第五章核心素養檢測卷考試時間：75分鐘，滿分：100分一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．月球的表面長期受到宇宙射線的照射，使得“月壤”中的eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He含量特別豐富．科學家認為，eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He是發生核聚變的極好原料，將來eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He或許是人類重要的能源，所以探測月球意義特別重大．關于eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He，下列說法正確的是()A．eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He原子核內的核子靠萬有引力緊密結合在一起B．eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He聚變反應后變成eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He，原子核內核子間的比結合能沒有發生變更C．eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He發生核聚變，放出能量，不愿定會發生質量虧損D．eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He聚變反應的方程可能為eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He→2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He2．對于有關中子的探討，下面說法正確的是()A．中子等微觀粒子都具有波粒二象性B．一個氘核和一個氚核經過核反應后生成氦核和中子是裂變反應C．盧瑟福通過分析α粒子散射試驗結果，發覺了質子和中子D．核反應方程eq\o\al(\s\up1(210),\s\do1(84))Po→eq\o\al(\s\up1(y),\s\do1(82))X＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He中的y＝206，X中核子個數為1243．一個氡eq\o\al(\s\up1(222),\s\do1(86))Rn經過多次衰變最終變成穩定的eq\o\al(\s\up1(206),\s\do1(82))Pb，在多次衰變中共有n個中子變成質子，則n為()A．2B．3C．4D．54．自然界中很多元素具有放射性，居里夫婦和貝克勒爾由于對放射性的探討而一起獲得1903年的諾貝爾物理學獎．其中金屬釷(eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th)就具有放射性，它能變為鏷(eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(91))Pa)并釋放出一種新的粒子X，同時伴隨有γ射線的產生，其方程為eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th→eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(91))Pa＋X，已知釷的半衰期為24天，下列說法正確的是()A．X為質子B．X為釷核外的電子C．γ射線是鏷核從高能級向低能級躍遷時輻射出來的D．1000個釷原子核經過48天后確定還剩下250個5．下列說法正確的是()A．圖甲中的γ射線可能是原子中的內層電子躍遷時產生的B．圖乙中原子核衰變放出β粒子，說明β粒子是組成原子核的一種粒子C．圖丙的γ射線測厚裝置，若探測器測得的射線越弱，說明金屬板厚度越厚D．圖丁中氡的半衰期是3.8天，說明20個氡原子核經過7.6天，還剩下5個未衰變6．[2024·遼寧大連高二第十二中學校聯考期中]中科院的“人造太陽”全超導托卡馬克，成功實現了1.2億攝氏度的條件下人工可控核聚變101秒．已知該裝置內部發生的核反應方程為eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋X，已知eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H的質量為m1，eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H的質量為m2，eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He的質量為m3，X的質量為m4，光速為c，則下列說法正確的是()A．X為正電子B．eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He比eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H更穩定C．eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He的結合能為E＝(m1＋m2－m3－m4)c2D．該反應又被稱為“鏈式反應”7．[2024·遼寧高二校聯考期中]近來中國探月工程取得重大成就．月球夜晚溫度低至－180℃，為避開低溫損壞儀器，“玉兔二號”月球車攜帶的放射性同位素钚238(eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu)會不斷衰變，釋放能量為儀器設備供熱．eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu可以通過以下反應過程得到：eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(93))Np＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(93))Np→X＋eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu.已知Pu的衰變方程為eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu→Y＋eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(92))U，其半衰期為88年．則下列說法正確的是()A．eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(93))Np＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n為輕核聚變B．白天時溫度上升，eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu的半衰期會減小C．Y為質子eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))HD．eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu的比結合能比eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(92))U的比結合能小二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求．全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)8．下列說法正確的是()A．某放射性元素的半衰期為3小時，4個該元素的原子核經過3小時之后變成2個B．核反應中的質量虧損并非質量消逝，而是削減的質量以能量形式輻射出去C．氫原子吸取一個光子躍遷到激發態后，在向低能級躍遷時放出光子的頻率不愿定等于入射光的頻率D．鈾核裂變的核反應方程為eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U→eq\o\al(\s\up1(141),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(92),\s\do1(36))Kr＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n9．實現核電池小型化、平安可控化始終是人類追求的目標，玉兔二號月球車就是接受核電池來供應能量的，其原理是將放射性同位素衰變時放出的載能粒子，通過換能器轉變為電能．玉兔二號月球車核電池的放射源是eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu，其衰變方程為eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu→X＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He，钚238的半衰期為88年．已知钚238、α粒子、X的質量分別為m1、m2、m3，真空中的光速為c，下列說法正確的是()A．溫度上升钚238的半衰期縮短B．X的質子數為142C．一個钚eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu衰變成X，釋放的核能為(m1－m2－m3)c2D．經過176年后，核電池內剩余钚238的質量變為初始質量的eq\f(1,4)10.K－介子衰變的方程為K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子帶負的元電荷e，π0介子不帶電，π－介子的質量為m.如圖所示，兩勻強磁場方向相同，以虛線MN為志向邊界，磁感應強度分別為B1、B2.有一個K－介子沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場B1中，其軌跡為圓弧AP，P在MN上，K－在P點時的速度為v，方向與MN垂直．在P點該介子發生了上述衰變．衰變后產生的π－介子沿v反方向射出，其運動軌跡為如圖虛線所示的“心”形圖線．則以下說法正確的是()A．π0介子做勻速直線運動B．π－介子的運行軌跡為PENCMDPC．π－介子運行一周回到P用時為t＝eq\f(2πm,eB1)D．B1＝2B2三、非選擇題(本題共5小題，共54分)11．(6分)完成下列核反應方程，并指出其中________是發覺質子的核反應方程，________是發覺中子的核反應方程．(1)eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C＋________________(2)eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He→eq\o\al(\s\up1(17),\s\do1(8))O＋________________(3)eq\o\al(\s\up1(10),\s\do1(5))B＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→________________＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He(4)eq\o\al(\s\up1(9),\s\do1(4))Be＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He→________________＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n(5)eq\o\al(\s\up1(56),\s\do1(26))Fe＋eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(57),\s\do1(27))Co＋________________12．(10分)[2024·通化高二檢測]在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出．中微子的性質特別特別，因此在試驗中很難探測.1953年，萊尼斯和柯文建立了一個由大水槽和探測器組成的試驗系統，利用中微子與水中eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H的核反應，間接地證明白中微子的存在．(1)中微子與水中的eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H發生核反應，產生中子(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n)和正電子(eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))e)，即：中微子＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))e可以判定，中微子的質量數和電荷數分別是________．(2)上述核反應產生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉變為兩個光子(γ)，即eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))e＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e→2γ，已知正電子和電子的質量都為9.1×10－31kg，反應中產生的每個光子的能量約為________J．正電子與電子相遇不行能只轉變為一個光子，緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.13．(10分)正電子放射計算機斷層掃描(Positronemissiontomography，簡稱PET)是一種核醫學成像技術，它的基本原理是將放射性同位素氟-18(eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(9))F)注入人體，參與人體的代謝過程．氟-18(eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(9))F)在人體內衰變放出正電子，與人體內負電子相遇而湮滅轉化為一對光子，被探測器探測到，經計算機處理后產生清晰的圖像(如圖甲)，依據PET原理，回答下列問題：(1)寫出氟-18的衰變的方程式及正、負電子發生湮滅的方程式．(2)依據氟-18的衰變規律(如圖乙)(縱坐標eq\f(N,N0)表示隨意時刻放射性元素的原子數與t＝0時的原子數之比)，氟-18的半衰期為多長時間？經過5小時人體內氟-18的殘留量是初始時的百分之幾？14．(12分)歷史上第一次利用加速器實現的核反應，是利用加速后的質子eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H轟擊靜止的Li，生成兩個eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He，Li和eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He的結合能分別為E1和E2，質量分別為m1和m2，已知真空中的光速為c.(1)寫出核反應方程；(2)求出釋放的核能ΔE；(3)求出質子的質量m.15．(16分)兩個動能均為0.45MeV的氘核，正面對心碰撞發生聚變，生成一個中子和一個氦核．已知氘核質量mD＝2.0141u，中子質量mn＝1.0087u，氦核質量mHe＝3.0160u．1u相當于931.50MeV的能量．(能量均以MeV為單位，計算結果保留兩位小數)(1)寫出核聚變反應的方程式；(2)計算上述核反應釋放的核能ΔE；(3)若核反應中釋放的核能全部轉化為動能，求生成的中子和氦核的動能Ekn、EkHe.

第五章核心素養檢測卷1．答案：D解析：原子核內的核子靠核力結合在一起，核力只存在于相鄰的核子之間，A錯誤；比結合能是核的結合能與核子數之比，所以聚變后的比結合能確定發生變更，B錯誤；eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He發生聚變，放出能量，依據質能方程ΔE＝Δmc2確定會發生質量虧損，C錯誤；eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He聚變反應的方程式可能為eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He，D正確．故選D.2．答案：A解析：微觀粒子都具有波粒二象性，故A正確；裂變是較重的原子核分裂成較輕原子核的反應，而該反應是較輕的原子核的聚變反應，故B錯誤；盧瑟福通過分析α粒子散射試驗結果，提出了原子的核式結構模型，查德威克通過α粒子轟擊鈹核獲得碳核的試驗發覺了中子，故C錯誤；依據質量數守恒可得y＝210－4＝206，X中核子個數為206，中子數為206－82＝124，故D錯誤．故選A.3．答案：C解析：一次β衰變有一個中子變成一個質子，設此衰變過程中要經過x次α衰變和y次β衰變，其衰變方程為eq\o\al(\s\up1(222),\s\do1(86))Rneq\o\al(\s\up1(206),\s\do1(82))Pb＋xeq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋yeq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e，依據質量數守恒和電荷數守恒可得222＝206＋4x，86＝82＋2x－y聯立解得x＝4，y＝4即n＝4故C正確．4．答案：C解析：依據核反應方程，電荷數和質量數守恒可知，X為電子eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e，這個電子并非原子核外的電子，而是由原子核內的一個中子變成一個質子加上一個電子而來的(eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))neq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e)，故AB錯誤；在β衰變的過程中，產物eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(91))Pa能量高不穩定，會自發地向低能級躍遷，輻射出高能光子γ射線，故C正確；原子核的衰變是對大量原子核的統計學規律，對于少量原子核不成立，故D錯誤．故選C.5．答案：C解析：題圖甲中的γ射線是伴隨放射性元素的衰變產生的，故A錯誤；題圖乙原子核衰變放出β粒子，是由于發生β衰變產生的，β衰變中生成的電子是一個中子轉化為一個質子同時生成一個電子，這種轉化產生的電子放射到核外，就是β粒子，但β粒子不是組成原子核的一種粒子，故B錯誤；γ射線具有較強的穿過本領，題圖丙的γ射線測厚裝置，若探測器測得的射線越弱，說明金屬板厚度越厚，故C正確；半衰期是大量放射性元素的原子核有半數發生衰變所需的時間，對于少數的放射性原子不能運用，故D錯誤．故選C.6．答案：B解析：依據電荷數和質量數守恒，X的質子數為1＋1－2＝0，質量數為2＋3－4＝1，可知X為中子，A錯誤；核聚變的生成物比反應物更穩定，所以eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He比eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H更穩定，B正確；依據愛因斯坦質能方程，可知(m1＋m2－m3－m4)c2為該核聚變釋放的能量，結合能指的是由單個核子組成原子核所釋放的核能，所以(m1＋m2－m3－m4)c2并不是eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He的結合能，C錯誤．7．答案：D解析：eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))Heq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(93))Np＋2eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n不是輕核聚變，故A錯誤；放射性元素的半衰期由原子核內部自身確定，與外界的物理和化學狀態無關，白天時溫度上升，eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu的半衰期不變，故B錯誤；Pu的衰變方程為eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))PuY＋eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(92))U，依據衰變過程滿足質量數和電荷數守恒可知，Y為eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He，故C錯誤；生成物eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(92))U比eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu更穩定，比結合能越大，原子核越穩定，可知eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu的比結合能比eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(92))U的比結合能小，故D正確．8．答案：BC解析：半衰期是統計學的概念，對大量的粒子才有意義，故A錯誤；依據愛因斯坦質能方程，可知核反應中的質量虧損并非質量消逝，而是削減的質量以能量形式輻射出去，故B正確；能級躍遷發生在兩個定態之間，氫原子吸取一個光子躍遷到激發態后，在向低能級躍遷時可能放出多種頻率的光子，不愿定等于入射光的頻率，故C正確；鈾核須要中子撞擊才能發生核裂變，故D錯誤．故選BC.9．答案：CD解析：元素的半衰期是由放射性元素本身確定的，與原子所處的物理狀態和化學狀態均無關，故A錯誤；依據質量數和電荷數守恒得到X的質子數為90，故B錯誤；由愛因斯坦質能方程知一個eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(94))Pu衰變成X釋放的核能為ΔE＝(m1－m2－m3)c2，故C正確；由半衰期公式可得m余＝m0(eq\f(1,2))eq\f(t,T)＝m0(eq\f(1,2))eq\s\up6(\f(176,88))＝eq\f(1,4)m0，故D正確．故選CD.10．答案：AD解析：π0介子不帶電，不受洛倫茲力作用，所以做勻速直線運動，故A正確；依據左手定則可知，π－介子從P點沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場B1時，受到的洛倫茲力方向向上，所以π－介子的運行軌跡為PDMCNEP，故B錯誤；π－介子在整個過程中，在勻強磁場B1中運動兩個半圓，即運動一個周期，在勻強磁場B2中運動半個周期，所以t＝eq\f(2πm,B1e)＋eq\f(πm,B2e)，故C錯誤；由題圖可知，π－介子在勻強磁場B1中運動半徑是勻強磁場B2中運動半徑的一半，依據r＝eq\f(mv,qB)可知，B1＝2B2，故D正確．11．答案：(2)(4)eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))Heq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))Heq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))Lieq\o\al(\s\up1(12),\s\do1(6))Ceq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n解析：(1)eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H(2)eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He→eq\o\al(\s\up1(17),\s\do1(8))O＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H(3)eq\o\al(\s\up1(10),\s\do1(5))B＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))Li＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He(4)eq\o\al(\s\up1(9),\s\do1(4))Be＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He→eq\o\al(\s\up1(12),\s\do1(6))C＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n(5)eq\o\al(\s\up1(56),\s\do1(26))Fe＋eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(57),\s\do1(27))Co＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n其中發覺質子的核反應方程是(2)，發覺中子的核反應方程是(4).12．答案：(1)0和0(2)8.2×10－14緣由見解析解析：(1)發生核反應前后，粒子的質量數和電荷數均不變，據此可知中微子的質量數和電荷數都是0.(2)產生能量是由于質量虧損．兩個電子轉變為兩個光子之后，質量變為零，則ΔE＝Δmc2，故一個光子的能量為eq\f(ΔE,2)，代入數據得eq\f(ΔE,2)＝8.2×10－14J．正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統總動量為零，故只有產生2個光子，此過程才遵循動量守恒定律．13．答案：(1)eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(9))F→eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(8))O＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))eeq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(1))e＋eq\o\al(\s\up1