2019學(xué)年高中物理第十九章原子核單元質(zhì)量評估(含解析)3-5

1、文檔來源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持第十九章原子核（90分鐘 100分）一、選擇題（本大題共12小題，每小題5分，共60分。多選題已在題號后標(biāo)出）4. 14171.（2015 汕頭高二檢測）核反應(yīng)方程？He+ 7 Es O+X,X所代表的粒子是（）120IA HBH C e D n【解析】選A根據(jù)核反應(yīng)所遵循的兩個(gè)守恒，即質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得X的質(zhì)量數(shù)=4+14- 17=1,電荷數(shù)=2+7-8=1,因此,X代表的粒子為；H,選項(xiàng)A正確。2.（2015 韶關(guān)高二檢測）盧瑟福用“粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)為：7N+2HeSo+iH。已知氮核質(zhì)量為 m=14.

2、007 53u,氧核的質(zhì)量為 m=17.004 54u,氨核質(zhì)量mHe=4.003 87u,質(zhì)子（氫核）質(zhì)量為m>=1.008 15u,（已知：1 uc 2=931 MeV）對于這一核反應(yīng)，下列說法正確的是 （）A.放出熱量0.001 29 MeVB.吸收熱量0.001 29 Me VC.放出熱量1.20 MeVD.吸收熱量1.20 MeV【解析】 選Do質(zhì)量虧損A m=m+mHe-m>mp=-0.001 29 u,由質(zhì)能方程得：A E=A mC=-1.20 MeV,故這一核反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)，吸收的能量為1.20 MeV,D 項(xiàng)正確?！净?dòng)探究】 若入射氨核以 vo=3x 10

3、7m/s的速度沿兩核中心連線方向轟擊靜止氮核。反應(yīng)生成的氧核和質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng)，且速度大小之比為1 ： 50。求氧核的速度大小。【解析】 動(dòng)量守恒 mHeX vo=mHx vH+miv/O又:v O : VH=1 : 50解得:v o=1.8 x 106m/s答案：1.8X106m/s22286 Rn的礦3.（2013 大綱版全國卷）放射性元素（262 Rn）經(jīng)a衰變成為針（ 248PO）,半衰期約為3.8天;但勘測表明，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代后，目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素石，其原因是（）222 A.目前地殼中的86 Rn主要來自于其他放射性元素的衰變B.在地球形成的初期，地殼中元素222

4、Rn的含量足夠高C.當(dāng)衰變產(chǎn)物248 Po積累到一定量以后248 Po的增加會(huì)減慢822 Rn的衰變進(jìn)程222D. 86 Rn王要存在于地球深處的礦石中，溫度和壓力改變了它的半盤期【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)從以下兩點(diǎn)進(jìn)行分析：(1)知道半衰期大小的決定因素。(2)理解半衰期的意義?！窘馕觥?選A。元素半衰期的長短由原子核自身因素決定，一般與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)以及周圍環(huán)境、溫度無關(guān) ，C、D錯(cuò)；即使元素氫的含量足夠高，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代，地殼 中也幾乎沒有氫了 ，一定是來自于其他放射性元素的衰變，故A又1B錯(cuò)。4.現(xiàn)有三個(gè)核反應(yīng)方程：Na Mg e;235, I 141, 92 丁1二U n

5、 Ba Kr+ n;'iH+HHe+°no下列說法正確的是()A.是裂變，是3衰變；是聚變B.是聚變，是裂變；是3衰變C.是3衰變，是裂變；是聚變D.是3衰變，是聚變；是裂變【解析】,選Q的箭頭左側(cè)只有一個(gè)核，為衰變，箭頭右側(cè)有電子，所以是3衰變。為 典型的裂變和聚變方程，只有C正確。5.(2015 福州高二檢測)一個(gè)氫核222 Rn衰變成針核848 Po并放出一個(gè)粒子，其半衰期為3.8天,1 g氫經(jīng)過7.6天衰變掉的質(zhì)量以及822 Rn衰變成248 Po的過程中.放出的粒子分別是()g, a粒子g,a粒子g, 3粒子g,3粒子【解析】選Bo氫核半衰期為3.8天,7. 6天為

6、2個(gè)半衰期，所以1 g氫7.6天衰變掉的質(zhì)量222218222218 _為0.75 g,由86 Rn 84 Po 2He知86 Rn共變成84 Po的過程中放出的粒子是£ He,即“粒子，所以選項(xiàng)B正確。6.（多選）（2015 廣東高考）科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取瓶，再利用笊和瓶的核反應(yīng)獲得能量,，核43，:4反應(yīng)方程分別為：X+YT2He+iH+4HMW和1 h+i H2 He+X+17.6 MeV,下列表述正確的有（）A.X是中子B.Y的質(zhì)子數(shù)是3,中子數(shù)是6C.兩個(gè)核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損D.笊和瓶的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)【解析】選A、D根據(jù)質(zhì)子數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知 X是中子,A正確;Y的

7、質(zhì)子數(shù)為3,中子 數(shù)為3,B錯(cuò)誤；聚變放出能量，由質(zhì)能方程可知一定有質(zhì)量虧損 ，該反應(yīng)為核聚變反應(yīng)，C錯(cuò) 誤,D正確。7 .（多選）（2015 清遠(yuǎn)高二檢測）下列說法中正確的是（）A.采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期8 .由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子C.約里奧一居里夫人用 a粒子轟擊鋁箔發(fā)現(xiàn)了中子D.原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量大于該原子核的質(zhì)量【解析】 選B、Do放射性元素的半衰期由元素的原子核決定，與化學(xué)、物理狀態(tài)無關(guān)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由玻爾理論可知，氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)的過程放出光子，選項(xiàng)B正確；由物理學(xué)史可知中子是由查德威克發(fā)現(xiàn)的，選項(xiàng)C錯(cuò)

8、誤；核子結(jié)合成.原子核放出核 能，因此原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量大于核原子核的質(zhì)量，選項(xiàng)D正確。158.（多選）正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（PET）的基本原理是將放射性同位素白O注入人體，參與人體的代謝過程 OO在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光 子，被探測器探測到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像，則根據(jù)PET原理判斷下列表述正確的是（）151515 上 0A. & O在人體內(nèi)衰變方程是«O 7 n+ l e8.1 E、負(fù)電子湮滅方程是:e -22 丫C.在PET中芯O主要用途是作為示蹤原子D.在PET中藍(lán)O主要用途是參與人體的新陳代謝【解析】 選

9、A B、C。由題意知 A、B正確，顯像的原理是采集 丫光子，即注入人體內(nèi)的 O O衰變放出正電子和人體內(nèi)的負(fù)電子湮滅轉(zhuǎn)化為丫光子，因此琮O主要用途是作為示蹤原子222（86 Rn）,由于盤變它放出，大圓與小圓的直徑之比為故CX寸,D錯(cuò)。9.（2015 湛江高二檢測）在勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)靜止的氫原子核 個(gè)粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個(gè)相互外切的圓42 ： 1,如圖所示，那么氫核的衰變方程應(yīng)為（）【解析】選Bo由于粒子與反沖核的徑跡是外切的 ，據(jù)左手定則可知，該粒子一定帶正電。由于粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等，據(jù)r=69,又由已知大圓與小圓的直徑之比為42 ： 1,所以粒子與反沖核的電量之比為

10、1 ： 42，故B正確。22221B10.靜止的氫核 gRn放出a粒子后變成針核 而Po, a粒子動(dòng)能為 E”。若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和a粒子的動(dòng)能，真空中的光速為C,則該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為（）4%222 工&A.示 JB.7 1戶11rl2222LH JffC市T D. 范p2 1【解析】選Co由于動(dòng)量守恒，反沖核和a粒子的動(dòng)量大小相等，由曰二2m8匹，它們的動(dòng)能之222222比為4 : 218,因此衰變釋放的總能量是 ZB E«,由質(zhì)能方程得質(zhì)量虧損是218q，故C正確。11.（多選）朝鮮的“核危機(jī)”引起了全世界的矚目，其焦點(diǎn)問題就是朝鮮生產(chǎn)供研制核武器/2392

11、39.239用的缽2391的Pu）,這種94 Pu可由鈾239（" U）經(jīng)過衰變.而產(chǎn)生。則下列判斷中正確的是（）239239A. 94Pu與窕U的核內(nèi)具有相同的中子數(shù)239239B44 Pu與勺2 U的核內(nèi)具有相同的核子數(shù)239239C& U經(jīng)過1次a衰變產(chǎn)生 PU Pu239239D?2 U經(jīng)過2次3盤變產(chǎn)生 94 Pu239239【解析】選B、D94Pu的核子數(shù)是239，中子數(shù)為239-94=145，而勺2 U的核子數(shù)是239，中子239數(shù)為239-92=147,所以Pu與239U的核內(nèi)具有相同的核子數(shù)，不同的中子數(shù)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B239239正確U經(jīng)過1次a衰變，生成

12、的新核的質(zhì)子數(shù)為90,所以產(chǎn)生物不是Pu,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根239239據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可判斷出72 U經(jīng)過2次3衰變后產(chǎn)生的新核是認(rèn)Pu,選項(xiàng)D正確。12.（多選）中子和質(zhì)子，結(jié)合成笊核時(shí)，質(zhì)量虧損為Am,相應(yīng)的能量A E=A m（2=2.2 MeV是笊核的結(jié)合能。下列說法正確的是（）A.用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止笊核時(shí)，笊核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子B.用能量等于2.2 MeV勺光子照射靜止笊核時(shí)，笊核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零C.用能量大于2.2 MeV勺光子照射靜止笊核時(shí)，笊核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零D.用能量大于2.2

13、MeV勺光子照射靜止笊核時(shí)，笊核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和不為零【解析】選A、D。笊核分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子時(shí)，所需吸收的能量不能小于其結(jié)合.能2.2 MeV,故AX;光子照射笊核時(shí)，光子和笊核組成的系統(tǒng)總動(dòng)量不為零，由動(dòng)量守恒定律得光子被笊核吸收后，分解成的質(zhì)子和中子的總動(dòng)量不為零，故總動(dòng)能也不為零，所以把笊核分解為質(zhì)子和中子所需的能量應(yīng)大于2.2 MeV,故D又1B、C錯(cuò)?！疽族e(cuò)提醒】解答本題的兩個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)：（1）僅考慮了能量守恒而忽略了動(dòng)量守恒容易錯(cuò)選Bo（2）光子照射時(shí)能量全部被吸收，誤認(rèn)為能量可以部分被吸收，錯(cuò)選Co二、計(jì)算題（本大題共4小題，共40分。要有必要的文

14、字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位）z2/3A13.（8分）一個(gè)笊L1H）和一個(gè)瓶口結(jié)合成一個(gè)氨匕He）,同時(shí)放出一個(gè)中子，已知瓶核質(zhì)量為01=2.014 1 u,笊核質(zhì)量為 m=3.016 0 u,氨核質(zhì)量為 m=4.002 6 u,中子質(zhì)量為 m=1.008 7 u。（1）寫出聚變的核反應(yīng)方程。（2）反應(yīng)過程中釋放的能量為多少？平均每個(gè)核子能放出多少核能？【解析】（1）核反應(yīng)方程為2341中+iHHe+on+A E（2分）（2）反應(yīng)過程的質(zhì)量虧損為A m=2.014 1 u+3.016 0 u-4.002 6 u-1.008 7 u=0.018 8 u（2 分）AE=Am（2=0.0

15、18 8 X 931.5 MeV=17.5 MeV（2分）平均每個(gè)核子釋放的核能為1756 MeV=3.5 MeV（2分）答案：見解析14 .（10分）（2015 滄州高二檢測）一個(gè)鋰核（Li）受到一個(gè)質(zhì)子（：H）轟擊變?yōu)?2個(gè)“粒子 &He）。已知質(zhì)子的質(zhì)量為 1.672 6 X 10-27kg,鋰原子的質(zhì)量為 11.650 5 X 10-27kg , 一個(gè)a粒 子的質(zhì)量為 6.646 7 X 10-27kg。（1）寫出該核反應(yīng)的方程。（2）該核反應(yīng)釋放的核能是多少？（真空中光速c=3.0 x 108m/s）【解析】（1）根據(jù)題意，一個(gè)鋰核心Li）受到一個(gè)質(zhì)子（；H）轟擊變?yōu)?個(gè)“粒

16、子&He）,故其核反7 一 ）4應(yīng)的方程為，aLi iH/2He（5分）（2）因?yàn)?E= A md=（11.650 5 X 10-27kg+1.672 6 X 10-27kg-2 X 6.646 7 X 10-27kg） X （3 X 108m/s） 2=2.673 X 10-12J（5分）答案：（1 卜Li + i H-He （2）2.673 X 10-12J239235 _ *15 .（10分）（2015 薊縣局二檢測）缽的放射性同位素94 Pu靜止時(shí)衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài) 92 U 和a粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)935 U *立即衰變?yōu)?25 U ,并放出能量為 0.097 MeV的丫光子。已

17、知 239235 一94 Pu、92 U和a粒子的質(zhì)重分別為 RTu=239.052 1 u、m=2235.043 9 u 和他=4.002 6 u,u=931.5 MeV/c 。（1）寫出衰變方程。（2）已知衰變放出的光子的動(dòng)量可忽略，求a粒子的動(dòng)能。【解析】(1)衰變方程為：(2)上述衰變過程的質(zhì)量虧損A m=nPu-mU-m«放出的能量 A E=A m(2235這些能量是鈾核92 U的動(dòng)能 口、a粒子的動(dòng)能E”和丫光子的能量Ey之和，即AE=Ej+E“+Ey由式得Ej+E« =(mPu-mU-m“)c 2-E 丫(2 分)設(shè)衰變后的鈾核和 a粒子的速度分別為 Vu和V

18、”，則由動(dòng)量守恒定律有muvu=m v.又由動(dòng)能的定義知 1 1Ej=2mju ,E“=DmJ由式得E.%=%.由式得E” ='® +01 叫 pu-mu-mjc 2-e ".(2分)代入數(shù)據(jù)得巳=5.034 MeV(2分)依省239235235235239235 一答案：（1） 94 PU-92 U* 3,92 U*-92 U +或 94 PU -92 U + 口 +7(2)5.034 MeV核俘獲一個(gè)速度為V0=7.7 X 10 m/s的中子16.(12分)如圖甲所示，靜止在勻強(qiáng)磁場中的而發(fā)生核反應(yīng)，即Li +?He,若已知* He的速度v2=2.0 x 104m/s,其方