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第十九章 原子核
(90分钟 100分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,共60分。多选题已在题号后标出) 1.(2015·汕头高二检测)核反应方程HeAH BH C
e Dn
N
O+X,X所代表的粒子是 ( )
【解析】选A。根据核反应所遵循的两个守恒,即质量数守恒和电荷数守恒得X的质量数=4+14-17=1,电荷数=2+7-8=1,因此,X代表的粒子为H,选项A正确。
2.(2015·韶关高二检测)卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为N
He
O
H。已知氮核质量为mN= 53u,氧核的质量为mO=
54u,氦核质量mHe= 87u,质子(氢核)质量为mp= 15u,(已知: 1 uc=931 MeV)对于这一核反应,下列说法正确的是 ( ) A.放出热量 29 MeV B.吸收热量 29 MeV C.放出热量 MeV D.吸收热量 MeV
【解析】选D。质量亏损Δm=mN+mHe-mO-mp= 29 u,由质能方程得: ΔE=Δmc= MeV,故这一核反应是吸收能量的反应,吸收的能量为 MeV,D项正确。
【互动探究】若入射氦核以v0=3×10m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动,且速度大小之比为1∶50。求氧核的速度大小。 【解析】动量守恒mHe×v0=mH×vH+mOvO 又:vO∶vH=1∶50 解得:vO=×10m/s 答案：×10m/s
2222183.(2013·大纲版全国卷)放射性元素(86Rn)经α衰变成为钋(84Po),半衰期约为天;但勘222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86Rn的矿石,其
66
7
2
2
原因是 ( )
1
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222A.目前地壳中的86Rn主要来自于其他放射性元素的衰变 222B.在地球形成的初期,地壳中元素86Rn的含量足够高
218218222C.当衰变产物84Po积累到一定量以后, 84Po的增加会减慢86Rn的衰变进程 222D.86Rn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
【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析: (1)知道半衰期大小的决定因素。 (2)理解半衰期的意义。
【解析】选A。元素半衰期的长短由原子核自身因素决定,一般与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关,C、D错;即使元素氡的含量足够高,经过漫长的地质年代,地壳中也几乎没有氡了,一定是来自于其他放射性元素的衰变,故A对,B错。 4.现有三个核反应方程:
NaUH
HMgnHe
e; Ba
Kr+n;
n。下列说法正确的是 ( )
A.①是裂变,②是β衰变;③是聚变 B.①是聚变,②是裂变;③是β衰变 C.①是β衰变,②是裂变;③是聚变 D.①是β衰变,②是聚变;③是裂变
【解析】选C。①的箭头左侧只有一个核,为衰变,箭头右侧有电子,所以是β衰变。②③为典型的裂变和聚变方程,只有C正确。
2222185.(2015·福州高二检测)一个氡核86Rn衰变成钋核84Po并放出一个粒子,其半衰期为222218天,1 g氡经过天衰变掉的质量以及86Rn衰变成84Po的过程中放出的粒子分别是
( )
A.0.25 g,α粒子 B.0.75 g,α粒子 C.0.25 g,β粒子 D.0.75 g,β粒子
【解析】选B。氡核半衰期为天,天为2个半衰期,所以1 g氡天衰变掉的质量为0.75 g,由
2
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22286218Rn→84Po222218He知86Rn衰变成84Po的过程中放出的粒子是He,即α粒子,所以选项
B正确。
6.(多选)(2015·广东高考)科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量,核反应方程分别为:X+Y是中子
的质子数是3,中子数是6 C.两个核反应都没有质量亏损 D.氘和氚的核反应是核聚变反应
【解析】选A、D。根据质子数守恒和质量数守恒可知X是中子,A正确;Y的质子数为3,中子数为3,B错误;聚变放出能量,由质能方程可知一定有质量亏损,该反应为核聚变反应,C错误,D正确。
7.(多选)(2015·清远高二检测)下列说法中正确的是 ( ) A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B.由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C.约里奥—居里夫人用α粒子轰击铝箔发现了中子 D.原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量
【解析】选B、D。放射性元素的半衰期由元素的原子核决定,与化学、物理状态无关,故选项A错误;由玻尔理论可知,氢原子从激发态跃迁到基态的过程放出光子,选项B正确;由物理学史可知中子是由查德威克发现的,选项C错误;核子结合成原子核放出核能,因此原子核所含核子单独存在时的总质量大于核原子核的质量,选项D正确。 8.(多选)正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是将放射性同位素
O注入人体,参
He
H+
H
H
He+X+ MeV,下列表述正确的有 ( )
与人体的代谢过程O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像,则根据PET原理判断下列表述正确的是 ( )
在人体内衰变方程是
O
Nee 2γ
B.正、负电子湮灭方程是e
C.在PET中O主要用途是作为示踪原子
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D.在PET中O主要用途是参与人体的新陈代谢
【解析】选A、B、C。由题意知A、B正确,显像的原理是采集γ光子,即注入人体内的衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为γ光子,因此故C对,D错。
2229.(2015·湛江高二检测)在匀强磁场中有一个静止的氡原子核(86Rn),由于衰变它放出一
O
O主要用途是作为示踪原子,
个粒子,此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆,大圆与小圆的直径之比为42∶1,如图所示,那么氡核的衰变方程应为 ( )
222222A.86Rn→87Fr?0?1e2222184B.86Rn→84Po?2HeC.Rn→At?e2228622285012222202D.86Rn→85At?1H
【解析】选B。由于粒子与反冲核的径迹是外切的,据左手定则可知,该粒子一定带正电。由于粒子与反冲核的动量大小相等,据r=,又由已知大圆与小圆的直径之比为42∶1,所以粒子与反冲核的电量之比为1∶42,故B正确。 10.静止的氡核
Rn放出α粒子后变成钋核
Po,α粒子动能为Eα。若衰变放出的能量全
部变为反冲核和α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.C.
· B.· D.
· ·
【解析】选C。由于动量守恒,反冲核和α粒子的动量大小相等,由Ek=∝,它们的动能之比为4∶218,因此衰变释放的总能量是
·Eα,由质能方程得质量亏损是
·,故C正确。
11.(多选)朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目,其焦点问题就是朝鲜生产供研制核武器
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用的钚239( ) 与BCD
U的核内具有相同的中子数
U的核内具有相同的核子数
Pu Pu
U的核子数是239,中子
Pu),这种
Pu可由铀239
U)经过衰变而产生。则下列判断中正确的是
Pu与
U经过1次α衰变产生U经过2次β衰变产生
【解析】选B、DPu的核子数是239,中子数为239-94=145,而
数为239-92=147,所以正确
239Pu与92U的核内具有相同的核子数,不同的中子数,选项A错误,B
U经过1次α衰变,生成的新核的质子数为90,所以产生物不是Pu,选项C错误;
Pu,选项D
根据质量数守恒和电荷数守恒可判断出正确。
U经过2次β衰变后产生的新核是
12.(多选)中子和质子结合成氘核时,质量亏损为Δm,相应的能量ΔE=Δmc= MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是 ( )
A.用能量小于 MeV的光子照射静止氘核时,氘核不能分解为一个质子和一个中子
B.用能量等于 MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零
C.用能量大于 MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和为零
D.用能量大于 MeV的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的动能之和不为零
【解析】选A、D。氘核分解为一个质子和一个中子时,所需吸收的能量不能小于其结合能 MeV,故A对;光子照射氘核时,光子和氘核组成的系统总动量不为零,由动量守恒定律得,光子被氘核吸收后,分解成的质子和中子的总动量不为零,故总动能也不为零,所以把氘核分解为质子和中子所需的能量应大于 MeV,故D对,B、C错。 【易错提醒】解答本题的两个易错点:
(1)仅考虑了能量守恒而忽略了动量守恒容易错选B。
(2)光子照射时能量全部被吸收,误认为能量可以部分被吸收,错选C。 5
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20152016学年高中物理第十九章原子核单元质量评估(含解析)新人教版选修35
