高中物理 第19章 原子核本章测评A 新人教版选修35.doc

第19章 原子核(基础过关)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。第15题为单选题,第68题为多选题。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.下列关于原子和原子核的说法正确的是()a.衰变现象说明:电子是原子核的组成部分b.玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化c.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短d.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析:原子核是由质子和中子组成,衰变是核内中子转变成为质子同时生成电子,即粒子,故a错;半衰期由原子核本身决定,与外界环境因素无关,c错;比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢固,d错;玻尔提出的氢原子能级不连续就是原子能量量子化,b对。答案:b2.导学号97280124正电子发射计算机断层显像(pet)的基本原理是将放射性同位素o注入人体,参与人体的代谢过程o在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像,则根据pet原理判断下列表述不正确的是()ao在人体内衰变方程是eb.正、负电子湮灭方程是e2c.在pet中o主要用途是作为示踪原子d.在pet中o主要用途是参与人体的新陈代谢解析:由题意知a、b正确,显像的原理是采集光子,即注入人体内的o衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为光子,因此o主要用途是作为示踪原子,故c对,d错。答案:d3.卢瑟福用粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为heh。已知氮核质量为mn=14.007 53 u,氧核的质量为mo=17.004 54 u,氦核质量mhe=4.003 87 u,质子(氢核)质量为mp=1.008 15 u,(u为质量单位,已知1 u=)对于这一核反应,下列说法正确的是()a.放出热量0.001 29 mevb.吸收热量0.001 29 mevc.放出热量1.20 mevd.吸收热量1.20 mev解析:质量亏损m=mn+mhe-mo-mp=-0.001 29 u,由质能方程得e=mc2=-1.20 mev,故这一核反应是吸收能量的反应,吸收的能量为1.20 mev,d项正确。答案:d4.下列关于放射性现象的说法中,正确的是()a.原子核发生衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了4b.原子核发生衰变时,生成核与粒子的总质量等于原来的原子核的质量c.原子核发生衰变时,生成核的质量数比原来的原子核的质量数多1d.单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的解析:原子核发生衰变时,生成的核与原来的原子核相比,中子数减少了2,a错误;生成的核与粒子的总质量小于原来的原子核的质量,b错误;原子核发生衰变时,生成核的质量数与原来的原子核的质量数相同,c错误;放射性元素的半衰期由原子核的内部因素决定,跟元素的化学状态无关,所以单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的,d正确。答案:d5.加拿大萨德伯里中微子观察站的研究,揭示了中微子失踪之谜,即观察到的中微子数目比理论值少,是因为部分中微子在运动过程中(速度很大)转化为一个子和一个子。对上述转化过程有以下说法,其中正确的是()a.牛顿运动定律依然适用b.动量守恒定律不再适用c.若发现子和中微子的运动方向一致,则子的运动方向也可能与中微子的运动方向一致d.若发现子和中微子的运动方向相反,则子的运动方向也可能与中微子的运动方向相反解析:牛顿运动定律仅仅适用宏观低速的物体,不适用微观高速的中微子;动量守恒定律适用任何情况,若发现子和中微子的运动方向一致,由动量守恒定律可知子的运动方向也可能与中微子的运动方向一致;若子和中微子的运动方向相反,则子的运动方向一定与中微子的运动方向相同。故c正确。答案:c6.2013年12月中旬,中国自行研制的“玉兔”号月球车,在38万千米之外的月球表面闲庭信步。月球的表面长期受到宇宙射线的照射,使得“月壤”中的he含量十分丰富,科学家认为he是发生核聚变的极好原料,将来he也许是人类重要的能源,所以探测月球意义十分重大。关于he,下列说法正确的是()a.he的原子核内有三个中子、两个质子bhe的原子核内有一个中子、两个质子che发生核聚变,放出能量,一定会发生质量亏损dhe原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起解析he是氦元素的一种同位素,质量数是3,电荷数是2,原子核内有两个质子、一个中子,所以a错误,b正确;发生核聚变放出能量就会有质量亏损,c正确;原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的,而不是靠万有引力紧密结合在一起,d错误。答案:bc7.朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目,其焦点问题就是朝鲜生产供研制核武器用的钚239pu),这种pu可由铀239u)经过衰变而产生。则下列判断中正确的是()apu与u的核内具有相同的中子数bpu与u的核内具有相同的核子数cu经过1次衰变产生pudu经过2次衰变产生pu解析pu的核子数是239,中子数为239-94=145,而u的核子数是239,中子数为239-92=147,所以 pu 与u的核内具有相同的核子数,不同的中子数,选项a错误,b正确u经过1次衰变,生成的新核的质子数为90,所以产生物不是pu,选项c错误;根据质量数守恒和电荷数守恒可判断出u经过2次衰变后产生的新核是pu,选项d正确。答案:bd8.原来静止的原子核x,质量为m1,处在区域足够大的匀强磁场中,经衰变成质量为m2的原子核y,粒子的质量为m3,已测得粒子的速率垂直于磁场b,且动能为e0。假定原子核x衰变时释放的核能全部转化为动能,则下列四个结论中,正确的是()a.核y与粒子在磁场中运动的周期之比为b.核y与粒子在磁场中运动的半径之比为c.此衰变过程中的质量亏损为m1-m2-m3d.此衰变过程中释放的核能为解析:原子核发生衰变时核子质量数减小4而核电荷数减小2,由题意知x核原先静止,则衰变后粒子和反冲核y的动量大小相等,由r=知ryr=qqy=2(z-2),故b项正确;而周期之比由t=知tyt=,故a项错误;该过程质量亏损m=m1-(m2+m3),故c项正确;由ek=知,y核的动能eky=,则释放的核能e=ek+eky=,故d项正确。答案:bcd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97280125(8分)放射性元素po衰变为pb,此衰变过程的核反应方程是;用此衰变过程中发出的射线轰击f,可得到质量数为22的氖(ne)元素和另一种粒子,此核反应过程的方程是。解析:根据核反应中的质量数、电荷数守恒规律,可以求出新生射线为he,另一粒子为h。方程式中一定要使用箭头,不能用等号。答案popbheheneh10.(8分)碘131核不稳定,会发生衰变,其半衰期为8天。经过天有75%的碘131核发生了衰变。解析:根据m=m0(得0.25m0=m0(,解得t=16天。答案:16三、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.(10分)静止的氮核n被速度为v0的中子n击中生成碳核c和另一种原子核甲,已知c与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向一致,碰后c核与甲核的动量之比为21。(1)写出核反应方程式;(2)求c与甲核的速度大小。解析:(1h。(2)设中子质量为m0c核质量为mc、速度为vc,甲核质量为m甲、速度为v甲,由动量守恒得m0v0=mcvc+m甲v甲,即m0v0=12m0vc+3m0v甲,又因为c与甲核动量比为21,即mcvc=2m甲v甲,12m0vc=23m0v甲,联立求得vc=,v甲=。答案:(1h(2)12.导学号97280126(12分)如图甲所示,静止在匀强磁场中的li核俘获一个速度为v0=7.7104 m/s的中子而发生核反应,即 he,若已知he的速度v2=2.0104 m/s,其方向与反应前中子速度方向相同,试求:(1)h的速度大小和方向。(2)在图乙中,已画出并标明两粒子的运动轨迹,请计算出轨道半径之比。(3)当he旋转三周时,粒子h旋转几周?解析:(1li核俘获n的过程中,系统动量守恒mnv0=mhv1+mhev2,所以v1=,代入数据mn=1 u,mhe=4 u,mh=3 u,得v1=-1.0103 m/s,负号表示跟v0的方向相反。(2h和he在磁场中的半径之比为rhrhe=,代入数据得rhrhe=340。(3h和he的周期之比为ththe=,代入数据得ththe=32,所以它们的转动周期数之比为23,当粒子转动3周时,粒子h转动2周。答案:(1)1.0103 m/s方向与v0相反(2)340(3)2周13.(14分)钚的放射性同位素pu静止时衰变为铀核激发态u*和粒子,而铀核激发态u*立即衰变为u,并放出能量为0.097 mev的光子。已知pu、u 和粒子的质量分别为mpu=239.052 1 u、mu=235.043 9 u 和m=4.002 6 u。u为质量单位,1 u=。(1)写出衰变方程。(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略,求粒子的动能。解析:(1)衰变方程为puu*+u*u+,或合起来有 u+。(2)上述衰变过程的质量亏损m=mpu-mu-