高中物理第十九章原子核单元测试题四含解析新人教版选修350625111

高中物理第十九章原子核单元测试题四含解析新人教版选
修350625111
一、选择题
1.为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太空中寻找“反物质”。

所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。

“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反。

由此可知反氢原子是( )
A.由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成
B.由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成
C.由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成
D.由1个不带电的中子和1个带正电荷的正电子构成
2.科学家们并不比常人有太多的身体差异，只是他们善于观察，勤于思考，有更好的发现问题、探究问题的毅力。

下列规律或定律与对应的科学家叙述正确的是( ) A．亚里士多德与自由落体规律
B．开普勒与万有引力定律
C．爱因斯坦与质能方程、相对论
D．牛顿与能量守恒定律
3.关于天然放射现象，下列说法正确的是( )
A.任何原子核都能自发地放出射线，称为天然放射现象
B.放射性物质放出的射线中，α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β衰变
D.放射性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γ射线
4.据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦教离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(210 84Po)，若该元素发生α衰变，半衰期是138天，衰变方程为210 84Po→X＋42He＋γ，则下列说法中正确的是( )
A.X原子核含有有206个核子，有122个中子
B. 100 g的210 84Po经276天，已衰变的质量为75 g
C.γ射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的
D.原子核内的核子间存在相互作用的核力
5.放射性同位素电池是一种新型电池，它是利用放射性同位素衰变放出的高速带电粒子(α射线、β射线)与物质相互作用，射线的动能被吸收后转变为内能，再通过换能器转化为电能的一种装置。

其构造大致是：最外层是由合金制成的保护层，次外层是防止射线泄漏的辐射屏蔽层，第三层是把内能转化成电能的换能器，最里层是放射性同位素。

电池使用的三种放射性同位素的半衰期和发出的射线如下表：
长期航天任务的核电池，则下列论述正确的是( )
A ．90
Sr 的半衰期较长，使用寿命较长，放出的β射线比α射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄
B ．210Po 的半衰期最短，使用寿命最长，放出的α射线比β射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄
C ．238Pu 的半衰期最长，使用寿命最长，放出的α射线比β射线的贯穿本领弱，所需的屏蔽材料较薄
D ．放射性同位素在发生衰变时，出现质量亏损，但衰变前后的总质量数不变
6.微量元素锌与人体生长发育密切相关,它是多种锌酶的组分或激活因子,在核酸、蛋白质和激素合成、能量代谢及氧化还原过程中都起着重要的生理作用。

因此儿童生长发育时期测量体内含锌量已成为体格检查的重要内容之一，其中比较简单的一种检验方法是取儿童的头发约50 g ，放在核反应堆中经中子轰击后，头发中的锌元素与中子反应生成具有放射性的
同位素锌，其核反应方程式为64165653003030Zn n Zn.Zn +→衰变放射出能量为1 115 eV 的γ射线，通过探测γ射线强度的测定可以计算出头发中锌的含量。

关于以上叙述，下列说法正确的是
( )
A.6430Zn 和6530Zn 有相同的核子数
B. 6430Zn 和65
30
Zn 有相同的质子数 C.γ射线是由锌原子的内层电子受激发而发生的
D.γ射线在真空中传播的速度是3.0×108 m/s
7.如图1所示，铅盒A 中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的
有( )
A.打在图中a 、b 、c 三点的依次是α射线、γ射线和β射线
B.α射线和β射线的轨迹是抛物线
C.如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场，
可能使屏上的亮斑只剩下b
D. 在威耳逊云室中，可看到直而清晰的γ射线轨迹
8.在未来的中国，从沿海的广东、浙江、福建到内陆的湖北、湖南、江西，几十座核电站将拔地而起。

发展核电既是中国发展突破能源、交通、环保瓶颈的上策，也符合关于“节c
能减排”的号召。

下列关于核电站的说法中正确的是( )
A．核反应方程可能是： 92235U→ 56141Ba＋3692Kr＋201n
B．核反应过程中质量和质量数都发生了亏损
C．在核反应堆中利用控制棒吸收中子从而减小中子对环境的影响
D．核电站的能量转换过程是：通过核反应堆将核能转化为热能，再通过汽轮机将内能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能
二、填空题
9.历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV的质子11H轰击静止的A Z X，生成两个动能均为8.9 MeV的42He。

(1 MeV＝1.6×10－13J)
①上述核反应方程为________。

②质量亏损为________kg。

10.从静止的镭核226 88Ra中射出的α粒子垂直进入正交的匀强电场E和匀强磁场B，在电磁场中做直线运动，已知E＝3.72×104N/C，B＝2.0×10-3T。

该核反应式为，放出α粒子后，反冲核速度为。

三、计算题
11．我国自行设计制造的太阳能一体化航标灯，使用了清洁环保的太阳能作为能源，集成了led冷光源、微电脑控制闪光等多种先进的环保节能技术，它的可靠性和持久性有了巨大的提升，航标船的能耗和排放也随之大大降低，它的面世打破了法国人在太阳能航标灯界的垄断地位，科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核(11H)转化成一个氦核和两个正电子(10e)并放出能量。

已知质子的质量m p ＝1.0073 u，α粒子的质量mα＝4.0015 u，电子的质量m e＝0.0005 u。

1 u的质量相当于931.5 MeV的能量。

①写出该热核反应方程；
②一次这样的热核反应过程释放出多少MeV的能量？(结果保留四位有效数字)
12．在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源。

从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图2所示。

在与射线源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印相纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后两张印相纸显影。

下面的印相纸显出一串
三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比？(已知：mα＝4 u，mβ＝
1
1 840
u，vα＝
c
10
，
vβ＝c)。

13. 钍核弹23090Th 发生衰变生成镭核22688
Ra 并放出一个粒子，设该粒子的质量为仇、电荷量为q ，它进入电势差为U 的、带窄缝的、平行的平板电极S 1和S 2间的电场时，其速度为v 0，经电场加速后，沿Ox 方向进人磁感应强度为B ，方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，O x 垂直于平板电极S 2，当粒子从P 点离开磁场时，其速度方向与Ox 方向的夹角θ=60o
，如图3所示，整个装置处于真空中。

(1)写出钍核衰变的方程；
(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R ；
(3)求粒子在磁场中运动所用的时间t 。

图3
参考答案
1.B
2.C
3.D
4.B
5.CD
6.BD
7.A
8.D
9.答案：①11H ＋73X→42He ＋42He 或11H ＋73Li→42He ＋42He ②3.1×10
－29 kg
10.答案：(1)22688Ra→22286Rn ＋42He (2)3.4×105 m/s
11.答案：①411H→24He ＋210e ②24.87 MeV
解析：①热核反应方程为：411H→24He ＋210e
②一次热核反应过程中的质量亏损为：Δm ＝4m p －m α－2m e 代入数据得： Δm ＝4×1.0073 u－4.0015 u －2×0.0005 u ＝0.0267 u
故一次热核反应释放的能量为
ΔE ＝0.0267 u×931.5 MeV/u＝24.87 MeV
12.答案：5184
解析：下面印相纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑。

设α射线、β射线暗斑到中央γ射线暗斑的距离分别为s α、s β则
s α＝12a α·2⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛αv H ，s β＝12a β·2
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛βv H a α＝q α·E m α，a β＝q β·E m β
由以上四式得s αs β＝5184
13.答案：（1）2304226
90288Th He Ra →+ （2
（3）3m t qB π= 解析：(1)钍核衰变的方程为 2304226
90288Th He Ra →+
(2)设粒子离开电场时的速度为v ，由动能定理得： 2201122qU mv mv =-粒子在磁场中有：
2
mv qvB R
= 所以：
(3)粒子做圆周运动的周期 2m T qB π=
，由几何关系知粒子在磁场中转过的角度为60o ，则粒子在磁场中运动的时间为 6
T T =，所以3m t qB π=。