新教材適用2024-2025學(xué)年高中物理第5章原子核本章學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)新人教版選擇性必修第三冊(cè)

本章學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，時(shí)間75分鐘。第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共12小題，其中1～8小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，每小題3分，第9～12小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．(2024·河北邯鄲高二階段練習(xí))月球的表面長(zhǎng)期受到宇宙射線的照耀，使得“月壤”中的eq\o\al(3,2)He含量非常豐富?？茖W(xué)家認(rèn)為eq\o\al(3,2)He是發(fā)生核聚變的極好原料，將來(lái)eq\o\al(3,2)He或許是人類重要的能源，所以探測(cè)月球意義非常重大。關(guān)于eq\o\al(3,2)He，下列說(shuō)法正確的是(D)A．eq\o\al(3,2)He原子核內(nèi)的核子靠萬(wàn)有引力緊密結(jié)合在一起B(yǎng)．eq\o\al(3,2)He聚變反應(yīng)后變成eq\o\al(4,2)He，原子核內(nèi)核子間的比結(jié)合能沒(méi)有發(fā)生改變C．eq\o\al(3,2)He發(fā)生核聚變，放出能量，不肯定會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損D．eq\o\al(3,2)He聚變反應(yīng)的方程可能為eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He解析：原子核內(nèi)的核子靠核力結(jié)合在一起，核力只存在于相鄰的核子之間，A錯(cuò)誤；比結(jié)合能是核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，所以聚變后的比結(jié)合能肯定發(fā)生改變，B錯(cuò)誤；eq\o\al(3,2)He發(fā)生聚變，放出能量，依據(jù)質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，肯定會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，C錯(cuò)誤；eq\o\al(3,2)He聚變反應(yīng)的方程式可能為eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He，D正確。故選D。2．1933年至1934年間，約里奧·居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔時(shí)，發(fā)生的核反應(yīng)方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n，反應(yīng)生成物eq\o\al(30,15)P像自然放射性元素一樣衰變，放出正電子e，且伴隨產(chǎn)生中微子eq\o\al(A,Z)ν，核反應(yīng)方程為eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(A,Z)ν，則下列說(shuō)法正確的是(B)A．當(dāng)溫度、壓強(qiáng)等條件改變時(shí)，放射性元素eq\o\al(30,15)P的半衰期隨之改變B．中微子的質(zhì)量數(shù)A＝0，電荷數(shù)Z＝0C．正電子產(chǎn)生的緣由可能是核外電子轉(zhuǎn)變成的D．約里奧·居里夫婦通過(guò)α粒子轟擊鋁箔的試驗(yàn)發(fā)覺(jué)了中子解析：放射性元素的半衰期與外界因素?zé)o關(guān)，A錯(cuò)誤；依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，中微子的質(zhì)量數(shù)A＝0，電荷數(shù)Z＝0，B正確；正電子產(chǎn)生的緣由是核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子時(shí)放出的，C錯(cuò)誤；查德威克用粒子轟擊鈹原子核試驗(yàn)，發(fā)覺(jué)了中子，D錯(cuò)誤。故選B。3．“氦－3”是一種已被世界公認(rèn)的高效、清潔、平安、廉價(jià)的核燃料，可發(fā)生的核反應(yīng)方程eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He，式中質(zhì)子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2，則下列說(shuō)法正確的是(B)A．此核反應(yīng)為α衰變反應(yīng)B．eq\o\al(3,2)He的比結(jié)合能比eq\o\al(4,2)He的比結(jié)合能小C．eq\o\al(3,2)He核的質(zhì)量為eq\f(2m1＋m2,2)D．當(dāng)eq\o\al(3,2)He燃料體積大于臨界體積時(shí)，該核反應(yīng)可持續(xù)進(jìn)行解析：eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He是核聚變反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；核聚變過(guò)程中釋放能量，會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，核子的比結(jié)合能變大，反應(yīng)物的質(zhì)量之和大于生成物的質(zhì)量之和，故B正確，C錯(cuò)誤；通常把核裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積稱為它的臨界體積，核聚變反應(yīng)發(fā)生的條件是高溫高壓，故D錯(cuò)誤。故選B。4．(2024·上海模擬預(yù)料)對(duì)于有關(guān)中子的探討，下面說(shuō)法正確的是(A)A．中子等微觀粒子都具有波粒二象性B．一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過(guò)核反應(yīng)后生成氦核和中子是裂變反應(yīng)C．盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)覺(jué)了質(zhì)子和中子D．核反應(yīng)方程eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(y,82)X＋eq\o\al(4,2)He中的y＝206，X中核子個(gè)數(shù)為124解析：微觀粒子都具有波粒二象性，故A正確；裂變是較重的原子核分裂成較輕原子核的反應(yīng)，而該反應(yīng)是較輕的原子核的聚變反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射試驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，查德威克通過(guò)α粒子轟擊鈹核獲得碳核的試驗(yàn)發(fā)覺(jué)了中子，故C錯(cuò)誤；依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得y＝210－4＝206，X中核子個(gè)數(shù)為206，中子數(shù)為206－82＝124，故D錯(cuò)誤。5．K－介子衰變的方程為K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子是帶負(fù)電的基元電荷，π0介子不帶電。如圖所示，一個(gè)K－介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π－介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點(diǎn)相切。它們的半徑RK－與Rπ－之比為2∶1，π0介子的軌跡未畫(huà)出。由此可知π－的動(dòng)量大小與π0的動(dòng)量大小之比為(C)A．1∶1 B．1∶2C．1∶3 D．1∶6解析：K－介子與π－介子均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力供應(yīng)向心力，有eBv＝meq\f(v2,R)，故動(dòng)量p＝mv＝eBR，因而PK－∶Pπ－＝2∶1。依據(jù)動(dòng)量守恒定律，有PK－＝Pπ0－Pπ－，故Pπ0＝3pπ－，選項(xiàng)C正確。6．(2024·全國(guó)高三課時(shí)練習(xí))氫的同位素氚(eq\o\al(3,1)H)的半衰期為12.5年，衰變時(shí)會(huì)放射β射線。下列有關(guān)氚衰變的說(shuō)法正確的是(B)A．氚衰變時(shí)放射的β粒子來(lái)自核外電子B．2g氚經(jīng)過(guò)25年還剩下0.5g氚C．氚發(fā)生β衰變后的生成物是eq\o\al(4,2)HeD．氚發(fā)生β衰變時(shí)要汲取能量解析：氚衰變時(shí)放射的β粒子來(lái)自原子核內(nèi)部的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子同時(shí)生成一個(gè)電子，A錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)25年n＝eq\f(t,T)＝eq\f(25,12.5)＝2個(gè)半衰期，據(jù)半衰期公式m余＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n＝0.5g，B正確；依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，氚的衰變方程為eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(0,－1)e，衰變后的生成物是eq\o\al(3,2)He，C錯(cuò)誤；在衰變的過(guò)程中會(huì)釋放能量，D錯(cuò)誤。7．我國(guó)第一代核潛艇總設(shè)計(jì)師黃旭華院士于2024年9月29日獲頒“共和國(guó)勛章”，核動(dòng)力潛艇上核反應(yīng)堆中可能的一個(gè)核反應(yīng)方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋xeq\o\al(1,0)n＋ΔE(其中ΔE為釋放出的核能)。下列說(shuō)法正確的是(D)A．該核反應(yīng)屬于原子核的衰變B．核反應(yīng)方程式中x＝2C．eq\o\al(235,92)U的比結(jié)合能eq\f(ΔE,235)D．eq\o\al(235,92)U核的比結(jié)合能小于eq\o\al(144,56)Ba核的比結(jié)合能解析：發(fā)生的核反應(yīng)是核裂變，不是原子核的衰變，故A錯(cuò)誤；由核反應(yīng)方程滿意質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒，可知eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n＋ΔE，因此式中x＝3，故B錯(cuò)誤；核反應(yīng)方程中ΔE為釋放出的核能，不是eq\o\al(235,92)U的結(jié)合能，故C錯(cuò)誤；中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能較大，eq\o\al(235,92)U核的比結(jié)合能小于eq\o\al(144,56)Ba核的比結(jié)合能，故D正確。8．(2024·全國(guó)高三專題練習(xí))如圖所示，P為勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一點(diǎn)，某放射性元素的原子核靜止在P點(diǎn)，該原子核發(fā)生衰變后，放出一個(gè)氦核(eq\o\al(4,2)He)和一個(gè)新核，它們速度方向與磁場(chǎng)垂直，其軌跡均為圓弧，半徑之比為45∶1，重力、阻力和氦核與新核間的庫(kù)侖力均不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是(B)A．放射性元素原子核的電荷數(shù)是90B．可能的衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeC．氦核和新核動(dòng)量的大小之比是1∶45D．衰變前核的質(zhì)量等于衰變后氦核和新核的總質(zhì)量解析：反應(yīng)過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，所以氦核和新核動(dòng)量的大小之比是1∶1，故C錯(cuò)誤；由于放出的氦核(eq\o\al(4,2)He)和新核在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，依據(jù)洛倫茲力供應(yīng)向心力有Bqv＝meq\f(v2,R)，解得R＝eq\f(mv,Bq)，則它們的軌道半徑與它們的電荷數(shù)成反比，所以q氦∶q新＝1∶45，則新核的電荷數(shù)為90，由于核反應(yīng)過(guò)程電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，則放射性元素原子核的電荷數(shù)是92，所以可能的衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，故A錯(cuò)誤，B正確；因?yàn)樗プ冞^(guò)程有能量釋放，所以衰變前核的質(zhì)量大于衰變后氦核和新核的總質(zhì)量，故D錯(cuò)誤。9．(2024·山東威海檢測(cè))2024年5月28日，我國(guó)“人造太陽(yáng)”裝置取得重大突破，實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行。該試驗(yàn)中的可控?zé)岷朔磻?yīng)的方程是eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X，其中海水中富含反應(yīng)原料氘(eq\o\al(2,1)H)，而氚(eq\o\al(3,1)H)在自然界中含量極微，但可以用某種粒子Y轟擊鋰核(eq\o\al(6,3)Li)得到，核反應(yīng)方程為eq\o\al(6,3)Li＋Y→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(ABC)A．粒子X(jué)為中子，粒子Y為質(zhì)子B．核反應(yīng)方程eq\o\al(6,3)Li＋Y→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He為α衰變C．核反應(yīng)生成物中的α粒子具有很強(qiáng)的電離作用和穿透實(shí)力D．在核反應(yīng)eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X中，反應(yīng)物的總質(zhì)量大于生成物的總質(zhì)量解析：依據(jù)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)及電荷數(shù)守恒可知，核反應(yīng)方程為eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)X，eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)Y→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He，粒子X(jué)為中子，粒子Y也為中子，A錯(cuò)誤；核反應(yīng)方程eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He為原子核的人工轉(zhuǎn)變方程，B錯(cuò)誤；核反應(yīng)生成物中的α粒子具有很強(qiáng)的電離作用，但是穿透實(shí)力較弱，C錯(cuò)誤；在核反應(yīng)eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n中，有質(zhì)量虧損，釋放大量的能量，故反應(yīng)物的總質(zhì)量大于生成物的總質(zhì)量，D正確。10．(2024·湖南長(zhǎng)沙高二長(zhǎng)郡中學(xué)?？计谀?2024年1月3日消息，諾貝爾官方稱居里夫人的“筆記”仍具放射性，還將持續(xù)1500年。關(guān)于放射性元素、衰變和半衰期，下列說(shuō)法正確的是(CD)A．居里夫人的筆記本，經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期，質(zhì)量?jī)H剩下原來(lái)的四分之一B．放射性元素的半衰期不僅與核內(nèi)部本身因素有關(guān)，還與質(zhì)量有關(guān)C．一個(gè)放射性原子核，每發(fā)生一次β衰變，它的中子數(shù)削減一個(gè)，質(zhì)子數(shù)增加一個(gè)D．eq\o\al(238,92)U衰變成eq\o\al(206,82)Pb要經(jīng)過(guò)8次α衰變和6次β衰變解析：放射性元素經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期，質(zhì)量?jī)H剩下原來(lái)的四分之一，筆記本的質(zhì)量幾乎不變，A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期是由核內(nèi)自身的因素確定的，與質(zhì)量無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；β衰變實(shí)質(zhì)上是原子核內(nèi)的一個(gè)中子變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放出一個(gè)電子的過(guò)程，因此發(fā)生一次β衰變，質(zhì)子數(shù)增加一個(gè)，中子數(shù)削減一個(gè)，C正確；依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可得eq\o\al(238,92)U衰變成eq\o\al(206,82)Pb要經(jīng)過(guò)8次α衰變和6次β衰變，D正確。故選CD。11．(2024·綏化市第九中學(xué)高二階段練習(xí))如圖是原子核的平均結(jié)合能(也稱比結(jié)合能)與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系圖像，通過(guò)該圖像可以得出一些原子核的平均結(jié)合能，如eq\o\al(16,8)O的核子平均結(jié)合能約為8MeV，eq\o\al(4,2)He的核子平均結(jié)合能約為7MeV，依據(jù)該圖像推斷，下列說(shuō)法正確的是(BCD)A．隨著原子質(zhì)量數(shù)的增加，原子核的平均結(jié)合能增大B．eq\o\al(56,26)Fe核最穩(wěn)定C．由圖像可知，兩個(gè)eq\o\al(2,1)H核結(jié)合成eq\o\al(4,2)He核會(huì)釋放出能量D．把eq\o\al(16,8)O分成8個(gè)質(zhì)子和8個(gè)中子比把eq\o\al(16,8)O分成4個(gè)eq\o\al(4,2)He要多供應(yīng)約112MeV的能量解析：由圖可知，隨著原子質(zhì)量數(shù)的增加，原子核的平均結(jié)合能先增大后減小，所以A錯(cuò)誤；eq\o\al(56,26)Fe核的平均結(jié)合能最大，是最穩(wěn)定的，所以B正確；兩個(gè)平均結(jié)合能小的eq\o\al(2,1)H結(jié)合成平均結(jié)合能大的eq\o\al(4,2)He時(shí)，會(huì)釋放出能量，所以C正確；把eq\o\al(16,8)O分成質(zhì)子和中子須要供應(yīng)的能量約為ΔE1＝16×8MeV＝128MeV，將質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)eq\o\al(4,2)He所放出的能量約為ΔE2＝4×7MeV＝28MeV，則將eq\o\al(16,8)O分為4個(gè)eq\o\al(4,2)He須要供應(yīng)的能量約為ΔE3＝ΔE1－4ΔE2＝128MeV－4×28MeV＝16MeV，故要多供應(yīng)的能量為ΔE3－ΔE1＝128MeV－16MeV＝112MeV，故選BCD。12．(2024·河南高三開(kāi)學(xué)考試)微型核電池的體積很小，只有一個(gè)硬幣的厚度，電力極強(qiáng)，可用于手機(jī)充電。微型核電池利用微型和納米級(jí)系統(tǒng)研發(fā)出了一種超微型電源設(shè)備，這種通過(guò)放射性物質(zhì)的衰變，釋放出帶電粒子，從而獲得持續(xù)電流。鎳－63(eq\o\al(63,28)Ni)發(fā)生β衰變變?yōu)殂~－63(eq\o\al(63,29)Cu)，用它制成的大容量核電池，續(xù)航可超百年。下列說(shuō)法正確的是(BD)A．鎳－63的β衰變方程為eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(63,29)Cu＋eq\o\al(0,1)eB．β衰變中β粒子來(lái)源的方程為eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)eC．上升鎳－63的溫度，可使其半衰期減小D．eq\o\al(63,28)Ni的比結(jié)合能比銅－63的比結(jié)合能小解析：核反應(yīng)方程核電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知，鎳－63的β衰變方程為eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(63,29)Cu＋eq\o\al(0,－1)e，故A錯(cuò)誤；β衰變中β粒子來(lái)自原子核中的中子，其方程為eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e，故B正確；放射性元素的半衰期與溫度無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；eq\o\al(63,28)Ni的比結(jié)合能比銅－63的比結(jié)合能小，銅－63(eq\o\al(63,29)Cu)比結(jié)合能大更穩(wěn)定，故D正確。第Ⅱ卷(非選擇題共60分)二、填空題(2小題，共14分。把答案干脆填在橫線上)13.(6分)貝克勒爾發(fā)覺(jué)自然放射現(xiàn)象揭開(kāi)了人類探討原子核結(jié)構(gòu)的序幕。如圖P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的自然放射源，其放出的射線在電場(chǎng)中分成A、B、C三束。(1)三種射線中，穿透實(shí)力最強(qiáng)，常常用來(lái)對(duì)金屬探傷的是_B__射線；電離作用最強(qiáng)，動(dòng)量最大，常常用來(lái)轟擊原子核的是_C__射線；當(dāng)原子核中的一個(gè)核子由中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)將放出一個(gè)_β__粒子。(2)請(qǐng)完成以下與上述粒子有關(guān)的兩個(gè)核反應(yīng)方程：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋_eq\o\al(0,－1)e__；_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：依據(jù)電荷所受電場(chǎng)力特點(diǎn)可知，A為β射線，B為γ射線，C為α射線。(1)三種射線中，穿透實(shí)力最強(qiáng)，常常用來(lái)對(duì)金屬探傷的是γ射線；電離作用最強(qiáng)，動(dòng)量最大，常常用來(lái)轟擊原子核的是α射線；當(dāng)原子核中的一個(gè)核子由中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)將放出一個(gè)β粒子。(2)依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒則有：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e；eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n14．(8分)(2024·全國(guó)高三專題練習(xí))在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)非常特殊，因此在試驗(yàn)中很難探測(cè)。1953年，萊尼斯和柯文建立了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的試驗(yàn)系統(tǒng)，利用中微子與水中eq\o\al(1,1)H的核反應(yīng)，間接地證明了中微子的存在。(1)中微子與水中的eq\o\al(1,1)H發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子(eq\o\al(1,0)n)和正電子(eq\o\al(0,1)e)，即：中微子＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(0,1)e，可以判定中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是_A__。(填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母)A．0和0 B．0和1C．1和0 D．1和1(2)上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子(γ)，即eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(0,－1)e→2γ，已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10－31kg，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為_(kāi)8.2×10－14__J。正電子與電子相遇不行能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)光子，緣由是_系統(tǒng)總動(dòng)量為零，故只有產(chǎn)生2個(gè)光子，此過(guò)程才遵循動(dòng)量守恒定律__。解析：(1)發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均守恒，據(jù)此可知中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都是0。故選A。(2)產(chǎn)生的能量是由于質(zhì)量虧損。兩個(gè)電子轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子之后，質(zhì)量變?yōu)榱悖瑒tE＝Δmc2，故一個(gè)光子的能量為eq\f(E,2)，代入數(shù)據(jù)得eq\f(E,2)＝eq\f(2×9.1×10－31×9×1016,2)J≈8.2×10－14J，正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體，故系統(tǒng)總動(dòng)量為零，故只有產(chǎn)生2個(gè)光子，此過(guò)程才遵循動(dòng)量守恒定律。三、論述、計(jì)算題(本題共4小題，共46分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最終答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必需明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)15．(8分)(2024·無(wú)錫高二期末)在火星上太陽(yáng)能電池板發(fā)電實(shí)力有限，因此科學(xué)家用放射性材料——PuO2作為發(fā)電能源為火星車供電。PuO2中的Pu元素是eq\o\al(238,94)Pu。(1)寫(xiě)出eq\o\al(238,94)Pu發(fā)生α衰變的核反應(yīng)方程；(2)eq\o\al(238,94)Pu的半衰期是87.7年，大約要經(jīng)過(guò)多少年會(huì)有87.5%的原子核發(fā)生衰變？答案：(1)eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(234,92)U(2)t＝263.1年解析：(1)依據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒得到衰變方程為eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(234,92)U。(2)半衰期為87.7年，依據(jù)m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up10(\f(t,T))其中m0為衰變前的質(zhì)量，m是衰變后剩余質(zhì)量，有87.5%的原子核衰變，剩余質(zhì)量為m＝0.125m0可得t＝263.1年。16．(10分)(2024·吉林白山高二期末)1932年查德威克用α粒子去轟擊鈹核(eq\o\al(9,4)Be)發(fā)覺(jué)了中子(并產(chǎn)生一個(gè)碳核)，已知這一核反應(yīng)每發(fā)生一次釋放的核能為ΔE，真空中的光速為c。(1)寫(xiě)出核反應(yīng)方程并計(jì)算出反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm；(2)若α粒子以速度v0轟擊靜止的鈹核(eq\o\al(9,4)Be)，反應(yīng)生成的碳核和中子同方向運(yùn)動(dòng)，且動(dòng)量之比為1∶5，求生成的碳核的速度大小v。答案：(1)eq\f(ΔE,c2)(2)eq\f(1,18)v0解析：(1)核反應(yīng)方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n依據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程有：ΔE＝Δmc2解得：Δm＝eq\f(ΔE,c2)。(2)依據(jù)動(dòng)量守恒定律有：mHev0＝pC＋pn碳核的動(dòng)量：pC＝mCv中子的動(dòng)量：pn＝5pC＝5mCv解得：v＝eq\f(1,18)v0。17．(12分)(2024·高三課時(shí)練習(xí))已知氘核的質(zhì)量為2.0136u，中子的質(zhì)量為1.0087u，eq\o\al(3,2)He的質(zhì)量為3.0150u。(1)試寫(xiě)出兩個(gè)氘核聚變生成eq\o\al(3,2)He的核反應(yīng)方程；(2)計(jì)算上述反應(yīng)中釋放的核能；(3)若兩個(gè)氘核以相等的動(dòng)能0.35MeV做對(duì)心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則反應(yīng)中生成eq\o\al(3,2)He核和中子的動(dòng)能各是多少？答案：(1)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n(2)3.26MeV(3)0.99MeV2.97MeV解析：(1)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n。(2)核反應(yīng)中質(zhì)量虧損Δm＝2.0136u×2－(3.0153u＋1.0087u)＝0.0035u釋放的核能：ΔE＝Δmc2＝0.0035×931.5MeV＝3.26MeV。(3)設(shè)eq\o\al(3,2)He核和中子的質(zhì)量分別為m1、m2，速度分別為v1、v2，則由動(dòng)量守恒定律及能量守恒定律得：m1v1－m2v2＝0，Ek1＋Ek2＝2Ek0＋ΔE解方程組可得：Ek1＝eq\f(1,4)×(2Ek0＋ΔE)＝eq\f(1,4)×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2×0.35＋3.26))MeV＝0.99MeVEk2＝eq\f(3,4)×(2Ek0＋ΔE)＝eq\f(3,4)×(2×0.35＋3.26)MeV＝2.97MeV。18．(16分)(20