2019-2020年高中物理第十九章原子核章末檢測(cè)新人教版.doc
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2019-2020年高中物理第十九章原子核章末檢測(cè)新人教版 一、選擇題(本題有12小題,每小題4分,共48分.其中1~9題為單選題,10~12題為多選題) 1.放射性元素衰變時(shí)放出三種射線,按電離由強(qiáng)到弱的排列順序是( ) A.α射線,β射線,γ射線 B.γ射線,β射線,α射線 C.γ射線,α射線,β射線 D.β射線,α射線,γ射線 【解析】 三種射線的電離本領(lǐng)不同,電離本領(lǐng)最強(qiáng)的是α射線,β射線次之,γ射線最弱,故正確答案選A. 【答案】 A 2.發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的He(氦3).它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為He+He→2H+He.關(guān)于He聚變下列表述正確的是( ) A.聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量 B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核 C.聚變反應(yīng)沒(méi)有質(zhì)量虧損 D.目前核電站都采用He聚變反應(yīng)發(fā)電 【解析】 聚變反應(yīng)時(shí)將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核,聚變過(guò)程會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出大量的能量.但目前核電站都采用鈾核的裂變反應(yīng).因此B正確. 【答案】 B 3.1956年,李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒,并由吳健雄用Co放射源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,1957年李、楊兩人為此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).Co→Ni+ 0-1e +e,其中e是反中微子,它的電荷為零,靜止質(zhì)量可認(rèn)為是零,則衰變產(chǎn)物Ni的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)分別為( ) A.60,28 B.60,26 C.59,26 D.59,28 【解析】 本題考查學(xué)生對(duì)原子核變化過(guò)程遵守的兩個(gè)規(guī)律的掌握.要求學(xué)生能根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒判斷出核變化方程中粒子的核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù). 【答案】 A 4.原來(lái)靜止的原子核X發(fā)生α衰變時(shí),放出α粒子的動(dòng)能為E0.假設(shè)衰變時(shí)產(chǎn)生的能量全部以動(dòng)能的形式釋放出來(lái),則在此衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損是 ( ) A. B. C. D. 【解析】 衰變方程為X→He+Y,設(shè)新核動(dòng)能為Ek′,由動(dòng)量守恒=, 則Ek′=E0,總動(dòng)能Ek=E0+Ek′=, 由質(zhì)能方程Ek=Δmc2得質(zhì)量虧損Δm=,故A、B、C錯(cuò),D對(duì). 【答案】 D 5.關(guān)于放射性同位素應(yīng)用的下列說(shuō)法中正確的是( ) A.放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電,因此達(dá)到了消除有害靜電的目的 B.利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷,也能進(jìn)行人體的透視 C.用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異,其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種 D.用γ射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量,以免對(duì)人體正常組織造成太大的傷害 【解析】 利用放射線消除有害靜電是利用α射線的電離性,使空氣分子電離成導(dǎo)體,將靜電泄出;γ射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大,因此不能用來(lái)人體透視,在用于治療腫瘤時(shí)要嚴(yán)格控制劑量;DNA變異并不一定都是有益的,也有時(shí)發(fā)生變害的一面. 【答案】 D 6. 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)原來(lái)靜止的碳14原子核,它放射出的粒子與反沖核的徑跡是兩個(gè)內(nèi)切圓,圓直徑比為71,如圖,則碳14的衰變方程為( ) A. C→e+B B.C→He+Be C.C→H+B D.C→e+N 【解析】 根據(jù)動(dòng)量守恒定律,碳14放射粒子后的反沖核與放射的粒子速度方向相反,且動(dòng)量mv的大小相同.這兩個(gè)速度方向相反的帶電粒子,在同一方向的磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力方向相同,根據(jù)左手定則兩個(gè)粒子的電性相反,又反沖的原子核是帶正電的,可知放射的粒子是帶負(fù)電的.另外根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式反沖核與粒子的mv相等,B相等,R之比為1:7,則它們的電量之比7:1,所以正確答案為D. 【答案】 D 7.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí),釋放的能量是(c表示真空中的光速)( ) A.(m1+m2-m3)c B.(m1-m2-m3)c C.(m1+m2-m3)c2 D.(m1-m2-m3)c2 【解析】 一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí),質(zhì)量虧損Δm=m1+m2-m3,根據(jù)質(zhì)能方程,釋放的能量ΔE=Δmc2=(m1+m2-m3)c2,選項(xiàng)C正確,ABD錯(cuò)誤. 【答案】 C 8.靜止的氡核Rn放出α粒子后變成釙核Po,α粒子動(dòng)能為Eα.若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和α粒子的動(dòng)能,真空中的光速為c,則該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為( ) A. B.0 C. D. 【解析】 由于動(dòng)量守恒,反沖核和α粒子的動(dòng)量大小相等,由Ek=∝,它們的動(dòng)能之比為4218,因此衰變釋放的總能量是Eα,由質(zhì)能方程得質(zhì)量虧損是,故C正確. 【答案】 C 9.太陽(yáng)放出的大量中微子向地球飛來(lái),但實(shí)驗(yàn)測(cè)定的數(shù)目只有理論的三分之一,后來(lái)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)中微子在向地球傳播過(guò)程中衰變成一個(gè)μ子和一個(gè)τ子.若在衰變過(guò)程中μ子的速度方向與中微子原來(lái)的方向一致,則τ子的運(yùn)動(dòng)方向( ) A.一定與μ子同方向 B.一定與μ子反方向 C.一定與μ子在同一直線上 D.不一定與μ子在同一直線上 【解析】 中微子衰變成μ子和τ子,滿足動(dòng)量守恒,μ子的速度方向與中微子原來(lái)的方向一致,τ子的運(yùn)動(dòng)方向必定也在這條直線上,選項(xiàng)C是正確的. 【答案】 C 10. “中國(guó)月球著陸探測(cè)器”在中國(guó)航天館揭開神秘面紗.它將帶著中國(guó)制造的月球車,在38萬(wàn)千米之外的月球表面閑庭信步.月球的表面長(zhǎng)期受到宇宙射線的照射,使得“月壤”中的He含量十分豐富,科學(xué)家認(rèn)為,He是發(fā)生核聚變的極好原料,將來(lái)He也許是人類重要的能源,所以探測(cè)月球意義十分重大.關(guān)于He,下列說(shuō)法正確的是( ) A.He的原子核內(nèi)有三個(gè)中子兩個(gè)質(zhì)子 B.He的原子核內(nèi)有一個(gè)中子兩個(gè)質(zhì)子 C.He發(fā)生核聚變,放出能量,一定會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損 D.He原子核內(nèi)的核子靠萬(wàn)有引力緊密結(jié)合在一起的 【解析】 He是氦元素的一種同位素,質(zhì)量數(shù)是3,電荷數(shù)是2,原子核內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)子一個(gè)中子,所以A錯(cuò)誤、B正確;發(fā)生核聚變放出能量就會(huì)有質(zhì)量虧損,C正確;原子核內(nèi)的核子是靠核力緊密結(jié)合在一起的,而不是靠萬(wàn)有引力緊密結(jié)合在一起的,D錯(cuò)誤. 【答案】 BC 11.正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是:將放射性同位素8O注入人體,8O在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)γ光子,被探測(cè)器采集后,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理生成清晰圖像.則根據(jù)PET原理判斷下列表述正確的是( ) A.8O在人體內(nèi)衰變方程是8O―→7N+ 0+1e B.正、負(fù)電子湮滅方程是e+ 0-1e―→2γ C.在PET中,8O主要用途是作為示蹤原子 D.在PET中,8O主要用途是參與人體的新陳代謝 【解析】 由題意知A、B正確,顯像的原理是采集γ光子,即注入人體內(nèi)的O衰變放出正電子和人體內(nèi)的負(fù)電子湮滅轉(zhuǎn)化為γ光子,因此O主要用途是作為示蹤原子,故C對(duì)、D錯(cuò). 【答案】 ABC 12.帶電粒子進(jìn)入云室會(huì)使云室中的氣體分子電離,從而顯示其運(yùn)動(dòng)軌跡.如圖是在有勻強(qiáng)磁場(chǎng)的云室中觀察到的粒子的軌道,a和b是軌跡上的兩點(diǎn),勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直紙面向里.該粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí),其質(zhì)量和電量不變,而動(dòng)能逐漸減少,下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.粒子先經(jīng)過(guò)a點(diǎn),再經(jīng)過(guò)b點(diǎn) B.粒子先經(jīng)過(guò)b點(diǎn),再經(jīng)過(guò)a點(diǎn) C.粒子帶負(fù)電 D.粒子帶正電 【解析】 由r=可知,粒子的動(dòng)能越小,圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越小,結(jié)合粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可知,粒子先經(jīng)過(guò)a點(diǎn),再經(jīng)過(guò)b點(diǎn),選項(xiàng)A正確;根據(jù)左手定則可以判斷粒子帶負(fù)電,選項(xiàng)C正確. 【答案】 AC 第Ⅱ卷(非選擇題 共52分) 二、實(shí)驗(yàn)題(本題有2小題,共15分,請(qǐng)將答案寫在題中的橫線上) 13.(6分)中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為mn、mp、mD.現(xiàn)用能量為E的γ射線照射靜止氘核使之分解,核反應(yīng)方程為γ+D→p+n,若分解后的中子、質(zhì)子的動(dòng)能可視為相等,則中子的動(dòng)能是________. 【解析】 核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量增加,需要的能量為ΔE=(mp+mn-mD)c2,由能量守恒有,2Ek=E-ΔE,所以Ek=[E-(mp+mn-mD)c2]=[E+(mD-mp-mn)c2]. 【答案】 [(mD-mp-mn)c2+E] 14.(9分)氡222是一種天然放射性氣體,被吸入后,會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷.它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一.其衰變方程是Rn→Po+________.已知Rn的半衰期約為3.8天,則約經(jīng)過(guò)________天,16 g的Rn衰變后還剩1 g. 【解析】 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知,衰變方程為Rn→Po+He.根據(jù)衰變方程m余=原,得1=16,解得t=15.2天. 【答案】 He或(α) 15.2 三、計(jì)算題(本題有3小題,共37分,解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)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(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 15.(12分)一個(gè)鈹核(Be)和一個(gè)α粒子反應(yīng)后生成一個(gè)碳核,放出一個(gè)中子并釋放出5.6 MeV的能量.(保留兩位有效數(shù)字) (1)寫出這個(gè)核反應(yīng)過(guò)程; (2)如果鈹核和α粒子共130 g,且剛好反應(yīng)完,求共放出多少能量? (3)這130 g物質(zhì)反應(yīng)過(guò)程中,其質(zhì)量虧損是多少? 【解析】 (1) Be+He→12 6C+n. (2)鈹核和氦核的摩爾質(zhì)量之和μ=μBe+μα=(9+4)g/mol=13 g/mol 鈹核和氦核各含的摩爾數(shù)n== mol=10 mol ∴放出的能量ΔE=nNAE放=106.0210235.6(MeV)=3.3711025(MeV)=5.41012 J (3)質(zhì)量虧損Δm== kg=6.010-5 kg. 【答案】 (1)Be+He→12 6C+n (2)5.41012 J (3)6.010-5 kg 16.(13分)一個(gè)速度為7.7104 m/s的中子沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),擊中一個(gè)原來(lái)靜止的鋰核Li后產(chǎn)生一個(gè)氦核和另一個(gè)新核.測(cè)得氦核的速度是2.0104m/s,方向與反應(yīng)前中子的運(yùn)動(dòng)方向相同. (1)寫出核反應(yīng)方程式; (2)求出氦核和新核的軌道半徑之比; (3)當(dāng)氦核轉(zhuǎn)6周時(shí),另一新核轉(zhuǎn)幾周? 【解析】 中子擊中靜止鋰核后,產(chǎn)生氦核和新核過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)中子的動(dòng)量為m1v1,氦核的動(dòng)量為m2v2,新核的動(dòng)量為m3v3,則m1v1=m2v2+m3v3 又由核反應(yīng)方程可知,m2=4m1,m3=3m1 ∴7.7104m1=2.01044m1+3m1v3 v3=-1103 m/s(方向與氦核相反) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑公式為: R= ==== 帶電粒子圓運(yùn)動(dòng)的周期公式:T= ==== ∴氦核轉(zhuǎn)6周時(shí),新核轉(zhuǎn)4周. 【答案】 (1)Li+n→He+H (2) (3)4 17. (12分)一靜止的質(zhì)量為M的鎳核(Ni)發(fā)生β衰變,放出一個(gè)速度為v0,質(zhì)量為m的β粒子和一個(gè)反沖銅核,若鎳核發(fā)生衰變時(shí)釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為β粒子和銅核的動(dòng)能.求此衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損(虧損的質(zhì)量在與粒子質(zhì)量相比時(shí)可忽略不計(jì)). 【解析】 設(shè)衰變后銅核的速度為v, 由動(dòng)量守恒mv0=(M-m)v① 由能量守恒ΔE=mv+(M-m)v2② 由質(zhì)能方程ΔE=Δmc2③ 解得 Δm=. 【答案】- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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