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第五章章末能力检测卷
(时间：75分钟　满分100分)
一、 单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 中科院近代物理研究所利用兰州重离子加速器(HIRFL)通过“熔合蒸发”反应合成超重核 ，并同时辐射出一个中子.下列可能合成该超重核的原子核组合是(　　)
A. ， B. ，
C. ， D. ，
2. 常言道，万物生长靠太阳，追根溯源，地球上消耗的能量绝大部分是来自太阳内部持续不断地发生核反应释放出的核能.在太阳内部发生的某核反应方程是HHe＋2X.下列说法中正确的是(　　)
A. 该核反应属于裂变反应 B. 该核反应过程有质量亏损
C. 一个 中有4个中子 D. 方程中的X为电子()
3. 关于原子物理，下列说法中正确的是(　　)
A. 放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
B. 普朗克提出了原子核外电子轨道量子化，并成功解释了氢原子光谱
C. 氡核发生一次α衰变生成新核钋(Po)的衰变方程为 He
D. 中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要小
4. 以下是物理学史上2个著名的核反应方程x→2y，y→x，x和y是2种不同的粒子，其中x是(　　)
A. α粒子 B. 质子
C. 中子 D. 电子
5. 碳 14广泛应用于农业、化学、医学、生物学等领域，2024年4月20日，我国首次实现了利用核电商用堆批量生产碳 14同位素，标志着碳 14供应的全面国产化，破解了国内碳 14同位素长期依赖进口的难题.碳 14能自发地发生衰变，其衰变方程为 ＋X，关于此反应的说法中，正确的是(　　)
A. X是α粒子
B. 衰变后的总质量大于碳 14的质量
C. 碳 14发生衰变的半衰期与温度无关
D. 该反应中系统能量增加
6. 家庭装修中释放的甲醛和射线是白血病的重要诱因，其来源往往是不合格的瓷具、橱柜等，来自瓷具、橱柜等释放的氡气()具有放射性，的衰变方程为 ＋X，氡222的半衰期为3.8天.下列说法中正确的是(　　)
A. 氡222()衰变为钋218()的过程为β衰变
B. 衰变过程中释放的γ射线和另一种射线，γ射线穿透能力最强，另一种射线电离本领最强
C. 800个氡核()经过7.6天后，还有200个未发生衰变
D. 给房屋通风或放置绿植，可以减小氡222的半衰期
7. 下列关于四幅图的说法中，正确的是(　　)
甲：卢瑟福α粒子散射实验
乙：玻尔的氢原子能级示意图
丙：光电效应演示实验
丁：三种射线在散射实验磁场中的偏转
A. 图甲中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点
B. 图乙中处于基态的氢原子能吸收能量10.6 eV的光子而发生跃迁
C. 图丙中用弧光灯照射原来带电锌板，一定能发现验电器张角变大
D. 图丁中三种射线是α、β、γ射线，其中射线2为γ射线
二、 多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求.全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
8. 下列说法中正确的是(　　)
A. 质子与中子结合成氘核的过程中会释放大量能量
B. 氪90()经过一系列衰变最终成为稳定的锆90()要经过1次α衰变和4次β衰变
C. β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流
D. 放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间
9. 关于原子核，下列说法中正确的是(　　)
A. 比结合能越大，原子核越稳定
B. 放射性元素衰变的快慢与温度、压强等因素都有关
C. 的半衰期是5天，80克 经过10天后剩下的 的质量为20克
D. β衰变所释放的电子来自原子核外的电子
10. 核反应方程为 →＋17.6 MeV，现真空中有两个动量大小相等，方向相反的氘核与氚核相撞，发生核反应，设反应释放的能量几乎转化为与的动能，则(　　)
A. 该反应有质量亏损 B. 该反应为核裂变
C. 获得的动能约为14 MeV D. 获得的动能约为14 MeV
三、 非选择题：本题共5小题，共54分.
11. (6分)医学治疗中常用放射性核素 113In产生γ射线，而 113In是由半衰期相对较长的 113Sn衰变产生的.对于质量为m0的 113Sn，经过时间t后剩余的 113Sn质量为m，其 t图线如图所示.从图中可以得到 113Sn的半衰期为_______d，113Sn放置10 000 d后，113Sn的半衰期会________(填“变大”、“变小”或“不变”).
12. (6分)某研究小组在实验室做α粒子散射实验，实验装置如图所示.
(1) 粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中a、b、c、d四处位置，则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是________.
A. 202、405、625、825 B. 1202、1305、723、203
C. 1202、1010、723、203 D. 1305、25、7、1
(2) 下列有关该实验现象的相关认识正确的是________.
A. a处观测到的α粒子穿过金箔后按原方向运动，说明这些α粒子更接近原子核
B. c处观测到的α粒子发生大角度偏转是因为受到金原子核的斥力作用
C. d处观测到的α粒子是因为α粒子跟电子相碰
D. d处观测到的α粒子发生大角度偏转，说明金原子内部是实心的
13. (10分)一光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属铯制成，并接入如图所示的电路中.当用频率为ν的单色光射向阴极K时，能产生光电流.移动变阻器的滑片，当电压表的示数为U时，电流计的示数达到饱和电流I.已知普朗克常量为h，电子的质量为m，电子的电荷量为e，真空中的光速为c.求：
(1) 每个单色光的光子的动量大小p.
(2) 光电子到达阳极时的最大速率vm.
14. (14分)我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换为电信号. 如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U.现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上，回路中形成电流. 已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e.
(1) 求光电子到达A时的最大动能Ekm.
(2) 若每入射N个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A，求回路中的电流I.
15. (18分)原子核的衰变过程遵守一系列的守恒定律，如电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒和能量守恒等.利用磁场研究原子核衰变是一种常用的方法，可以研究各种基本粒子的性质.现有一个在匀强磁场中原来速度几乎为0的放射性原子核W衰变为两个粒子A和B，衰变后粒子A和B运动的速度方向和磁场方向垂直，粒子A和B分别做匀速圆周运动.已知粒子A和B的电荷数之比与质量数之比分别为qA∶qB＝1∶43，mA∶mB＝2∶111.已知该衰变过程中的质量亏损为Δm，光速为c，设该衰变过程释放的核能全部转化为粒子的动能.
(1) 由于β粒子的质量数为零，根据质量数之比mA∶mB＝2∶111，可判断该衰变为α衰变，衰变后两个粒子在同一个磁场中形成的运动轨迹是下列甲、乙图中的哪个图？
(2) 求粒子A和B做匀速圆周运动的半径之比.
(3) 求粒子A的动能EkA.
甲
乙
第五章章末能力检测卷
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B A B C B D AD AC AC
1. B　解析：核反应过程中满足电荷数守恒、质量数守恒，则需满足Z1＋Z2＝110＋0＝110，A1＋A2＝271＋1＝272.由于28＋82＝110，64＋207＝271≠272，A错误；由于28＋82＝110，64＋208＝272，B正确；由于28＋83＝111≠110，64＋209＝273≠272，C错误；由于28＋83＝111≠110，64＋210＝274≠272，D错误.
2. B　解析：该核反应属于核聚变反应，A错误；该核反应前后质量数守恒，但这个核反应释放出能量，有质量亏损，反应前后总质量不相等，B正确；一个 中有2个质子，2个中子，C错误；根据质量数守恒和核电荷数守恒，该反应方程式为＋，方程中的X为正电子，D错误.
3. A　解析：放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，A正确；玻尔提出了原子核外电子轨道量子化，并成功解释了氢原子光谱，B错误；氡核()发生一次α衰变生成新核钋(Po)的衰变方程为 ，C错误；中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大，因为轻核聚变成中等质量的原子核会放出核能，D错误.
4. B　解析：设x的质量数为mx，电荷数为nx，y的质量数为my，电荷数为ny，根据核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒可得mx＋7＝2my，my＋14＝mx＋17，nx＋3＝2ny，ny＋7＝nx＋8，联立解得mx＝1，nx＝1，可知x是质子.故选B.
5. C　解析：根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为 ，可知X是电子，A错误；衰变过程中，放出能量，则衰变后的总质量小于碳－14的质量，该反应中系统能量减小，B、D错误；放射性元素的半衰期与外部因素(温度、环境)无关，与所处的化学状态(单质或化合物)无关，C正确.
6. B　解析：根据质量数和电荷数守恒，X的质量数A＝222－218＝4，电荷数Z＝86－84＝2，可判断X为α粒子，α射线电离性强，穿透能力最差；γ射线穿透能力最强，电离本领最弱，A错误，B正确；半衰期是一个统计规律，只针对大量原子核成立，对于具体少量个数的原子核不适用，C错误；半衰期由原子核内部因素决定，与原子核所处的物理环境和化学状态无关， D错误.
7. D　解析：图甲中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较少的闪光点，在C处也可以观察到很少的闪光点，A错误；吸收的光子能量需等于两个能级间的能级差，电子才会发生跃迁，从基态氢原子发生跃迁到n＝2能级，需要吸收的能量ΔE1＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，即受到10.2 eV光子照射，可以从基态氢原子发生跃迁到n＝2能级；从基态氢原子发生跃迁到n＝3能级，需要吸收的能量ΔE2＝E3－E1＝－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，所以10.6 eV的光子不能被吸收，电子不能发生跃迁，B错误；图中用弧光灯照射锌板，锌板上的电子逸出，锌板带上正电，若验电器原来带负电，验电器的张角可能先变小，后变大，C错误；根据左手定则可知，1带正电，为α射线；2不带电，为γ射线；3带负电，为β射线，D正确.
8. AD　解析：中子与质子的聚变反应属于热核反应，放出大量的热，A正确；B中衰变方程为 ＋，B错误；天然放射线中的β粒子是原子核中的一个中子衰变为质子放出的电子，，C错误；由半衰期意义知其由核内部自身的因素所决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，D正确.
9. AC　解析：比结合能越大，原子核结合得越牢固，原子核越稳定，A正确；放射性元素衰变的快慢非常稳定，与温度、压强等因素无关，B错误； 的半衰期是5天，80克 经过10天后只剩下没有衰变，因此剩下的的质量为20克，C正确；β衰变所释放的电子来自原子核内部，是中子放出电子变为质子，D错误.
10. AC　解析：核反应过程中质量数守恒，有质量亏损，A正确；该反应是核聚变反应，B错误；在真空中，该反应动量守恒，由于相撞前氘核与氚核动量大小相等，方向相反，系统总动量为零.故反应后氦核与中子的动量也大小相等，方向相反.由Ek＝得反应粒子获得的动能之比为∶＝mn∶mHe＝1∶4，而两个粒子获得的总动能为17.6 MeV，故 获得的动能＝×17.6 MeV＝14.08 MeV，获得的动能＝×17.6 MeV＝3.52 MeV，C正确，D错误.
11. 115.1　不变
解析：由图可知从＝到＝恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为T＝182.4 d－67.3 d＝115.1 d
半衰期由原子核内部自身决定，与外界的物理和化学状态无关，所以113Sn放置10 000 d后其半衰期不变.
12. (1) D　(2) B
解析：(1) α粒子散射实验中，绝大多数粒子运动方向基本不变，少数发生了偏转，极少数粒子发生了大角度偏转，符合实验事实的是D选项.
(2) a处观测到的α粒子穿过金箔后按原方向运动，说明这些粒子离金原子核比较远，受到金原子核的斥力非常小，A错误；c处观测到的α粒子发生大角度偏转，是因为这些α粒子离金原子核比较近，受到金原子核的斥力作用，B正确；d处观测到α粒子是因为这些极少数α粒子离金原子核非常近，受到了很大的库仑斥力，从而发生了大角度的偏转，C、D错误.
13. (1) 　(2)
解析：(1) 设单色光的波长为λ，则有p＝
又c＝λν
解得p＝
(2) 设光电子的最大初动能为Ek，根据光电效应方程及动能定理有Ek＝hν－hν0
eU＝－Ek
解得vm＝
14. (1) Ue＋hν－W0　(2)
解析：根据光电效应方程可知hν－W0＝Ek0
逸出的电子在电场中加速向A运动，根据动能定理
Ue＝Ekm－Ek0
联立解得Ekm＝Ue＋hν－W0
(2) 每秒钟到达K极的光子数量为n，则
nhν＝P
每秒钟逸出电子个数为a个，则a＝
回路的电流I＝＝ae
联立得I＝
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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