高中物理 第四章 原子核过关检测 粤教3-5

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGEPAGE1学必求其心得，业必贵于专精第四章原子核过关检测（时间:45分钟满分:100分）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,第1~5题只有一项符合题目要求，第6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1。由原子核的衰变规律可知（)A。放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线B.放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变C.放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D。放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1答案C解析一次衰变不可能同时产生α射线和β射线，只可能同时产生α射线和γ射线或β射线和γ射线；原子核发生衰变后,新核的核电荷数发生了变化，故新核（新的物质)的化学性质应发生改变；发生正电子衰变,新核质量数不变,核电荷数减小1.2.14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的A.22920年 B。11460年C.5730年 D。2856年答案B解析放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间为一个半衰期，14C的含量为原来的14，经过了两个半衰期，故t=2×5730=3.铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应:92235U+01n→a+b+A.54140Xe+3693Kr BC.56141Ba+3893Sr D答案D解析根据核反应中的质量数守恒可知，a+b的质量数应为235+1—2=234,质子数应为92,A项中的质量数为140+93=233,B项中质量数是141+92=233,C项中质量数为141+93=234,质子数为56+38=94,D项中质量数为140+94=234,质子数为54+38=92，综上可知,选项D正确.4。用α粒子照射充氮的云室,摄得如图所示的照片，下列说法中正确的是() (导学号51160217）A。A是α粒子的径迹，B是质子的径迹,C是新核的径迹B.B是α粒子的径迹,A是质子的径迹,C是新核的径迹C.C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹D.B是α粒子的径迹,C是质子的径迹,A是新核的径迹答案D解析α粒子轰击氮核产生一个新核并放出质子,入射的是α粒子,所以B是α粒子的径迹;产生的新核质量大、电离作用强，所以径迹粗而短，故A是新核径迹;质子电离作用弱一些，贯穿作用强，所以细而长的径迹是质子的径迹,所以选项D正确.5。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

11H+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

1

2

2

6

7

7质量/u1。00783。01604.002612.000013。005715。0001以下推断正确的是(）A.X是

23He，Q2>QB。X是

24He,Q2C.X是

23He,Q2<QD。X是

24He，Q2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

24He，排除A、C选项；前一核反应过程的质量亏损Δm1=（1。0078+12.0000-13.0057)u=0。0021u，而后一核反应的质量亏损Δm2=（1。0078+15。0001-12。0000-4.0026)u=0。0053u,Δm2>Δm1，故Q2〉Q1，D错误,B正确。6.月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(23He）”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3(2A。核反应方程为

23He+12HB。核反应生成物的质量将大于反应物质量C.氦3(23He）一个核子的结合能大于氦4D.氦3(2答案AD解析根据电荷数守恒和质量数守恒可得核反应方程为

23He+12HHe+11H,A对；根据比结合能曲线可知氦37。“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，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。下列所述正确的是（)A。强子是参与强相互作用的粒子B。轻子是不参与强相互作用的粒子C.目前发现的轻子只有8种D。夸克有6种，它们带的电荷量分别为元电荷的+23或—答案ABD解析目前发现的轻子只有6种，分别是电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子中微子，C是错误的.A、B、D正确.二、非选择题（共4小题,共52分）9.(10分）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108K时，可以发生“氦燃烧”. (导学号51160219)（1)完成“氦燃烧"的核反应方程:24He+→

48(2）

48Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10—16s。一定质量的

48Be，经7.8×10-16s后所剩答案(1)24He或α(2）18解析（1)24He(2）7。8×10—16s为3个半衰期剩余

48Be占原来的（12)310。（10分）一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为。该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为.

答案

01n解析设某原子核的质量数为x，核电荷数为y，根据核反应前后质量数、核电荷数均守恒可得x+1=2,0+y=1,联立两式解得x=1,y=1，该原子核为质子，核反应方程式为

01n+11H→111。（16分）已知铀235的质量为235.0439u,钡141的质量为140。9139u，氪92的质量为91。8973u,每个中子质量为1。0087u,1kg铀235发生

92235U+01n

56141Ba+3692答案2。84×103t解析质量亏损为Δm=（mU+mn)-（mBa+mKr+3mn)=236。0526u-235。8373u=0。2153u.释放的能量ΔE=Δmc2≈201MeV.1kg铀235含有的铀原子核数目为N=1000235×6.02×1023≈2.56×101kg铀完全反应释放的总能量为E总=N·ΔE=2。56×1024×201×106×1。60×10—19J≈8.23×1013J。1t煤完全燃烧释放的能量为E=1000×2。9×107J=2.9×1010J,故1kg铀完全反应相当于这样的煤完全燃烧的质量为n=E总E=2.84×103t12.（16分)中子的发现是守恒定律在核反应过程中的重要应用,1930年发现用钋放出的α射线轰击Be核时产生一种射线，其贯穿能力极强,能穿透几厘米厚的铝板，当时著名物理学家居里夫人也不知道这是一种什么射线。1932年,英国青年物理学家查德威克用这种射线分别轰击氢原子和氮原子，结果打出了一些氢核和氮核。若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰，测出被打出的氢核最大速度为vH=3.5×107m/s，被打出的氮核的最大速度vN=4。7×106m/s，假定正碰时无能量损失，设未知射线中粒子的质量为m,初速为（1）推导出被打出的核的速度v'的表达式;(2）根据上述数据，推算出未知射线中粒子的质量m与质子质量之比。（氮核质量mN为氢核质量mH的14倍)答案(1)2mvm+解析(1)未知射线其实是中子流，中子与静止的核正碰过程中应遵守两个守恒定律,即系统动量守恒与机械能守恒.则据动量守恒有mv=mv″+m'v'(v″为中子的末速度)。据