2020-2021学年高二物理粤教版选修3-5：第四章-单元检测(二)-Word版含解析.docx

单元检测(二)
(时间：90分钟　满分：100分)

一、单项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分)
1．现已建成的核电站的能量来自于(　　)
A．自然 放射性元素衰变放出的能量 B．人工放射性同位素放出的能量
C．重核裂变放出的能量 D．化学反应放出的能量
2．计数器是一种探测射线的仪器，如图3所示，X为未知放射源，它向右方放射放射线．放射线首先通过一块薄铝箔P(厚度约为1 mm)，并经过一个强磁场区域后到达计数器，计数器上单位时间内记录到的射线粒子是肯定的，现将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，然后将薄铝箔P移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升，据此可以判定X为(　　)
A．纯β放射源 B．纯γ放射源
C．α和β的混合放射源 D．α和γ的混合放射源
3．放射性同位素Na的样品经过6小时还剩下1/8没有衰变，它的半衰期是(　　)
A．2小时 B．1.5小时
C．1.17小时 D．0.75小时
5．一个原来静止的238U核发生α衰变，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下图中的(图中半径大小没有按比例画)(　　)

二、双项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)
6．下列说法正确的是(　　)
A．康普顿发觉了电子
B．玻尔提出了原子的核式结构模型
C．贝可勒尔发觉了铀和含铀矿物的自然 放射现象
D．伦琴发觉了X射线
7．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学争辩的很多方面得到广泛应用的缘由是(　　)
A．它衰变释放的核能少，简洁把握
B．它衰变缓慢，应用效果好
C．它的射线有电离作用和贯穿本事，以及对生物组织有物理、化学效应
D．它可作为示踪原子
8．对于下述四个核反应方程式说法正确的有(　　)

A．①是发觉中子的核反应方程
B．②是链式反应方程
C．③是核裂变方程，其中x＝10
D．④是α衰变方程，其中Y是质子
9．原子核U经放射性衰变①变为原子核Th，继而经放射性衰变②变为原子核Pa，再经β衰变变为原子核U.放射性衰变①、②依次为(　　)
A．α衰变 B．β衰变
C．核聚变 D．核裂变
10．正在研制的一种新型镍—铜长效电池，它是将镍63置于中心，四周包上铜皮，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，用镍63和铜片作电池两极，为外接负载供应电能．下列有关该电池的说法正确的是(　　)
A．镍63的衰变方程是Ni→e＋Cu
B．镍63的衰变方程是Ni→e＋Cu
C．外接负载时镍63的电势比铜片低
D．该电池内电流方向是从铜片到镍
题　号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答　案

三、非选择题(本题共4小题，共50分)

图1
11．(8分)贝可勒尔发觉自然 放射现象，揭开了人类争辩原子核结构的序幕．如图1中P为放在匀强电场中的自然 放射源，其放出的射线在电场中分成A、B、C三束．
(1)构成A射线的粒子是__________；构成B射线的粒子是____________；构成C射线的粒子是________．
(2)三种射线中，穿透力量最强，经常用来对金属探伤的是____________射线；电离作用最强，动量最大，经常用来轰击原子核的是____________射线；当原子核中的一个核子由中子转化为质子时将放出一个________粒子．
(3)请完成以下与上述粒子有关的两个核反应方程式：

12．(8分)一个质量为M、带电荷量为Q的原子核发生α衰变，α粒子的运动速度为v，假设质子的质量为m，带电荷量为q，衰变过程中放出的能量全部转化为动能，则衰变过程的质量亏损为多少？

14.(18分)天文学家测得银河系中氦的含量约为25%，有关争辩表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后二分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的．
(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核(H)聚变成氦核(He)，同时放出2个正电子(　)和2个中微子(νe)，请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量．
(2)争辩表明，银河系的年龄约为t＝3.8×1017 s，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037 J(即P＝1×1037 J/s)．现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量(最终结果保留一位有效数字)．
(3)依据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出推断．
(可能用到的数据：银河系质量约为M＝3×1041 kg，原子质量单位1 u＝1.66×10－27 kg,1 u相当于1.5×10－10 J的能量，电子质量m＝0.000 5 u，氦核质量mα＝4.002 6 u，氢核质量mp＝1.007 8 u，中微子νe质量为零)

第四章　原子核(二)
1．C　[核电站发电的能量主要来自重核的裂变放出的能量，正确选项为C.]
2．D　[将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，即磁场对射线粒子没有影响，则可以断定计数器接收到的是不带电的γ射线，以后将薄铝箔P(厚度约为1 mm)移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升．这说明计数器除了接收到了γ射线之外，还接收到了一种原来被厚度约为1 mm的簿铝箔P拦住的射线，而厚度约为1 mm的簿铝箔只能将α射线拦住，所以X为能放射α射线和γ射线的混合放射源，故选项D正确．]
3．A　[我们知道，放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下1/4，再经一个半衰期这1/4又会衰变一半，只剩1/8，所以题中所给的6小时为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2小时，也可依据m余＝m原()，得＝().则T＝2小时．]
4．D　[由的质量数和核电荷数的关系易知①正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素干扰，故③错误；通过计算知④正确，故选为D.]
5．D　[由于发生的是α衰变，所以产物是两个带正电的粒子，设新核和氦核的速度分别为v1，v2，质量分别为M、m，依据动量守恒定律得Mv1＋mvα＝0，这两个新核的运动方向相反，受到的洛伦兹力方向相反，即轨迹应当是外切圆，再利用左手定则推断洛伦兹力方向，故D项正确．]
6．CD　[汤姆生发觉了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，贝可勒尔发觉了自然 放射现象，1895年，德国物理学家伦琴发觉了伦琴射线又叫做X射线．]
7．CD　8.AC
9．AB　[原子核U依次经①②③放射性衰变的衰变方程为
U―→Th＋He①
Th―→Pa＋e②
Pa―→U＋e③
所以A、B选项正确。]
10．AD　[镍63的衰变方程式为Ni→e＋Cu，镍63发生衰变时核内一个中子转化为一个质子和一个电子，电子跑到铜片上，铜片聚集负电荷(电子)成为电池负极，镍63因正电荷(质子)增加，成为电池正极，故接负载时，镍63电势比铜片高，电池内电流方向是从铜片到镍．]
11．(1)电子e(β粒子)　γ光子　氦核He(α粒子)　(2)γ　α　β　(3)　　He
解析　(1)由a＝可知，在电场中加速度最大的是电子，不偏转的是γ光子，偏转时加速度较小的是氦核，故A射线粒子是电子，B射线粒子是光子，C射线粒子是氦核．
(2)三种射线中，穿透力量最强的是γ射线，电离作用最强的是α射线，在原子核中，一个核子由中子转化为质子时将放出一个负电子．
(3)由质量数和核电荷数守恒可得
He＋Al→P＋n
12.
解析　若质子的质量为m，电荷量为q，则α粒子的质量为4m，带电荷量为2q，明显质量为M的原子核发生α衰变后新核的质量为M－4m，带电荷量为Q－2q.设新核的速度为v′.依据动量守恒定律有0＝(M－4m)v′－4mv，解得v′＝.
依据质能方程可得×4mv2＋(M－4m)v′2＝Δmc2，解得Δm＝.
13．(1)　(2)1.38×10－11 m　(3)46∶1　(4)4.261 MeV　4.190 MeV
解析　(1)
(2)λ＝＝1.38×10－11 m.
(3)设衰变后，铀核速度为v2，α粒子的速度为v3，依据动量守恒有m2v2－m3v3＝0，
可见
(4)由能量守恒定律知，铀核与α粒子的总动能Ek＝EkU＋Ekα＝931.5×(m1－m2－m3)－E＝4.261 MeV.结合m2v2＝m3v3得Ekα＝×Ek＝4.190 MeV.
14．(1)4H→He＋2　0＋1e＋2νe　4.14×10－12 J
(2)2%
(3)银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的
解析　(1)核反应方程为4H→He＋2　＋2νe
其质量亏损Δm＝4mp－mα－2me
其释放的能量ΔE＝Δmc2
代入数据得ΔE＝4.14×10－12 J
(2)m＝ mα＝6.1×1039 kg
氦的含量k＝×100%＝×100%≈2%
(3)由估算结果可知，k≈2%远小于25%的实际值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的．