高中物理 第四章 原子核過關(guān)檢測 粵教3-5

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGEPAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第四章原子核過關(guān)檢測（時(shí)間:45分鐘滿分:100分）一、選擇題(本題共8小題，每小題6分,共48分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分）1。由原子核的衰變規(guī)律可知（)A。放射性元素一次衰變可同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線B.放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)，新核的化學(xué)性質(zhì)不變C.放射性元素發(fā)生衰變的快慢不可人為控制D。放射性元素發(fā)生正電子衰變時(shí)，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1答案C解析一次衰變不可能同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線，只可能同時(shí)產(chǎn)生α射線和γ射線或β射線和γ射線；原子核發(fā)生衰變后,新核的核電荷數(shù)發(fā)生了變化，故新核（新的物質(zhì))的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)發(fā)生改變；發(fā)生正電子衰變,新核質(zhì)量數(shù)不變,核電荷數(shù)減小1.2.14C是一種半衰期為5730年的放射性同位素。若考古工作者探測到某古木中14C的含量為原來的A.22920年 B。11460年C.5730年 D。2856年答案B解析放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需時(shí)間為一個(gè)半衰期，14C的含量為原來的14，經(jīng)過了兩個(gè)半衰期，故t=2×5730=3.鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng):92235U+01n→a+b+A.54140Xe+3693Kr BC.56141Ba+3893Sr D答案D解析根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)守恒可知，a+b的質(zhì)量數(shù)應(yīng)為235+1—2=234,質(zhì)子數(shù)應(yīng)為92,A項(xiàng)中的質(zhì)量數(shù)為140+93=233,B項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)是141+92=233,C項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為141+93=234,質(zhì)子數(shù)為56+38=94,D項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)為140+94=234,質(zhì)子數(shù)為54+38=92，綜上可知,選項(xiàng)D正確.4。用α粒子照射充氮的云室,攝得如圖所示的照片，下列說法中正確的是() (導(dǎo)學(xué)號(hào)51160217）A。A是α粒子的徑跡，B是質(zhì)子的徑跡,C是新核的徑跡B.B是α粒子的徑跡,A是質(zhì)子的徑跡,C是新核的徑跡C.C是α粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡D.B是α粒子的徑跡,C是質(zhì)子的徑跡,A是新核的徑跡答案D解析α粒子轟擊氮核產(chǎn)生一個(gè)新核并放出質(zhì)子,入射的是α粒子,所以B是α粒子的徑跡;產(chǎn)生的新核質(zhì)量大、電離作用強(qiáng)，所以徑跡粗而短，故A是新核徑跡;質(zhì)子電離作用弱一些，貫穿作用強(qiáng)，所以細(xì)而長的徑跡是質(zhì)子的徑跡,所以選項(xiàng)D正確.5。某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為

11H+方程中Q1、Q2表示釋放的能量,相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表:原子核

1

2

2

6

7

7質(zhì)量/u1。00783。01604.002612.000013。005715。0001以下推斷正確的是(）A.X是

23He，Q2>QB。X是

24He,Q2C.X是

23He,Q2<QD。X是

24He，Q2答案B解析由核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知：X是

24He，排除A、C選項(xiàng)；前一核反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損Δm1=（1。0078+12.0000-13.0057)u=0。0021u，而后一核反應(yīng)的質(zhì)量虧損Δm2=（1。0078+15。0001-12。0000-4.0026)u=0。0053u,Δm2>Δm1，故Q2〉Q1，D錯(cuò)誤,B正確。6.月球土壤里大量存在著一種叫做“氦3(23He）”的化學(xué)元素，這是熱核聚變的重要原料。科學(xué)家初步估計(jì)月球上至少有100萬噸氦3，如果相關(guān)技術(shù)開發(fā)成功，將可為地球帶來取之不盡的能源.關(guān)于“氦3(2A。核反應(yīng)方程為

23He+12HB。核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于反應(yīng)物質(zhì)量C.氦3(23He）一個(gè)核子的結(jié)合能大于氦4D.氦3(2答案AD解析根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得核反應(yīng)方程為

23He+12HHe+11H,A對(duì)；根據(jù)比結(jié)合能曲線可知氦37?！败壍离娮臃@"是放射性同位素衰變的一種形式,即原子核俘獲一個(gè)核外電子,核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶樱雍怂プ兂梢粋€(gè)新核，并且放出一個(gè)中微子（其質(zhì)量小于電子質(zhì)量且不帶電）.若一個(gè)靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲"（電子的初動(dòng)量可不計(jì)）,則（）A.生成的新核與衰變前的原子核質(zhì)量數(shù)相同B。生成新核的電荷數(shù)增加C。生成的新核與衰變前的原子核互為同位素D。生成的新核與中微子的動(dòng)量大小相等答案AD解析發(fā)生“軌道電子俘獲”時(shí)，一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶?，質(zhì)子與中子的總量不變，所以發(fā)生“軌道電子俘獲”后新核與原核質(zhì)量數(shù)相同，選項(xiàng)A正確；新核質(zhì)子數(shù)減少,故核電荷數(shù)減少,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；新核與原核質(zhì)子數(shù)不同,不能稱它們互為同位素，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;以靜止原子核及被俘獲電子為系統(tǒng),系統(tǒng)動(dòng)量守恒，系統(tǒng)初動(dòng)量為零,所以生成的新核與中微子的動(dòng)量大小相等，方向相反，選項(xiàng)D正確.8。下列所述正確的是（)A。強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子B。輕子是不參與強(qiáng)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—答案ABD解析目前發(fā)現(xiàn)的輕子只有6種，分別是電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子中微子，C是錯(cuò)誤的.A、B、D正確.二、非選擇題（共4小題,共52分）9.(10分）恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應(yīng)，當(dāng)溫度達(dá)到108K時(shí)，可以發(fā)生“氦燃燒”. (導(dǎo)學(xué)號(hào)51160219)（1)完成“氦燃燒"的核反應(yīng)方程:24He+→

48(2）

48Be是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.6×10—16s。一定質(zhì)量的

48Be，經(jīng)7.8×10-16s后所剩答案(1)24He或α(2）18解析（1)24He(2）7。8×10—16s為3個(gè)半衰期剩余

48Be占原來的（12)310。（10分）一個(gè)中子與某原子核發(fā)生核反應(yīng)，生成一個(gè)氘核，其核反應(yīng)方程式為。該反應(yīng)放出的能量為Q,則氘核的比結(jié)合能為.

答案

01n解析設(shè)某原子核的質(zhì)量數(shù)為x，核電荷數(shù)為y，根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)均守恒可得x+1=2,0+y=1,聯(lián)立兩式解得x=1,y=1，該原子核為質(zhì)子，核反應(yīng)方程式為

01n+11H→111。（16分）已知鈾235的質(zhì)量為235.0439u,鋇141的質(zhì)量為140。9139u，氪92的質(zhì)量為91。8973u,每個(gè)中子質(zhì)量為1。0087u,1kg鈾235發(fā)生

92235U+01n

56141Ba+3692答案2。84×103t解析質(zhì)量虧損為Δm=（mU+mn)-（mBa+mKr+3mn)=236。0526u-235。8373u=0。2153u.釋放的能量ΔE=Δmc2≈201MeV.1kg鈾235含有的鈾原子核數(shù)目為N=1000235×6.02×1023≈2.56×101kg鈾完全反應(yīng)釋放的總能量為E總=N·ΔE=2。56×1024×201×106×1。60×10—19J≈8.23×1013J。1t煤完全燃燒釋放的能量為E=1000×2。9×107J=2.9×1010J,故1kg鈾完全反應(yīng)相當(dāng)于這樣的煤完全燃燒的質(zhì)量為n=E總E=2.84×103t12.（16分)中子的發(fā)現(xiàn)是守恒定律在核反應(yīng)過程中的重要應(yīng)用,1930年發(fā)現(xiàn)用釙放出的α射線轟擊Be核時(shí)產(chǎn)生一種射線，其貫穿能力極強(qiáng),能穿透幾厘米厚的鋁板，當(dāng)時(shí)著名物理學(xué)家居里夫人也不知道這是一種什么射線。1932年,英國青年物理學(xué)家查德威克用這種射線分別轟擊氫原子和氮原子，結(jié)果打出了一些氫核和氮核。若未知射線均與靜止的氫核和氮核正碰，測出被打出的氫核最大速度為vH=3.5×107m/s，被打出的氮核的最大速度vN=4。7×106m/s，假定正碰時(shí)無能量損失，設(shè)未知射線中粒子的質(zhì)量為m,初速為（1）推導(dǎo)出被打出的核的速度v'的表達(dá)式;(2）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出未知射線中粒子的質(zhì)量m與質(zhì)子質(zhì)量之比。（氮核質(zhì)量mN為氫核質(zhì)量mH的14倍)答案(1)2mvm+解析(1)未知射線其實(shí)是中子流，中子與靜止的核正碰過程中應(yīng)遵守兩個(gè)守恒定律,即系統(tǒng)動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒.則據(jù)動(dòng)量守恒有mv=mv″+m'v'(v″為中子的末速度)。據(jù)