高考物理 专题20 原子物理 备考强化训练51 原子核(二)新人教版-新人教版高三全册物理试题.doc
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1、强化训练51 原 子 核(二)本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于通过训练使我们了解天然放射现象,掌握射线、射线、射线的本质及性质,知道半衰期概念.知道原子核的人工转变、质子和中子的发现,知道原子核的组成,会写核反应方程.理解核能、质量亏损概念及爱因斯坦的质能方程,会根据质量亏损和质能方程计算核能.知道重核的裂变、链式反应及轻核的聚变.全卷23题,总计135分,选做题15道备用。一、破解依据 欲解决核反应中有关“守恒”与“核能的计算”问题,试归纳以下几条“依据”:五个守恒:质量数守恒;质子数(或核电荷数)守恒;质量守恒(“亏损质量
2、”与释放或吸收的“核能”相当);能量守恒。对衰变、嬗变等过程,间或应用动量守恒。 两个方程:质能方程:,m指运动质量。核能:一个半衰期():反映衰变的速度。剩余核数:;剩余质量:。核能的计算:或质能关系。其中, 分别为诸反应物、生成物的静止质量,为反应物、生成物的静止质量之差,亦即核反应的质量亏损。若则为释放核能的情形;若则为吸收核能的情形。若不计光子辐射的能量时,则有,即核能(动能)的增加等于 “系统能量”的减少;反之亦反之。核力及其做功问题:核力的性质:是引力,与核子(质子、中子等)是否带电无关;短程力,作用距离小于;(由于核子距离为,因而核力只存在于相邻的核子之间,距离稍远则迅速减为零。
3、)强相互作用。核力的功等于核能的变化。若核力做正功,则系统能量减少,故系统向外界放出核能(动能、光能等);核力做负功,系统从外界吸收核能,故系统能量增加。一、 破解依据选择题(每小题5分,共70分)1.(14上海)核反应方程中的X表示()A.质子 B.电子 C.光子 D.中子2.(17全国)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,衰变方程为。下列说法正确的是( )A衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量3.(17天津)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威
4、机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是( )图-1A BC D4.(15广东学)在同一匀强磁场中,粒子()和质子()做匀速圆周运动,若它们的动量大小相等,则粒子和质子( )A运动半径之比是21 B运动周期之比是21C运动速度大小之比是41 D受到的洛伦兹力之比是215. (15西安交大附中)(6分) 下列说法正确的是( )A玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同E汤姆逊通过阴极射线在电场
5、和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷6.(16天津)物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展,下列说法符合事实的是( )A、赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B、查德威克用粒子轰击获得反冲核,发现了中子C、贝克勒尔发现的天然放射性向下,说明原子核有复杂结构D、卢瑟福通过对阴极射线的研究,提出了原子核式结构模型7.(15重庆)题图-2中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹,气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。以下判断可能正确的是( )图-2A.a、b为粒子的经迹 B. a、b为粒
6、子的经迹 C. c、d为粒子的经迹 D. c、d为粒子的经迹8. (15新课标III)一静止的铝原子核俘获一速度为m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核,下列说法正确的是( )A、核反应方程为B、核反应方程过程中系统动量守恒C、核反应过程中系统能量不守恒D、核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和E、硅原子核速度的数量级为m/s,方向与质子初速度方向一致9. (14新课标)关于天然放射性,下列说法正确的是( )A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中,射线的穿透能力最强E一个原子核在一次衰变
7、中可同时放出、和三种射线10. (14新课标)在人类对微观世界进行探索的过程中,科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是()A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D.卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷11(15山东)发生放射性衰变为,半衰期约为5700年。已知植物存活其间,其体内与的比例不变;生命活动结束后,的比例持续减少。现通过测量得
8、知,某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是( )(双选,填正确答案标号)a.该古木的年代距今约为5700年b. 、具有相同的中子数c. 衰变为的过程中放出射线d. 增加样品测量环境的压强将加速的衰变12.(14天津)下列说法正确的是()A玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同13. 14重庆 碘131的半衰期约为8天,若某药物含有质量为m的碘131,经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有()A
9、. B. C. D.14. (15青岛统测)下列说法正确的是( )(双选,填正确答案标号)a天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构b氢原子从n3的能级向低能级跃迁时只会辐射出两种不同频率的光c比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量d放射性元素每经过一个半衰期,其质量减少一半填空题(共25分)15(13上海)(4分)放射性元素衰变为,此衰变过程的核反应方程是;用此衰变过程中发出的射线轰击,可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子,此核反应过程的方程是。16.(13新课标I) (6分)一质子束入射到能止靶核上,产生如下核反应: P+X+n式中P代表质子,n代表中子,x代表
10、核反应产生的新核.由反应式可知,新核X的质子数为 ,中子数为 。17.(14江西联考)(6分)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为HCNQ1,HNCXQ2,方程中Q1、Q2表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:原子核HHeHeCNN质量/u1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1则X是_,Q2_Q1(填“大于”、“等于”或“小于”)18.(13山东)(4分)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108K时,可以发生“氦燃烧”。完成“氦燃烧”的核反应方程:。是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.61
11、0-16s。一定质量的,经7.810-16s后所剩下的占开始时的 。19.(15新课标II)(5分)在下列描述核过程的方程中,属于衰变的是 ,属于衰变的是 ,属于裂变的是 ,属于聚变的是 (填正确答案标号)ABCDEF计算题(共40分)20.(15西城二模)(10分)在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中,两个氘核()以相同的动能E0=0.35MeV做对心碰撞,假设该反应中释放的核能全部转化为氦核()和中子()的动能。已知氘核的质量mD=2.0141u,中子的质量mn=1.0087u,氦核的质量mHe=3.0160u,其中1u相当于931MeV。在上述轻核聚变的核
12、反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV(结果保留1位有效数字)?21.(15苏州二调)(10分)氚()是最简单的放射性原子核,夜光手表即是利用氚核衰变产生的射线激发荧光物质发光氚核发生衰变过程中除了产生粒子和新核外,还会放出不带电且几乎没有静止质量的反中微子在某次实验中测得一静止的氚核发生衰变后,产生的反中微子和粒子的运动方向在一直线上,设反中微子的动量为p1,粒子的动量为p2求:氚发生衰变的衰变方程;产生新核的动量22.(14泰安一模)(10分)云室处于一个垂直于纸面向外的匀强磁场中,静止的原子核X在云室中发生了一次衰变,其衰变产物在磁场中运动的圆轨迹如图3所示已知新核Y的质量为M,粒子
13、的质量为m,衰变后粒子的速度大小为v,假设原子核衰变时释放的能量都转化为粒子和新核的动能(1)试写出核衰变方程(2)求原子核衰变时释放的能量 图-323(14武汉联考)(10分)某些建筑材料可产生放射性气体氡,氡可以发生或衰变,如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,那么氡会经过人的呼吸道沉积在肺部,并放出大量的射线,从而危害人体健康原来静止的氡核(Rn)发生一次衰变生成新核钋(Po),并放出一个能量E00.09 MeV的光子已知放出的粒子动能E5.55 MeV;忽略放出光子的动量,但考虑其能量;1 u 相当于931.5 MeV .(1)写出衰变的核反应方程(2)衰变过程中总的质量亏损为多少?(结
14、果保留三位有效数字) (四)选做题24. (13新课标II)关于原子核的结合能,下列说法正确的是( ) A原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核变成粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能D比结合能越大,原子核约不稳定E自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量小于该原子核的结合能25.(13全国)放射性元素氡()经衰变成为钋,半衰期为3.8天;但勘测表明,经过漫长的地质年代后,目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石,其原因是( )A目前地壳中的主要来自于其它放射元素的衰变B在地球形成
15、的初期,地壳中元素的含量足够高C当衰变产物积累到一定量以后,的增加会减慢的衰变进程D主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它的半衰期 26.(13广东)铀核裂变是核电站核能的重要来源,其一种裂变反应,下列说法正确的有( )A上述裂变反应中伴随着中子放出B铀块体积对链式反应的发生无影响C铀核的链式反应可人工控制D铀核的半衰期会受到环境温度的影响27.(15天津)物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展,下列说法符合事实的是( )A、赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B、查德威克用粒子轰击获得反冲核,发现了中子C、贝克勒尔发现的天然放射性向下,说
16、明原子核有复杂结构D、卢瑟福通过对阴极射线的研究,提出了原子核式结构模型。28.(15大庆实验中学)(1)(5分)以下有关近代物理内容的若干叙述,正确的是( )A紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应C有10个放射性元素的原子核,当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期D氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时氢原子的电势能减小,电子的动能增大E. 质子和中子结合成新原子核一定有质量亏损,释放出能量29(14西安联考)下列说法正确的是()
17、A原子的核式结构模型是汤姆孙最早提出的B铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中,要经过8次衰变和6次衰变C一个氢原子从量子数n3的激发态跃迁到基态时最多可辐射2种不同频率的光子D一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,可能因为这束光的强度太小E考古专家发现某一骸骨中C的含量为活着的生物体中C的,已知C的半衰期为5730年,则确定该生物死亡时距今约为11 460年30(14海淀期中)下列表示重核裂变的方程是()A. HHHenB. PSieC. NHeOHD. UnSrXe10n31.(14湖南联考)下列说法正确的是( )A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应B汤姆孙发现电子,表明原子具有核
18、式结构C的半衰期是5天,12 g 经过1 5天后还有15 g未衰变D按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增大32.(14江西师大附中)北京时间2011年3月11日13时46分,在日本本州岛附近海域发生里氏9.0级强烈地震,地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏,其中放射性物质碘131的衰变方程为+Y。根据有关放射性知识,下列说法正确的是( )AY粒子为粒子B的半衰期大约是8天,若取4个碘原子核,经16天就可能剩下1个碘原子核了C生成的处于激发态,放射射线。射线的穿透能力最强,电离能力也最强D中有53个质子和131个核子E.如果放射性
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