20192020學(xué)年高中物理第十九章原子核單元測(cè)試題(四)(含解析)新人教選修35

20192020學(xué)年高中物理第十九章原子核單元測(cè)試題(四)(含分析)新人教版選修3520192020學(xué)年高中物理第十九章原子核單元測(cè)試題(四)(含分析)新人教版選修358/8肂PAGE8膂節(jié)蒈膅羅20192020學(xué)年高中物理第十九章原子核單元測(cè)試題(四)(含分析)新人教版選修35

原子核單元測(cè)試題

一、選擇題

為了研究宇宙起源，“阿爾法磁譜儀”(AMS)將在太空中搜尋“反物質(zhì)”。所謂“反物質(zhì)”是由“反粒子”構(gòu)成的?！胺戳Ｗ印迸c其對(duì)應(yīng)的正粒子擁有相同的質(zhì)量和相同的電荷量，

但電荷的符號(hào)相反。由此可知反氫原子是()

個(gè)帶正電荷的質(zhì)子和1個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和1個(gè)帶正電荷的正電子構(gòu)成個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和1個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成個(gè)不帶電的中子和1個(gè)帶正電荷的正電子構(gòu)成科學(xué)家們其實(shí)不比常人有太多的身體差異，可是他們善于觀察，勤于思慮，有更好的發(fā)

現(xiàn)問題、研究問題的毅力。以下規(guī)律或定律與對(duì)應(yīng)的科學(xué)家表達(dá)正確的選項(xiàng)是()

A．亞里士多德與自由落體規(guī)律

B．開普勒與萬有引力定律

C．愛因斯坦與質(zhì)能方程、相對(duì)論

D．牛頓與能量守恒定律

3.關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下說法正確的選項(xiàng)是()

任何原子核都能自覺地放出射線，稱為天然放射現(xiàn)象

放射性物質(zhì)放出的射線中，α粒子動(dòng)能很大，因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很強(qiáng)

C.當(dāng)放射性元素的原子的核外電子擁有較高能量時(shí)，將發(fā)生β衰變

D.放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出γ射線

據(jù)媒體報(bào)道，叛逃英國的俄羅斯前特工利特維年科在倫教離奇身亡，英國警方檢查認(rèn)

為毒殺利特維年科的是超級(jí)毒藥——放射性元素釙210α衰變，半衰期是(84Po)，若該元素發(fā)生138天，衰變方程為210484Po→X＋2He＋γ，則以下說法中正確的選項(xiàng)是()206個(gè)核子，有122其中子210Po經(jīng)276天，已衰變的質(zhì)量為75g84C.γ射線是由處于激發(fā)態(tài)的釙核從較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的

D.原子核內(nèi)的核子間存在相互作用的核力

放射性同位素電池是一種新式電池，它是利用放射性同位素衰變放出的高速帶電粒子

(α射線、β射線)與物質(zhì)相互作用，射線的動(dòng)能被吸取后轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能，再經(jīng)過換能器轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

電能的一種裝置。其構(gòu)造大體是：最外層是由合金制成的保護(hù)層，次外層是防范射線泄漏的

輻射障蔽層，第三層是把內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿膿Q能器，最里層是放射性同位素。電池使用的三

種放射性同位素的半衰期和發(fā)出的射線以下表：

同位素90Sr210Po238Pu射線βαα半衰期28年138天

-1-

若選擇上述某一種同位素作為放射源，使用相同資料制成的輻射障蔽層，制造用于執(zhí)行

長遠(yuǎn)航天任務(wù)的核電池，則以下論述正確的選項(xiàng)是()

A．90Sr的半衰期較長，使用壽命較長，放出的β射線比α射線的貫穿本領(lǐng)弱，所需的

障蔽資料較薄

B．210Po的半衰期最短，使用壽命最長，放出的α射線比β射線的貫穿本領(lǐng)弱，所需的

障蔽資料較薄

C．238Pu的半衰期最長，使用壽命最長，放出的α射線比β射線的貫穿本領(lǐng)弱，所需的

障蔽資料較薄

D．放射性同位素在發(fā)生衰變時(shí)，出現(xiàn)質(zhì)量損失，但衰變前后的總質(zhì)量數(shù)不變

6.微量元素鋅與人體生長發(fā)育親近相關(guān),它是多種鋅酶的組分或激活因子,在核酸、蛋白

質(zhì)和激素合成、能量代謝及氧化還原過程中都起重視要的生理作用。因此兒童生長發(fā)育時(shí)期測(cè)量體內(nèi)含鋅量已成為體格檢查的重要內(nèi)容之一，其中比較簡單的一種檢驗(yàn)方法是取兒童的頭發(fā)約50g，放在核反應(yīng)堆中經(jīng)中子轟擊后，頭發(fā)中的鋅元素與中子反應(yīng)生成擁有放射性的

同位素鋅，其核反應(yīng)方程式為6430Zn10n6530Zn.3065Zn衰變放射出能量為1115eV的γ射線，

經(jīng)過探測(cè)γ射線強(qiáng)度的測(cè)定可以計(jì)算出頭發(fā)中鋅的含量。關(guān)于以上表達(dá)，以下說法正確的選項(xiàng)是

()

A.6430Zn和6530Zn有相同的核子數(shù)

B.6430Zn和3065Zn有相同的質(zhì)子數(shù)

C.γ射線是由鋅原子的內(nèi)層電子受激發(fā)而發(fā)生的

D.γ射線在真空中流傳的速度是8×10m/s如圖1所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則以下說法中正確的

有()AaA.打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是α射線、γ射線和β射線

B.α射線和β射線的軌跡是拋物線

b

c

C.若是在鉛盒和熒光屏間再加一個(gè)豎直向下的場(chǎng)強(qiáng)合適的勻強(qiáng)電場(chǎng)，

可能使屏上的亮斑只剩下b

D.在威耳遜云室中，可看到直而清楚的γ射線軌跡

圖1

在未來的中國，從沿海的廣東、浙江、福建到內(nèi)陸的湖北、湖南、江西，幾十座核電站將拔地而起。發(fā)展核電既是中國發(fā)展打破能源、交通、環(huán)保瓶頸的良策，也吻合關(guān)于“節(jié)

能減排”的號(hào)召。以下關(guān)于核電站的說法中正確的選項(xiàng)是()

A．核反應(yīng)方程可能是：23514192Kr＋2192U→56Ba＋360n

-2-

B．核反應(yīng)過程中質(zhì)量和質(zhì)量數(shù)都發(fā)生了損失

C．在核反應(yīng)堆中利用控制棒吸取中子從而減小中子對(duì)環(huán)境的影響

D．核電站的能量變換過程是：經(jīng)過核反應(yīng)堆將核能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，再?jīng)過汽輪機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)

化為機(jī)械能，最后經(jīng)過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/p>

二、填空題

9.歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動(dòng)能為1的質(zhì)子1H轟擊靜A4－13Z止的X，生成兩個(gè)動(dòng)能均為的2He。(1MeV＝×10J)①上述核反應(yīng)方程為________。②質(zhì)量損失為________kg。226粒子垂直進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在電磁10.從靜止的鐳核88Ra中射出的αB4-3，放出α粒場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)，已知E＝×10N/C，B＝×10T。該核反應(yīng)式為子后，反沖核速度為。三、計(jì)算題

11．我國自行設(shè)計(jì)制造的太陽能一體化航標(biāo)燈，使用了干凈環(huán)保的太陽能作為能源，集成了led冷光源、微電腦控制閃光等多種先進(jìn)的環(huán)保節(jié)能技術(shù)，它的可靠性和長遠(yuǎn)性有了巨

大的提升，航標(biāo)船的能耗和排放也隨之大大降低，它的面世打破了法國人在太陽能航標(biāo)燈界

的壟斷地位，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)，即

在太陽內(nèi)部4個(gè)氫核(11H)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)氦核和兩個(gè)正電子(10e)并放出能量。已知質(zhì)子的質(zhì)量pm，α粒子的質(zhì)量mα＝，電子的質(zhì)量me＝。1u的質(zhì)量相當(dāng)于的能量。

①寫出該熱核反應(yīng)方程；

②一次這樣的熱核反應(yīng)過程釋放出多少M(fèi)eV的能量？(結(jié)果保留四位有效數(shù)字)

12．在暗室的真空裝置中做以下實(shí)驗(yàn)：在豎直放置的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一

個(gè)能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的射線源。從射線源射出的一束射線垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，

如圖2所示。在與射線源距離為H高處，水平放置兩張疊放著的、涂藥面朝下的印相紙(比一般紙厚且涂有感光藥的紙)，經(jīng)射線照射一段時(shí)間后兩張印相紙顯影。下面的印相紙顯出一串1c三個(gè)暗斑，試估計(jì)中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比？(已知：mα＝4u，mβ＝1840u，vα＝10，vβ＝c)。

圖2-3-

釷核彈230Th發(fā)生衰變生成鐳核22688Ra并放出一個(gè)粒子，設(shè)該粒子的質(zhì)量為仇、電90

荷量為q，它進(jìn)入電勢(shì)差為U的、帶窄縫的、平行的平板電極S1和S2間的電場(chǎng)時(shí)，其速度為

v0，經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿Ox方向進(jìn)人磁感覺強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，Ox

垂直于平板電極S2，當(dāng)粒子從P點(diǎn)走開磁場(chǎng)時(shí)，其速度方向與Ox方向的夾角θ=60o，如圖3

所示，整個(gè)裝置處于真空中。

寫出釷核衰變的方程；

求粒子在磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R；

(3)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間t。

圖3

-4-

參照答案9.答案：①17441744He②×10－29kg2132132210.答案：(1)2262224×105m/s88Ra→86Rn＋2He11.答案：①411H→24He＋210e②剖析：①熱核反應(yīng)方程為：14041H→2He＋21e②一次熱核反應(yīng)過程中的質(zhì)量損失為：Δm＝4mp－mα－2me代入數(shù)據(jù)得：

m＝4×－－2×＝

故一次熱核反應(yīng)釋放的能量為

ΔE＝×＝

答案：5184

剖析：下面印相紙從左向右依次是β射線、γ射線、α射線留下的暗斑。設(shè)α射線、β射線暗斑到中央γ射線暗斑的距離分別為sα、sβ則H2H211sα＝2aα·v，sβ＝2aβ·vq·Eq·Eaα＝α，aβ＝βmβmαsα5由以上四式得sβ＝18413.答案：（1）2304He226Ra（2）m2qUv02（3）tm3qB90