新人教版选修3-5《第19章 原子核》2012年单元测试卷（1）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

对卢瑟福的α粒子散射实验现象的分析表明了（ ）
A．原子内存在着质量和正电荷集中的原子核
B．原子内有带负电的电子
C．电子绕核运行的轨道是不连续的
D．原子核只占原子体积的极小部分

2. 难度：中等

如图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（ ）
A．a为α射线、b为β射线
B．a为β射线、b为γ射线
C．b为γ射线、C为α射线
D．b为α射线、C为γ射线

3. 难度：中等

原子核A经过一次β衰变和一次α衰变的过程如下：AΒC，则（ ）
A．核A的中子数减核C的中子数等于2
B．核A的质量数减核C的质量数等于5
C．原子核为A的中性原子中的电子数比原子核为B的中性原子中的电子数多1
D．核C的质子数比核A的质子数少1

4. 难度：中等

新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X₂O的半衰期为8d，X₂O与F₂能发生如下反应：2X₂O+2F₂═4XF+O₂，XF的半衰期为（ ）
A．2 d
B．4 d
C．8 d
D．16 d

5. 难度：中等

如图所示是“原子核人工转变”实验装置示意图，其中A是α粒子放射源，F是铝箔，S是荧光屏，在容器中充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光是（ ）

A．α粒子射到屏上产生的
B．α粒子从F打出的粒子射到屏上产生的
C．α粒子击中氮核后产生的新粒子射到屏上产生的
D．放射性物质放出的γ射线射到屏上产生的

6. 难度：中等

一个质子以1.0×10⁷ m/s的速度撞入一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，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，则下列判断中正确的是（ ）
A．核反应方程为Al+H→Si
B．核反应方程为Al+n→Si+e
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

7. 难度：中等

关于核力，下列说法中正确的有（ ）
A．原子核内每个核子只跟与它们相邻的核子间才有核力作用
B．核力既可能是引力，又可能是斥力
C．核力对核子做正功，原子核要释放核能
D．原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用

8. 难度：中等

一个中子和一个质子相结合生成一个氘核，若它们的质量分别是m₁、m₂、m₃，则（ ）
A．由于反应前后质量数不变，所以m₁+m₂=m₃
B．由于反应时释放出了能量，所以m₁+m₂＞m₃
C．由于反应在高温高压下进行从而吸收能量，所以m₁+m₂＜m₃
D．反应时产生了频率为的光子，式中c是光速，h是普朗克常量

二、填空题

9. 难度：中等

完成核反应方程：→+    ．
衰变为的半衰期是1.2min，则64g，经过6min还有    g尚未衰变．

10. 难度：中等

原子核A经过若干次衰变后变成原子核B，已知B核的中子数比A核少m，B核的质子数比A核少n，则此衰变过程中共有    次α衰变，    次β衰变．

三、解答题

11. 难度：中等

若氢原子的核外电子质量为m，电量为e，在离核最近的轨道上近似做匀速圆周运动，轨道半径为r₁．求：
（1）电子运动的动能E_k是多少？
（2）电子绕核转动的频率f是多少？
（3）氢原子核在电子轨道处产生的电场强度E为多大？

12. 难度：中等

铀核（U）裂变生成钡（Ba）和氪（Kr），已知U、Ba、Kr和中子的质量分别是235.0439u，140.9139u，91.8973u和1.0087u．
（1）写出铀裂变反应方程，并计算一个铀235裂变时放出的能量；
（2）我国秦山核电站功率为3×10⁵ kW，假设铀235能够完全裂变，其中一半的核能转化为电能，以上述裂变反应来估算电站一年消耗多少铀235？

13. 难度：中等

云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m，电量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内．现测得α粒子运动的轨道半径R．试求在衰变过程中的质量亏损．（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计．）

14. 难度：中等

用质子轰击锂核（Li）生成两个a粒子．已知质子质量M_p=1.0078u，α粒子的质量m_α=4.0026u，锂核质量为Mu=7.0160u，质子的初动能是E₁=0.6MeV．求：
（1）写出核反应方程式；
（2）核反应前后发生的质量亏损；
（3）核反应过程中释放的能量△E；
（4）核反应释放的能量全部用来增加两个a粒子的动能，则核反应后两个a粒子具有总能量是多少？

15. 难度：中等

太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子的H、He等原子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e+4H→He+释放的核能，这些核能最后转化为辐射能，根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的H核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段，为了简化，假定目前太阳全部由电子和H核组成．
（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M，已知地球半径R=6.4×10⁶ m，地球质量m=6.0×10²⁴ kg，月地中心的距离r=1.5×10¹¹ m，地球表面处的重力加速度g=10m/s²，1年约为3.2×10⁷ s，试估算目前太阳的质量M．
（2）已知质量m_p=1.6726×10^-27 kg，He质量m_a=6.6458×10^-27 kg，电子质量m_e=0.9×10^-30 kg，光速c=3×10⁸ m/s．求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．
（3）又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能W=1.35×10³ J/m²．试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命．（估算结果只要求一位有效数字）