高中物理 第19章 原子核本章测评B 新人教版选修35.doc

第19章 原子核(高考体验)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项正确;全部选对的得6分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.(2015北京理综)下列核反应方程中,属于衰变的是()ahehbthhechendthpae解析:a选项为卢瑟福发现质子的核反应,为人工转变;b选项为衰变;c选项为轻核聚变;d选项为衰变。答案:b2.(2015广东理综)科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量,核反应方程分别为:x+yh+4.9 mev和 he+x+17.6 mev。下列表述正确的有()a.x是中子b.y的质子数是3,中子数是6c.两个核反应都没有质量亏损d.氘和氚的核反应是核聚变反应解析:由he+x,核反应遵循质量数和电荷数守恒,可知x为中子n),故选项a正确;同理由n+yh,可知y为锂核li),所以y的质子数为3,中子数为6-3=3,故选项b错误;两个核反应都释放核能,所以两个核反应都存在质量亏损,故选项c错误;氘核和氚核的核反应是两个质量数较小的核结合成质量大的核,核反应为核聚变反应,故选项d正确。答案:ad3.(2015重庆理综)右图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是()a.a、b为粒子的径迹b.a、b为粒子的径迹c.c、d为粒子的径迹d.c、d为粒子的径迹解析:带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而发生偏转,根据左手定则可知,曲线a、b为带正电的粒子的径迹,曲线c、d为带负电的粒子的径迹,选项d正确。答案:d4.导学号97280127(2015安徽理综)图示是粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,m、n、p、q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的粒子在各点处的加速度方向正确的是() a.m点b.n点c.p点d.q点解析:粒子在某点时的加速度方向,应沿该点和重金属原子核所在位置的连线,且指向轨迹的内侧,选项c正确。答案:c5.(2015福建理综)下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是()a.射线是高速运动的电子流b.氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子动能增大c.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变dbi的半衰期是5天,100克bi经过10天后还剩下50克解析:射线是不带电的电磁波,选项a错误;氢原子辐射光子后,绕核运动的电子的轨道半径变小,由库仑引力提供向心力得=m,可得mv2=,所以r变小后电子的动能增大,选项b正确;太阳辐射能量主要来源于太阳中发生的氢核聚变,选项c错误;由m=m0(可知,经过两个半衰期后应该剩下,即25克,选项d错误。答案:b6.(2014课标全国)在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是()a.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值b.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核c.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(po)和镭(ra)两种新元素d.卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子e.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷解析:密立根通过油滴实验测得了电子的电荷量,选项a正确;贝克勒尔发现了天然放射现象,表明原子核具有复杂结构,选项b错误;居里夫妇发现了钋(po)和镭(ra)两种元素,选项c正确;卢瑟福的粒子散射实验说明原子中存在原子核,选项d错误;汤姆逊发现阴极射线,并测出了组成阴极射线粒子的比荷,选项e正确。答案:ace7.(2014课标全国)关于天然放射性,下列说法正确的是()a.所有元素都可能发生衰变b.放射性元素的半衰期与外界的温度无关c.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性d.、和三种射线中,射线的穿透能力最强e.一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线解析:只有放射性元素才能发生衰变,a项错误;半衰期由原子核的内部自身的因素决定,与原子核所处的化学状态和外部条件无关,b、c两项正确;射线的穿透力最强,d项正确;原子核衰变时,不能同时放出、射线,e项错误。答案:bcd8.(2015山东理综)14c发生放射性衰变成为14n,半衰期约5 700年。已知植物存活期间,其体内14c与12c的比例不变;生命活动结束后,14c的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中14c的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是()a.该古木的年代距今约5 700年b.12c、13c、14c具有相同的中子数c.14c衰变为14n的过程中放出射线d.增加样品测量环境的压强将加速14c的衰变解析:因古木样品中14c的比例正好是现代植物所制样品的二分之一,则可知经过的时间为一个半衰期,即该古木的年代距今约为5 700年,a项正确;12c、13c、14c具有相同的质子数,由于质量数不同,故中子数不同,b项错误;根据核反应方程可知,14c衰变为14n的过程中放出电子,即发出射线,c项正确;外界环境不影响放射性元素的半衰期,d项错误。答案:ac二、填空题(本题共2小题,共16分。把答案填在题中的横线上)9.导学号97280128(8分)(2013山东理综)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108 k时,可以发生“氦燃烧”。(1)完成“氦燃烧”的核反应方程he+be+。(2be是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.610-16 s。一定质量的be,经7.810-16 s后所剩be占开始时的。解析:(1)根据电荷数守恒和质量数守恒可知参加核反应的原子核质量数为4,电荷数为2。(2)7.810-16 s为3个半衰期剩余be占原来的()3=。答案:(1he(2)或12.5%10.(8分)(2015江苏高考)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电,u是核电站常用的核燃料。u 受一个中子轰击后裂变成ba和kr两部分,并产生个中子。要使链式反应发生,裂变物质的体积要(选填“大于”或“小于”)它的临界体积。解析:组成粒子的核子与粒子的质量差m=(2mp+2mn)-m结合能e=mc2代入数据得e=4.310-12 j。答案:3大于三、解答题(本题共3小题,共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.(8分)(2015江苏高考)取质子的质量mp=1.672 610-27 kg,中子的质量mn=1.674 910-27 kg,粒子的质量m=6.646 710-27 kg,光速c=3.0108 m/s。请计算粒子的结合能。(计算结果保留两位有效数字)解析:组成粒子的核子与粒子的质量差m=(2mp+2mn)-m结合能e=mc2代入数据得e=4.310-12 j。答案:4.310-12 j12.(13分)一个静止的氮核n俘获了一个速度为2.3107 m/s 的中子生成一个复核a,a又衰变成b、c两个新核,设b、c的速度方向与中子方向相同,b的质量是中子的11倍,速度是106 m/s,b、c在同一磁场中做圆周运动的半径之比rbrc=1130。(1)求c核的速度大小;(2)根据计算判断c核是什么;(3)写出核反应方程。解析:氮核吸收了一个中子变成复核不稳定,发生衰变,整个过程中,中子、氮核以及两个新核组成的系统,在反应过程前后都不受外界的干扰,所以整个系统在俘获与衰变过程中动量均守恒,利用这一点,可求出c核的速度,然后根据粒子在磁场中的运动情况就可以判断出新核的种类,写出核反应方程。氮核俘获中子到衰变成b、c两个新核的过程中动量守恒mnvn=mbvb+mcvc根据衰变规律,可知c核的质量数为14+1-11=4由此解得vc=3106 m/s再由带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动的知识r=可得qb+qc=7将联立可得qc=2,而mc=4,则c核是氦原子核,核反应方程式是he。答案:(1)3106 m/s(2)氦原子核(3n+nhe13.导学号97280129(15分)如图所示,有界的匀强磁场磁感应强度为b=0.05 t,磁场方向垂直于纸面向里,mn是磁场的左边界。在磁场中a处放一个放射源,内装 ra放出某种射线后衰变成rn。(1)写出上述衰变方程。(2)若a处距磁场边界mn的距离oa=1.0 m时,放在mn左侧边缘的粒子接收器收到垂直于边界mn方向射出的质量较小的粒子,此时接收器距过oa的直线1.0 m。求一个静止ra核衰变过程中释放的核能有多少?(取1 u=1.610-27 kg,e=1.610-19 c,结果保留