XX省專用學年高中物理第十九章原子核階段驗收評估六原子核含解析新人教選修

XX省專用學年高中物理第十九章原子核階段查收評估六原子核含解析新人教版選修XX省專用學年高中物理第十九章原子核階段查收評估六原子核含解析新人教版選修PAGEXX省專用學年高中物理第十九章原子核階段查收評估六原子核含解析新人教版選修階段查收評估（六）原子核(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(此題共8小題，每題6分，共48分。第1～5小題只有一個選項符合題目要求，第6～8小題有多個選項符合題目要求，所有選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)1．圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感覺強度方向垂直于紙面向里。以下判斷可能正確的選項是()A．a(chǎn)、b為β粒子的徑跡B．a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡C．c、d為α粒子的徑跡D．c、d為β粒子的徑跡解析：選D因為α粒子帶正電，β粒子帶負電，γ粒子不帶電，據(jù)左手定章可判斷a、b可能為α粒子的徑跡，c、d可能為β粒子的徑跡，選項D正確。2．貝可勒爾在120年前第一發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，現(xiàn)在原子核的放射性在眾多領域中有著寬泛應用。以手下于放射性衰變的是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,53)I＋eq\o\al(95,39)Y＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n解析：選A放射性元素自覺地放出射線的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象。A選項為β衰變方程，B選項為重核裂變方程，C選項為輕核聚變方程，D選項為原子核的人工轉變方程，應選A。3．核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不能夠缺乏，我國在圓滿核電安全基礎大將增強核電站建設。核泄露中的钚(Pu)是一種擁有放射性的超鈾元素，它可損壞細胞基因，提升罹患癌癥的風險。已知钚的一種同位素eq\o\al(239,94)Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，以下相關說法正確的選項是()A．X原子核中含有92其中子B．100個eq\o\al(239,94)Pu經(jīng)過24100年后必定還節(jié)余50個C．因為衰變時開釋巨大能量，依據(jù)E＝mc2，衰變過程總質(zhì)量增添D．衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子，擁有很強的穿透能力解析：選D由核反響過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得，X的電荷數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為235，中子數(shù)為235－92＝143，A錯誤；半衰期為大批原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少許的原子核不合用，B錯誤；衰變時開釋巨大核能，總質(zhì)量減少，C錯誤；衰變發(fā)出的γ射線是波長很短的光子，擁有很強的穿透能力，D正確。4．居室裝飾中常常用到的花崗巖都不同樣程度地含有放射性元素(含鈾、釷等)，會開釋出α、β、γ射線，這些射線會致使細胞發(fā)生癌變及呼吸道疾病。依據(jù)相關放射性知識判斷以下說法中正確的選項是()A．α射線是發(fā)生α衰變時產(chǎn)生的，生成核與本來的原子查比較，中子數(shù)減少了4B．β射線是發(fā)生β衰變時產(chǎn)生的，生成核與本來的原子查比較，質(zhì)量數(shù)減少了1C．γ射線是發(fā)生γ衰變時產(chǎn)生的，生成核與本來的原子查比較，中子數(shù)減少了1D．在α、β、γ三種射線中，γ射線的穿透能力最強、電離能力最弱解析：選Dα射線是發(fā)生α衰變時產(chǎn)生的，生成核與本來的原子查比較，中子數(shù)減少了2，A錯誤；β射線是發(fā)生β衰變時產(chǎn)生的，生成核與本來的原子查比較，質(zhì)量數(shù)不變，B錯誤；γ射線是陪伴α衰變或β衰變時產(chǎn)生的，沒有γ衰變，C錯誤；γ射線的穿透能力最強、電離能力最弱，D正確。5．在將來的中國，從沿海的廣東、浙江、福建到內(nèi)地的湖北、湖南、江西，幾十座核電站將拔地而起。發(fā)展核電既是中國發(fā)展打破能源、交通、環(huán)保瓶頸的良策，也符合國家對于“節(jié)能減排”的呼吁。以下對于核電站的說法正確的選項是()A．核反響方程可能是eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)nB．核反響過程中質(zhì)量和質(zhì)量數(shù)都發(fā)生了損失C．在核反響堆中利用控制棒汲取中子進而減小中子對環(huán)境的影響D．核電站的能量變換過程是經(jīng)過核反響堆將核能轉變?yōu)闊崮埽俳?jīng)過汽輪機將熱能轉變?yōu)闄C械能，最后經(jīng)過發(fā)電機將機械能轉變?yōu)殡娔芙馕觯哼xD此題易錯之處是以為能夠?qū)⒘炎兎错懼凶笥覂蛇叺闹凶蛹s掉一個而錯選選項A。核電站是核裂變的一種應用，其反響方程式是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，反響中，質(zhì)量數(shù)不變但質(zhì)量發(fā)生損失，進而開釋出核能，故A、B錯誤。在核反響中，核反響速度由參加反響的中子數(shù)量決定，控制棒經(jīng)過插入的深度來調(diào)理中子的數(shù)量以控制鏈式反響的速度，故C錯誤。核電站的能量變換過程是經(jīng)過核反響堆將核能轉變?yōu)闊崮?，再?jīng)過汽輪機將熱能轉變?yōu)闄C械能，最后經(jīng)過發(fā)電機將機械能轉變?yōu)殡娔埽蔇正確。6．物理學家經(jīng)過對實驗的深入察看和研究，獲取正確的科學認知，推進物理學的發(fā)展。以下說法符合事實的是()A．赫茲經(jīng)過一系列實驗，證了然麥克斯韋對于光的電磁理論B．查德威克用α粒子轟擊eq\o\al(14,7)N獲取反沖核eq\o\al(17,8)O，發(fā)現(xiàn)了中子C．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說明原子核有復雜構造D．盧瑟福經(jīng)過對陰極射線的研究，提出了原子核式構造模型解析：選AC麥克斯韋曾提出光是電磁波，赫茲經(jīng)過實考證了然麥克斯韋對于光的電磁理論，選項A正確。查德威克用α粒子轟擊eq\o\al(9,4)Be，獲取反沖核eq\o\al(12,)6C，發(fā)現(xiàn)了中子，選項B錯誤。貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說明原子核有復雜的構造，選項C正確。盧瑟福經(jīng)過對α粒子散射實驗的研究，提出了原子核式構造模型，選項D錯誤。7．2017年6月15日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號乙運載火箭成功發(fā)射硬X射線調(diào)制望遠鏡衛(wèi)星“慧眼”?！盎垩邸?HXMT)是我國首顆大型X射線天文衛(wèi)星，察看的范圍是漂亮的銀河系，γ射線暴是主要研究對象之一。γ射線暴是來自天空中某一方向的γ射線強度在短時間內(nèi)忽然增強，隨后又快速減弱的現(xiàn)象，它是僅次于宇宙大爆炸的迸發(fā)現(xiàn)象。則以下對于γ射線的闡述中正確的選項是()A．γ射線同α射線、β射線同樣，都是高速帶電粒子流B．γ射線的穿透能力比α射線、β射線都強C．γ射線是原子核能級躍遷時產(chǎn)生的D．利用γ射線能夠使空氣電離，除去靜電解析：選BCγ射線是電磁波，不是高速帶電粒子流；α、β、γ三種射線中，γ射線能量最高，穿透能力最強；利用α射線的電離作用能夠使空氣電離，進而除去有害靜電。應選項B、C正確。8．已知氘核的比聯(lián)合能是1.09MeV，氚核的比聯(lián)合能是2.78MeV，氦核的比聯(lián)合能是7.03MeV。在某次核反響中，1個氘核和1個氚核聯(lián)合生成1個氦核并放出17.6MeV的能量，以下說法正確的選項是()A．這是一個裂變反響B(tài)．核反響方程式為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nC．當前核電站都采納上述核反響發(fā)電D．該核反響會有質(zhì)量損失解析：選BD此題易錯之處是不知道重核裂變與輕核聚變的原理。1個氘核和1個氚核聯(lián)合生成1個氦核，這是聚變反響，依據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒知同時有一其中子生成，反響方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，選項B正確，選項A錯誤；當前核電站都采納核裂變發(fā)電，選項C錯誤；該反響放出熱量，因此必定有質(zhì)量損失，選項D正確。二、計算題(此題共3小題，共52分)9．(16分)為測定某水庫的存水量，將一瓶放射性同位素溶液倒入水庫中，已知這瓶溶液每分鐘衰變8×107次，這類同位素的半衰期為2天，10天此后從水庫拿出1m3的水，并測得每分鐘衰變10次，求水庫的存水量為多少？解析：由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比出發(fā)，運用半衰期知識可求出存水量。設放射性同位素原有質(zhì)量為m0,10天后其節(jié)余質(zhì)量為m，水庫存水量為Q，由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比可得eq\f(10Q,8×107)＝eq\f(m,m0)，由半衰期公式得：m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,T)，由以上兩式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得eq\f(10Q,8×107)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(10,2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))5，解得水庫的存水量為Q＝2.5×105m3。答案：2.5×105m310．(16分)盧瑟福用α粒子轟擊氮核時發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反響方程為eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H。已知氮核質(zhì)量為mN＝14.00753u，氧核質(zhì)量為mO＝17.00454u，氦核質(zhì)量為mHe＝4.00387u，質(zhì)子(氫核)質(zhì)量為mp＝1.00815u。(已知：1uc2＝931MeV，結果保存兩位有效數(shù)字)求：(1)這一核反響是汲取能量仍是放出能量的反響？相應的能量變化為多少？(2)若入射氦核以v0＝3×107m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止氮核。反響生成的氧核和質(zhì)子同方向運動，且速度大小之比為1∶50。求氧核的速度大小。解析：(1)由Δm＝mN＋mHe－mO－mp得：Δm＝－0.00129u因此這一核反響是汲取能量的反響汲取能量為ΔE＝|Δm|c2＝0.00129uc2＝1.2MeV。(2)由動量守恒定律可得：mHev0＝mOv氧＋mpvp又v氧∶vp＝1∶50可解得：v氧＝1.8×106m/s。答案：(1)汲取能量1.2MeV(2)1.8×106m/s11．(20分)(1)氫原子基態(tài)的能量為E1＝－13.6eV。大批氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中，頻次最大的光子能量為－0.96E1，頻次最小的光子的能量為多少電子伏？(保存兩位有效數(shù)字)，這些光子可擁有幾種不同樣的頻次？(2)云室處在磁感覺強度為B的勻強磁場中，一靜止的質(zhì)量為M的原子核在云室中發(fā)生一次α衰變，α粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，其運動軌跡在與磁場垂直的平面內(nèi)，且軌道半徑為R，試求衰變過程中的質(zhì)量損失。(注：波及動量問題時，損失的質(zhì)量可忽視不計)解析：(1)頻次最大的光子能量為－0.96E1，即En－(－13.6eV)＝－0.96×(－13.6eV)，En＝eq\f(E1,n2)，解得En＝－0.544eV，n＝5，從n＝5能級開始，共有Ceq\o\al(2,5)＝10種不同樣頻次的光子，頻次最小的光子能量最小，為－0.544eV－(－0