06年上学期高三同步测控优化训练物理：原子核A卷(附答案)

其次十二章原子核●学问网络汤姆生原子模型汤姆生原子模型粒子散射试验原子物理卢瑟福核式构造核式构造学说大小原子核质子组成三种射线本质及特性中子自然放射现象衰变及其方程半衰期人工转变原子核放射性同位素及应用核反响质量亏损质能方程Emc2ΔE＝Δmc2链式反响重核裂变核能利用 核反响堆核电站热核反响轻核聚变可控热核反响媒介子:是传递各种相互作用的粒子，如光子、胶子粒子轻子:是不参与强相互作用的粒子，如电子、子、子等强子:是参与强相互作用的粒子，如质子、中子、介子、超子等强子是由更根本的6种夸克组成的●范题精讲高考对本单元学问点的考察根本都有所涉及，但以考察原子的核式构造、平衡、完成核反响方程、利用质量亏损计算释放的核能为重点.值得留意的是，近几年高考加强了对根本粒子的考察.如2023年全国卷、天津卷考察了夸克；2023年全国理综考察了－介子、π－介子、π0介子；2023年天津卷、广东卷考察了夸克，江苏卷考察了中微子.21】中子内有一电荷量为+3

1e的上夸克和两个电荷量为－3

e的下夸克，一简洁r1所示.2给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力是+2+2e3r120o 120o1e3rr-311+2e+2e3F1+2e3F1F2F31e3-13+2e3F11e3-13+2e3F1F2F-1e3-1e3-1e3F2

F1F3-1e 3

3e - eF F2 3A BC D2解析：由题意知，三个夸克分别位于等边三角形的三个顶点，设边长〔即夸克之间的距离〕l.依据库仑定律，左下角的下夸克和右下角的下夸克对上方的上夸克的静电引力大F=k2e2

F

e2=Fcos60°=k

,这两个水平分力彼9l2

水平 9l2此平衡，故两个下夸克对上夸克的静电引力的合力竖直向下，大小为：++2e3l13e60o-31F =2Fsin60°=k2 3e2F竖直 9l2 1

e标的都对.左下角的下夸克受到的上方的上夸克的静电引力是F=k2e29l2

,它在水平方向上的分F

=Fcos60°=k水平

e2

，方向水平向右；右下角的下夸克对它的静电斥力是F 斥力

e2

,方向水平向左，F

F斥力

彼此平衡，故左下角的下夸克受到的另外两个夸克的静电力的合力竖直向上，大小是F =Fsin60°=k 3e2,如B图的F9l2

同理，右下角的下夸克受到的上方的上夸克的静电引力与左下角的下夸克的静电BF所示.B正确.32】在其他能源中，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势.在核电站中，核反响堆释放的核能被转化为电能.核反响堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反响，释放出大量核能.235U+n141Ba92Kr+aX是反响堆中发生的很多核反响中的一种，92 56 36n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为 ，a= .以m、m 、m 分别U Ba Kr235U、141Ba92Kr的质量.m、m分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播92 56 36 n p的速度，则在上述反响过程中放出的核能ΔE= .有一座发电力量为P=1.00×106kW的核电站，核能转化为电能的效率η=40%.假定反响堆中发生的裂变反响全是此题〔1〕中的核反响，每次核反响过程放出的核能ΔE=2.78×10－11J,235U的质量m=390×1027kg.1年=3.15×17s消耗的235U的质量.

92 U 921〕由电荷数守恒易判定X的电荷数为0，这说明X即为中子.据质量数守恒有235+1=141+92+a,a=3反响中的质量亏损Δm=mU

－(m +mBa

+2m)n据质能方程得ΔE=Δmc2=［mU

－(m +mBa

+2mn

)］c2〔2〕1年内输出的电能W=PtW PtW = 总 W因ΔE=2.78×10－11J，则核反响数=总E235U的质量为92m=n·mU

Pt=

m=110.477kg.U●试题详解高中同步测控优化训练〔九〕其次十二章原子核〔A卷〕说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两局部，请将第一卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.10090分钟.第一卷〔选择题共40分〕10440分.在每题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的，请把它填在括号内.以下说法中不正确的选项是玛丽·居里首先提出了原子的核式构造学说卢瑟福通过α粒子散射试验，提出了原子的核式构造学说查德威克在原子核人工转变的试验中觉察了中子D.爱因斯坦为解释光电效应的试验规律提出了光子说解析：此题考察物理学史.由物理学史知，汤姆生觉察了电子，卢瑟福通过α粒子散射.BCD正确，A错.答案：A原子弹和氢弹各是依据什么原理制造的A.都是依据重核的裂变B.都是依据轻核的聚变C.原子弹是依据轻核聚变，氢弹是依据重核裂变D.原子弹是依据重核裂变，氢弹是依据轻核聚变解析：此题考察原子弹和氢弹的制造原理.原子弹是依据重核裂变原理制造的，氢弹是依据轻核聚变原理制造的.D.答案：D从原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的选项是原子核中，有质子、中子，还有α粒子B.原子核中，有质子、中子，还有β粒子C.原子核中，有质子、中子，还有γ粒子D.原子核中，只有质子和中子解析：此题考察原子核的组成.原子核内只有质子和中子.原子核放出的α粒子是核内两个质子和两个中子结合形成βα衰变或β衰变时处于激发态，向低能级跃迁时，将多余的能量以γ光子的形式辐射出.D正确.答案：D关于α、β、γ三种射线，以下说法中正确的选项是α射线是原子核自发放射的氦核，它的穿透力量最强β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透力量γ射线一般是伴随着α或β射线产生的，它的穿透力量最强γ射线是电磁波，它的穿透力量最弱解析：此题考察三种射线的本质及特点.α1/10的氦核流，由原子核中的两个质子和两个中子组成，穿透本领很弱，电离作用很强，故A错；β射线是速度接近光速的电子流，其实质是原子核中的一个中子变为质子，同时放出一个电子，贯穿本领很强，电离作用较弱，所以B错；γ射线是波长极短的电磁波，贯穿本领最强，电离作用很弱.对于同一个原子核，不行能同时发生α衰变和β衰变.放射性元素同时发出三种射线，是不同原子核同时衰变的结果.γ射线总是伴随着α射线或β射线而产生的，CD错.答案：Cu夸克和d夸克的两类夸克组成的，u夸克2e，d夸克带电荷量为1e，e为元电荷.以下论断中可能正确的选项是3 31u1d1u2d夸克组成2u1d1u2个d夸克组成1u2d2u1个d夸克组成2u1d1u1d夸克组成解析：此题考察粒子的组成.质子1H带电荷量为221

e+(－13

e)=e，中子1n带电荷量02e+2×(13 答案：B

e)=0B.用中子轰击氧原子核的核反响方程式为16O1naN0X.对式中X、a、b的推断8 0 7 b正确的选项是A.X代表中子，a=17,b=1B.X代表电子，a=17,b=－1C.X代表正电子,a=17,b=1D.X代表质子，a=17,b=1解析：此题考察核反响方程.由质量数和电荷数守恒，得16+1=a 8=7+b得a=17 b=1XC.答案：C.对人体疾病争论时所用的示踪原子应中选用半衰期长的放射性同位素 B.半衰期短的放射性同位素C.放射性强的自然放射性元素 D.不发生衰变的同位素解析：此题考察放射性的应用.由于过量的放射性对人体有害，所以对人体疾病进展研素.至于选择半衰期长的放射性同位素还是选择半衰期短的放射性同位素，那确定是选择半放射性辐射的困扰.B.答案：B232Th6次α4次β衰变后变成铅核，则90A.铅核的符号为208Pb232Th8个中子8290B.铅核的符号为204Pb232Th16个中子7890C.铅核的符号为208Pb232Th16个中子8290D.铅核的符号为220Pb232Th12个中子7890解析：此题考察核反响方程.据质量数守恒、电荷数守恒可知铅核的电荷数是82，质量208232Th208Pb+64He+40e90232－90=142208－82=126

82 2 1142－126=16.故C对.答案：C9.1999486Kr(氪)离子3620882

Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个核.关于核的推断正确的选项是A.其质子数为122 B.其质量数为294C.其原子序数为118 D.其中子数为90解析：此题考察核反响方程及原子核的组成.核反响方程为208Pb+86Kr→1n+293X82 36 0 118293118293－118=175.C.答案：C美国科研人员正在研制一种型镍铜长效电池，它是承受半衰期长达100年的放射63(63Ni)63发生β衰变时释放电2863和铜片作电池两极，外接负载为负载供给电能.下面有关该电池的说法正确的选项是6363Ni→0e63Cu28 1 276363Ni→0e64Cu28 1 2963的电势比铜片高该电池内电流方向是从镍到铜片解析：此题考察β衰变和电流方向.63Ni63Ni→0e64CuAB错.28 28 1 29C对D错.C.答案：C第二卷(非选择题共60分)5420分.把答案填在题中的横线上.acb如下图为云室内用α粒子轰击氮核生成一个核放出一个质子的图.则发生核反响前α粒子的径迹是 ，核反响后生成的核是 ，核的径迹是 迹是 ，核反响方程是acb解析：此题考察α粒子轰击氮核生成一个氧核放出一个质子的试验.b是核反响前α粒子的径迹；a是核反响后生成的核的径迹，核是氧核；c是质子的径迹.4He14N17O1H.2 7 8 1答案：b 氧核a c

→17O+1H2 7 8 1完成以下核反响方程，并说明反响类型.

Po+ .属 86 84→ +1n.属 1 1 0C：27Al+1n→ +1H.属 13 0 1D：235U+1n→139

Xe+95Sr+ .属 92 0 54 38解析：此题考察核反响方程.据质量数守恒、电荷数守恒知：

Po4He.属α衰变86 84 2B3H2H4He1n.属轻核聚变1 1 2 0C27Al1n27Mg1H.属人工转变13 0 12 1D：235U+1n→139

Xe95Sr21n.属重核裂变92 0 54 38 0：A：4He α衰变2轻核聚变2C27Mg 人工转变12D21n 重核裂变013.195660Co放射源27进展了试验验证.次年李、杨两人为此获得诺贝尔物理奖 .

60Co的衰变方程是27

60Co→27ANi+Z

0e+1

,其中e

是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可以认为是零.

60Co的核外27电子数为 在上述衰变方程中衰变产物ANi的质量数是 核电荷数是 .Z60Co2727ANiA=60ZANiZ=27+1=28.Z答案：27 60 28一个锂核(7Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子.氢原子的质量是1.67363×10-27kg，锂原子的质量是11.6505×10-27kg，氦原子的质量是6.6466×10-27kg，上述核反响的方程是 ，释放出的能量是 J.(保存三位有效数字)解析：此题考察核反响方程及质能方程7Li+1H→24He3 1 2ΔE=Δmc2=2.78×10-12J.答案：7Li+1H→24He 2.78×10-123 1 2一瓶无害放射性同位素溶液，其半衰期为2天，测得每分钟衰变6×107次.今将这瓶溶液倒入一水库中，8天后认为溶液已均匀分布在水库中，取1m3测得每分钟衰变20次，则该水库蓄水量为 m3.解析：此题考察放射性同位素的应用.n=8=428天后每分钟放射次数为N=(12

)4N=0

1×6×107=316 8

×107则水库蓄水量为3107V=N 8 m3=1.875×105m3.N 201答案：1.875×105440分.解同意写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位.16.(8分)有一种中子星，它的质量和密度格外大，在强大的自身引力作用下，全部的原.设原子核的数量级为10-14m估算中子星的密度是地球密度的多少倍？解析：设地球是由原子构成的，原子的数量级为10-10m，可认为原子的密度ρ 为地球1密度，原子核的密度ρ

为中子星的密度，则22 1

10)3)3

1012.答案：101217.(8分)238U4.5×1092kg238U.求：45238U?假设发生衰变的铀都变成了206Pb，矿石中含有多少铅？这时铀、铅的质量之比是多少？解析：(1)45亿年是238U的半衰期，这样还剩238U为1kg. (3分)(2)1kg的238U衰变为206Pb，则铅的质量为206238

×1kg=0.866kg. (3分)(3)1∶0.866答案：(1)1kg (2)0.866kg (3)1∶0.866

(2分)18.(12分)已经证明质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克2e13

e,e为电子所带电荷量的大小.假设质子是由三个夸l,l=1.5×10-15m.试计算质子内相