高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十六章 原子結(jié)構(gòu)與原子核 第2講 原子核檢測(cè)-人教版高三物理試題

第2講原子核基礎(chǔ)鞏固1.(2017北京海淀一模,13)核反應(yīng)方程

92235U+01n→

56XBa+A.該反應(yīng)屬于核聚變B.56C.56D.該反應(yīng)的質(zhì)量虧損為Δ2.(2017北京順義二模,14)用中子(01n)轟擊鋁27(13A.電子 B.質(zhì)子 C.正電子 D.α粒子3.一個(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,同時(shí)放出一個(gè)γ光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4,普朗克常量為h,真空中的光速為c。下列說(shuō)法正確的是()A.這個(gè)核反應(yīng)是裂變反應(yīng)B.這個(gè)反應(yīng)的核反應(yīng)方程是

12H+13HC.輻射出的γ光子的能量E=(m3+m4-m1-m2)c2D.輻射出的γ光子在真空中的波長(zhǎng)λ=h4.下列表述正確的是()A.

24He+714NB.12H+13HC.放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)D.β衰變中放出的β射線是核外電子掙脫原子核的束縛而形成的5.對(duì)下列各原子核變化的方程,表述正確的是()A.

13H+12HB.13H+12HC.3482Se→36D.92235U+01n→546.太陽(yáng)因核聚變釋放出巨大的能量,同時(shí)其質(zhì)量不斷減少。太陽(yáng)每秒鐘輻射出的能量約為4×1026J,根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程,太陽(yáng)每秒鐘減少的質(zhì)量最接近()A.1036kgC.1013kg綜合提能1.(2015北京理綜,17,6分)實(shí)驗(yàn)觀察到,靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中A點(diǎn)的原子核發(fā)生β衰變,衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向和軌跡示意如圖。則()A.軌跡1是電子的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外B.軌跡2是電子的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C.軌跡1是新核的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里D.軌跡2是新核的,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里2.(2017北京東城一模,20)宇宙線是來(lái)自宇宙空間的高能粒子流,由各種原子核以及非常少量的電子、光子和中微子等組成,它可能攜帶著宇宙起源、天體演化的信息,一直吸引著科學(xué)家的關(guān)注。宇宙線粒子的能量范圍非常大,有的可以高達(dá)5×1019eV。宇宙線逃逸出宇宙線源在星際空間中傳播時(shí),會(huì)與磁場(chǎng)、星際介質(zhì)等發(fā)生相互作用,導(dǎo)致一系列復(fù)雜的物理效應(yīng)產(chǎn)生。利用空間探測(cè)器可以得到宇宙線在銀河系中傳播的一些數(shù)據(jù),比如:鈹10鈹9比(Be10Be9據(jù)此材料,以下敘述正確的是()A.宇宙線粒子的能量可以高達(dá)8×1038JB.宇宙線中的電子不會(huì)受到星際磁場(chǎng)的影響C.根據(jù)BeD.根據(jù)宇宙線到達(dá)探測(cè)器時(shí)的方向可以得到宇宙線源方位的相關(guān)信息3.太陽(yáng)現(xiàn)在正處于主序星演化階段。它主要是由電子和

11H、24He等原子核組成。維持太陽(yáng)輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng),核反應(yīng)方程是:①已知質(zhì)子質(zhì)量mp,氦核的質(zhì)量mα,電子質(zhì)量me,光速c。試求每發(fā)生一次上述核反應(yīng)所釋放的核能;②用上述輻射中產(chǎn)生的波長(zhǎng)為400nm某一單色光去照射逸出功為3.0×10-19J的金屬材料銫時(shí),能否產(chǎn)生光電效應(yīng)?若能,試求出產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能。(保留三位有效數(shù)字,普朗克常量h=6.63×10-34J·s)4.(2017北京石景山一模,24,20分)中子的發(fā)現(xiàn)是物理史上的一件大事。1920年英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福通過(guò)人工核轉(zhuǎn)變發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,在研究原子核的帶電荷量與質(zhì)量時(shí)發(fā)現(xiàn)原子核的質(zhì)量大于核中所有質(zhì)子的質(zhì)量和,于是預(yù)言:可能有一種質(zhì)量與質(zhì)子相近的不帶電的中性粒子存在,他把它叫做中子。1930年科學(xué)家在真空條件下用α射線轟擊鈹核

4①在任意方向的磁場(chǎng)中均不發(fā)生偏轉(zhuǎn);②這種射線的速度遠(yuǎn)小于光速;③用它轟擊含有氫核的物質(zhì),可以把氫核打出來(lái);用它轟擊含有氮核的物質(zhì),可以把氮核打出來(lái)。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得,被打出氫核的最大速度為3.3×107m/s,氮核的最大速度為4.7×已知?dú)浜速|(zhì)量MH與氮核質(zhì)量MN之比為1∶14。根據(jù)以上信息,不考慮相對(duì)論效應(yīng),完成下列問(wèn)題。(1)請(qǐng)通過(guò)分析說(shuō)明該射線是否帶電,是否為γ射線;(2)請(qǐng)判斷該射線中的粒子是否為盧瑟福所預(yù)言的中子,并通過(guò)分析說(shuō)明依據(jù);(3)寫(xiě)出用α射線轟擊鈹核

4答案精解精析基礎(chǔ)鞏固1.D該反應(yīng)屬于核裂變,A錯(cuò)。由反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,可知X=144,則

56XBa中所含中子數(shù)為88個(gè),B、C錯(cuò)。根據(jù)ΔE=Δmc2,可知Δm=2.D根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒有:

01n+

133.D一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過(guò)核反應(yīng)后生成一個(gè)氦核和一個(gè)中子,同時(shí)放出一個(gè)γ光子,這是核聚變反應(yīng),所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤。核反應(yīng)的質(zhì)量虧損Δm=m1+m2-m3-m4,輻射出的γ光子的能量E=(m1+m2-m3-m4)c2,所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤。γ光子在真空中的頻率ν=Eh,波長(zhǎng)λ=cν=chE=ch4.C24He+714N→817O+15.AB為核聚變反應(yīng),C為β衰變,D為核裂變反應(yīng),A為核聚變反應(yīng)。6.D根據(jù)質(zhì)能方程ΔE=Δm·c2,有Δm=ΔEc2=4×1026(3×108)2kg=4×1026綜合提能1.D由靜止的原子核發(fā)生β衰變后產(chǎn)生的新核和電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的方向相反及原子核衰變前后動(dòng)量守恒得meve-m核v核=0,粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=mvqB,因?yàn)閝e<q核,所以re>r核2.C由5×1019eV=5×1019×1.6×10-19J=8J知,A錯(cuò)誤。宇宙線中的電子會(huì)與磁場(chǎng)、星際介質(zhì)等發(fā)生相互作用,B錯(cuò)誤。由于衰變的半衰期固定,故可以根據(jù)Be3.答案(1)(4mp+2me-mα)c2(2)見(jiàn)解析解析(1)根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得ΔE=Δmc2=(4mp+2me-mα)c2(2)單色光的能量為E=hν=hcλ=6.63×10-34×3×1084×10所以可以產(chǎn)生光電效應(yīng)。最大初動(dòng)能為Ekm=hν-W0=1.97×10-19J。4.答案見(jiàn)解析解析(1)若該射線帶電,在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由①知,該射線在任意方向的磁場(chǎng)中均不發(fā)生偏轉(zhuǎn),因此該射線不帶電,由電中性的粒子流組成。(3分)由②可知,這種射線的速度遠(yuǎn)小于光速,而γ射線是光子流,其速度就是光速,因此該射線不是γ射線。(3分)(2)下面分析該射線中的粒子的質(zhì)量與質(zhì)子的質(zhì)量間的關(guān)系。設(shè)組成該射線的粒子質(zhì)量為m,轟擊含有氫核或氮核的物質(zhì)時(shí)速度為v。由于碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能損失,當(dāng)被打出的氫核和氮核的速度為最大值時(shí),表明其碰撞為彈性碰撞。設(shè)與氫核發(fā)生彈性正碰后粒子速度為v1,氫核速度為vH;與氮核發(fā)生彈性正碰后粒子速度為v2,氮核速度為vN。根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒有,轟擊氫核mv=mv1+MHvH①(2分)12mv