高中物理人教版5第十九章原子核單元測(cè)試 省獲獎(jiǎng)

第十九章單元測(cè)試題一、選擇題1.為了探究宇宙起源，“阿爾法磁譜儀”(AMS)將在太空中尋找“反物質(zhì)”。所謂“反物質(zhì)”是由“反粒子”構(gòu)成的。“反粒子”與其對(duì)應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和相同的電荷量，但電荷的符號(hào)相反。由此可知反氫原子是()A.由1個(gè)帶正電荷的質(zhì)子和1個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成B.由1個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和1個(gè)帶正電荷的正電子構(gòu)成C.由1個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和1個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成D.由1個(gè)不帶電的中子和1個(gè)帶正電荷的正電子構(gòu)成2.科學(xué)家們并不比常人有太多的身體差異，只是他們善于觀察，勤于思考，有更好的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、探究問(wèn)題的毅力。下列規(guī)律或定律與對(duì)應(yīng)的科學(xué)家敘述正確的是()A．亞里士多德與自由落體規(guī)律 B．開(kāi)普勒與萬(wàn)有引力定律C．愛(ài)因斯坦與質(zhì)能方程、相對(duì)論 D．牛頓與能量守恒定律3.關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A.任何原子核都能自發(fā)地放出射線，稱為天然放射現(xiàn)象B.放射性物質(zhì)放出的射線中，α粒子動(dòng)能很大，因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很強(qiáng)C.當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時(shí)，將發(fā)生β衰變D.放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出γ射線4.據(jù)媒體報(bào)道，叛逃英國(guó)的俄羅斯前特工利特維年科在倫教離奇身亡，英國(guó)警方調(diào)查認(rèn)為毒殺利特維年科的是超級(jí)毒藥——放射性元素釙(eq\o\al(210,84)Po)，若該元素發(fā)生α衰變，半衰期是138天，衰變方程為eq\o\al(210,84)Po→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，則下列說(shuō)法中正確的是()原子核含有有206個(gè)核子，有122個(gè)中子B.100g的eq\o\al(210,84)Po經(jīng)276天，已衰變的質(zhì)量為75gC.γ射線是由處于激發(fā)態(tài)的釙核從較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的D.原子核內(nèi)的核子間存在相互作用的核力5.放射性同位素電池是一種新型電池，它是利用放射性同位素衰變放出的高速帶電粒子(α射線、β射線)與物質(zhì)相互作用，射線的動(dòng)能被吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，再通過(guò)換能器轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置。其構(gòu)造大致是：最外層是由合金制成的保護(hù)層，次外層是防止射線泄漏的輻射屏蔽層，第三層是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成電能的換能器，最里層是放射性同位素。電池使用的三種放射性同位素的半衰期和發(fā)出的射線如下表：同位素90Sr210Po238Pu射線βαα半衰期28年138天年若選擇上述某一種同位素作為放射源，使用相同材料制成的輻射屏蔽層，制造用于執(zhí)行長(zhǎng)期航天任務(wù)的核電池，則下列論述正確的是()A．90Sr的半衰期較長(zhǎng)，使用壽命較長(zhǎng)，放出的β射線比α射線的貫穿本領(lǐng)弱，所需的屏蔽材料較薄B．210Po的半衰期最短，使用壽命最長(zhǎng)，放出的α射線比β射線的貫穿本領(lǐng)弱，所需的屏蔽材料較薄C．238Pu的半衰期最長(zhǎng)，使用壽命最長(zhǎng)，放出的α射線比β射線的貫穿本領(lǐng)弱，所需的屏蔽材料較薄D．放射性同位素在發(fā)生衰變時(shí)，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，但衰變前后的總質(zhì)量數(shù)不變6.微量元素鋅與人體生長(zhǎng)發(fā)育密切相關(guān),它是多種鋅酶的組分或激活因子,在核酸、蛋白質(zhì)和激素合成、能量代謝及氧化還原過(guò)程中都起著重要的生理作用。因此兒童生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期測(cè)量體內(nèi)含鋅量已成為體格檢查的重要內(nèi)容之一，其中比較簡(jiǎn)單的一種檢驗(yàn)方法是取兒童的頭發(fā)約50g，放在核反應(yīng)堆中經(jīng)中子轟擊后，頭發(fā)中的鋅元素與中子反應(yīng)生成具有放射性的同位素鋅，其核反應(yīng)方程式為衰變放射出能量為1115eV的γ射線，通過(guò)探測(cè)γ射線強(qiáng)度的測(cè)定可以計(jì)算出頭發(fā)中鋅的含量。關(guān)于以上敘述，下列說(shuō)法正確的是()AabcA圖1AabcA圖1B.和有相同的質(zhì)子數(shù)C.γ射線是由鋅原子的內(nèi)層電子受激發(fā)而發(fā)生的D.γ射線在真空中傳播的速度是×1087.如圖1所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則下列說(shuō)法中正確的有()A.打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是α射線、γ射線和β射線B.α射線和β射線的軌跡是拋物線C.如果在鉛盒和熒光屏間再加一個(gè)豎直向下的場(chǎng)強(qiáng)適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場(chǎng)，可能使屏上的亮斑只剩下bD.在威耳遜云室中，可看到直而清晰的γ射線軌跡8.在未來(lái)的中國(guó)，從沿海的廣東、浙江、福建到內(nèi)陸的湖北、湖南、江西，幾十座核電站將拔地而起。發(fā)展核電既是中國(guó)發(fā)展突破能源、交通、環(huán)保瓶頸的上策，也符合關(guān)于“節(jié)能減排”的號(hào)召。下列關(guān)于核電站的說(shuō)法中正確的是()A．核反應(yīng)方程可能是：92235U→56141Ba＋3692Kr＋201nB．核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量和質(zhì)量數(shù)都發(fā)生了虧損C．在核反應(yīng)堆中利用控制棒吸收中子從而減小中子對(duì)環(huán)境的影響D．核電站的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是：通過(guò)核反應(yīng)堆將核能轉(zhuǎn)化為熱能，再通過(guò)汽輪機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最后通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能二、填空題9.歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動(dòng)能為MeV的質(zhì)子eq\o\al(1,1)H轟擊靜止的eq\o\al(A,Z)X，生成兩個(gè)動(dòng)能均為MeV的eq\o\al(4,2)He。(1MeV＝×10－13J)①上述核反應(yīng)方程為_(kāi)_______。②質(zhì)量虧損為_(kāi)_______kg。10.從靜止的鐳核eq\o\al(226,88)Ra中射出的α粒子垂直進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，在電磁場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)，已知E＝×104N/C，B＝×10-3T。該核反應(yīng)式為，放出α粒子后，反沖核速度為。三、計(jì)算題11．我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造的太陽(yáng)能一體化航標(biāo)燈，使用了清潔環(huán)保的太陽(yáng)能作為能源，集成了led冷光源、微電腦控制閃光等多種先進(jìn)的環(huán)保節(jié)能技術(shù)，它的可靠性和持久性有了巨大的提升，航標(biāo)船的能耗和排放也隨之大大降低，它的面世打破了法國(guó)人在太陽(yáng)能航標(biāo)燈界的壟斷地位，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)，即在太陽(yáng)內(nèi)部4個(gè)氫核(11H)轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核和兩個(gè)正電子(10e)并放出能量。已知質(zhì)子的質(zhì)量mp＝u，α粒子的質(zhì)量mα＝u，電子的質(zhì)量me＝u。1u的質(zhì)量相當(dāng)于MeV的能量。①寫(xiě)出該熱核反應(yīng)方程；②一次這樣的熱核反應(yīng)過(guò)程釋放出多少M(fèi)eV的能量？(結(jié)果保留四位有效數(shù)字)12．在暗室的真空裝置中做如下實(shí)驗(yàn)：在豎直放置的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的射線源。從射線源射出的一束射線垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，如圖2所示。在與射線源距離為H高處，水平放置兩張疊放著的、涂藥面朝下的印相紙(比一般紙厚且涂有感光藥的紙)，經(jīng)射線照射一段時(shí)間后兩張印相紙顯影。下面的印相紙顯出一串三個(gè)暗斑，試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比？(已知：mα＝4u，mβ＝eq\f(1,1840)u，vα＝eq\f(c,10)，vβ＝c)。圖2圖2圖313.釷核彈發(fā)生衰變生成鐳核并放出一個(gè)粒子，設(shè)該粒子的質(zhì)量為仇、電荷量為q，它進(jìn)入電勢(shì)差為U的、帶窄縫的、平行的平板電極S1和S2間的電場(chǎng)時(shí)，其速度為v0，經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿Ox方向進(jìn)人磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，Ox垂直于平板電極S2，當(dāng)粒子從P點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，其速度方向與Ox方向的夾角θ=60o，如圖3所示，整個(gè)裝置處于真空中。圖3(1)寫(xiě)出釷核衰變的方程；(2)求粒子在磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R；(3)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t。參考答案9.答案：①eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(7,3)X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He或eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(7,3)Li→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He②×10－29kg10.答案：(1)eq\o\al(226,88)Ra→eq\o\al(222,86)Rn＋eq\o\al(4,2)He(2)×105m/s11.答案：①411H→24He＋210e②MeV解析：①熱核反應(yīng)方程為：411H→24He＋210e②一次熱核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為：Δm＝4mp－mα－2me代入數(shù)據(jù)得：Δm＝4×u－u－2×u＝u故一次熱核反應(yīng)釋放的能量為ΔE＝u×MeV/u＝MeV12.答案：eq\f(5,184)解析：下面印相紙從左向右依次是β射線、γ射線、α射線留下的暗斑。設(shè)α射線、β射線暗斑到中央γ射線暗斑的距離分別為sα、sβ則sα＝eq\f(1,2)aα·，sβ＝eq\f(1,2)aβ·aα＝eq\f(qα·