《2023年第三章 原子核 单元测评.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年第三章 原子核 单元测评.docx（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 原子核 单元测评(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(共10小题,每小题5分,共50分)1关于天然放射现象,下列说法正确的是().A.放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B.放射性物质放出的射线中,粒子动能很大,因此贯穿物质的本领很强C.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时,将发生衰变D.放射性元素的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时,辐射出射线解析:半衰期是原子核有半数发生变化所需的时间,选项A错误;放射性物质放出的射线中,射线贯穿物质的本领较弱,选项B错误;衰变是核内中子转化为质子时放出的,选项C错误;选项D正确.答案:D2下列说法
2、正确的是().A.射线在电场和磁场中都不会发生偏转B.射线比射线更容易使气体电离C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变D.核反应堆产生的能量来自于轻核聚变解析:射线中的光子不带电,故在电场与磁场中都不会发生偏转,选项A正确;射线的特点是电离能力很强,选项B错误;太阳辐射的能量主要来源于轻核聚变,选项C错误;核反应堆产生的能量是来自于重核裂变,选项D错误.答案:A3现有三个核反应:1124Na1224Mg+-10e92235U+01n56144Ba+3689Kr+301n12H+13H24He+01n下列说法正确的是().A.是裂变,是衰变,是聚变B.是聚变,是裂变,是衰变C.是衰变,是裂变,是聚
3、变D.是衰变,是聚变,是裂变解析:原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核,这种变化叫作衰变,为衰变;原子序数较大的重核分裂成原子序数较小的原子核,叫作重核裂变,为裂变;原子序数较小的原子核聚合成原子序数较大的原子核,叫作轻核聚变,为聚变.故选项C正确.答案:C4某原子核的衰变过程是ABC,符号表示放出一个粒子,表示放出一个粒子.下列说法中正确的是().A.核C比核B的中子数少2B.核C比核A的质量数少5C.原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子的电子数多1D.核C比核A的质子数少1解析:设原子核A的质量数为x,电荷数为y,则原子核的衰变过程为:yxAy+1xy-1x-4BC,由此可
4、知选项B、C错误,D正确;核B的中子数为x-(y+1)=x-y-1,核C的中子数为x-4-(y-1)=x-y-3,选项A正确.答案:AD5下列关于原子和原子核的说法正确的是().A.衰变现象说明电子是原子核的组成部分B.玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析:衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的,选项A错误;玻尔的基本假设是轨道、能量都是量子化的,选项B正确;半衰期由原子核的内部因素决定,跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关,选项C错误;比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳
5、定,选项D错误.答案:B来源:学_科_网6元素除天然的外,还可以通过合成的方法获得新的人造元素,如2019年德国的达姆施特重离子研究所就合成了一种新的人造元素,它是由3070Zn撞入一个82208Pb的原子核,并立即释放出一个中子后而形成的,则该新元素的().来源:Z。xx。k.ComA.原子序数为113B.原子序数为112C.中子数为165D.核子数为278解析:由质量数守恒得新元素的质量数为70+208-1=277;由电荷数守恒得新元素的电荷数为30+82=112;中子数为277-112=165.故选项B、C正确.答案:BC7超级毒药放射性元素钋(84210Po)的半衰期为138天,发生衰
6、变生成稳定的铅(82206Pb).经过276天,100 g 84210Po已衰变的质量为().A.25 gB.50 gC.75 gD.100 g解析:经过276天即2个半衰期,未发生衰变的84210Po的质量为m=(12)2100 g=25 g,则已衰变的84210Po的质量为75 g,选项C正确.答案:C8当两个中子和两个质子结合成一个粒子时,放出28.30 MeV的能量,当三个粒子结合成一个碳核时,放出7.26 MeV的能量,则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时,释放的能量为().A.21.04 MeVB.35.56 MeVC.92.16 MeVD.77.64 MeV解析:根据爱因斯坦的
7、质能方程知:E=6(mp+mn)-mCc2,又E1=2(mp+mn)-mc2,E2=3m-mCc2,则E=3E1+E2=(328.30+7.26) MeV=92.16 MeV.故选项C正确.答案:C9一个静止在磁场中的放射性同位素原子核1530P,放出一个正电子后变成原子核1430Si,下列各图中近似反映正电子和Si核运动轨迹的是().解析:把放出的正电子和衰变生成物Si核看成一个系统,衰变过程中系统的动量守恒,放出的正电子的运动方向与Si核的运动方向一定相反,且由于它们都带正电,在洛伦兹力作用下运动轨迹一定形成两个外切圆.因为由洛伦兹力提供向心力,即qvB=mv2r,所以半径r=mvqB,衰
8、变时放出的正电子获得的动量与反冲核Si的动量大小相等,因此在同一个磁场中正电子和Si核做匀速圆周运动的半径与它们的电荷量成反比,即rerSi=qSiqe=14,可见正电子运动形成的圆的半径较大.故选项B正确.答案:B10一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个光子.已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c.下列说法正确的是().A.核反应方程是11H+01n13H+B.聚变反应中的质量亏损m=m1+m2-m3C.辐射出的光子的能量E=(m3-m1-m2)c2D.光子的波长=h(m1+m2-m3)c2解析:核反应方程是11H+01n12H+,质
9、量亏损m=m1+m2-m3,根据质能方程,辐射出的光子的能量E=(m1+m2-m3)c2,光子的波长=h(m1+m2-m3)c.故选项B正确.来源:学。科。网Z。X。X。K答案:B二、填空题(共2小题,每小题6分,共12分)11用光子轰击氘核,使之产生质子和中子,已知氘核的质量为2.013 5 u,质子的质量为1.007 2 u,中子的质量为1.008 7 u,1 u=1.660 610-27 kg,普朗克常量h=6.6310-34 Js,则光子的波长应为 m.解析:m=1.007 2 u+1.008 7 u-2.013 5 u=0.002 4 u=4.010-30 kg,E=mc2=hc,则
10、=hmc=5.610-13 m.答案:5.610-1312雷蒙德戴维斯因研究来自太阳的电子中微子()而获得了2019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存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,其核反应方程式为+1737Cl1837Ar+-10e已知1737Cl核的质量为36.956 58 u,1837Ar核的质量为36.956 91 u,-10e的质量为0.000 55 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:核反应过程中,反应前的能量应大于或等于反应后的
11、能量.质量关系为m+mClmAr+me,得m0.000 88 u.则电子中微子的最小能量应为来源:10.000 88931.5 MeV=0.82 MeV.答案:0.82 MeV三、计算题(共3小题,13、14题每题12分,15题14分,共38分)13如下一系列核反应是在恒星内部发生的:p+612C713N713N613C+e+p+613C714Np+714N815O815O715N+e+p+715N612C+其中p为质子,为粒子,e+为正电子,为一种中微子.已知质子的质量为mp=1.67210-27 kg,粒子的质量为m=6.644 92910-27 kg,正电子的质量为me=9.1110-3
12、1 kg,中微子质量可忽略不计,真空中的光速c=3.00108 m/s.试计算这一系列核反应完成后释放的能量.解析:为求出系列反应后释放的能量,可以将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相加,消去两侧相同的项,系列反应最终等效为4p+2e+2,设反应后释放的能量为Q,根据质能关系和能量守恒得:4mpc2=mc2+mec2+Q,代入数值可得Q=3.7110-12 J.答案:3.7110-12 J14在核反应堆中,常用减速剂使快中子减速.假设减速剂的原子核质量是中子的k倍,中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正碰.设每次碰撞前原子核可认为是静止的,求N次碰撞后中子速率与原速率之比.解析:设中子和作减
13、速剂的物质的原子核A的质量分别为mn和mA,碰撞前中子速度为vn,碰撞后中子和原子核A的速度分别为vn和vA.碰撞前后的总动量和总能量守恒,有mnvn=mnvn+mAvA12mnvn2=12mnvn2+12mAvA2又mA=kmn由式得,经1次碰撞后中子速率与原速率之比为|vn|vn|=k-1k+1经N次碰撞后,中子速率与原速率之比为k-1k+1N.答案:k-1k+1N15钍核90230Th发生衰变生成88226Ra并放出一个粒子.设该粒子的质量为m,电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行板电极S1和S2间电场时,其速度为v0;被电场加速后,它沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外
14、的有界匀强磁场,Ox垂直于平板电极S2;当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox的夹角=60,如图所示.整个装置在真空中.(1)写出钍核的衰变方程;(2)求粒子在磁场中沿弧运动的轨道半径R;来源:1ZXXK(3)求粒子在磁场中运动所用的时间t.解析:(1)钍核衰变方程为90230Th24He+88226Ra(2)设粒子离开电场时速度为v,对加速过程由动能定理有:qU=12mv2-12mv02粒子在磁场中有Bqv=mv2R由得R=mqB2qUm+v02.(3)粒子做圆周运动的回旋周期T=2Rv=2mqB粒子在磁场中运动的时间为T6由得t=m3qB.答案:(1)90230Th24He+88226Ra(2)mqB2qUm+v02(3)m3qB第 页
