第十七章 原子核单元评估.doc

第十七章 单元评估 (本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出()A原子的核式结构模型B原子核内有中子存在C电子是原子的组成部分D原子核是由质子和中子组成的【解析】卢瑟福精确统计了向各个方向散射的粒子的数目，提出了原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷与几乎的全部质量都集中在原子核里；带负电的电子在核外的空间运动由此可知，A正确【答案】A2下列判断正确的是()A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B从卢瑟福的粒子散射实验可以估算原子核的大小C按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子总能量增加D入射光的强度越大，发生光电效应的可能性越大【答案】BC3有下列5个核反应方程：对以上核反应分类，列成下表，则分类正确的是()选项衰变裂变聚变ABCD【答案】B4中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量Emc22.2 MeV是氘核的结合能下列说法正确的是()A用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B用能量等于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零【解析】考查结合能的概念及能量守恒定律的简单应用只有静止氘核吸收光子能量大于其结合能时，才能分解为一个质子和一个中子，故A项正确，B项错误；根据能量守恒定律，光子能量大于氘核结合能时，多余的能量以核子动能形式呈现，故C项错，D项正确【答案】AD5质子数与中子数互换的核互为镜像核，例如He是H的镜像核，为6，中子数为7，质子数与中子数刚好互换，A正确；D项属于聚变反应，一定放出能量【答案】AD6如下图甲所示，国际原子能机构2007年2月15日公布核辐射警示新标志，新标志为黑框红底三角，内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形核辐射会向外释放三种射线：射线带正电，射线带负电，射线不带电现有甲、乙两个原子核原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个粒子，另一个核放出一个粒子，得出图乙所示的四条径迹，则()A磁场的方向一定垂直于纸面向里B甲核放出的是粒子，乙核放出的是粒子Ca为粒子的径迹，d为粒子的径迹Db为粒子的径迹，c为粒子的径迹【解析】衰变过程中满足动量守恒，粒子与新核的动量大小相等，方向相反，据带电粒子在磁场中的运动不难分析：若轨迹为外切圆，则为衰变；若轨迹为内切圆，则为衰变又因为R知半径与电荷量成反比，可知答案为B、D.【答案】BD7氡是一种惰性气体，它广泛存在于人类生活和工作环境中，是一种由天然放射性元素(铀、镭)衰变形成的放射性气体，在自然界可通过岩石裂缝、土壤间隙、地下水源(包括温泉)不断向大气中转移和释放据测定，天然气中的氡含量明显高于煤制气，所以对于使用天然气的居民来说，如果没有专用的排放废气的设备，氡对室内的污染与危害不容忽视一静止的核衰变为核时，放出一个粒子当氡被吸入人体后，将继续发生衰变，放出射线形成“内放射”根据上述材料，你认为下列说法正确的是()【解析】根据核反应中质量数守恒、核电荷数守恒，知A错误；核内质子数与中子数之差为1368650，B错误，D正确；半衰期是对大量原子核在衰变时的统计规律，只适用于大量原子核的衰变，对少数原子核此规律不成立，C错误【答案】D8裂变反应是目前核能利用中常见的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为 235.043 2 1.008 7 138.917 8 93.915 4反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u为单位，取1 u的质量对应的能量为9.3102 MeV)，此裂变反应中()A释放出的能量是30102 MeV，X是中子B释放出的能量是30 MeV，X是质子C释放出的能量是1.8102 MeV，X是中子D释放出的能量是1.8102 MeV，X是质子【解析】据核反应过程中质量数和电荷数守恒可判断X是中子m(235.043 21.008 7138.917 893.915 431.008 7)u0.192 6 u，可见该反应释放能量，释放的能量E0.192 69.3102 MeV1.8102 MeV【答案】C9图像法解题是高中物理的重要方法之一，其中从图像中获取有用信息是解题的关键关于下面四个图像中的信息说法正确的是()A由甲图可知，两个物体同时同地做加速度不同的匀加速直线运动B由乙图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能，原子核D和E聚变成原子核F要吸收核能C图丙是某单摆的共振曲线，已知重力加速度为g10 m/s2，由丙图信息可以求出单摆的摆长D丁图是氡的衰变，纵坐标表示的是任意时刻氡的质量与t0时质量的比值，由图像可知氡的半衰期为7.6天【解析】在vt图像中可知两个物体同时做加速度不同的匀加速直线运动，初速度不同，出发位置不一定相同，A错误；乙图中，轻核D、E结合成质量较重的原子核F和重核A分裂成质量较轻的原子核B、C都要放出能量，B错误；由单摆的共振曲线可知，单摆的固有频率f0.3 Hz，周期T，根据T2可以求出摆长，C正确；根据半衰期的定义结合丁图可知氡的半衰期为3.8天，D错误【答案】C10“嫦娥一号”月球探测卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空该卫星用太阳能电池板作为携带科研仪器的电源，它有多项科研任务，其中一项是探测月球上氦3的含量氦3是一种清洁、安全和高效的核融合发电燃料，可以采用在高温高压下用氘和氦3进行核聚变反应发电若已知氘核的质量为2.013 6 u，氦3的质量为3.015 0 u，氦核的质量为4.001 51 u，质子质量为1.007 83 u，中子质量为1.008 665 u,1 u相当于931.5 MeV.则下列说法正确的是()A氘和氦3的核聚变反应方程式：HHeHeX，其中X是中子B氘和氦3的核聚变反应释放的核能约为17.9 MeVC一束太阳光相继通过两个偏振片，若以光束为轴旋转其中一个偏振片，则透射光的强度不发生变化D通过对月光进行光谱分析，可知月球上存在氦3元素【解析】本题考查原子核及光学的相关知识核反应方程必须遵守质量数守恒和电荷数守恒，所以A错；释放的核能为Emc2(2.013 6 u3.015 0 u1.007 83 u1.008 665 u)931.5 MeV17.9 MeV，B对；太阳光相继通过两个偏振片，当偏振片旋转时，透过的光的能量发生变化，强度变化，C错；月亮本身不发光，月光是反射的太阳光，所以不能对月亮进行光谱分析，D错误【答案】B二、非选择题11(1)近期媒体报道，叛逃到英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡英国警方调查认为，毒杀利特维年科的是超级毒药放射性元素钋(Po)Po的半衰期为138 d，经衰变生成稳定的铅(Pb)，那么经过276 d,100 g Po已衰变的质量为_g.(2)用速度为v0、质量为m1的He核轰击质量为m2的静止的N核，发生核反应，最终产生两种新粒子A和B.其中A为O核，质量为m3，速度为v3；B的质量为m4.计算粒子B的速度vB.粒子A的速度符合什么条件时，粒子B的速度方向与He核的运动方向相反【解析】(1)根据半衰期的定义，经过276 d(两个半衰期),100 g Po已衰变的质量为75 g.(2)由动量守恒定律有：m1v0m3v3m4vB解得：vBB的速度与He核的速度方向相反，即：m1v0m3v30，解得：v3【答案】(1)75(2)大于12一个静止的氡核，放出一个粒子后衰变为钋核.假设放出的核能完全转变为钋核与粒子的动能已知M氡222.086 63 u、m4.003 87 u、M钋218.076 6 u,1 u对应的能量为931.5 MeV.(1)写出上述核反应方程(2)求出发生上述核反应放出的能量(3)确定钋核与粒子的动能【解析】(1) (2)质量亏损m222.086 63 u4.003 87 u218.076 6 u0.006 16 u.E0.006 16 u931.5 MeV5.74 MeV (3)设粒子、钋核的动能分别为Ek、Ek钋，动量分别为p、p钋，由能量守恒定律得：EEkEk钋 由动量守恒定律得：0pp钋 又Ek 故EkEk钋2184 联立解得Ek钋0.1 MeV，Ek5.64 MeV.【答案】(1) He(2)5.74 MeV(3)0.1 MeV5.64 MeV13钚的同位素离子Pu发生衰变后生成铀(U)的一个同位素离子，同时放出能量为E0.09 MeV的光子从静止的钚核中放出的粒子在垂直通过正交的匀强电场和匀强磁场时做匀速直线运动已知匀强电场的电场强度为E电2.22104 N/C，匀强磁场的磁感应强度为B2.00104 T(普朗克恒量h6.631034 Js，真空中的光速为c3108 m/s，电子电荷量为e1.61019 C)求：(1)写出该核反应方程式；(2)该光子的波长；