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1、 高中同步测控优化训练(十)第二十二章 原子核(B卷)说明：本试卷分为第、卷两部分，请将第卷选择题的答案填入题后括号内，第卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第卷(选择题 共40分)一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的，请把它填在括号内.1.1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家.下列核反应方程中属于研究“两弹”的基本核反应方程式的是+ +10+ +A. B. C. D.解析：本题考查重核裂变和轻核聚变核反应方程.“两弹”是指原子弹和氢弹，原理分别为重
2、核裂变和轻核聚变，为重核裂变方程之一，为轻核聚变方程.故正确选项为D.答案：D2.下图为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放出射线轰击铍时会产生粒子流a，用粒子流a打击石蜡后会打出粒子流b，经研究知道A.a为质子，b为中子B.a为射线，b为中子C.a为中子，b为射线D.a为中子，b为质子解析：本题考查查德威克发现中子的实验装置.选项D正确.答案：D3.下列说法正确的是A.射线和射线都是电磁波B.射线是原子的核外电子电离后形成的电子流C.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D.原子核经过衰变生成新核，则新核的总质量总等于原核的质量解析：组
3、成射线的粒子是氦原子核，射线是高频电磁波，A错；射线是原子的核内中子转变成质子时放出的电子流，B错；原子核衰变的半衰期由原子核本身决定，与它所处的物理、化学状态无关，C对；原子核经过衰变生成新核，因放出了粒子，所以质量减小，D错.答案：C4.关于卢瑟福原子核式结构学说的内容，下述正确的是A.原子是一个质量均匀分布的球体B.原子的质量几乎全部集中在原子核内C.原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内D.原子核的半径约是10-10 m解析：本题考查卢瑟福原子核式结构学说.正确选项为B.答案：B5.如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种核反应后，产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹，
4、可以判定A.原子核只可能发生衰变B.原子核可能发生衰变或衰变C.原子核放出一个正电子D.原子核放出一个中子解析：静止的核发生核反应的过程动量守恒，所以新核和新粒子的速度方向相反，又因为轨迹只有两个，是内切圆，所以放出的新粒子只有一个，且粒子带负电，是粒子，故A正确.答案：A6.下列关于放射性元素半衰期的几种说法中正确的是A.同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长B.放射性元素的半衰期与物质所处的物理状态和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用C.氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天就只剩下1个D.氡的半衰期为3.8天，4 g氡经过7.6天就只剩下2 g解
5、析：本题考查对半衰期的理解.正确选项为B.答案：B7.现已建成的核电站利用的是A.放射性元素衰变放出的能量B.人工放射性同位素放出的能量C.重核裂变放出的能量D.轻核聚变放出的能量解析：本题考查重核裂变的应用.现已建成的核电站均是由重核裂变放出的能量.正确选项为C.答案：C8.关于太阳辐射能的主要由来，下列说法中正确的是A.来自太阳中重元素裂变反应释放的核能B.来自太阳中轻元素聚变反应释放的核能C.来自太阳中碳元素氧化释放的化学能D.来自太阳中本身贮存的大量内能解析：本题考查轻核聚变的事例.正确选项为B.答案：B9.在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是A.射线
6、的贯穿作用B.射线的电离作用C.射线的贯穿作用D.射线的中和作用解析：本题考查三种射线的特点.由于粒子电离作用较强，能使空气分子电离，与带电体的电荷中和.故正确选项为B.答案：B10.质子的质量为mp，中子的质量为mn，氦核的质量为m，下列关系式正确的是A.m=2mp+2mnB.m2mp+2mnC.m2mp+2mnD.以上关系都不对解析：本题考查质量亏损.两个质子和两个中子结合成氦核时放出能量，发生质量亏损.故正确选项为B.答案：B第卷(非选择题 共60分)二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11.根据宇宙大爆炸理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽现风采的时期.从大
7、爆炸的瞬间产生夸克、轻子、胶子等粒子，到电子与原子核结合成原子，先后经历了四个时代，它们是：_、_、_、_.解析：根据宇宙大爆炸理论，“粒子家族”在大爆炸开始，到形成原子这105 s时间内，先后经历了强子时代、轻子时代、核合成时代、复合时代.答案：强子时代 轻子时代 核合成时代 复合时代12.雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(e)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程为e+已知核的质量为36.95658 u, 核的质量为36.95691 u, 的质量为0.
8、00055 u,1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为_.解析：上面核反应过程增加的质量：m=36.95691 u+0.00055 u36.95658 u=0.00088 u应吸收的能量：E=mc2=0.00088931.5 MeV=0.82 MeV.答案：0.82 MeV13.一个正电子和一个负电子相遇会发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子的质量为m，普朗克常量为h，则这一对光子的频率为_.解析：本题考查质能方程及光子论.2mc2=2h 则=.答案：14.已知质子的质量为1.007227 u，中子的质量为1.008665 u，它
9、们结合成碳核的质量为12.000000 u，放出的能量为_MeV.解析：本题考查质能方程.E=mc2=6(1.007227+1.008665)12931.5 MeV=88.8 MeV.答案：88.8 15.一个中子和一个质子结合成氘核时要放出2.22 MeV的能量，这些能量以光子的形式辐射出来.这一过程的核反应方程是_，质量亏损为_kg,此光子的波长为_m.解析：本题考查核反应方程及质量亏损.方程为 +由E=mc2得m=410-30 kg由E=h得=5.610-13 m.答案：+ 410-30 5.610-13三、本题共4小题，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最
10、后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.(8分)中子、质子、氘核D的质量分别为mn、mp、mD.现用光子能量为E的射线照射静止氘核，使之分解.用核符号写出上述核反应方程，若分解后的中子、质子的动能相等，则中子的动能是多少？解析：上述核反应方程是：+.(2分)上述核反应因质量亏损放出的能量E=(mDmpmn)c2.(3分)(3)质子和中子获得的总动能是：E+E所以中子的动能为：En=(E+E)= (mDmpmn)c2+E. (3分)答案：+ (mDmpmn)c2+E17.(10分)原子反应堆的功率为104 kW,1 h消耗的燃料为8.75 g.已知每个235U裂变时
11、放出的核能为2108 eV，求核燃料中235U所占的百分比.解析：本题考查核反应堆.W=Pt=1073600 J=3.61010 J(2分)W1=2108 eV=3.210-11 J(2分)n=1.1251021(2分)m=235n u=2351.12510211.6610-27 kg=4.3910-4 kg=0.439 g(2分)=5%.(2分)答案：5%18.(10分)受中子轰击时会发生裂变，产生和，同时放出能量.已知每个铀核裂变释放的平均能量为200 MeV.(1)写出核反应方程;(2)现在要建设发电功率为5105 kW的核电站，用235U作核燃料，假设核裂变释放的能量一半转化为电能，那
12、么该核电站一天消耗235U多少千克？(阿伏加德罗常数取6.01023 mol-1)解析：(1)核反应方程+3+200 MeV.(2分)(2)电站一天发出的电能E1=Pt(2分)设每天消耗为m kg，核裂变释放的能量为E2=m1036.010232001061.610-19/235 (2分)由能量转化得E1=E2(2分)由式得m=1.06 kg. (2分)答案：(1) +3+200 MeV (2)1.06 kg19.(12分)1920年，质子已被发现，英国物理学家卢瑟福曾预言可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子.1930年发现，在真空条件下用射线轰击铍()时，会产生一种
13、看不见的、贯穿力极强的不知名射线和另一种粒子.经过研究发现，这种不知名射线具有如下的特点：在任意方向的磁场中均不发生偏转；这种射线的速度小于光速的十分之一；用它轰击含有氢核的物质，可以把氢核打出来；用它轰击含有氮核的物质，可以把氮核打出来，并且被打出的氢核的最大速度vH和被打出的氮核的最大速度vN之比近似等于152.若该射线中的粒子均具有相同的能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可以为静止，碰撞过程中没有机械能的损失.已知氢核的质量MH与氮核的质量MN之比等于114.(1)写出射线轰击铍核的核反应方程；(2)试根据上面所述的各种情况，通过具体分析说明该射线是不带电的，但不是射线，而是由中子组成的.解析：(1)+ (2分)(2)由可知，该射线在任何方向的磁场中均不发生偏转，因此该射线不带电. (1分)由可知，因为该射线速度小于光速，所以它不是射线. (1分)由可知，由于碰撞中无机械能损失，当被打出的氢核和氮核的速度为最大值时，表明它们发生的是弹性正碰.设该粒子的质量为m，碰撞前速度为v0，与氢核碰撞后速度为v1，与氮核碰撞后速度为v2，则有mv0=mv1+MHvH(2分)mv02=mv12+MHvH2(2分)解得vH=(1分)同理得vN= (1分)由题意知解得m=MH(1分)即该粒子的质量与氢核(质子)的质量相近，因此这种粒子是中子.(1分)答案：(1) +
