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2019-2020年高中物理第十九章原子核章末检测新人教版一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分其中19题为单选题，1012题为多选题)1放射性元素衰变时放出三种射线，按电离由强到弱的排列顺序是()A射线，射线，射线B射线，射线，射线C射线，射线，射线D射线，射线，射线【解析】三种射线的电离本领不同，电离本领最强的是射线，射线次之，射线最弱，故正确答案选A.【答案】A2发现在月球上含有丰富的He(氦3)它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为HeHe2HHe.关于He聚变下列表述正确的是()A聚变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用He聚变反应发电【解析】聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量但目前核电站都采用铀核的裂变反应因此B正确【答案】B31956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用Co放射源进行了实验验证，1957年李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖.CoNi 01e e，其中e是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零，则衰变产物Ni的质量数和核电荷数分别为()A60,28 B60,26C59,26 D59,28【解析】本题考查学生对原子核变化过程遵守的两个规律的掌握要求学生能根据质量数守恒和核电荷数守恒判断出核变化方程中粒子的核电荷数和质量数【答案】A4原来静止的原子核X发生衰变时，放出粒子的动能为E0.假设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是 ()A. B.C. D.【解析】衰变方程为XHeY，设新核动能为Ek，由动量守恒，则EkE0，总动能EkE0Ek，由质能方程Ekmc2得质量亏损m，故A、B、C错，D对【答案】D5关于放射性同位素应用的下列说法中正确的是()A放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B利用射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D用射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害【解析】利用放射线消除有害静电是利用射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电泄出；射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量；DNA变异并不一定都是有益的，也有时发生变害的一面【答案】D6.在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核，它放射出的粒子与反冲核的径迹是两个内切圆，圆直径比为71，如图，则碳14的衰变方程为()A CeB BCHeBeCCHB DCeN【解析】根据动量守恒定律，碳14放射粒子后的反冲核与放射的粒子速度方向相反，且动量mv的大小相同这两个速度方向相反的带电粒子，在同一方向的磁场中所受的洛伦兹力方向相同，根据左手定则两个粒子的电性相反，又反冲的原子核是带正电的，可知放射的粒子是带负电的另外根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径公式反冲核与粒子的mv相等，B相等，R之比为1：7，则它们的电量之比7：1，所以正确答案为D.【答案】D7质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)()A(m1m2m3)cB(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2D(m1m2m3)c2【解析】一个质子和一个中子结合成氘核时，质量亏损mm1m2m3，根据质能方程，释放的能量Emc2(m1m2m3)c2，选项C正确，ABD错误【答案】C8静止的氡核Rn放出粒子后变成钋核Po，粒子动能为E.若衰变放出的能量全部变为反冲核和粒子的动能，真空中的光速为c，则该反应中的质量亏损为()A. B0C. D.【解析】由于动量守恒，反冲核和粒子的动量大小相等，由Ek，它们的动能之比为4218，因此衰变释放的总能量是E，由质能方程得质量亏损是，故C正确【答案】C9太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个子和一个子若在衰变过程中子的速度方向与中微子原来的方向一致，则子的运动方向()A一定与子同方向B一定与子反方向C一定与子在同一直线上D不一定与子在同一直线上【解析】中微子衰变成子和子，满足动量守恒，子的速度方向与中微子原来的方向一致，子的运动方向必定也在这条直线上，选项C是正确的【答案】C10. “中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开神秘面纱它将带着中国制造的月球车，在38万千米之外的月球表面闲庭信步月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的He含量十分丰富，科学家认为，He是发生核聚变的极好原料，将来He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大关于He，下列说法正确的是()A.He的原子核内有三个中子两个质子BHe的原子核内有一个中子两个质子 C.He发生核聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D.He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起的【解析】He是氦元素的一种同位素，质量数是3，电荷数是2，原子核内有两个质子一个中子，所以A错误、B正确；发生核聚变放出能量就会有质量亏损，C正确；原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的，而不是靠万有引力紧密结合在一起的，D错误【答案】BC11正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素8O注入人体，8O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像则根据PET原理判断下列表述正确的是()A.8O在人体内衰变方程是8O7N 01eB正、负电子湮灭方程是e 01e2C在PET中，8O主要用途是作为示踪原子D在PET中，8O主要用途是参与人体的新陈代谢【解析】由题意知A、B正确，显像的原理是采集光子，即注入人体内的O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为光子，因此O主要用途是作为示踪原子，故C对、D错【答案】ABC12带电粒子进入云室会使云室中的气体分子电离，从而显示其运动轨迹如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨道，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是 ()A粒子先经过a点，再经过b点B粒子先经过b点，再经过a点C粒子带负电D粒子带正电【解析】由r可知，粒子的动能越小，圆周运动的半径越小，结合粒子运动轨迹可知，粒子先经过a点，再经过b点，选项A正确；根据左手定则可以判断粒子带负电，选项C正确【答案】AC第卷(非选择题共52分)二、实验题(本题有2小题，共15分，请将答案写在题中的横线上)13(6分)中子n、质子p、氘核D的质量分别为mn、mp、mD.现用能量为E的射线照射静止氘核使之分解，核反应方程为Dpn，若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是_【解析】核反应过程中质量增加，需要的能量为E(mpmnmD)c2，由能量守恒有，2EkEE，所以EkE(mpmnmD)c2E(mDmpmn)c2【答案】(mDmpmn)c2E14(9分)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一其衰变方程是RnPo_.已知Rn的半衰期约为3.8天，则约经过_天，16 g的Rn衰变后还剩1 g.【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为RnPoHe.根据衰变方程m余原，得116，解得t15.2天【答案】He或()15.2三、计算题(本题有3小题，共37分，解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15(12分)一个铍核(Be)和一个粒子反应后生成一个碳核，放出一个中子并释放出5.6 MeV的能量(保留两位有效数字)(1)写出这个核反应过程；(2)如果铍核和粒子共130 g，且刚好反应完，求共放出多少能量？(3)这130 g物质反应过程中，其质量亏损是多少？【解析】(1) BeHe12 6Cn.(2)铍核和氦核的摩尔质量之和Be(94)g/mol13 g/mol铍核和氦核各含的摩尔数n mol10 mol放出的能量EnNAE放106.0210235.6(MeV)3.3711025(MeV)5.41012 J(3)质量亏损m kg6.0105 kg.【答案】(1)BeHe12 6Cn(2)5.41012 J(3)6.0105 kg16(13分)一个速度为7.7104 m/s的中子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场，击中一个原来静止的锂核Li后产生一个氦核和另一个新核测得氦核的速度是2.0104m/s，方向与反应前中子的运动方向相同(1)写出核反应方程式；(2)求出氦核和新核的轨道半径之比；(3)当氦核转6周时，另一新核转几周？【解析】中子击中静止锂核后，产生氦核和新核过程中系统动量守恒，设中子的动量为m1v1，氦核的动量为m2v2，新核的动量为m3v3，则m1v1m2v2m3v3又由核反应方程可知，m24m1，m33m17.7104m12.01044m13m1v3v31103 m/s(方向与氦核相反)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，半径公式为：R带电粒子圆运动的周期公式：T氦核转6周时，新核转4周【答案】(1)LinHeH(2)(3)417. (12分)一静止的质量为M的镍核(Ni)发生衰变，放出一个速度为v0，质量为m的粒子和一个反冲铜核，若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为粒子和铜核的动能求此衰变过程中的质量亏损(亏损的质量在与粒子质量相比时可忽略不计)【解析】设衰变后铜核的速度为v，由动量守恒mv0(Mm)v由能量守恒Emv(Mm)v2由质能方程Emc2解得m.【答案】
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