赢在课堂高中物理第十九章原子核过关检测新人教版选修35

1、第十九章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共6小题,共48分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确)1.下列说法正确的是()a.射线在电场和磁场中都不会发生偏转b.射线比射线更容易使气体电离c.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变d.核反应堆产生的能量来自轻核聚变答案:a解析:射线是不带电的电磁波,在电场和磁场中都不会偏转,故选项a正确;因为射线比射线的电离能力强,所以选项b错误;太阳辐射的能量来源是轻核聚变,核反应中进行的是核裂变反应,故选项c、d错误。2.为应对能源危机和优化能源结构,提高清洁能源的比重,我国制定了优先选择核能,其次加

2、快发展风电和再生能源的政策,在核电中长期发展规划中要求2020年核电运行装机总容量达到4000万千瓦的水平,请根据所学物理知识,判断下列说法中正确的是()a.核能发电对环境的污染比火力发电要小b.核能发电对环境的污染比火力发电要大c.现有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能d.现有核电站既可以利用重核裂变,又可以利用轻核聚变释放大量的原子能答案:ac解析:目前核电站都用核裂变,其原料是铀,且核裂变在核反应堆中应用的是比较清洁的能源,故a、c正确,b、d错误。3.由下图可得出结论()a.质子和中子的质量之和小于氘核的质量b.质子和中子的质量之和等于氘核的质量c.氘核分解为质子和中子时要吸收能量

3、d.质子和中子结合成氘核时要吸收能量答案:c解析:该反应是吸能反应,所以两个核子质量之和大于氘核的质量。4.下列说法正确的是()ahe是衰变方程bhe+是核聚变反应方程cthhe是核裂变反应方程dhealn是原子核的人工转变方程答案:bd解析:原子核放出粒子是衰变,a项不是衰变,c项是衰变,a、c两项都错误。本题b、d两项正确。5.太阳放出的大量中微子向地球飞来,但实验测定的数目只有理论的三分之一,后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个子和一个子。若在衰变过程中子的速度方向与中微子原来的方向一致,则子的运动方向()a.一定与子同方向b.一定与子反方向c.一定与子在同一直线上d.不一定

4、与子在同一直线上答案:c解析:中微子衰变成子和子,满足动量守恒,子的速度方向与中微子原来的方向一致,子的运动方向必定也在这条直线上,选项c是正确的。6.月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3he)”的化学元素,这是热核聚变的重要原料。科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3,如果相关技术开发成功,将可为地球带来取之不尽的能源。关于“氦3he)”与氘核的聚变,下列说法中正确的是()a.核反应方程为hehhehb.核反应生成物的质量将大于反应物质量c.氦3he)一个核子的结合能大于氦4he)一个核子的结合能d.氦3he)的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量答案:ad解析:根据电荷数守恒和质量数守恒可得

5、核反应方程为hehheh,a对;根据比结合能曲线可知氦3he)一个核子的结合能小于氦4he)一个核子的结合能,所以核反应中释放了能量,质量发生亏损,b、c错,d对。7.“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式,即原子核俘获一个核外电子,核内一个质子变为中子,原子核衰变成一个新核,并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)。若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计),则()a.生成的新核与衰变前的原子核质量数相同b.生成新核的电荷数增加c.生成的新核与衰变前的原子核互为同位素d.生成的新核与中微子的动量大小相等答案:ad解析:发生“轨道电子俘获”时,一个质子变为中子,

6、质子与中子的总量不变,所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量数相同,选项a正确;新核质子数减少,故核电荷数减少,选项b错误;新核与原核质子数不同,不能称它们互为同位素,选项c错误;以静止原子核及被俘获电子为系统,系统动量守恒,系统初动量为零,所以生成的新核与中微子的动量大小相等,方向相反,选项d正确。8.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为n+q1c+x+q2方程中q1、q2表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:原子核hhehecnn质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推断正确的是()a.x是he,q2>

7、;q1b.x是he,q2>q1c.x是he,q2<q1d.x是he,q2<q1答案:b解析:由核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒知:x是he,排除a、c选项;由题知:前一核反应过程的质量亏损m1=(1.0078+12.0000-13.0057)u=0.002 1 u,而后一核反应的质量亏损m2=(1.0078+15.0001-12.0000-4.0026)u=0.005 3 u,m2>m1,故q2>q1,d错误,b正确。二、填空题(每小题10分,共20分,把答案填在相应的横线上或括号内)9.碘131核不稳定,会发生衰变,其半衰期为8天。(1)碘131核的衰变方程

8、i(衰变后的元素用x表示)。 (2)经过天有75%的碘131核发生了衰变。 答案:(1e(2)16解析:(1)衰变过程遵循核电荷数和质量数守恒,有ie。(2)根据半衰期的定义可知,经2个半衰期的时间即16天,共有的碘发生了衰变。10.完成铀核裂变方程u+ srxe+1n,在核反应堆中石墨起的作用,镉棒起的作用。 答案:01n减速剂控制反应速度解析:铀235俘获一个中子即可裂变,石墨起减速剂的作用,镉棒可以吸收中子,可以控制反应速度。三、计算题(每小题16分,共32分)11.回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动了现代科

9、学技术的发展。当今医学影像诊断设备pet/ct堪称“现代医学高科技之冠”,它在医疗诊断中,常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子。碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得,同时还产生另一粒子,试写出核反应方程。若碳11的半衰期为20min,经2.0h剩余碳11的质量占原来的百分之几?(结果取两位有效数字)答案:he1.6%解析:核反应方程为he设碳11原有质量为m0,经过t=2.0h剩余的质量为m,根据半衰期定义有=(=(1.6%。12.天文学家测得银河系中氦的含量约为25%,有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两种:一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,

10、由恒星内部氢核聚变反应生成的。(1)把轻核聚变反应简化为4个氢核h)聚变成氦核he),同时放出两个正电子e)和两个中微子(),请写出氢核聚变反应的方程式,并计算一次反应释放的能量。(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×1017s,每秒钟银河系产生的能量约为1×1037j(即p=1×1037j/s),现假定该能量全部来自于上述轻核聚变反应,试估算银河系中氦的质量(最后结果保留一位有效数字)。(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断。可能用到的数据:银河系质量为m=3×1041kg,原子质量单位1u=1.66×10-27kg,1u相当于1.5×10-10j的能量,电子质量me=0.0005u,氦核质量m=4.0026u,氢核质量mh=1.0078u,中微子()质量为零。答案:(1)4.2×10-12j(2)6×1039kg(3)宇宙诞生后不久产生的解析:(1)核反应方程式:he+e+2其质量亏损为m=4mh-m-2me=0.02811u所以