1、优质文档优质文档第十九章 原子核(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分)1下列关于原子和原子核的说法正确的是 ( )A 衰变现象说明电子是原子核的组成部分B玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固2下列说法正确的是 ( )A N H C He 是 衰变157 1 126 42B H H He 是核聚变1 21 32C U Th He 是核裂变23892 23490 42D He Al P n 是原子核的人工转变42 2713 3015 103 U 经过 m
2、次 衰变和 n 次 衰变，变成 Pb 则 ( )23592 20782A m7， n3 B m7， n4C m14， n9 D m14， n184下列说法中正确的是 ( )A光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B卢瑟福通过对 粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构C 235U 的半衰期约为 7 亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短D根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大5科学家发现在月球上含有丰富的 He(氦 3)它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，32其参与的一种核聚变反应的方程为 He He 2 H He.关于 He 聚变，下列表述
3、正32 32 1 42 32确的是( )A聚变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用 He 聚变反应发电326以下是物理学史上 3 个著名的核反应方程x Li2 y73优质文档优质文档y N x O147 178y Be z C94 126x、 y 和 z 是 3 种不同的粒子，其中 z 是 ( )A 粒子 B质子C中子 D电子7月球土壤里大量存在着一种叫做“氦 3( He)”的化学元素，这是热核聚变的重要原32料科学家初步估计月球上至少有 100 万吨氦 3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源关于“氦 3( He)”与氘核的聚变，下
4、列说法中正确的是32( )A核反应方程为 He H He H32 21 42 1B核反应生成物的质量将大于反应物的质量C氦 3( He)一个核子的结合能大于氦 4( He)一个核子的结合能32 42D氦 3( He)的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量328原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出热量这几种反应的总效果可以表示为6 H k He d H2 n43.15 MeV21 42 1 10由平衡条件可知 ( )A k1， d4 B k2， d2C k1， d6 D k2， d39一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同
5、时辐射一个 光子已知质子、中子、氘核的质量分别为 m1、 m2、 m3，普朗克常量为 h，真空中的光速为 c.下列说法正确的是( )A核反应方程是 H n H1 10 31B聚变反应中的质量亏损 m m1 m2 m3C辐射出的 光子的能量 E( m3 m1 m2)cD 光子的波长 h m1 m2 m3 c210一个原来静止的 238U 核发生 衰变，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下列图中的(图中半径大小没有按比例画) ( )优质文档优质文档二、填空题(本题共 4 小题，共 20 分)11(5 分)约里奥居里夫妇因发现人工放射性而获
6、得了 1935 年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素 P 衰变成 Si 的同时放出另一种粒子，这种粒子是_. P3015 3014 3215是 P 的同位素，被广泛应用于生物示踪技术.1 mg P 随时间衰变的关系如图 1 所3015 3215示，请估算 4 mg 的 P 经_天的衰变后还剩 0.25 mg.3215图 112(5 分)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：H H He x，式中 x 是某种粒子已知： H、 H、 He 和粒子 x 的质量分别为21 31 42 21 31 422.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u 和 1.008 7
7、u；1 u 对应的能量为 931.5 MeV， c是真空中的光速由上述反应方程和数据可知，粒子 x 是_，该反应释放出的能量为_MeV(结果保留 3 位有效数字)13(5 分)一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程为_该反应放出的能量为 Q，则氘核的比结合能为_14(5 分)一个静止的钚核 Pu 自发衰变成一个铀核 U 和另一个原子核 X，并释放出23994 23994一定的能量其核衰变方程为： Pu UX.23994 23994(1)方程中的 X 核符号为_(2)钚核的质量为 239.052 2 u，铀核的质量为 235.043 9 u，X 核的质量为 4.002 6 u，
8、已知 1 u 相当于 931.5 MeV，则该衰变过程放出的能量是_MeV；(3)假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和 X 核的动能，则 X 核与铀核的动能之比是_三、计算题(本题 5 小题，共 40 分)15(7 分)如图 2 所示，铅盒内装有能释放 、 和 射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场 E 或磁场 B，在图(a)、(b)中分别画出射线运动轨迹的示意图(在所画轨迹上须标明是 、 和 中的哪种射线)优质文档优质文档图 216(7 分)放射性同位素 6C 被考古学家称为“碳钟” ，它可用来断定古生物体的年代，14此项研究获得 1960 年诺贝尔化学奖(1)宇宙射线中高能量的中子
9、碰到空气中的氮原子后，会形成 C， C 很不稳定，易146 146发生衰变，其半衰期为 5 730 年，放出 射线，试写出有关核反应方程(2)若测得一古生物遗骸中 C 含量只有活体中的 12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？14617(8 分)2008 年北京奥运会场馆周围 80%90%的路灯利用太阳能发电技术来供电，奥运会 90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能集热技术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，即在太阳内部四个氢核( H)转化成一个氦1核( He)和两个正电子( e)并放出能量已知质子质量 mp1.007 3 u， 粒子的质42 0 1量 m 4.002
10、 6 u，正电子的质量 me0.000 5 u，1 u 的质量相当于 931.5 MeV 的能量(1)写出该核反应方程；(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少能量？(结果保留四位有效数字)18(8 分)已知氘核的质量 mD3.344 61027 kg.如果用入射光子照射氘核使其分为质子和中子，质子质量 mp1.672 61027 kg，中子质量 mn1.674 91027 kg.求入射光子的频率19(10 分)钚的放射性同位素 Pu 静止时衰变为铀核激发态 U*和 粒子，而铀核激23994 23592发态 U*立即衰变为铀核 U，并放出能量为 0.097 MeV 的 光子已知：23592 2
11、3592Pu、 U 和 粒子的质量分别为 mPu239.052 1 u、 mU235.043 9 u 和23994 23592m 4.002 6 u,1 u 的质量相当于 931.5 MeV 的能量(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求 粒子的动能优质文档优质文档答案1B 2BD 3B 4BD 5B 6C 7AD 8B 124 k d262 k d9B 10D 11正电子 5612(1) n(或中子) 17.61013. n H H 10 1 21Q214(1) He (2)5.31 (3)23544215如图所示(曲率半径不作要求，每种射线可只画一条轨迹)16(1)见解析 (2)17 190 年17(1)4 H He2 e (2)23.85 MeV1 42 0 1183.9410 20 Hz19(1) Pu U* He U* U(或 Pu U He) (2)5.034 MeV23994 23592 42 23592 23592 23994 23592 42
