《高中物理 第十九章 原子核章末質量評估 新人教版選修35》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第十九章 原子核章末質量評估 新人教版選修35（8頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3
2、3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 第十九章第十九章 原子核原子核 章末質量評估(四) (時間：90 分鐘 滿分：100 分) 一、單項選擇題(本大題共 10 小題，每小題 3 分，共 30 分每小題給出的四個選項中，只有一個選項正確) 1.下列關于放射線的說法中不正確的是（ ） A.放射線可以用來進行工業(yè)探傷 B.放射線可以使細胞發(fā)生變異 C.放射同位素可以用來做示蹤原子 D.放射線對人體無害 解析： 射線具有比較強的穿透性，可以用來進行工業(yè)探傷.所以 A 選項
3、是正確的；射線具有比較高的能量，可以使細胞發(fā)生變異，對人體有害，所以 B 選項是正確的，D 錯誤；放射性同位素可以利用它的放射性的特點，用來做示蹤原子.所以 C 選項是正確的，本題選擇不正確的，所以本題答案是 D. 答案：D 2.下列所述不正確的是（ ） A.強子是參與強相互作用的粒子 B.輕子是不參與強相互作用的粒子 C.目前發(fā)現(xiàn)的輕子只有 8 種 D.夸克有 6 種，它們帶的電荷量分別為元電荷的23或13 解析：根據作用力的不同，粒子分為強子、輕子和傳播子三大類.強子就是所有參與強力作用的粒子的總稱.輕子就是只參與弱力、電磁力和引力作用，而不參與強相互作用的粒子的總稱.目前發(fā)現(xiàn)的輕子只有
4、6 種，分別是電子、電子中微子、子、子中微子、子和子中微子，C 是錯誤的.因選不正確的，故選 C. 答案：C 3.原子核234 90Th 表示（ ） A.核外有 90 個電子 B.核內有 234 個質子 C.核內有 144 個中子 D.核內有 90 個核子 解析：原子核234 90Th 其中 234 是質量數，90 是電荷數，所以 Th 內有 90 個質子，中子數 23490144 個，質子和中子統(tǒng)稱為核子，所以核內有 234 個核子，故 C 正確；A、B、D錯誤. 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5
5、6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3
6、3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 答案：C 4科學家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的32He(氦 3)，它是一種高效、清潔、安全的核聚變燃料，其參與的一種核聚變反應的方程式為：32He32He211H42He.關于32He 聚變下列表述正確的是( ) A聚變反應不會釋放能量 B聚變反應產生了新的原子核 C聚應反應沒有質量虧損 D目前核電站都采用32He 聚變反應發(fā)電 解析：由于核聚變過程中存在質量虧損，故 C 錯誤；根據愛因斯坦質能方程Emc2可以判斷核聚變會釋放能量，故 A 錯誤；由于該核反應的生成物有42He 和11H，故該反應產生了新的原子核，故 B 正確；目前的核電站都采用了 U235 的
7、核裂變，而核聚變仍處于實驗階段，故 D 錯誤故選 B. 答案：B 5下列說法中正確的是( ) A核反應堆是人工控制鏈式反應的裝置 B.235 92U10n140 54Xe9438Srd10n，式中d3 C 衰變中產生的 射線是原子核外電子掙脫原子核束縛后形成的 D4 個放射性元素的原子核經過一個半衰期后一定還剩下 2 個沒有發(fā)生衰變 解析：核電站的核心是核反應堆，核反應堆中核的鏈式反應可以在人工控制下進行，A項正確；根據核反應前后電荷數守恒規(guī)律，B 選項中的d2，B 項不正確； 衰變是原子核內釋放出電子的核反應，不是核外電子的逃逸，C 項不正確；4 個放射性元素的原子核經過一個半衰期后，衰變的
8、結果有多種情況，半衰期是對大量原子核的行為的統(tǒng)計預測，對幾個核的衰變無法預測，D 項不正確 答案：A 6.某核反應方程為21H31H42HeX.已知（1 u931 Mev） ，21H 的質量為 2.0136 u，31H 的質量為 3.018 0 u，42H 的質量為 4.002 6 u，X 的質量為 1.008 7 u，則下列說法中正確的是（ ） A.X 是中子，該反應釋放能量，放出 18.271016J 能量 B.X 是中子，該反應釋放能量，放出 18.90 MeV 能量 C.X 是質子，該反應吸收能量，吸收 18.90 MeV 能量 D.X 是中子，該反應吸收能量，吸收 18.271016
9、J 能量 解析：某核反應方程為21H31H32HeX.根據核反應方程質量數和核電荷數守恒得：X 的質量數為 1，核電荷數為 0.所以 X 是中子.反應前質量為 2.013 6 u3.018 u5.031 6 u.反應后質量為 4.002 6 u1.008 7 u5.0113 u.所以該反應釋放能量，放出的能量為E6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9
10、 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 mc2（5.031 65.011 3）931 MeV18.90 MeV，B 正確. 答案：B 7下面列出的是一些核反應
11、方程：3015P3014SiX，94Be21H10 5BY，42He42He73LiZ，其中( ) AX 是質子，Y 是中子，Z 是正電子 BX 是正電子，Y 是質子，Z 是中子 CX 是中子，Y 是正電子，Z 是質子 DX 是正電子，Y 是中子，Z 是質子 解析：根據質量數和電荷數守恒，可知 X 為正電子，Y 為中子，Z 為質子，故 D 正確 答案：D 8原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源當氘等離子體被加熱到適當高溫時，氘核參與的幾種聚變反應可能發(fā)生，放出熱量這幾種反應的總效果可以表示為 621H k42Hed11H210n43.15 MeV 由平衡條件可知( ) Ak1，d4 Bk
12、2，d2 Ck1，d6 Dk2，d3 解析：根據核反應過程中質量數守恒和電荷數守恒得 124kd2， 62kd. 解得k2，d2. 答案：B 9 一個質子和一個中子聚變結合成一個氘核， 同時輻射一個 光子 已知質子、 中子、氘核的質量分別為m1、m2、m3， 普朗克常量為h， 真空中的光速為c.下列說法正確的是( ) A核反應方程是11H10n31H B聚變反應中的質量虧損mm1m2m3 C輻射中的 光子的能量E(m3m1m2)c D 光子的波長h（m1m2m3）c2 解析：根據核反應過程中的質量數守恒、電荷數守恒可知核反應方程為：11H10n21H，故選項 A 錯誤；聚變過程中輻射出 光子，
13、質量虧損mm1m2m3，故選項 B 正確；由質能方程知，輻射出的 光子的能量E(m1m2m3)c2，故選項 C 錯誤；由Ehc知，光子的波長hm1m2m3c，故選項 D 錯誤 答案：B 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9
14、 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 10一個原來靜止的238U 核發(fā)生 衰變，它的兩個產物在垂直于它們速度方向的勻強磁場中運動，它們的軌跡和運動方向(圖中用箭頭表示)可能是下列圖中的(圖中半徑大小沒有按比例畫)( ) 解析：由于發(fā)生的是 衰變，產物是兩個帶正電的粒子，根據動量守恒定
15、律Mv1mv0，可得這兩個新核的運動方向相反，受到的洛倫茲力方向相反，即軌跡應該是外切圓，再利用左手定則判斷洛倫茲力的方向，故 D 項正確 答案：D 二、多項選擇題(本大題共 4 小題，每小題 4 分，共 16 分在每小題給出的四個選項中有多個選項正確，全部選對得 4 分，漏選得 2 分，錯選或不選得 0 分) 11我國科學家研制“兩彈”所涉及的基本核反應方程有： (1)235 92U10n9038Sr136 54Xek10n (2)21H31H42Hed10n 關于這兩個方程的下列說法，正確的是( ) A方程(1)中k10，方程(2)中d1 B方程(2)是氫彈涉及的核反應方程 C方程(1)屬
16、于輕核聚變 D方程(2)屬于衰變 解析：由電荷數和質量數守恒，可知(1)中 235190136k，得k10；(2)中 234d，得d1，故 A 正確；(1)屬于重核裂變，是原子彈的一個反應方程式，(2)屬于輕核聚變，是氫彈涉及的核反應方程故 B 正確 答案：AB 12.某實驗室工作人員，用初速度為v00.09c（c為真空中的光速）的粒子，轟擊靜止在勻強磁場中的鈉原子核2311Na， 產生了質子.若某次碰撞可看做對心正碰， 碰后新核的運動方向與粒子的初速度方向相同， 質子的運動方向與新核運動方向相反， 它們在垂直于磁場的平面內分別做勻速圓周運動.通過分析軌跡半徑，可得出新核與質子的速度大小之比為
17、110，已知質子質量為m.則（ ） A.該核反應方程是42He2311Na2612Mg11H 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7
18、 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 B.該核反應方程是42He2311Na2612Mg10n C.質子的速度約為 0.225c D.質子的速度為 0.09c 解析：根據質量數和電荷數守恒可知，新原子核的質量數：m234126，核電荷數：z112112，核反應方程為42He2311Na2612Mg11H，A 正確 B 錯誤；質子質量為m，則粒子、新核的質量分別為 4 m、2
19、6 m，設質子的速度為v，對心正碰，選取粒子運動的方向為正方向，則由動量守恒得 4m026mv10mv，解得v0.225c，C 正確 D 錯誤. 答案：AC 13. 月球的表面長期受到宇宙射線的照射，使得“月壤”中的32He 含量十分豐富科學家認為，32He 是發(fā)生核聚變的極好原料，將來32He 也許是人類重要的能源，所以探測月球意義十分重大關于32He，下列說法正確的是( ) A.32He 的原子核內有三個中子兩個質子 B.32He 的原子核內有一個中子兩個質子 C.32He 發(fā)生核聚變，放出能量，一定會發(fā)生質量虧損 D.32He 原子核內的核子靠萬有引力緊密結合在一起 解析：32He 是氦
20、元素的一種同位素，質量數是 3，電荷數是 2，原子核內有兩個質子一個中子，所以 A 錯誤、B 正確；發(fā)生核聚變放出能量就會有質量虧損，C 正確；原子核內的核子是靠核力緊密結合在一起的，而不是靠萬有引力緊密結合在一起的，D 錯誤 答案：BC 14據媒體報道，叛逃英國的俄羅斯前特工利特維年科在倫敦離奇身亡，英國警方調查認為毒殺利特維年科的是超級毒藥放射性元素釙(210 84Po)若該元素發(fā)生 衰變，其半衰期是 138 天，衰變方程為210 84PuX42He，則下列說法中正確的是( ) AX 原子核含有 124 個中子 BX 原子核含有 206 個核子 C 射線是由處于激發(fā)態(tài)的釙核從較高能級向較低
21、能級躍遷時發(fā)出的 D100 g 的210 84Po 經 276 天，已衰變的質量為 75 g 解析：X 原子核中的核子數為 2104206(個)，B 項正確中子數為 206(842)124(個)， A 項正確 射線是由于核反應前后因質量虧損釋放的能量以 光子的形式放出，C 項錯經過兩個半衰期，剩余的釙的質量為原來的四分之一，則已衰變的質量為原來的四分之三，D 項正確 答案：ABD 三、非選擇題(本題共 4 小題，共 54 分解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1
22、 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B
23、 C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 位) 15.（12 分）用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核（73Li） ，發(fā)生核反應后生成氚核和粒子.生成的氚核速度方向與中子的速度方向相反，氚核與粒子的速度之比為 78，中子的質量為m，質子的質量可近似看成m，光速為c. （1）寫出核反應方程； （2）求氚核和粒子的速度大小； （3）若核反應過程中放出的核能全部轉化為粒子和氚核的動能，求出質量虧損. 解析： （1）根據質量數守恒與電荷數守恒，則有核反應方程為： 10n63Li31H42He. （2）由動量守恒定律得mnvmHv1m
24、Hev2. 由題意得v1v278，解得v1711v，v2811v. （3）氚核和粒子的動能之和為Ek123mv21124mv22403242mv2， 釋放的核能為EEkEkn403242mv212mv2141121mv2， 由愛因斯坦質能方程得，質量虧損為mEc2141mv2121c2. 答案： （1） 10n63Li31H42He （2） 7v11，8v11 （3） 141mv2121c2 16(14 分)钚的放射性同位素239 94Pu 靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)235 92U*和粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)235 92U*立即衰變?yōu)殁櫤?35 92U，并放出能量為 0.097 MeV 的光子已知：23
25、9 94Pu、235 92U 和粒子的質量分別為mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u 和m4.002 6 u，1 u 的質量相當于931.5 MeV 的能量 (1)寫出衰變方程； (2)已知衰變放出的光子的動量可忽略，求粒子的動能 解析：(1)衰變方程為： 239 94Pu235 92U*42He， 235 92U*235 92U. 合起來有239 94Pu235 92U42He. (2)上述衰變過程的質量虧損mmPumUm， 放出的能量Emc2， 此能量是鈾核235 92U 的動能EkU、粒子的動能Ek和光子的能量E之和，即EEkUEkE， 由式，得EkUEk(mPumU
26、m)c2E， 設衰變后的鈾核和粒子的速率分別為vU和v，由動量守恒，有mUvUmv， 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6
27、 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 又由動能的定義知EkU12mUv2U，Ek12mv2. 由式得EkUEkmmU. 由式得EkmUmUm(mPumUm)c2E 代入題給數據得Ek5.034 MeV. 答案：(1)239 94Pu235 92U*42He 235 92U*235 92U (或239 94Pu235 92U42He) (2)5.034 MeV 17(14 分)(20
28、14海南卷)一靜止原子核發(fā)生 衰變，生成一 粒子及一新核，粒子垂直進入磁感應強度大小為B的勻強磁場，其運動軌跡是半徑為R的圓已知 粒子的質量為m，電荷量為q，新核的質量為M，光在真空中的速度大小為c.求衰變前原子核的質量 解析：設衰變產生的 粒子的速度大小為v，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得： qvBmv2R. 設衰變后新核的速度大小為v1，衰變前后動量守恒，有：0Mv1mv. 設衰變前原子核質量為M0，衰變前后能量守恒，有： M0c2Mc212Mv21mc212mv2. 聯(lián)立以上三式解得：M0(Mm)1（qBR）22Mmc2. 答案：(Mm)1（qBR）22Mmc2 18(14 分)如圖甲所
29、示，靜止在勻強磁場中的63Li 核俘獲一個速度為v07.7104 m/s的中子而發(fā)生核反應，即63Li10n31H42He，若已知42He 的速度v22.0104 m/s，其方向與反應前中子速度方向相同，試求： (1)31H 的速度大小和方向； (2)在圖乙中，已畫出并標明兩粒子的運動軌跡，請計算出軌道半徑之比； (3)當42He 旋轉 3 周時，粒子31H 旋轉幾周？ 圖甲 圖乙 解析：(1)反應前后動量守恒：m0v0m1v1m2v2(v1為氚核速度，m0、m1、m2分別代表中子、6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5
30、F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 氚核、氫核質量) 代入數值可解得：v11.0103 m/s，方向與v0相反 (2)31H 和42He 在磁場中均受洛倫茲力，做勻速圓周運動的半徑之比 r1r2m1v1Bq1m2v2Bq2340. (3)31H 和42He 做勻速圓周運動的周期之比 T1T22m1Bq12m2Bq232， 所以它們的旋轉周數之比 n1n2T2T123， 即42He 旋轉三周，31H 旋轉 2 周 答案：(1)大小為 1.0103 m/s，方向與v0相反 (2)340 (3)2 周
高中物理 第十九章 原子核章末質量評估 新人教版選修35
