人教版高中物理選擇性必修第三冊第五章原子核習題課6分層演練素養(yǎng)達標含答案

【基礎鞏固】1．(多選)下列核反應方程中，正確的是()A．eq\o\al(\s\up1(10),\s\do1(5))B＋(α粒子)→eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))HB．eq\o\al(\s\up1(27),\s\do1(13))Al＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(27),\s\do1(12))Mg＋(質(zhì)子)C．eq\o\al(\s\up1(9),\s\do1(4))Be＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He→eq\o\al(\s\up1(12),\s\do1(6))C＋(中子)D．eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He→eq\o\al(\s\up1(17),\s\do1(8))O＋(氘核)解析：選BC。由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知：A選項中質(zhì)量數(shù)10＋4≠14＋1，D選項中質(zhì)量數(shù)14＋4≠17＋2，所以A、D錯誤，B、C正確。2．我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構(gòu)認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是()A．eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))nB．eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He→eq\o\al(\s\up1(17),\s\do1(8))O＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))HC．eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(27),\s\do1(13))Al→eq\o\al(\s\up1(30),\s\do1(15))P＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))nD．eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(144),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n解析：選A。eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n是一個氘核與一個氚核結(jié)合成一個氦核，同時放出一個中子，屬于聚變反應，A正確；eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He→eq\o\al(\s\up1(17),\s\do1(8))O＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H屬于人工核反應，B錯誤；eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(27),\s\do1(13))Al→eq\o\al(\s\up1(30),\s\do1(15))P＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n屬于人工核反應，C錯誤；eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(144),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n是一種典型的鈾裂變，屬于裂變反應，D錯誤。3．20世紀30年代以來，人們在對宇宙射線的研究中，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些新的粒子，K介子和π介子就是科學家在1947年發(fā)現(xiàn)的。K－介子的衰變方程為K－→π0＋π－，其中K－介子和π－介子帶負電，電荷量等于元電荷的電荷量，π0介子不帶電。如圖所示，一個K－介子沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場中，其軌跡為圖中的圓弧虛線，K－介子衰變后，π0介子和π－介子的軌跡可能是()解析：選A。π0介子不帶電，在磁場中不偏轉(zhuǎn)，π－介子帶負電，在磁場中洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，再根據(jù)動量守恒定律判定知A正確。4．靜止的氡核eq\o\al(\s\up1(222),\s\do1(86))Rn放出α粒子后變成釙核eq\o\al(\s\up1(218),\s\do1(84))Po，α粒子動能為Ekα，若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和α粒子的動能，真空中的光速為c，則該核反應中的質(zhì)量虧損為()A．eq\f(2Ekα,109c2) B．0C．eq\f(111Ekα,109c2) D．eq\f(109Ekα,111c2)解析：選C。核反應過程中動量守恒，釙核與α粒子動量大小相等，由p＝eq\r(2mEk)可求出釙核動能EkPo＝eq\f(2,109)Ekα，ΔE＝EkPo＋Ekα＝eq\f(111Ekα,109)，根據(jù)ΔE＝Δmc2可知C正確。5．(多選)中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時，質(zhì)量虧損為Δm，相應的能量ΔE＝Δmc2＝2.2MeV是氘核的結(jié)合能。下列說法正確的是()A．用能量小于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核不能分解為一個質(zhì)子和一個中子B．用能量等于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和為零C．用能量大于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和為零D．用能量大于2.2MeV的光子照射靜止氘核時，氘核可能分解為一個質(zhì)子和一個中子，它們的動能之和不為零解析：選AD。氘核分解為一個質(zhì)子和一個中子時，所需要吸收的能量不能小于其結(jié)合能2.2MeV，故A正確；光子照射氘核時，光子和氘核組成的系統(tǒng)總動量不為零，由動量守恒定律得，光子被氘核吸收后，分解成的質(zhì)子和中子的總動量不為零，故總動能也不為零，所以把氘核分解為質(zhì)子和中子所需的能量應大于2.2MeV，故D正確，B、C錯誤。【能力提升】6．(多選)原來靜止的原子核eq\o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z))X質(zhì)量為m1，處在區(qū)域足夠大的勻強磁場中，經(jīng)α衰變后變成質(zhì)量為m2的原子核Y，α粒子的質(zhì)量為m3，已測得α粒子的速度垂直于磁場B，且動能為E0，假定原子核X衰變時釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動能，則下列四個結(jié)論中正確的是()A．核Y與α粒子在磁場中運動的周期之比為eq\f(2,Z－2)B．核Y與α粒子在磁場中運動的半徑之比為eq\f(2,Z－2)C．此衰變過程中的質(zhì)量虧損為m1－m2－m3D．此衰變過程中釋放的核能為eq\f(AE0,A－4)解析：選BCD。原子核發(fā)生α衰變時核子質(zhì)量數(shù)減小4而核電荷數(shù)減小2。由題意知X核原先靜止，則衰變后α粒子和反沖核Y的動量大小相等，由R＝eq\f(mv,Bq)知RY∶Rα＝qα∶qY＝2∶(Z－2)，故B正確；而周期之比由T＝eq\f(2πm,Bq)知TY∶Tα＝eq\f(mY,qY)·eq\f(qα,mα)＝eq\f(A－4,2Z－4)，故A錯誤；該過程質(zhì)量虧損Δm＝m1－(m2＋m3)，故C正確；由動能與動量的關系得Ek＝eq\f(p2,2m)，知Y核的動能EkY＝eq\f(4E0,A－4)，則釋放的核能ΔE＝Ekα＋EkY＝eq\f(AE0,A－4)，故D正確。7．原來靜止的原子核eq\o\al(\s\up1(a),\s\do1(b))X發(fā)生α衰變時，放出α粒子的動能為E0。假設衰變時產(chǎn)生的能量全部以動能的形式釋放出來，則在此衰變過程中的質(zhì)量虧損是()A．eq\f(E0,c2) B．eq\f(E0,（a－4）c2)C．eq\f(（a－4）E0,c2) D．eq\f(aE0,（a－4）c2)解析：選D。衰變方程為eq\o\al(\s\up1(a),\s\do1(b))X→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))H