空题(共 2 小题,每小题 6 分,共 12 分)11.用光子轰击氘核,使之产生质子和中子,已知氘核的质量为2.013 5 u,质子的质量为1.007 2 u,中子的质量为 1.008 7 u,1 u=1.660 610-27 kg,普朗
11、克常量 h=6.6310-34 Js,则 光子的波长应为 m.解析:m=1.007 2 u+1.008 7 u-2.013 5 u=0.002 4 u=4.010-30 kg,E=mc2=,则=5.610-13 m.答案:5.610-1312.雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的电子中微子()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存615 t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,其核反应方程式为 Cl -e.已知 Cl 核的质量为 36.956 58 u Ar 核的质量为 36.956 91 u-e 的质量为 0.000 55
12、 u,1 u 质量对应的能量为 931.5 MeV.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为 .解析:核反应过程中,反应前的能量应大于或等于反应后的能量.质量关系为 m+mClmAr+me,得 m0.000 88 u.则电子中微子的最小能量应为0.000 88931.5 MeV=0.82 MeV.答案:0.82 MeV三、计算题(共 3 小题,13、14 题每题 12 分,15 题 14 分,共 38 分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.如下一系列核反应是在恒星内部发生的:p N C+e+p Np O N+
13、e+p C+高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-5-其中 p 为质子,为 粒子,e+为正电子,为一种中微子.已知质子的质量为 mp=1.67210-27 kg,粒子的质量为 m=6.644 92910-27 kg,正电子的质量为 me=9.1110-31 kg,中微子质量可忽略不计,真空中的光速 c=3.00108 m/s.试计算这一系列核反应完成后释放的能量.解析:为求出系列反应后释放的能量,可以将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相加,消去两侧相同的项,系列反应最终等效为 4p+2e+2,设反应后释放的能量为 Q,根据质能关系和能量守恒得:4mpc2=mc2+mec2+Q,
14、代入数值可得 Q=3.7110-12 J.答案:3.7110-12 J14.在核反应堆中,常用减速剂使快中子减速.假设减速剂的原子核质量是中子的 k 倍,中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正碰.设每次碰撞前原子核可认为是静止的,求 N 次碰撞后中子速率与原速率之比.解析:设中子和作减速剂的物质的原子核 A 的质量分别为 mn和 mA,碰撞前中子速度为 vn,碰撞后中子和原子核 A 的速度分别为 vn和 vA.碰撞前后的总动量和总能量守恒,有mnvn=mnvn+mAvA mn mnvn2+mAvA2又 mA=kmn由式得,经 1 次碰撞后中子速率与原速率之比为 -经 N 次碰撞后,中子速率与原
15、速率之比为(-).答案:(-)15.1996 年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车,该车是以太阳能电池将所接收的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的.已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为 8 m2,正对太阳能产生 120 V 的电压,并对车上的电动机提供 10 A 的电流,电动机的直流电阻为 4,而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为 103 W/m2.(1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的,即在太阳内部持续不断地进行着热核反应,4 个质子聚变为 1 个氦核 He),写出核反应方程;(2)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率 1 是多少?(3)若质子
16、、氦核、正电子的静止质量分别为 mp=1.672 610-27 kg、m=6.642 510-27 kg、me=0.000 910-27 kg,则 m=1 kg 的质子发生上述热核反应所释放的能量完全转化为驱动该车的输出机械功,能够维持该车行驶的时间是多少?(4)已知太阳每秒释放的能量为 3.81026 J,则太阳每秒减少的质量为多少千克?若太阳质量减少万分之三,热核反应不能继续进行,计算太阳还能存在多少年?(太阳的质量为 21030 kg,结果保留一位有效数字)解析:(1)核反应方程为 He+e.(2)效率是 1=15%.(3)由于 E=(4mp-m-2me)c2=4.1510-12 J =(UI-I2R)t高考资源网（）您身边的高考专家 版权所有高考资源网-6-解得 t=1.31011 s.(4)太阳每秒释放的能量为 3.81026 J,则太阳每秒减少的质量为 m=0.41010 kg太阳的质量为 21030 kg,太阳还能存在的时间为t=-s=1.51017 s=5109 年.答案:(1)He+e(2)15%(3)1.31011 s(4)0.41010 kg 5109 年
