2019_2020學(xué)年高中物理第十九章原子核單元測試題（一）（含解析）新人教版.docx

原子核單元測試題一、選擇題（本題共8小題，每小題6分，共計48分）1【導(dǎo)學(xué)號36300461】質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3。當(dāng)一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，釋放的能量是(c表示真空中的光速)（ ）A(m1m2m3)c B(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2 D(m1m2m3)c22【導(dǎo)學(xué)號36300462】下列表示重核裂變的方程是（ ）AHHHen BPSieCNHeOH DUnSrXe10n3【導(dǎo)學(xué)號36300463】核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，我國在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，提高患癌癥的風(fēng)險。已知钚的一種同位素Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為PuXHe，下列有關(guān)說法正確的是（ ）AX原子核中含有92個中子B100個Pu經(jīng)過24100年后一定還剩余50個C由于衰變時釋放巨大能量，根據(jù)Emc2，衰變過程總質(zhì)量增加D衰變發(fā)出的放射線是波長很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力4【導(dǎo)學(xué)號36300464】一個原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為，則下列說法正確的是（ ）AX是原子核中含有86個中子BX是原子核中含有141個核子C因為裂變釋放能量，根據(jù)Emc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D因為裂變釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)減少5【導(dǎo)學(xué)號36300465】如圖1所示，為查德威克實驗示意圖，由天然放射性元素釙(Po)放射的射線轟擊鈹時會產(chǎn)生粒子流a，用粒子流a轟擊石蠟時，會打出粒子流b，經(jīng)研究知道（ ）Aa為中子，b為質(zhì)子Ba為質(zhì)子，b為中子Ca為射線，b為中子Da為中子，b為射線6【導(dǎo)學(xué)號36300466】關(guān)于核電站和核輻射，下列說法中正確的是（ ）A核反應(yīng)堆發(fā)生的是輕核聚變反應(yīng)B核反應(yīng)堆發(fā)生的是重核裂變反應(yīng)C放射性同位素的半衰期長短是由核內(nèi)部本身決定，與外部條件無關(guān)D放射性同位素的半衰期長短與地震、風(fēng)力等外部環(huán)境有關(guān)7【導(dǎo)學(xué)號36300467】氦3與氘的核聚變發(fā)電不產(chǎn)生溫室氣體，不產(chǎn)生放射性物質(zhì)，是一種十分清潔、安全和環(huán)保的能源，開發(fā)月壤中蘊(yùn)藏豐富的氦3資源，對人類社會今后的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。該核反應(yīng)可表示為HeHLiX(X表示某種粒子)，若He、H和Li的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，則下列選項正確的是（ ）AX為中子B這種核反應(yīng)在月球上可自發(fā)進(jìn)行C高速的X粒子可以用來工業(yè)探傷D該反應(yīng)釋放的核能E(m1m2m3)c28【導(dǎo)學(xué)號36300468】一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0107m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si*，下列說法正確的是（ ）A核反應(yīng)方程為pAlSi*B核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動量守恒C核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒D硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向一致二、填空題（本題共小題，共14分）9【導(dǎo)學(xué)號36300469】（6分）一個氘核和一個氚核結(jié)合成氦時，釋放的核能為E，阿伏加德羅常數(shù)為NA，則4克氘核與6克氚核完全反應(yīng)，發(fā)生的質(zhì)量虧損是_。 10【導(dǎo)學(xué)號36300470】（8分）潮汐能屬于無污染能源，但能量的轉(zhuǎn)化率較低，相比之下，核能是一種高效的能源。（1）在核電站中，為了防止放射性物質(zhì)泄漏，核反應(yīng)堆有三道防護(hù)屏障：燃料包殼、壓力殼和安全殼，如圖2a。結(jié)合圖2b可知，安全殼應(yīng)當(dāng)選用的材料是_。（2）核反應(yīng)堆中的核廢料具有很強(qiáng)的放射性，目前常用的處理方法是將其裝入特制的容器中，然后_。A沉入海底 B放至沙漠C運(yùn)到月球 D深埋地下三、解答題（本題共3小題，共38分）11【導(dǎo)學(xué)號36300471】（12分）太陽內(nèi)部四個質(zhì)子聚變成一個粒子，同時發(fā)射兩個正電子和兩個沒有靜止質(zhì)量的中微子。若太陽輻射能量的總功率P，質(zhì)子、氦核、正電子的質(zhì)量分別為mp、mHe、me，真空中光速為c求t時間內(nèi)參與核反應(yīng)的質(zhì)子數(shù)。12【導(dǎo)學(xué)號36300472】（12分）一個靜止的氮核N俘獲一個速度為2.3107m/s的中子生成一個復(fù)核A，A又衰變成B、C兩個新核。設(shè)B、C的速度方向與中子速度方向相同，B的質(zhì)量是中子的11倍，B的速度是106m/s，B、C兩原子核的電荷數(shù)之比為5:2。求：(1)C為何種粒子？(2)C核的速度大小。13【導(dǎo)學(xué)號36300473】（14分）如圖3所示，在直角坐標(biāo)系虛線以下區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，虛線平行于x軸，虛線與x軸相距為h。某一時刻靜止于坐標(biāo)原點(diǎn)的原子核X發(fā)生衰變，粒子沿x軸方向射入磁場，射出磁場時與x軸正方向的夾角為120。已知粒子質(zhì)量為m，電荷量為 2，剩余核的質(zhì)量為M。設(shè)衰變過程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子和剩余核的動能，求原子核X的質(zhì)量。第10期參考答案1C解析 Emc2，其中m(m1m2m3)，則E(m1m2m3)c2 ，選項C正確，A、B、D錯誤。2D解析 HHHen是輕核聚變；PSie是產(chǎn)生正電子的方程；NHeOH是原子人工核反應(yīng)；UnSr 54Xe10n是重核裂變。綜上可知，選項D正確。3D 解析 根據(jù)核反應(yīng)方程遵循的規(guī)律，X原子核中含有92個質(zhì)子，235個核子，143個中子，選項A錯誤。半衰期是對大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，100個Pu經(jīng)過24 100年后不一定還剩余50個，選項B錯誤；由于衰變時釋放巨大能量，衰變過程總質(zhì)量不變，放出粒子的質(zhì)量和生成新核的質(zhì)量之和小于衰變前核的質(zhì)量，選項C錯誤；衰變發(fā)出的放射線是波長很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力，選項D正確。4A 解析 由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知：2351a9421，92b38，解得：a =140， b =54，其中a是X的質(zhì)量數(shù)，b為X的電荷數(shù)，X核中的中子數(shù)為：ab1405486， 選項A正確、選項B錯誤；裂變釋放能量，由質(zhì)能關(guān)系可知，其總質(zhì)量減小，但質(zhì)量數(shù)守恒，選項C、D錯誤。5A 解析 射線轟擊鈹時會產(chǎn)生粒子流a為中子，而石蠟中含有大量氫原子（質(zhì)子），轟擊石蠟的不可見射線應(yīng)該是質(zhì)子，選項A正確。6BC解析核反應(yīng)堆發(fā)生的是重核裂變反應(yīng)，選項A錯誤，B正確；放射性同位素的半衰期長短是由核內(nèi)部本身決定，與外部條件無關(guān)，選項C正確，D錯誤。7AD 解析 由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得X為n，選項A正確；輕核聚變又稱熱核反應(yīng)，必須在高溫下進(jìn)行，不能在月球上自發(fā)進(jìn)行，選項B錯誤；能夠用來工業(yè)探傷的是射線，并非高速中子流，選項C錯誤；由質(zhì)能方程可知，該反應(yīng)釋放的核能E(m1m2m3mn)c2(m1m2m3)c2，選項D正確。8ABD 解析 核反應(yīng)方程為pAlSi*，選項A正確；核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動量守恒、能量守恒，選項B正確、C錯誤；由動量守恒定律得0m1v1m2v2，即0110728v2，解得v20.036107m/s3.6105m/s，選項D正確。9 解析 4克的氘核和6克的氚核的摩爾數(shù)都是2，因此原子核數(shù)均為2NA，由于一個氘核和一個氚核結(jié)合成氦時，釋放的核能為E，故釋放總能量為E2NAE，而Emc2，。10（1）混凝土（2）D解析（1）從圖b可以看出，射線和射線穿透能力很強(qiáng)，可以穿透幾毫米厚的鉛板，但不能穿透混凝土。（2）放射性元素的半衰期長，污染性強(qiáng)，應(yīng)深埋地下。11 解析 核反應(yīng)放出的能量E=mc2=(4mp-2me-mHe)c2 設(shè)t時間內(nèi)參與核反應(yīng)的質(zhì)子數(shù)為n，依題意，Pt=nE /4 解得 12（1）粒子(氦原子核He) （2）3106m/s解析（1）靜止的氮核N俘獲一個速度為2.3107m/s的中子生成一個復(fù)核A，復(fù)核A質(zhì)量數(shù)為15，B的質(zhì)量數(shù)是11，則C核的質(zhì)量數(shù)是4。 根據(jù)B、C兩原子核的電荷數(shù)之比為5：2可知C核的電荷數(shù)為2。 所以C為粒子(氦原子核He) 。 （2）設(shè)中子質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為11m，C的質(zhì)量為4m。由動量守恒定律：mv11mvB4mvC，解得vC310