人教版高二物理选修35十九章原子核单元检测卷(教师版).docx

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1、原子核检测一、选择题 ( 本题有 12 小题，每小题4 分，共 48 分其中 1 9 题为单选题，10 12 题为多选题 )1放射性元素衰变时放出三种射线，按电离由强到弱的排列顺序是()A 射线， 射线， 射线B 射线， 射线， 射线C 射线， 射线， 射线D 射线， 射线， 射线【解析】三种射线的电离本领不同，电离本领最强的是 射线， 射线次之， 射线最弱，故正确答案选A.【答案】A32发现在月球上含有丰富的2He(氦3) 它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为331432He 2He21H 2He. 关于 2He 聚变下列表述正确的是()A聚变反应不会释放能

2、量B聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损3D目前核电站都采用2He 聚变反应发电【解析】聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量但目前核电站都采用铀核的裂变反应因此B 正确【答案】B31956 年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co 放射源进行了实验验证，1957 年李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖60ZA. 27CoNi 01e v e，其中v e 是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零，则衰变产物ZANi 的质量数和核电荷数分别为 ()A60,28 B 60,26C59,26 D 59,28【解析

3、】本题考查学生对原子核变化过程遵守的两个规律的掌握要求学生能根据质量数守恒和核电荷数守恒判断出核变化方程中粒子的核电荷数和质量数【答案】A4原来静止的原子核a 粒子的动能为E0. 假设衰变时产生的能X 发生 衰变时，放出b量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是()EE00A. c2B.ac2第 - 1 -页aE0aE0C.c2D.ac2【解析】衰变方程为a4a 4Ek，由动量守恒24E0b X 2 He b 2 Y，设新核动能为aE，k40aE则 Ek a 4E0，总动能 Ek E0 Ek a 4，k2maE0c2，故 A、 B、 C 错， D 对由质能方程 E mc 得质量

4、亏损a【答案】D5关于放射性同位素应用的下列说法中正确的是()A放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B利用 射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C用放射线照射作物种子能使其 DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D用 射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害【解析】 利用放射线消除有害静电是利用 射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电泄出； 射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量； DNA变异并不一定都是有益的，也有时发生变害的一面【答案】D6.在匀强磁场中有一个原来静止的碳

5、14 原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切圆，圆直径比为，如图，则碳14 的衰变方程为 ()A14014144106C eB B C He4Be1562C146C 21H 145BD 146C 01e147N【解析】根据动量守恒定律，碳14 放射粒子后的反冲核与放射的粒子速度方向相反，且动量 mv的大小相同这两个速度方向相反的带电粒子，在同一方向的磁场中所受的洛伦兹力方向相同，根据左手定则两个粒子的电性相反，又反冲的原子核是带正电的，可知放射的粒子是带负电的另外根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式反冲核与粒子的mv相等， B 相等， R之比为： 7，则它们的电量之比： 1，所

6、以正确答案为D.【答案】D7质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2 和 m3. 当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是 ( c 表示真空中的光速)()A( m1 m2 m3) cB( m1 m2 m3) cC( m1 m2 m3) c2D( m1 m2 m3) c2第 - 2 -页【解析】一个质子和一个中子结合成氘核时，质量亏损m m1 m2 m3，根据质能方22程，释放的能量Emc ( m1 m2 m3) c ，选项 C正确， ABD错误【答案】C2222188静止的氡核 86 Rn 放出 粒子后变成钋核84 Po， 粒子动能为E . 若衰变放出的能量全部变为反冲核和 粒子的动能，真

7、空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为()4 EA. 2 B 0 218 c222E218 EC.218 c2D. 222 c2【解析】由于动量守恒，反冲核和 粒子的动量大小相等，由k p21，它们的动E2m m能之比为，因此衰变释放的总能量是222 E ，由质能方程得质量亏损是222 E218218 c2 ，故C 正确【答案】 C9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

8、D不一定与 子在同一直线上【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【答案】C10. “中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开神秘面纱它将带着中国制造的月球车，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”333中的 2He 含量十分丰富，科学家认为，2He 是发生核聚变的极好原料，将来2He 也许是人类重要3的能源，所以探测月球意义十分重大关于2He，下列说法正确的是()3A. 2He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3C. 2He发生

9、核聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D.32He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起的【解析】33，电荷数是2，原子核内有两个质子He 是氦元素的一种同位素，质量数是2一个中子，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；原子核内的第 - 3 -页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的，D错误【答案】 BC11正电子发射型计算机断层显像 (PET) 的基本原理是：将放射性同位素158O注入人体， 158O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对 光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像则根据PET原理判断下列表述正确的

10、是()A. 15 8O在人体内衰变方程是158O 157N 0 1e0B正、负电子湮灭方程是1e0 1e2C在 PET中， 158O 主要用途是作为示踪原子D在 PET中， 158O 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15O 衰变放8出正电子和人体内的负电子湮灭转化为 光子，因此15O主要用途是作为示踪原子，故C 对、8D 错【答案】ABC12带电粒子进入云室会使云室中的气体分子电离，从而显示其运动轨迹如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨道， a 和 b 是轨迹上的两点， 匀强磁场 B 垂直纸面向里 该粒 子 在 运 动

11、时 ， 其 质 量 和 电 量 不 变 ， 而 动 能 逐 渐 减 少 ， 下 列 说 法 正 确 的 是()A粒子先经过a 点，再经过b 点B粒子先经过b 点，再经过a 点C粒子带负电D粒子带正电mv【解析】由 r qB可知，粒子的动能越小，圆周运动的半径越小，结合粒子运动轨迹可知，粒子先经过a 点，再经过b 点，选项 A 正确；根据左手定则可以判断粒子带负电，选项C正确【答案】AC第卷 ( 非选择题共 52 分 )二、实验题 ( 本题有 2 小题，共15 分，请将答案写在题中的横线上)13(6 分 ) 中子 n、质子 p、氘核 D的质量分别为mn、 mp、mD. 现用能量为E 的 射线照射

12、静止氘核使之分解，核反应方程为 D p n，若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是_【解析】核反应过程中质量增加，需要的能量为E ( mpmn mD) c2，由能量守恒有，12122Ek EE，所以 Ek 2 E ( mp mn mD) c 2 E ( mD mp mn) c 第 - 4 -页12【答案】2( mD mp mn)c E14(9 分 ) 氡 222 是一种天然放射性气体，被吸入后， 会对人的呼吸系统造成辐射损伤它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一其衰变方程是222Rn21822286Po _. 已知8684Rn 的半衰期约为2223.8 天，则约经过 _天，

13、16 g 的 86 Rn衰变后还剩 1 g.【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为 22286Rn 21884Po 24He. 根据衰变方1t1t程 m余 原 2，得 116 23.8 ，解得 t 15.2天【答案】42He 或 ( )15.2三、计算题 ( 本题有3 小题，共37 分，解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)915 (12 分 ) 一个铍核 ( 4Be) 和一个 粒子反应后生成一个碳核，放出一个中子并释放出5.6 MeV 的能量 ( 保留两位有效数字)(1) 写出这个核反应过程；(2)

14、 如果铍核和 粒子共 130 g ，且刚好反应完，求共放出多少能量？(3) 这 130 g 物质反应过程中，其质量亏损是多少？【解析】(1)94Be 42He 12 6C 10n.(2) 铍核和氦核的摩尔质量之和 Be (9 4)g/mol 13 g/molM 130铍核和氦核各含的摩尔数n 13 mol 10 mol 放 出 的 能 量E n NA E 放 106.02 10 235.6(MeV) 3.371 10 25(MeV) 5.4 10 12 JE5.394 10 12 5(3) 质量亏损m c2 82 kg 6.0 10kg.【答案】(1)9412112(3)6.0 105Be H

15、e6C n (2)5.4 10 Jkg42016 (13分 ) 一个速度为 7.7 10 4 m/s的中子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场，击中一个原来静止的锂核36Li后产生一个氦核和另一个新核测得氦核的速度是2.0 10 4m/s ，方向与反应前中子的运动方向相同(1) 写出核反应方程式；(2) 求出氦核和新核的轨道半径之比；(3) 当氦核转 6 周时，另一新核转几周？【解析】中子击中静止锂核后，产生氦核和新核过程中系统动量守恒，设中子的动量为 m1v1，氦核的动量为m2v2，新核的动量为m3v3，则 m1v1 m2v2 m3v3又由核反应方程可知，m2 4m1， m33m1 7.7 10

16、 4m12.0 10 44m1 3m1v3第 - 5 -页3v3 110 m/s( 方向与氦核相反)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，半径公式为：mvRBq22222232.0 1041Rmv / Bqmv q4m1 401.0 103R3m3v3/ Bq3m3v3q23m12 32 m带电粒子圆运动的周期公式：T Bq2 m2222311Bq2Tmq4m233323123TmmqmBq3氦核转 6 周时，新核转4 周614340【答案】(1)3Li 0n2He 1H(2) 3(3)417. (12分 ) 一静止的质量为 M的镍核 ( 2863Ni) 发生 衰变，放出一个速度为v0，质量为 m的 粒子和一个反冲铜核，若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为 粒子和铜核的动能求此衰变过程中的质量亏损( 亏损的质量在与粒子质量相比时可忽略不计) 【解析】设衰变后铜核的速度为v，由动量守恒 mv0 ( M m) v1212由能量守恒E2mv02( M m) v 由质能方程E2mc20mMmv解得M m c2.2Mmv【答案】0M m c2第 - 6 -页