高考物理专题20原子物理备考强化训练51原子核二新人教版.doc
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1、1 / 25【2019【2019 最新最新】精选高考物理专题精选高考物理专题 2020 原子物理备考强化训练原子物理备考强化训练 5151 原子核二新人教版原子核二新人教版本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于通过训练使我们了解天然放射现象,掌握 射线、 射线、 射线的本质及性质,知道半衰期概念.知道原子核的人工转变、质子和中子的发现,知道原子核的组成,会写核反应方程.理解核能、质量亏损概念及爱因斯坦的质能方程,会根据质量亏损和质能方程计算核能.知道重核的裂变、链式反应及轻核的聚变.全卷 23 题,总计 135 分,选做题 15 道
2、备用。一、破解依据一、破解依据欲解决核反应中有关“守恒”与“核能的计算”问题,试归纳以 下几条“依据”: 五个守恒:质量数守恒;质子数(或核电荷数)守恒; 质量守恒(“亏损质量”与释放或吸收的“核能”相当);能量 守恒。对衰变、嬗变等过程,间或应用动量守恒。 两个方程: 质能方程:,m 指运动质量。核能:2mvE 2cmE 一个半衰期():反映衰变的速度。剩余核数:;剩余质量:。tNN)21(0tmm)21(0核能的计算:或质能关系。其中, 分别为诸反应物、 生成物的静止质量,为反应物、生成物的静止质量之差,亦即核反 应的质量亏损。若则为释放核能的情形;若则为吸收核能的情形。 )(2JcmE)
3、(5 .931MeVmE21mmm21mm、m,0m ,0E,0m,0E 若不计光子辐射的能量时,则有,即核能(动能)的增加等于 “系统能量”的减少;反之亦反之。EEkkEE2 / 25核力及其做功问题: 核力的性质:是引力,与核子(质子、中子等)是否带电无 关;短程力,作用距离小于;(由于核子距离为,因而核力只存 在于相邻的核子之间,距离稍远则迅速减为零。)强相互作用。 m15100 . 2m15108 . 0 核力的功等于核能的变化。若核力做正功,则系统能量减少, 故系统向外界放出核能(动能、光能等);核力做负功,系统从外 界吸收核能,故系统能量增加。一、 破解依据选择题(每小题选择题(每
4、小题 5 5 分,共分,共 7070 分)分)1.(14 上海)核反应方程中的 X 表示( )9412 426BeHeCXA.质子 B.电子 C.光子 D.中子2.2.(1717 全国全国)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,衰变)一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,衰变方程为。下列说法正确的是(方程为。下列说法正确的是( )2382344 92902UThHeA衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量3.3.(1717 天津)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国天津
5、)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是(贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是( )A B2341 1120HHHen144171 7281NHeOHC D427301 213150HeAlPn2351144891 92056360UnBaKr3 n4.4.(1515 广东学)在同一匀强磁场中,广东学)在同一匀强磁场中, 粒子()和质子()做粒子()和质子()做匀速圆周运动,若它们的动量大小相等,则匀速圆周运动,若它们的动量大小相等,则
6、 粒子和质子(粒子和质子( 3 / 25)He4 2H2 1A运动半径之比是 21 B运动周期之比是 21C运动速度大小之比是 41 D受到的洛伦兹力之比是 215.5. (1515 西安交大附中)西安交大附中) (6 6 分)分) 下列说法正确的是(下列说法正确的是( )A玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同E汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷6.6.(16
7、16 天津)物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正天津)物理学家通过对实验的深入观察和研究,获得正确的科学认知,推动物理学的发展,下列说法符合事实的是(确的科学认知,推动物理学的发展,下列说法符合事实的是( )A、赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论B、查德威克用 粒子轰击获得反冲核,发现了中子147N17 8OC、贝克勒尔发现的天然放射性向下,说明原子核有复杂结构D、卢瑟福通过对阴极射线的研究,提出了原子核式结构模型7.7.(1515 重庆)题图重庆)题图-2-2 中曲线中曲线 a a、b b、c c、d d 为气泡室中某放射物为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹
8、,气泡室中磁感应强度方向垂直质发生衰变放出的部分粒子的经迹,气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。以下判断可能正确的是(纸面向里。以下判断可能正确的是( )A.a、b 为粒子的经迹 B. a、b 为粒子的经4 / 25迹 C. c、d 为粒子的经迹 D. c、d 为粒子的经迹8.8. (1515 新课标新课标 IIIIII)一静止的铝原子核俘获一速度为)一静止的铝原子核俘获一速度为 m/sm/s 的质的质子子 p p 后,变为处于激发态的硅原子核,下列说法正确的是(后,变为处于激发态的硅原子核,下列说法正确的是( )27 13Al71.0 1028 14SiA、核反应方程为2728 1314pA
9、lSiB、核反应方程过程中系统动量守恒C、核反应过程中系统能量不守恒D、核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和E、硅原子核速度的数量级为 m/s,方向与质子初速度方向一致5109.9. (1414 新课标新课标)关于天然放射性,下列说法正确的是()关于天然放射性,下列说法正确的是( )A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、 和 三种射线中, 射线的穿透能力最强E一个原子核在一次衰变中可同时放出 、 和 三种射线10.10. (14(14 新课标新课标)在人类对微观世界进行探索的过程中在人类对微观世界进行
10、探索的过程中, ,科学科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是( ( ) )A.密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子5 / 25核C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D.卢瑟福通过 粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子E.汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验,发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的,并测出了该粒子的比荷1111(1515 山东)发生放射性衰变为,半衰期约为山东)发生放射性衰变为,半衰期约为 57005700 年。已年。已知
11、植物存活其间,其体内与的比例不变;生命活动结束后,的比例知植物存活其间,其体内与的比例不变;生命活动结束后,的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中的比例正好是现代植物持续减少。现通过测量得知,某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是(所制样品的二分之一。下列说法正确的是( )14C14N14C12C14C14C(双选,填正确答案标号)a.该古木的年代距今约为 5700 年b. 、具有相同的中子数12C13C14Cc. 衰变为的过程中放出 射线14C14Nd. 增加样品测量环境的压强将加速的衰变14C12.12.(1414 天津)下列说法正确的是天津)下列说法正
12、确的是( ( ) )A玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同13.13. 1414 重庆重庆 碘碘 131131 的半衰期约为的半衰期约为 8 8 天,若某药物含有质量天,若某药物含有质量为为 m m 的碘的碘 131131,经过,经过 3232 天后,该药物中碘天后,该药物中碘 131131 的含量大约还有的含量大约还有( ( ) )6 / 25A. B. C. D.m 32 14.14. (1515 青岛统测)下列说法正确的
13、是(青岛统测)下列说法正确的是( )(双选,填)(双选,填正确答案标号)正确答案标号)a天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构b氢原子从 n3 的能级向低能级跃迁时只会辐射出两种不同频率的光c比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量d放射性元素每经过一个半衰期,其质量减少一半填空题(共填空题(共 2525 分)分)1515(1313 上海)(上海)(4 4 分)放射性元素衰变为,此衰变过程的核分)放射性元素衰变为,此衰变过程的核反应方程是;用此衰变过程中发出的射线轰击,可得到质反应方程是;用此衰变过程中发出的射线轰击,可得到质量数为量数为 2222 的氖的氖(Ne)(Ne)元
14、素和另一种粒子,此核反应过程的方程是元素和另一种粒子,此核反应过程的方程是。210 84Po206 82Pb19 9F16.16.(1313 新课标新课标 I I) (6(6 分分) )一质子束入射到能止靶核上,产生一质子束入射到能止靶核上,产生如下核反应如下核反应: : AI27 13P+X+nAI27 13式中 P 代表质子,n 代表中子,x 代表核反应产生的新核.由反应式可知,新核 X 的质子数为 ,中子数为 。17.17.(1414 江西联考)(江西联考)(6 6 分)某科学家提出年轻热星体中核聚变分)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为的一种理论,其中的两
15、个核反应方程为H HCNCNQ1Q1,H HNCNCX XQ2Q2,方程中,方程中 Q1Q1、Q2Q2 表示释放的能量,表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:相关的原子核质量见下表:7 / 25原子核H1 1He3 2He4 2C12 6N13 7N15 7 质量/u1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1 则 X 是_,Q2_Q1(填“大于” 、 “等于”或“小于” ) 18.18.(1313 山东)(山东)(4 4 分)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生分)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到的各种热核反应,当温度
16、达到 108K108K 时,可以发生时,可以发生“氦燃烧氦燃烧”。完成“氦燃烧”的核反应方程:。BeHe+_+8 44 2 1Be8 4是一种不稳定的粒子,其半衰期为 2.610-16s。一定质量 2的,经 7.810-16s 后所剩下的占开始时的 。Be8 4Be8 419.19.(1515 新课标新课标 IIII)()(5 5 分)在下列描述核过程的方程中,属分)在下列描述核过程的方程中,属 于衰变的是于衰变的是 ,属于衰变的是,属于衰变的是 ,属于裂变的是,属于裂变的是 ,属,属 于聚变的是于聚变的是 (填正确答案标号)(填正确答案标号)AB14140 671CN +e32320 151
17、61PS+eCD2382344 92902UTh + He144171 7281N + HeO+ HEF2351140941 92054380U + nXe+Sr +2 n3241 1120H + HHe+ n计算题(共计算题(共 4040 分)分)20.20.(1515 西城二模)西城二模) (1010 分)在微观领域,动量守恒定律和能量分)在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中,两个氘核()以相同守恒定律依然适用。在轻核聚变的核反应中,两个氘核()以相同的动能的动能 E0=0.35MeVE0=0.35MeV 做对心碰撞,假设该反应中释放的核能全部转化做对心碰撞
18、,假设该反应中释放的核能全部转化为氦核()和中子()的动能。已知氘核的质量为氦核()和中子()的动能。已知氘核的质量 mD=2.0141umD=2.0141u,中子,中子的质量的质量 mn=1.0087umn=1.0087u,氦核的质量,氦核的质量 mHe=3.0160umHe=3.0160u,其中,其中 1u1u 相当于相当于931MeV931MeV。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是。在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少多少 MeVMeV(结果保留(结果保留 1 1 位有效数字)?位有效数字)?H2 1He3 2n1 021.21.(1515 苏州二调)苏
19、州二调) (1010 分)氚()是最简单的放射性原子核,分)氚()是最简单的放射性原子核,夜光手表即是利用氚核衰变产生的夜光手表即是利用氚核衰变产生的 射线激发荧光物质发光氚核射线激发荧光物质发光氚核发生发生 衰变过程中除了产生衰变过程中除了产生 粒子和新核外,还会放出不带电且粒子和新核外,还会放出不带电且几乎没有静止质量的反中微子在某次实验中测得一静止的氚核发几乎没有静止质量的反中微子在某次实验中测得一静止的氚核发生生 衰变后,产生的反中微子和衰变后,产生的反中微子和 粒子的运动方向在一直线上,粒子的运动方向在一直线上,8 / 25设反中微子的动量为设反中微子的动量为 p1p1, 粒子的动量
20、为粒子的动量为 p2p2求:求:H3 1e氚发生 衰变的衰变方程;产生新核的动量22.22.(1414 泰安一模)泰安一模) (1010 分)云室处于一个垂直于纸面向外的匀分)云室处于一个垂直于纸面向外的匀强磁场中,静止的原子核强磁场中,静止的原子核 X X 在云室中发生了一次衰变,其衰变产物在云室中发生了一次衰变,其衰变产物在磁场中运动的圆轨迹如图在磁场中运动的圆轨迹如图33 所示已知新核所示已知新核 Y Y 的质量为的质量为 M M,粒子,粒子的质量为的质量为 m m,衰变后粒子的速度大小为,衰变后粒子的速度大小为 v v,假设原子核衰变时释放的,假设原子核衰变时释放的能量都转化为粒子和新
21、核的动能能量都转化为粒子和新核的动能(1)试写出核衰变方程(2)求原子核衰变时释放的能量2323 (1414 武汉联考)武汉联考) (1010 分)某些建筑材料可产生放射性气体分)某些建筑材料可产生放射性气体氡,氡可以发生氡,氡可以发生 或或 衰变,如果人长期生活在氡浓度过高的衰变,如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,那么氡会经过人的呼吸道沉积在肺部,并放出大量的射线,环境中,那么氡会经过人的呼吸道沉积在肺部,并放出大量的射线,从而危害人体健康原来静止的氡核从而危害人体健康原来静止的氡核(Rn)(Rn)发生一次发生一次 衰变生成新核衰变生成新核钋钋(Po)(Po),并放出一个能量,并放出一个能
22、量 E0E00.090.09 MeVMeV 的光子已知放出的的光子已知放出的 粒粒子动能子动能 EE5.555.55 MeVMeV;忽略放出光子的动量,但考虑其能量;忽略放出光子的动量,但考虑其能量;1 1 u u 相当于相当于 931.5931.5 MeVMeV . .(1)写出衰变的核反应方程(2)衰变过程中总的质量亏损为多少?(结果保留三位有效数字)( (四四) )选做题选做题24.24. (1313 新课标新课标 IIII)关于原子核的结合能,下列说法正确的是)关于原子核的结合能,下列说法正确的是( ) 9 / 25A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B一重原子核变
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