2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 原子核

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1、2021屆物理一輪總復(fù)習(xí)40分鐘鞏固提升訓(xùn)練 訓(xùn)練：*原子核* 一、選擇題 1．我國(guó)對(duì)中微子的研究處于世界領(lǐng)先地位，大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)工程獲2016年國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)．太陽(yáng)發(fā)生核反應(yīng)時(shí)會(huì)放出大量中微子及能量．假設(shè)太陽(yáng)釋放的能量由“燃燒氫”的核反應(yīng)4H→He＋2e＋2ν提供，式中ν為中微子，這一核反應(yīng)平均每放出2個(gè)中微子相應(yīng)釋放28 MeV的能量．已知太陽(yáng)每秒約輻射2.8×1039 MeV的能量，地球與太陽(yáng)間的距離約為1.5×1011 m，則地球表面與太陽(yáng)光垂直的每平方米面積上每秒接收到的中微子數(shù)目的數(shù)量級(jí)為(　　) A．1011個(gè) B．1014個(gè) C．1017個(gè) D．10

2、20個(gè) 2．靜止在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的碳14原子核，某時(shí)刻放射的某種粒子與反沖核的初速度方向均與電場(chǎng)方向垂直，且經(jīng)過(guò)相等的時(shí)間后形成的軌跡如圖所示(a、b表示長(zhǎng)度)．那么碳14的核反應(yīng)方程可能是(　　) A.C→He＋Be B.C→e＋B C.C＋e＋N D.C→H＋B 3.國(guó)家大科學(xué)工程——中國(guó)散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái)．下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是(　　) A.N俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生O并放出一個(gè)粒子 B.Al俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生P并放出一個(gè)粒子 C.B俘獲一個(gè)質(zhì)子，

3、產(chǎn)生Be并放出一個(gè)粒子 D.Li俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生He并放出一個(gè)粒子 4．某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為H＋C→N＋Q1，H＋N→C＋X＋Q2，方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見(jiàn)下表，下列判斷正確的是(　　) 原子核 H He He C N N 質(zhì)量/u 1.007 8 3.016 0 4.002 6 12.000 0 13.005 7 15.000 1 A.X是He，Q2>Q1 B．X是He，Q2>Q1 C．X是He，Q2

4、釋放能量，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．此核反應(yīng)是氡核Rn的裂變方程 B．此核反應(yīng)生成物X中含有兩個(gè)質(zhì)子、兩個(gè)中子 C．此核反應(yīng)過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量均守恒 D．由于釋放能量，該核反應(yīng)不滿(mǎn)足能量守恒定律 6．放射性元素釙(Po)發(fā)生衰變時(shí)，會(huì)產(chǎn)生He和一種未知粒子，并放出γ射線(xiàn)，其核反應(yīng)方程為Po→ y82X＋He＋γ.下列說(shuō)法正確的是(　　) A.He的穿透能力比γ射線(xiàn)強(qiáng) B．y＝206 C．X核的中子個(gè)數(shù)為126 D．這種核反應(yīng)為β衰變 7．某實(shí)驗(yàn)室工作人員，用初速度v0＝0.09c(c為真空中的光速)的α粒子轟擊靜止的氮原子核N，產(chǎn)生了質(zhì)子H.若某次碰撞可看成對(duì)心正碰，碰

5、后新核與質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng)，垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)，通過(guò)分析偏轉(zhuǎn)半徑可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為120，已知質(zhì)子質(zhì)量為m.則(　　) A．該核反應(yīng)方程為He＋N→O＋H B．質(zhì)子的速度v＝0.2c C．若用兩個(gè)上述質(zhì)子發(fā)生對(duì)心彈性碰撞，則每個(gè)質(zhì)子的動(dòng)量變化量是0.20mc D．若用兩個(gè)上述質(zhì)子發(fā)生對(duì)心彈性碰撞，則每個(gè)質(zhì)子的動(dòng)量變化量方向與末動(dòng)量方向相反 8． 2017年1月9日，大亞灣反應(yīng)堆中微子實(shí)驗(yàn)工程獲得國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)．大多數(shù)原子核發(fā)生核反應(yīng)的過(guò)程中都伴隨著中微子的產(chǎn)生，例如核裂變、核聚變、β衰變等．下列關(guān)于核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是(　　) A.Th衰變?yōu)镽n，經(jīng)過(guò)3次α衰變、

6、2次β衰變 B.H＋H→He＋n是α衰變方程，Th→Pa＋e是β衰變方程 C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂變方程，也是氫彈的核反應(yīng)方程 D．高速運(yùn)動(dòng)的α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，其核反應(yīng)方程為He＋N→O＋n 9．關(guān)于原子核反應(yīng)，下列描述正確的是(　　) A．溫度升高，放射性元素衰變的半衰期減小 B．放射性物質(zhì)U發(fā)生β衰變所釋放的電子來(lái)源于核外電子 C.Th經(jīng)過(guò)6次α衰變、4次β衰變后變成Pb D．用中子轟擊鈾核，產(chǎn)生幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象屬于核聚變 10． 14C是碳元素的一種具有放射性的同位素，其半衰期約為5 700年．在某次研究中，測(cè)得考古樣品中14C的含量大

7、約是鮮活生命體中14C含量的，則樣品生活的年代約是(　　) A．11 400年前 B．17 100年前 C．22 800年前 D．45 600年前 11．兩個(gè)動(dòng)能均為1 MeV的氘核發(fā)生正面碰撞，引起如下反應(yīng)：H＋H→H＋H.若放出的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)樾律说膭?dòng)能，則新生的氚核具有的動(dòng)能是(已知H核質(zhì)量為2.013 6 u，H核質(zhì)量為3.015 6 u，H核質(zhì)量為1.007 3 u，1 u相當(dāng)于931.5 MeV)(　　) A．4.005 MeV B．0.004 3 MeV C．2.013 MeV D．1.001 MeV 12．(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　) A．鈾核裂

8、變的核反應(yīng)是U→Ba＋Kr＋2n B．原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷，不一定通過(guò)吸收光子來(lái)實(shí)現(xiàn) C．根據(jù)愛(ài)因斯坦的“光子說(shuō)”可知光的波長(zhǎng)越大，光子的能量越小 D．氕和氚結(jié)合成氦原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損所對(duì)應(yīng)的能量等于該氦原子核的結(jié)合能 13． (多選)新華社記者2016年11月2日從中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院獲悉，該院等離子體所承擔(dān)的國(guó)家大科學(xué)工程“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)裝置EAST近日在第11輪物理實(shí)驗(yàn)中再獲重大突破，獲得超過(guò)60秒的穩(wěn)態(tài)高約束模等離子體放電．關(guān)于太陽(yáng)的相關(guān)知識(shí)，下列判斷正確的是(　　) A．氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，釋放出一定頻率的光子，太陽(yáng)的能量來(lái)自于這個(gè)過(guò)程

9、B．要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到10－15 m以?xún)?nèi)，核力才能起作用，這需要非常高的溫度 C．太陽(yáng)內(nèi)部大量氫核聚變成氦核，聚變后比結(jié)合能增加，釋放出巨大的能量 D．氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變，核反應(yīng)方程是H＋H→He＋n 14． (多選)PET(正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像)的基本原理是：將放射性同位素O注入人體，參與人體的代謝過(guò)程.15 8O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象，根據(jù)PET原理，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.O衰變的方程O(píng)→N＋e B．將放射性同位素O注入人體，O的主要用途是作為示蹤原子

10、 C．一對(duì)正、負(fù)電子湮滅后可能只生成一個(gè)光子 D．PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)較長(zhǎng) 15． (多選)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變成一個(gè)氘核，同時(shí)輻射出一個(gè)γ光子．已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常量為h，真空中的光速為c.下列說(shuō)法正確的是(　　) A．核反應(yīng)方程是H＋n→H＋γ B．聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3 C．輻射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c2 D．γ光子的波長(zhǎng)λ＝ 16．(多選)某次用中子轟擊U原子核的核反應(yīng)方程為U＋n―→Y＋Xe＋10n，U、n、Y、Xe的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，真空中的光速為c.下列說(shuō)法

11、正確的是(　　) A．該反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為m1－9m2－m3－m4 B．該反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量為(m1－9m2－m3－m4)c2 C．該核反應(yīng)屬于聚變 D．Y原子核中含有36個(gè)中子 17.(多選)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)α粒子后，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，測(cè)得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44：1，如圖所示，則(　　) A．α粒子與反沖粒子的動(dòng)量大小相等，方向相反 B．原來(lái)放射性元素的原子核電荷數(shù)為88 C．反沖核的核電荷數(shù)為88 D．α粒子和反沖粒子的速度之比為1：88 18．(多選)中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)，質(zhì)量虧損為Δm，相應(yīng)的能量

12、ΔE＝Δmc2＝2.2 MeV是氘核的結(jié)合能．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止的氘核時(shí)，氘核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子 B．用能量等于2.2 MeV的光子照射靜止的氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零 C．用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止的氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和為零 D．用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止的氘核時(shí)，氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，它們的動(dòng)能之和不為零 二、非選擇題 19．假設(shè)兩個(gè)氘核在一直線(xiàn)上相碰發(fā)生聚變反應(yīng)，生成氦核的同位素和中子，已知氘核的質(zhì)量是2.013

13、 6 u，中子的質(zhì)量是1.008 7 u，氦核同位素的質(zhì)量是3.015 0 u. (1)聚變的核反應(yīng)方程是__________________，在聚變核反應(yīng)中釋放出的能量為_(kāi)_______ MeV(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)． (2)若氚核和氦核發(fā)生聚變生成鋰核，核反應(yīng)方程為H＋He→Li，已知各核子比結(jié)合能分別為EH＝1.112 MeV、EHe＝7.075 MeV、ELi＝5.603 MeV，試求此核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能． 參考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 B A B B B B B A C 10 11 12 13 14 15

14、16 17 18 B D BC BCD AB AB AD AC AD 19. (1)根據(jù)題中條件，可知核反應(yīng)方程為 H＋H→He＋n 核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損： Δm＝2mH－(mHe＋mn) ＝2×2.013 6 u－(3.015 0＋1.008 7) u＝3.5×10－3u 由于1 u的質(zhì)量與931.5 MeV的能量相對(duì)應(yīng)，所以氘核聚變反應(yīng)時(shí)放出的能量： ΔE＝3.5×10－3×931.5 MeV≈3.3 MeV. (2)H和He分解成7個(gè)核子所需的能量 E1＝3×1.112 MeV＋4×7.075 MeV＝31.636 MeV 7個(gè)核子結(jié)合成Li，釋放的能量 E2＝7×5.603 MeV＝39.221 MeV 所以此核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能 ΔE＝E2－E1＝39.221 MeV－31.636 MeV＝7.585 MeV. 4 / 4