人教版高中物理選擇性必修第三冊(cè)第五章原子核習(xí)題課6分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)含答案_第1頁
人教版高中物理選擇性必修第三冊(cè)第五章原子核習(xí)題課6分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)含答案_第2頁
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【基礎(chǔ)鞏固】1.(多選)下列核反應(yīng)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(xiàng)中質(zhì)量數(shù)10+4≠14+1,D選項(xiàng)中質(zhì)量數(shù)14+4≠17+2,所以A、D錯(cuò)誤,B、C正確。2.我國(guó)自主研發(fā)制造的國(guó)際熱核聚變核心部件在國(guó)際上率先通過權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證,這是我國(guó)對(duì)國(guó)際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)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(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核,同時(shí)放出一個(gè)中子,屬于聚變反應(yīng),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(yīng),B錯(cuò)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(yīng),C錯(cuò)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(yīng),D錯(cuò)誤。3.20世紀(jì)30年代以來,人們?cè)趯?duì)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(xué)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(fù)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(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(chǎng)中不偏轉(zhuǎn),π-介子帶負(fù)電,在磁場(chǎng)中洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),再根據(jù)動(dòng)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(dòng)能為Ekα,若衰變放出的能量全部變?yōu)榉礇_核和α粒子的動(dòng)能,真空中的光速為c,則該核反應(yīng)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(yīng)過程中動(dòng)量守恒,釙核與α粒子動(dòng)量大小相等,由p=eq\r(2mEk)可求出釙核動(dòng)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(shí),質(zhì)量虧損為Δm,相應(yīng)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(shí),氘核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子B.用能量等于2.2MeV的光子照射靜止氘核時(shí),氘核可能分解為一個(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2.2MeV的光子照射靜止氘核時(shí),氘核可能分解為一個(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2.2MeV的光子照射靜止氘核時(shí),氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子,它們的動(dòng)能之和不為零解析:選AD。氘核分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子時(shí),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(shí),光子和氘核組成的系統(tǒng)總動(dòng)量不為零,由動(dòng)量守恒定律得,光子被氘核吸收后,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,所以把氘核分解為質(zhì)子和中子所需的能量應(yīng)大于2.2MeV,故D正確,B、C錯(cuò)誤?!灸芰μ嵘?.(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(qiáng)磁場(chǎng)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(cè)得α粒子的速度垂直于磁場(chǎng)B,且動(dòng)能為E0,假定原子核X衰變時(shí)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,則下列四個(gè)結(jié)論中正確的是()A.核Y與α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期之比為eq\f(2,Z-2)B.核Y與α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(shí)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(dòng)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(cuò)誤;該過程質(zhì)量虧損Δm=m1-(m2+m3),故C正確;由動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系得Ek=eq\f(p2,2m),知Y核的動(dòng)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(shí),放出α粒子的動(dòng)能為E0。假設(shè)衰變時(shí)產(chǎn)生的能量全部以動(dòng)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

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