高考物理 原子核練習(xí)

1、2011年高考物理 原子核練習(xí)一、選擇題(共10小題，每小題6分，共60分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中至少有一項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)的得6分，漏選的得3分，錯(cuò)選的得0分)1(2009·高考廣東卷)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的he(氦3)它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂希鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為hehe2hhe聚變下列表述正確的是()a聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量b聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核c聚變反應(yīng)沒(méi)有質(zhì)量虧損d目前核電站都采用he聚變反應(yīng)發(fā)電【解析】本題考查核聚變的知識(shí)，意在考查考生對(duì)聚變特點(diǎn)的掌握程度核聚變過(guò)程中會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損，同時(shí)伴有巨大的核能放出，故a、c都是錯(cuò)誤的；聚變反應(yīng)中

2、會(huì)產(chǎn)生新的原子核，如本題中生成了he，故b正確；目前核電站的核燃料一般還是鈾235，故d錯(cuò)誤【答案】b2(2009·高考上海卷)放射性元素衰變時(shí)放出的三種射線，按穿透能力由強(qiáng)到弱的排列順序是()a射線，射線，射線b射線，射線，射線c射線，射線，射線d射線，射線，射線【解析】本題考查對(duì)、三種射線的特性的認(rèn)識(shí)，考查對(duì)基本知識(shí)的識(shí)記能力射線的穿透能力最強(qiáng)，電離本領(lǐng)最弱；射線穿透本領(lǐng)最弱，電離本領(lǐng)最強(qiáng)，射線介于二者之間b正確【答案】b3(2009·高考天津理綜)下列說(shuō)法正確的是()a.nhche是衰變方程b.hhhe是核聚變反應(yīng)方程c.uthhe是核裂變反應(yīng)方程d.healpn是原

3、子核的人工轉(zhuǎn)變方程【解析】本題考查了核反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)天然放射現(xiàn)象、重核裂變、輕核聚變、原子核的人工轉(zhuǎn)變等相關(guān)知識(shí)的記憶及分析判斷能力a、d為原子核的人工轉(zhuǎn)變，b為輕核聚變，c為原子核的衰變，故bd正確【答案】bd4(2009·高考重慶理綜)某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為hcnq1，hncxq2方程中q1、q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見(jiàn)下表：原子核hhehecnn質(zhì)量/u以下推斷正確的是()ax是he，q2>q1bx是he，q2>q1cx是he，q2<q1 dx是he，q2<q1【解析】本題考查核反應(yīng)方程

4、的書(shū)寫和計(jì)算核反應(yīng)能量，意在考查考生推理判斷和運(yùn)算能力由核反應(yīng)過(guò)程中必須遵守的質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒知x是q1和q2的兩個(gè)核反應(yīng)中質(zhì)量虧損分別為0.0021u和0.0053u，故q2>q1.【答案】b5在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)原來(lái)靜止的碳14原子核，它放射出的粒子與反沖核的軌跡是兩個(gè)內(nèi)切圓，圓直徑比為71，如圖所示，則碳14的衰變方程為 ()a.cebb.chebec.chbd.cen【解析】根據(jù)動(dòng)量守恒定律，碳14放射粒子后的反沖核的速度方向與放射方向相反，且動(dòng)量的大小相同這兩個(gè)速度方向相反的帶電粒子，在同一方向的磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力方向相同，根據(jù)左手定則知兩個(gè)粒子的電性相反又因?yàn)榉礇_的原

5、子核是帶正電的，可知放射的粒子是帶負(fù)電的另外帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式r，反沖核的動(dòng)量與粒子的動(dòng)量相等，b相等，r之比為17，則它們的電荷量之比為71，所以正確選項(xiàng)為d.【答案】d6(2010·湖北重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)北京奧運(yùn)會(huì)的相關(guān)場(chǎng)館建設(shè)大量采用對(duì)環(huán)境有益的新技術(shù)，如奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周圍80%的路燈利用了太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)，奧運(yùn)會(huì)90%的洗浴熱水采用了全玻真空太陽(yáng)能集熱技術(shù)太陽(yáng)能的產(chǎn)生是太陽(yáng)內(nèi)部高溫高壓條件下的核反應(yīng)形成的，下列說(shuō)法正確的是()a該核反應(yīng)的方程可能是4hhe2eb該核反應(yīng)的方程可能是92un54xesr10nc4hhe2e反應(yīng)之所以釋放出能量，是因?yàn)閔核子的平均質(zhì)量

6、較he的大d4hh2e反應(yīng)之所以釋放出能量，是因?yàn)閔核子的平均質(zhì)量較he的小【解析】太陽(yáng)能是由太陽(yáng)內(nèi)部核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的，反應(yīng)中釋放出能量是因?yàn)閔核子的平均質(zhì)量較he的大，故ac正確【答案】ac7(2009·保定聯(lián)考)太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)主要是輕核的聚變，太陽(yáng)中存在的主要元素是氫，氫核的聚變反應(yīng)可以看作是4個(gè)氫核(h)結(jié)合成1個(gè)氦核(he)下表中列出了部分粒子的質(zhì)量(1u相當(dāng)于931.5mev的能量)粒子名稱質(zhì)子p粒子電子e中子n質(zhì)量/u以下說(shuō)法中正確的是()a核反應(yīng)方程式為4hhe2eb核反應(yīng)方程式為4hhe2ecd【解析】根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒關(guān)系可判斷a正確，b錯(cuò)

7、誤；根據(jù)質(zhì)能方程可知d正確【答案】acd8(2009·大慶模擬)下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()a天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)b粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)c發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是nheohd玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論是在盧瑟福核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)上引進(jìn)了量子理論【解析】天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部發(fā)生變化放出射線，粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了原子的核式結(jié)構(gòu)，故a正確，b錯(cuò)誤c選項(xiàng)是人工核反應(yīng)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，故c正確由玻爾理論的意義知，d正確【答案】b914c是一種半衰期為5730年的放射性同位素若考古工作者探測(cè)到某古木中14c的含量為原來(lái)的，則該古樹(shù)死亡的時(shí)間距今大約()a22920年 b114

8、60年c5730年 d2865年【解析】放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需時(shí)間為一個(gè)半衰期，14c的含量為原來(lái)的，經(jīng)過(guò)了兩個(gè)半衰期，t2×573011460(年)，故選項(xiàng)b正確【答案】b10“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，即原子核俘獲一個(gè)核外電子，核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶?，原子核衰變成一個(gè)新核，并且放出一個(gè)中微子(其質(zhì)量小于電子質(zhì)量且不帶電)若一個(gè)靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”(電子的初動(dòng)量可不計(jì))，則()a生成的新核與衰變前的原子核質(zhì)量數(shù)相同b生成新核的核電荷數(shù)增加c生成的新核與衰變前的原子核互為同位素d生成的新核與中微子的動(dòng)量大小相等【解析】質(zhì)子與中子的質(zhì)量數(shù)相同，

9、所以發(fā)生“軌道電子俘獲”后新核與原核質(zhì)量數(shù)相同，a正確；新核質(zhì)子數(shù)減少，故該電荷數(shù)減少，b錯(cuò)；新核與原核質(zhì)子數(shù)不同，不能稱它們互為同位素，c錯(cuò)；以靜止原子核及被俘獲電子為系統(tǒng)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，系統(tǒng)初動(dòng)量為零，所以生成的新核與中微子的動(dòng)量大小相等，方向相反，d正確【答案】ad二、論述、計(jì)算題(本題共3小題，共40分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、計(jì)算公式和重要的演算步驟，只寫出最后答案不得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確數(shù)值和單位)11為了捍衛(wèi)我國(guó)的領(lǐng)海主權(quán)，隨著我國(guó)綜合國(guó)力的不斷增強(qiáng)，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，我國(guó)會(huì)擁有自己的航空母艦假設(shè)航空母艦的動(dòng)力來(lái)自核反應(yīng)堆，其中主要的核反應(yīng)方程式是unbakr(

10、)n(1)在括號(hào)內(nèi)填寫n前的系數(shù)；(2)用m1、m2、m3分別表示u、ba、kr核的質(zhì)量，m表示中子的質(zhì)量，則上述反應(yīng)過(guò)程中一個(gè)鈾235核發(fā)生裂變產(chǎn)生的核能e是多少？(3)假設(shè)核反應(yīng)堆的功率p×105kw，×1011j，則該航空母艦在海上航行一個(gè)月需要消耗多少kg鈾235？(鈾235的摩爾質(zhì)量m/mol，一個(gè)月約為t×106s，阿伏加德羅常數(shù)na×1023mol1，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【解析】(1)由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量守恒可知系數(shù)為3.(2)emc2(m1m2m32m)c2(3)一個(gè)月內(nèi)核反應(yīng)產(chǎn)生的總能量為ept，同時(shí)enae，所以ptnae，解得m

11、22kg【答案】(1)3(2)(m1m2m32m)c2(3)22kg12在真空中，原來(lái)靜止的原子核x在進(jìn)行衰變時(shí)，放出粒子的動(dòng)能為e0.假設(shè)衰變后產(chǎn)生的新核用字母y表示，衰變時(shí)產(chǎn)生的能量全部以動(dòng)能形式釋放出來(lái)，真空中的光速為c，原子核的質(zhì)量之比等于其質(zhì)量數(shù)之比，原子核的重力不計(jì)(1)寫出衰變的核反應(yīng)方程；(2)求衰變過(guò)程中總的質(zhì)量虧損【解析】(1)衰變的核反應(yīng)方程為：xyhe(2)根據(jù)動(dòng)量守恒定律，反沖核y的動(dòng)量與粒子的動(dòng)量大小相等根據(jù)公式ek可知，反沖核y的動(dòng)能為ek1e0衰變時(shí)釋放出的總能量為eke0ek1e0根據(jù)愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程ekmc2此衰變過(guò)程中總的質(zhì)量虧損是m【答案】(1)xyhe(2)13如圖甲所示，mn為豎直放置、彼此平行的兩塊平板，兩板間距為d，兩板中央有一個(gè)小孔o(hù)、o正對(duì)在兩板間有垂直于紙面方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示，有一放射源內(nèi)裝鐳核(ra)，放在平行板電容器的左側(cè)，鐳核(ra)沿著oo方向釋放一個(gè)粒子后衰變成氡(rn)設(shè)粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，該粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與磁場(chǎng)變化的周期都為t0，不考慮由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響，不計(jì)粒子受的重力(1)寫出鐳核的衰變方程；(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度b0的大小；(3)要使粒子從o孔垂直于n板射出磁