2019年高中物理 第3章 原子核與放射性綜合檢測 魯科版選修3-5.doc
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2019年高中物理 第3章 原子核與放射性綜合檢測 魯科版選修3-5 一、選擇題(本大題共7個小題,每小題6分.每小題給出的四個選項(xiàng)中,有的只有一個選項(xiàng)正確,有的有多個選項(xiàng)正確,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分.) 1.有關(guān)放射性同位素P的下列說法中正確的是( ) A.P與X互為同位素 B.P與其同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì) C.用P制成化合物后它的半衰期變短 D.含有P的磷肥釋放正電子,可用來作示蹤原子,以便觀察磷肥對植物的影響 【解析】 同位素具有相同的質(zhì)子數(shù),化學(xué)性質(zhì)相同,A錯,B對;半衰期與化學(xué)狀態(tài)無關(guān),C錯,D對. 【答案】 BD 2.關(guān)于β衰變中所放出的電子,下列說法正確的是( ) A.由于它是從原子核中釋放出來的,所以它是原子核的組成部分 B.它是核外電子從內(nèi)層軌道躍遷時放出的 C.當(dāng)它通過空氣時,電離作用很強(qiáng) D.它的貫穿本領(lǐng)較強(qiáng) 【解析】 雖然β衰變中的電子是從原子核中釋放出來的,但電子不是原子核的組成部分,原子核由質(zhì)子和中子組成,中子衰變?yōu)橘|(zhì)子時放出電子,方程為n―→H+ 0-1e.根據(jù)β射線的性質(zhì)知D正確. 【答案】 D 3.天然放射現(xiàn)象說明( ) A.原子不是單一的基本粒子 B.原子核不是單一的基本粒子 C.原子內(nèi)部大部分是空的 D.原子是由帶正電和帶負(fù)電的基本粒子組成的 【解析】 天然放射現(xiàn)象是自發(fā)地從原子核里放出粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾略氐默F(xiàn)象,說明原子核不是單一的基本粒子,B正確.α粒子散射現(xiàn)象說明原子內(nèi)大部分是空的.A、C項(xiàng)雖正確但不是天然放射現(xiàn)象說明的. 【答案】 B 4.(xx白沙模擬)如圖1所示是原子核人工轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn) 圖1 裝置示意圖,A是α粒子源,F(xiàn)是鋁箔,S是熒光屏,在容器中充入氮?dú)夂?,屏S上出現(xiàn)閃光,該閃光產(chǎn)生的原因是( ) A.α粒子射到屏S上產(chǎn)生的 B.α粒子轟擊氮核后產(chǎn)生的某種粒子射到屏上產(chǎn)生的 C.α粒子轟擊鋁箔F上打出的某種粒子射到屏上產(chǎn)生的 D.粒子源中放出的γ射線射到屏上產(chǎn)生的 【解析】 該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程是N+He→O+H 這是原子核的第一次人工轉(zhuǎn)變,世界第一次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn),而本題出現(xiàn)的閃光是α粒子從氮核里打出的質(zhì)子穿過鋁箔射到屏上產(chǎn)生的. 【答案】 B 圖2 5.在勻強(qiáng)磁場里有一個原來靜止的放射性碳14,它所放射的粒子與反沖核的軌跡是兩個相切的圓,圓的半徑比為5∶1,如圖2所示,那么碳的衰變方程是( ) A.C―→He+Be B.C―→ 0-1e+B C.C―→e+N D.C―→H+B 【解析】 由于兩個軌跡為外切圓,放出的粒子和反沖核方向相反,由左手定則可知,它們必均為正電荷;而衰變過程中兩者動量大小相等,方向相反,由于qBv=,則R=因半徑之比為5∶1,它們的電量之比為1∶5,由此可知D正確. 【答案】 D 圖3 6.(xx漳州檢測)如圖3所示,鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì),放射線從其右端小孔中水平向右射出,在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場.則下面說法中正確的有( ) A.打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是α射線、γ射線和β射線 B.α射線和β射線的軌跡是拋物線 C.α射線和β射線的軌跡是圓弧 D.如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強(qiáng)電場,則屏上的亮斑可能只剩下b 【解析】 由左手定則可知,粒子向右射出后,在勻強(qiáng)磁場中α粒子受的洛倫茲力向上,β粒子受的洛倫茲力向下,軌跡都是圓?。捎讦亮W铀俣燃s是光速的1/10,而β粒子速度接近光速,所以在同樣的混合場中不可能都做直線運(yùn)動,本題選A、C. 【答案】 AC 7.地球的年齡到底有多大,科學(xué)家利用天然放射性元素的衰變規(guī)律,通過對目前發(fā)現(xiàn)最古老的巖石中鈾和鉛含量來推算.測得該巖石中現(xiàn)含有的鈾是巖石形成初期時(巖石形成初期時不含鉛)的一半,鈾238衰變后形成鉛206,鈾238的相對含量隨時間變化的規(guī)律如圖4所示,圖中N為鈾238的原子數(shù),N0為鈾和鉛的總原子數(shù).由此可以判斷下列選項(xiàng)正確的是 ( ) 圖4 A.鈾238的半衰期為90億年 B.地球的年齡大約為45億年 C.被測定的古老巖石樣品在90億年時的鈾、鉛原子數(shù)之比約為1∶4 D.被測定的古老巖石樣品在90億年時的鈾、鉛原子數(shù)之比約為1∶3 【解析】 據(jù)題意,巖石中鈾含量是形成初期的,即有半數(shù)發(fā)生衰變,由圖像=時時間約為45億年,即半衰期也是地球的大致年齡,故B正確,A錯誤;90億年時有的鈾衰變?yōu)殂U,故鈾、鉛原子數(shù)之比為1∶3,所以D正確,C錯誤. 【答案】 BD 二、非選擇題(本大題共5小題,共58分.按題目要求作答.解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.) 8.(8分)(xx南通高二檢測)放射性元素Th經(jīng)過________次α衰變和________次β衰變變成了穩(wěn)定元素Pb. 【解析】 由于β衰變不會引起質(zhì)量數(shù)的減少,故可先根據(jù)質(zhì)量數(shù)的減少確定α衰變的次數(shù).因?yàn)槊窟M(jìn)行一次α衰變,質(zhì)量數(shù)減少4,所以α衰變的次數(shù)為: x=次=6次 再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判斷β衰變的次數(shù).6次α衰變,電荷數(shù)應(yīng)減少26=12個,而每進(jìn)行一次β衰變,電荷數(shù)增加1,所以β衰變的次數(shù)為 y=[12-(90-82)]次=4次 【答案】 6 4 9.(10分)如圖5所示在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中,一個靜止的鐳()發(fā)生一次α衰變,生成氡(Rn)時可能的徑跡圖,其中α粒子的徑跡是________,新核的徑跡為________,核反應(yīng)方程為________. 圖5 【解析】 由動量守恒定律可知86Rn與He的運(yùn)動方向相反,故軌跡為外切圓,由r==可知,電荷量小的He軌道半徑大. 【答案】 c d 88Ra―→86Rn+He 10.(12分)1934年,約里奧居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔時,除了測到預(yù)料中的中子外,還觀察到了正電子.正電子的質(zhì)量跟電子的質(zhì)量相同,帶一個單位的正電荷,跟電子的電性正好相反,是電子的反粒子.更意外的是,拿走α粒子放射源以后,鋁箔雖不再發(fā)射中子,但仍然繼續(xù)發(fā)射正電子,而且這種放射性也有一定的半衰期.原來,鋁箔被α粒子擊中后發(fā)生了如下反應(yīng):Al+He→P+n.這里的P就是一種人工放射性同位素,正電子就是它衰變過程中放射出來的. (1)寫出放射性同位素P放出正電子的核衰變方程. (2)放射性同位素P放出正電子的衰變稱為正β衰變.我們知道原子核內(nèi)只有中子和質(zhì)子,那么正β衰變中的正電子從何而來? 【解析】 (1)正β衰變過程質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒,P放出正電子的核衰變方程為P→Si+e. (2)原子核內(nèi)只有質(zhì)子和中子,沒有電子,也沒有正電子,正β衰變是原子核內(nèi)的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)換成一個中子,同時放出一個正電子,其衰變方程為:H→e+n. 【答案】 (1)P→Si+e (2)一個質(zhì)子衰變成一個中子時放出一個正電子 11.(14分)靜止的Li俘獲一個速度為7.7106 m/s的中子,發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生兩個新粒子,其中一個粒子為He,它的速度大小是8106 m/s,方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同. (1)寫出此核反應(yīng)的方程式. (2)求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個粒子的速度大小是多大及方向如何? 【解析】 (1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可以寫出方程為 Li+n→He+H. (2)用m1、m2和m3分別表示n、He和H的質(zhì)量,用v1、v2和v3分別表示中子、氦核和氚核的速度,由動量守恒定律得 m1v1=m2v2+m3v3,v3= 代入數(shù)值得v3=-8.1106 m/s 即反應(yīng)后生成的氚核的速度大小為8.1106 m/s,方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反. 【答案】 (1)Li+n→He+H (3)8.1106 m/s 與反應(yīng)前中子的速度方向相反 12.(14分)靜止在勻強(qiáng)磁場中的一個B核俘獲了一個速度為v=7.3104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng),生成α粒子與一個新核.測得α粒子的速度為2104 m/s,方向與反應(yīng)前中子運(yùn)動的方向相同,且與磁感線方向垂直. (1)寫出核反應(yīng)方程; (2)畫出核反應(yīng)生成的兩個粒子的運(yùn)動軌跡及旋轉(zhuǎn)方向的示意圖(磁感線方向垂直于紙面向外); (3)求α粒子與新核軌道半徑之比; (4)求α粒子與新核運(yùn)動周期之比. 【解析】 (1)由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得: B+n→He+Li. (2)由動量守恒定律可以求出新核的速度大小為103 m/s,方向和α粒子的速度方向相反,由于α粒子和新核都帶正電,由左手定則知,它們的運(yùn)動方向都是順時針方向,如圖所示. (3)由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑公式r=可求得α粒子和新核的軌道半徑之比是120∶7. (4)由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期公式T=可求得α粒子和新核的運(yùn)動周期之比是6∶7. 【答案】 (1)B+n→He+Li (2)見解析圖 (3)120∶7 (4)6∶7- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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