06年上學期高三同步測控優(yōu)化訓練物理：原子核A卷(附答案)

其次十二章原子核●學問網(wǎng)絡湯姆生原子模型湯姆生原子模型粒子散射試驗原子物理盧瑟福核式構造核式構造學說大小原子核質(zhì)子組成三種射線本質(zhì)及特性中子自然放射現(xiàn)象衰變及其方程半衰期人工轉(zhuǎn)變原子核放射性同位素及應用核反響質(zhì)量虧損質(zhì)能方程Emc2ΔE＝Δmc2鏈式反響重核裂變核能利用 核反響堆核電站熱核反響輕核聚變可控熱核反響媒介子:是傳遞各種相互作用的粒子，如光子、膠子粒子輕子:是不參與強相互作用的粒子，如電子、子、子等強子:是參與強相互作用的粒子，如質(zhì)子、中子、介子、超子等強子是由更根本的6種夸克組成的●范題精講高考對本單元學問點的考察根本都有所涉及，但以考察原子的核式構造、平衡、完成核反響方程、利用質(zhì)量虧損計算釋放的核能為重點.值得留意的是，近幾年高考加強了對根本粒子的考察.如2023年全國卷、天津卷考察了夸克；2023年全國理綜考察了－介子、π－介子、π0介子；2023年天津卷、廣東卷考察了夸克，江蘇卷考察了中微子.21】中子內(nèi)有一電荷量為+3

1e的上夸克和兩個電荷量為－3

e的下夸克，一簡潔r1所示.2給出的四幅圖中，能正確表示出各夸克所受靜電作用力是+2+2e3r120o 120o1e3rr-311+2e+2e3F1+2e3F1F2F31e3-13+2e3F11e3-13+2e3F1F2F-1e3-1e3-1e3F2

F1F3-1e 3

3e - eF F2 3A BC D2解析：由題意知，三個夸克分別位于等邊三角形的三個頂點，設邊長〔即夸克之間的距離〕l.依據(jù)庫侖定律，左下角的下夸克和右下角的下夸克對上方的上夸克的靜電引力大F=k2e2

F

e2=Fcos60°=k

,這兩個水平分力彼9l2

水平 9l2此平衡，故兩個下夸克對上夸克的靜電引力的合力豎直向下，大小為：++2e3l13e60o-31F =2Fsin60°=k2 3e2F豎直 9l2 1

e標的都對.左下角的下夸克受到的上方的上夸克的靜電引力是F=k2e29l2

,它在水平方向上的分F

=Fcos60°=k水平

e2

，方向水平向右；右下角的下夸克對它的靜電斥力是F 斥力

e2

,方向水平向左，F(xiàn)

F斥力

彼此平衡，故左下角的下夸克受到的另外兩個夸克的靜電力的合力豎直向上，大小是F =Fsin60°=k 3e2,如B圖的F9l2

同理，右下角的下夸克受到的上方的上夸克的靜電引力與左下角的下夸克的靜電BF所示.B正確.32】在其他能源中，核能具有能量密度大、地區(qū)適應性強的優(yōu)勢.在核電站中，核反響堆釋放的核能被轉(zhuǎn)化為電能.核反響堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反響，釋放出大量核能.235U+n141Ba92Kr+aX是反響堆中發(fā)生的很多核反響中的一種，92 56 36n為中子，X為待求粒子，a為X的個數(shù)，則X為 ，a= .以m、m 、m 分別U Ba Kr235U、141Ba92Kr的質(zhì)量.m、m分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播92 56 36 n p的速度，則在上述反響過程中放出的核能ΔE= .有一座發(fā)電力量為P=1.00×106kW的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=40%.假定反響堆中發(fā)生的裂變反響全是此題〔1〕中的核反響，每次核反響過程放出的核能ΔE=2.78×10－11J,235U的質(zhì)量m=390×1027kg.1年=3.15×17s消耗的235U的質(zhì)量.

92 U 921〕由電荷數(shù)守恒易判定X的電荷數(shù)為0，這說明X即為中子.據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒有235+1=141+92+a,a=3反響中的質(zhì)量虧損Δm=mU

－(m +mBa

+2m)n據(jù)質(zhì)能方程得ΔE=Δmc2=［mU

－(m +mBa

+2mn

)］c2〔2〕1年內(nèi)輸出的電能W=PtW PtW = 總 W因ΔE=2.78×10－11J，則核反響數(shù)=總E235U的質(zhì)量為92m=n·mU

Pt=

m=110.477kg.U●試題詳解高中同步測控優(yōu)化訓練〔九〕其次十二章原子核〔A卷〕說明：本試卷分為第Ⅰ、Ⅱ卷兩局部，請將第一卷選擇題的答案填入題后括號內(nèi)，第Ⅱ卷可在各題后直接作答.10090分鐘.第一卷〔選擇題共40分〕10440分.在每題給出的四個選項中，只有一個選項是符合題目要求的，請把它填在括號內(nèi).以下說法中不正確的選項是瑪麗·居里首先提出了原子的核式構造學說盧瑟福通過α粒子散射試驗，提出了原子的核式構造學說查德威克在原子核人工轉(zhuǎn)變的試驗中覺察了中子D.愛因斯坦為解釋光電效應的試驗規(guī)律提出了光子說解析：此題考察物理學史.由物理學史知，湯姆生覺察了電子，盧瑟福通過α粒子散射.BCD正確，A錯.答案：A原子彈和氫彈各是依據(jù)什么原理制造的A.都是依據(jù)重核的裂變B.都是依據(jù)輕核的聚變C.原子彈是依據(jù)輕核聚變，氫彈是依據(jù)重核裂變D.原子彈是依據(jù)重核裂變，氫彈是依據(jù)輕核聚變解析：此題考察原子彈和氫彈的制造原理.原子彈是依據(jù)重核裂變原理制造的，氫彈是依據(jù)輕核聚變原理制造的.D.答案：D從原子核中能放出α、β、γ射線，關于原子核的組成，以下說法中正確的選項是原子核中，有質(zhì)子、中子，還有α粒子B.原子核中，有質(zhì)子、中子，還有β粒子C.原子核中，有質(zhì)子、中子，還有γ粒子D.原子核中，只有質(zhì)子和中子解析：此題考察原子核的組成.原子核內(nèi)只有質(zhì)子和中子.原子核放出的α粒子是核內(nèi)兩個質(zhì)子和兩個中子結合形成βα衰變或β衰變時處于激發(fā)態(tài)，向低能級躍遷時，將多余的能量以γ光子的形式輻射出.D正確.答案：D關于α、β、γ三種射線，以下說法中正確的選項是α射線是原子核自發(fā)放射的氦核，它的穿透力量最強β射線是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透力量γ射線一般是伴隨著α或β射線產(chǎn)生的，它的穿透力量最強γ射線是電磁波，它的穿透力量最弱解析：此題考察三種射線的本質(zhì)及特點.α1/10的氦核流，由原子核中的兩個質(zhì)子和兩個中子組成，穿透本領很弱，電離作用很強，故A錯；β射線是速度接近光速的電子流，其實質(zhì)是原子核中的一個中子變?yōu)橘|(zhì)子，同時放出一個電子，貫穿本領很強，電離作用較弱，所以B錯；γ射線是波長極短的電磁波，貫穿本領最強，電離作用很弱.對于同一個原子核，不行能同時發(fā)生α衰變和β衰變.放射性元素同時發(fā)出三種射線，是不同原子核同時衰變的結果.γ射線總是伴隨著α射線或β射線而產(chǎn)生的，CD錯.答案：Cu夸克和d夸克的兩類夸克組成的，u夸克2e，d夸克帶電荷量為1e，e為元電荷.以下論斷中可能正確的選項是3 31u1d1u2d夸克組成2u1d1u2個d夸克組成1u2d2u1個d夸克組成2u1d1u1d夸克組成解析：此題考察粒子的組成.質(zhì)子1H帶電荷量為221

e+(－13

e)=e，中子1n帶電荷量02e+2×(13 答案：B

e)=0B.用中子轟擊氧原子核的核反響方程式為16O1naN0X.對式中X、a、b的推斷8 0 7 b正確的選項是A.X代表中子，a=17,b=1B.X代表電子，a=17,b=－1C.X代表正電子,a=17,b=1D.X代表質(zhì)子，a=17,b=1解析：此題考察核反響方程.由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，得16+1=a 8=7+b得a=17 b=1XC.答案：C.對人體疾病爭論時所用的示蹤原子應中選用半衰期長的放射性同位素 B.半衰期短的放射性同位素C.放射性強的自然放射性元素 D.不發(fā)生衰變的同位素解析：此題考察放射性的應用.由于過量的放射性對人體有害，所以對人體疾病進展研素.至于選擇半衰期長的放射性同位素還是選擇半衰期短的放射性同位素，那確定是選擇半放射性輻射的困擾.B.答案：B232Th6次α4次β衰變后變成鉛核，則90A.鉛核的符號為208Pb232Th8個中子8290B.鉛核的符號為204Pb232Th16個中子7890C.鉛核的符號為208Pb232Th16個中子8290D.鉛核的符號為220Pb232Th12個中子7890解析：此題考察核反響方程.據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知鉛核的電荷數(shù)是82，質(zhì)量208232Th208Pb+64He+40e90232－90=142208－82=126

82 2 1142－126=16.故C對.答案：C9.1999486Kr(氪)離子3620882

Pb(鉛)，釋放出一個中子后，生成了一個核.關于核的推斷正確的選項是A.其質(zhì)子數(shù)為122 B.其質(zhì)量數(shù)為294C.其原子序數(shù)為118 D.其中子數(shù)為90解析：此題考察核反響方程及原子核的組成.核反響方程為208Pb+86Kr→1n+293X82 36 0 118293118293－118=175.C.答案：C美國科研人員正在研制一種型鎳銅長效電池，它是承受半衰期長達100年的放射63(63Ni)63發(fā)生β衰變時釋放電2863和銅片作電池兩極，外接負載為負載供給電能.下面有關該電池的說法正確的選項是6363Ni→0e63Cu28 1 276363Ni→0e64Cu28 1 2963的電勢比銅片高該電池內(nèi)電流方向是從鎳到銅片解析：此題考察β衰變和電流方向.63Ni63Ni→0e64CuAB錯.28 28 1 29C對D錯.C.答案：C第二卷(非選擇題共60分)5420分.把答案填在題中的橫線上.acb如下圖為云室內(nèi)用α粒子轟擊氮核生成一個核放出一個質(zhì)子的圖.則發(fā)生核反響前α粒子的徑跡是 ，核反響后生成的核是 ，核的徑跡是 跡是 ，核反響方程是acb解析：此題考察α粒子轟擊氮核生成一個氧核放出一個質(zhì)子的試驗.b是核反響前α粒子的徑跡；a是核反響后生成的核的徑跡，核是氧核；c是質(zhì)子的徑跡.4He14N17O1H.2 7 8 1答案：b 氧核a c

→17O+1H2 7 8 1完成以下核反響方程，并說明反響類型.

Po+ .屬 86 84→ +1n.屬 1 1 0C：27Al+1n→ +1H.屬 13 0 1D：235U+1n→139

Xe+95Sr+ .屬 92 0 54 38解析：此題考察核反響方程.據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒知：

Po4He.屬α衰變86 84 2B3H2H4He1n.屬輕核聚變1 1 2 0C27Al1n27Mg1H.屬人工轉(zhuǎn)變13 0 12 1D：235U+1n→139

Xe95Sr21n.屬重核裂變92 0 54 38 0：A：4He α衰變2輕核聚變2C27Mg 人工轉(zhuǎn)變12D21n 重核裂變013.195660Co放射源27進展了試驗驗證.次年李、楊兩人為此獲得諾貝爾物理獎 .

60Co的衰變方程是27

60Co→27ANi+Z

0e+1

,其中e

是反中微子，它的電荷量為零，靜止質(zhì)量可以認為是零.

60Co的核外27電子數(shù)為 在上述衰變方程中衰變產(chǎn)物ANi的質(zhì)量數(shù)是 核電荷數(shù)是 .Z60Co2727ANiA=60ZANiZ=27+1=28.Z答案：27 60 28一個鋰核(7Li)受到一個質(zhì)子的轟擊，變成兩個α粒子.氫原子的質(zhì)量是1.67363×10-27kg，鋰原子的質(zhì)量是11.6505×10-27kg，氦原子的質(zhì)量是6.6466×10-27kg，上述核反響的方程是 ，釋放出的能量是 J.(保存三位有效數(shù)字)解析：此題考察核反響方程及質(zhì)能方程7Li+1H→24He3 1 2ΔE=Δmc2=2.78×10-12J.答案：7Li+1H→24He 2.78×10-123 1 2一瓶無害放射性同位素溶液，其半衰期為2天，測得每分鐘衰變6×107次.今將這瓶溶液倒入一水庫中，8天后認為溶液已均勻分布在水庫中，取1m3測得每分鐘衰變20次，則該水庫蓄水量為 m3.解析：此題考察放射性同位素的應用.n=8=428天后每分鐘放射次數(shù)為N=(12

)4N=0

1×6×107=316 8

×107則水庫蓄水量為3107V=N 8 m3=1.875×105m3.N 201答案：1.875×105440分.解同意寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最終答案的不能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位.16.(8分)有一種中子星，它的質(zhì)量和密度格外大，在強大的自身引力作用下，全部的原.設原子核的數(shù)量級為10-14m估算中子星的密度是地球密度的多少倍？解析：設地球是由原子構成的，原子的數(shù)量級為10-10m，可認為原子的密度ρ 為地球1密度，原子核的密度ρ

為中子星的密度，則22 1

10)3)3

1012.答案：101217.(8分)238U4.5×1092kg238U.求：45238U?假設發(fā)生衰變的鈾都變成了206Pb，礦石中含有多少鉛？這時鈾、鉛的質(zhì)量之比是多少？解析：(1)45億年是238U的半衰期，這樣還剩238U為1kg. (3分)(2)1kg的238U衰變?yōu)?06Pb，則鉛的質(zhì)量為206238

×1kg=0.866kg. (3分)(3)1∶0.866答案：(1)1kg (2)0.866kg (3)1∶0.866

(2分)18.(12分)已經(jīng)證明質(zhì)子、中子都是由稱為上夸克和下夸克的兩種夸克組成的，上夸克2e13

e,e為電子所帶電荷量的大小.假設質(zhì)子是由三個夸l,l=1.5×10-15m.試計算質(zhì)子內(nèi)相