高考物理一輪復(fù)習(xí)課時練49

課時作業(yè)(四十九)1．下列說法正確的是 ()A．α射線與γ射線都是電磁波B．β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流C．用加溫、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變原子核衰變的半衰期D．原子核經(jīng)過衰變生成新核，則新核的質(zhì)量總等于原核的質(zhì)量[解析]α射線為粒子流，γ射線為電磁波，故A錯．β射線來自原子核內(nèi)部，不是核外電子電離產(chǎn)生的，故B錯．據(jù)放射性元素的衰變規(guī)律可知C項正確，D錯誤．[答案]C2．14C測年法是利用14C衰變規(guī)律對古生物進行年代測定的方法，若以橫坐標t表示時間，縱坐標m表示任意時刻14C的質(zhì)量，m0為t＝0時14C的質(zhì)量．下面四幅圖中能正確反映[解析]由公式m＝m0·(eq\f(1,2))eq\f(t,τ)并結(jié)合數(shù)學(xué)知識可知C正確．[答案]C3．原子核eq\o\al(A,Z)X與氘核eq\o\al(2,1)H反應(yīng)生成一個α粒子和一個質(zhì)子．由此可知()A．A＝2，Z＝1 B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2[解析]寫出核反應(yīng)方程：eq\o\al(A,Z)X＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，列方程：A＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1，解得：A＝3，Z＝2，故選項D正確．[答案]D4．(2012·紹興檢測)我國最新一代核聚變裝置“EAST”在安徽合肥首次放電、顯示了EAST裝置具有良好的整體性能，使等離子體約束時間達1000s，溫度超過1億度，標志著我國磁約束核聚變研究進入國際先進水平．合肥也成為世界上第一個建成此類全超導(dǎo)非圓截面核聚變實驗裝置并能實際運行的地方．核聚變的主要原料是氘，在海水中含量極其豐富．已知氘核的質(zhì)量為m1，中子的質(zhì)量為m2，eq\o\al(3,2)He的質(zhì)量為m3，質(zhì)子的質(zhì)量為m4，則下列說法中正確的是 ()A．兩個氘核聚變成一個eq\o\al(3,2)He所產(chǎn)生的另一個粒子是質(zhì)子B．兩個氘核聚變成一個eq\o\al(3,2)He所產(chǎn)生的另一個粒子是中子C．兩個氘核聚變成一個eq\o\al(3,2)He所釋放的核能為(2m1－m3－m4)c2D．與受控核聚變比較，現(xiàn)行的核反應(yīng)堆產(chǎn)生的廢物具有放射性[解析]由核反應(yīng)方程知2eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)X，X應(yīng)為中子，釋放的核能應(yīng)為ΔE＝(2m1－m3－m2)c2，聚變反應(yīng)的污染非常?。F(xiàn)實運行的裂變反應(yīng)的廢料具有很強的放射性，故A、C錯誤，B、D正確．[答案]BD5．(2012·西安檢測)由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)．已知eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi，下列論斷中正確的是 ()A.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28個中子B.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個中子C．衰變過程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D．衰變過程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變[解析]eq\o\al(209,83)Bi的中子數(shù)為209－83＝126，eq\o\al(237,93)Np的中子數(shù)為237－93＝144，eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個中子，A錯、B對；衰變過程中共發(fā)生了α衰變的次數(shù)為eq\f(237－209,4)＝7次，β衰變的次數(shù)是2×7－(93－83)＝4次，C對、D錯．[答案]BC6．我國科學(xué)家研制“兩彈”所涉及的基本核反應(yīng)方程有：(1)eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋keq\o\al(1,0)n；(2)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋deq\o\al(1,0)n；關(guān)于這兩個方程，下列說法正確的是 ()A．方程(1)屬于α衰變B．方程(2)屬于輕核聚變C．方程(1)中k＝10，方程(2)中d＝1D．方程(1)中k＝6，方程(2)中d＝1[解析]本題考查核反應(yīng)方程．(1)式為典型的裂變方程，故A選項錯誤．(2)為聚變反應(yīng)，故B項正確．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒定律可得k＝10，d＝1，故C選項正確．[答案]BC7．(2012·河北石家莊市模擬)正電子發(fā)射型計算機斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素eq\o\al(15,8)O注入人體，eq\o\al(15,8)O在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對γ光子，被探測器采集后，經(jīng)計算機處理生成清晰圖象．則根據(jù)PET原理判斷下列表述正確的是 ()A.eq\o\al(15,8)O在人體內(nèi)衰變的方程是eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,1)eB．正、負電子湮滅的方程是eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(0,－1)e→2γC．在PET中，eq\o\al(15,8)O主要用途是作為示蹤原子D．在PET中，eq\o\al(15,8)O主要用途是參與人體的新陳代謝[解析]由題意知A、B正確，顯像的原理是采集γ光子，即注入人體內(nèi)的eq\o\al(15,8)O衰變放出正電子和人體內(nèi)的負電子湮滅轉(zhuǎn)化為γ光子，因此eq\o\al(15,8)O主要用途是作為示蹤原子，故C對，D錯．[答案]ABC8．(2011·天津理綜)回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展．當今醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子．碳11可由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時還會產(chǎn)生另一粒子，試寫出核反應(yīng)方程．若碳11的半衰期τ為20min，經(jīng)2.0h剩余碳11的質(zhì)量占原來的百分之幾？(結(jié)果取2位有效數(shù)字)[解析]核反應(yīng)方程為eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(11,6)C＋eq\o\al(4,2)He設(shè)碳11原有質(zhì)量為m0，經(jīng)過t1＝2.0h，剩余的質(zhì)量為mr，根據(jù)半衰期定義有[答案]eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(11,6)C＋eq\o\al(4,2)He1.6%9.eq\o\al(238,92)U放射性衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成eq\o\al(210,83)Bi，而eq\o\al(210,83)Bi可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(210,a)X(X代表某種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(b,81)Ti，eq\o\al(210,a)X和eq\o\al(b,81)Ti最后都變成eq\o\al(206,82)Pb，衰變路徑如右圖所示．則圖中 ()A．a(chǎn)＝84，b＝206B．①是β衰變，②是α衰變C．①是α衰變，②是β衰變D.eq\o\al(b,81)Ti經(jīng)過一次α衰變變成eq\o\al(206,82)Pb[解析]由eq\o\al(210,83)Bi衰變?yōu)閑q\o\al(210,a)X，質(zhì)量數(shù)沒有變化，所以①是β衰變，根據(jù)核電荷數(shù)守恒，同時可判斷a＝84；由eq\o\al(210,83)Bi衰變?yōu)閑q\o\al(b,81)Ti，因為核電荷數(shù)減2，可判斷②為α衰變，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，同時可判斷b＝206，所以A、B正確，C項錯誤；eq\o\al(b,81)Ti經(jīng)過一次β衰變變成eq\o\al(206,82)Pb，D項錯誤．[答案]AB10．(2012·山西太原市調(diào)測)鈷60是金屬元素鈷的放射性同位素之一，其半衰期為5.27年．它會通過β衰變放出能量高達315keV的高速電子衰變?yōu)殒?0，同時會放出兩束γ射線，其能量分別為1.17MeV及1.33MeV.鈷60的應(yīng)用非常廣泛，幾乎遍及各行各業(yè)．在農(nóng)業(yè)上，常用于輻射育種、食品輻射保藏與保鮮等；在工業(yè)上，常用于無損探傷、輻射消毒、輻射加工、輻射處理廢物以及自動控制等；在醫(yī)學(xué)上，常用于癌癥和腫瘤的放射治療．關(guān)于鈷60下列說法正確的是()A．衰變方程為eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)eB．利用鈷60對人體腫瘤進行放射治療是利用其衰變放出的電子流C．鈷60可以作為示蹤原子研究人體對藥物的吸收D．鈷60衰變過程中不會有質(zhì)量虧損[解析]據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒，可判斷A項正確．鈷60半衰期太長，且衰變放出的高能粒子對人體傷害太大，不能作為藥品的示蹤原子，C項不正確；利用鈷60對人體腫瘤進行放射治療是利用其衰變放出的γ射線，因為衰變釋放能量，必然存在質(zhì)量虧損，B、D兩項都不正確．[答案]A11．太陽中含有大量的氘核，因氘核不斷發(fā)生核反應(yīng)釋放大量的核能，以光和熱的形式向外輻射．已知氘核質(zhì)量為2.0136u，氦核質(zhì)量為3.0150u，中子質(zhì)量為1.0087u,1u的質(zhì)量相當于931.5MeV的能量則：(1)完成核反應(yīng)方程：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→________＋eq\o\al(1,0)n.(2)求核反應(yīng)中釋放的核能．(3)在兩氘核以相等的動能0.35MeV進行對心碰撞，并且核能全部轉(zhuǎn)化為機械能的情況下，求反應(yīng)中產(chǎn)生的中子和氦核的動能．[解析](1)eq\o\al(3,2)He(2)ΔE＝Δmc2＝(2×2.0136u－3.0150u－1.0087u)×931.5MeV＝3.26MeV.(3)兩核發(fā)生碰撞時：0＝Mv1－mv2由能量守恒可得：ΔE＋2Ek＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)由以上兩式解得：EHe＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,1)＝0.99MeV，E中＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)＝2.97MeV[答案](1)eq\o\al(3,2)He(2)3.26MeV(3)0.99MeV2．97MeV12．(2012·浙江金麗衢聯(lián)考)如右圖所示，有界的勻強磁場磁感應(yīng)強度為B＝0.05T，磁場方向垂直于紙面向里，MN是磁場的左邊界．在磁場中A處放一個放射源，內(nèi)裝eq\o\al(226,88)Ra，eq\o\al(226,88)Ra放出某種射線后衰變成eq\o\al(222,86)Rn.(1)寫出上述衰變方程．(2)若A處距磁場邊界MN的距離OA＝1.0m時，放在MN左側(cè)邊緣的粒子接收器收到垂直于邊界MN方向射出的質(zhì)量較小的粒子，此時接收器距過OA的直線1.0m．求一個靜止eq\o\al(226,88)Ra核衰變過程中釋放的核能有多少？(取1u＝1.6×10－27kg，e＝1.6×10－19C，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)[解析](1)eq\o\al(226,88)Ra→eq\o\al(222,86)Rn＋eq\o\al(4,2)He(2)衰變過程中釋放的α粒子在磁場中做勻速圓周運動，半徑R＝1.0m，由2evB＝eq\f(mv2,R)得α粒子的速度v＝eq\f(2eBR,m)，衰變過程中系統(tǒng)動量守恒，eq\o\al(222,