章末过关检测卷(四)
第十九章 原 子 核
(测试时间:50分钟 评价分值:100分)
一、单项选择题(本题共4小题,每题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.)
1.1956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. ,其中是反中微子,它的电荷为零,静止质量可认为是零,则衰变产物的质量数和核电荷数分别为(A)
A.60,28 B.60,26
C.59,26 D.59,28
解析:本题考查考生对原子核变化过程遵守的两个规律的掌握.要求考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.
2. 关于结合能,下列说法中不正确的是(D)
A.比结合能越大,原子核越稳定
B.原子核越大,它的结合能越高
C.原子核是核子结合在一起的,要把它们分开,需要能量,这就是原子的结合能
D.中等大小的核比结合能最小
解析:比结合能越大,原子核越稳定,A正确;原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量,则原子核越大,它的结合能越高,B正确;原子核是核子结合在一起的,要把它们分开,需要能量,这就是原子的结合能,故C正确;中等质量的原子核的比结合能最大,故D错误.
3.放射性元素()经α衰变变成钋(o),半衰期约为3.8天;但勘测表明,经过漫长的地质年代后,目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石,其原因是(A)
A.目前地壳中的主要来自于其他放射性元素的衰变
B.在地球形成初期,地壳中的元素的含量足够多
C.当衰变产物积累到一定量以后,的增加会减慢的
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衰变进程
D.主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它的半衰期
4.下列说法正确的是(B)
A.研制核武器的钚239()由铀239()经过4次β衰变而产生
B.发现中子的核反应方程是
C.20 g的经过两个半衰期后其质量变为15 g
D.在中子轰击下,生成的核反应前后,原子核的核子总数减少
解析:发生2次β衰变,A错误,20 g经过两个半衰期后其质量m=20×=5 g,C错误.在核反应中质量数、电荷数都守恒,D错误,所以只有B正确.
二、多项选择题(本题共5小题,每题6分,共30分.在每小题给出的四个选项中有多个选项正确,全部选对得6分,漏选得3分,错选或不选得0分.)
5.下列说法中正确的是(AC)
A.α射线比β射线更容易使气体电离
B.核反应堆产生的能量来自轻核的聚变
C.γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转
D.太阳辐射的能量主要来源于太阳内部重核的裂变
解析:α射线有很强的电离作用,β射线电离作用较弱,A正确;核反应堆产生的能量来自重核的裂变,太阳辐射的能量主要来源于太阳内部轻核的聚变,B、D说的相反,B、D错误;γ射线是波长很短的电磁波不带电,在电场和磁场中都不会发生偏转,C正确.
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1996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,它是由撞击一个的原子核,并立即释放出一个中子后而形成的,则该新元素的(BC)
A.原子序数为113 B.原子序数为112
C.中子数为165 D.核子数为278
解析:核反应前后质量数和电荷数都守恒,求出原子序数和核子数,原子序数+中子数=核子数.核反应前后质量数和电荷数都守恒,由30+82=0+112知原子序数为112,由70+208=1+277知核子数为277,中子数为277-112=165,BC正确.
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7. “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”中的含量十分丰富,科学家认为,是发生核聚变的极好原料,将来也许是人类重要的能源,所以探测月球意义十分重大.关于,下列说法正确的是(BC)
A.的原子核内有三个中子两个质子
B.的原子核内有一个中子两个质子
C.发生核聚变,放出能量,一定会发生质量亏损
D.原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起
解析:是氦元素的一种同位素,质量数3,电荷数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.
8.铝核被α粒子击中后产生的反应生成物是磷,同时放出一种粒子,关于这种粒子的下列说法中正确的是(BD)
A.这种粒子在电场中可以被加速或发生偏转
B.这种粒子在磁场中一定不受磁场力作用
C.这种粒子在真空中的速度等于
D.在碳14核内有8个这种粒子
解析: 根据质量数和电荷数守恒可知放出的粒子质量数为1,电荷数为0,故该粒子为中子,中子不带电不会在电场中加速或偏转,也不会受到磁场力作用,故A错误,B正确;该粒子的速度小于光速,故C错误;碳14核的电荷数为6,中子数为14-6=8个,故D正确.
9.小行星绕恒星运动,恒星均匀地向四周辐射能量,质量缓慢减小,可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动.则经过足够长的时间后,小行星运动的(AB)
A.半径变大 B.速率变小
C.角速度变大 D.加速度变大
解析:恒星均匀地向四周辐射能量,根据爱因斯坦的质能方程关系式,恒星质量缓慢减小,二者之间万有引力减小,小行星运动的半径增大,速率减小,角速度减小,加速度减小,
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选项A、B正确,C、D错误.
三、非选择题(本大题3小题,共54分.按题目要求作答.解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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.)
10.(18分)1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置,第一次完成了原子核的人工转变,并由此发现了________.图中A为放射源发出的________粒子,B为________气.完成该实验的核反应方程为:________+________→+________.
解析:卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子,因此图中的A为放射源发出的α粒子,B为氮气,该核反应方程为:.
答案:质子 α 氮
11.(18分)历史上第一次利用加速器实现的核反应,经过加速后用动能为0.5 MeV的质子轰击静止的X,生成两个动能均为8.9 MeV的.
(1)上述核反应方程为________________.(2)质量亏损为________kg.
解析:根据电荷数守恒、质量数守恒列出核反应方程.根据爱因斯坦质能方程求出质量亏损.
(1)根据电荷数守恒,某原子核的电荷数为:2×2-1=3.
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根据质量数守恒,某原子核的质量数为:2×4-1=7,故该静止的原子核为:,
则核反应方程为:.
(2)根据爱因斯坦质能方程:
答案:(1)反应方程为:
(2)3.1×10-29
12.(18分)(2014·海南卷)一静止原子核发生α衰变,生成一α粒子及一新核,α粒子垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场,其运动轨迹是半径为R的圆.已知α粒子的质量为m,电荷量为q;新核的质量为M;光在真空中的速度大小为c.求衰变前原子核的质量.
解析:设衰变产生的α粒子的速度大小为v,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得:
,①
设衰变后新核的速度大小为,衰变前后动量守恒,有:,②
设衰变前原子核质量为,衰变前后能量守恒,有:
,③
联立以上三式解得:
答案:衰变前原子核的质量为
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