2017-2018学年高中物理人教版选修3-5练习：第十九章+第7、8节+核聚变+粒子和宇宙+课下作业+Word版含解析
2017-2018学年高中物理选修3-5练习：第十九章 检测 含
(时间60分钟，满分100分)一、选择题(本大题共7个小题，每小题7分，共49分。
在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)1．下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是()A．玻尔在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数均守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线C．中性原子的核电荷数等于核外的电子数D．爱因斯坦提出了质能方程，从而可求出原子核的结合能解析：卢瑟福分析α粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构模型，A错误；γ射线不带电，在磁场和电场中都不偏转，B正确；中性原子的核电荷数等于核外电子数，故C 正确；爱因斯坦提出质能方程从而可求出原子核的结合能，D正确。
答案：BCD2．(2012·丹东联考)“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆。
重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(23994Pu)，这种钚239可由铀239(23992U)经过n次β衰变而产生，则n为()A．2B．239C．145 D．92解析：β衰变规律是质量数不变，质子数增加1。
23994Pu比23992U质子数增加2，所以发生2次β衰变，A对。
答案：A3．如图1所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，计数器对α粒子、β粒子、γ光子均能计数。
若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是()图1 A．α、β和γ的混合放射源B．纯α放射源C．α和γ的放射源D．纯γ放射源解析：在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子，在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线。
因此放射源可能是α和γ的放射源。
人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核课后习题讲解课件(共19张PPT)
E m 2 1 c .6 1 6 2 0 7(3 18 )0 2 9M 31ev
4、印刷“两弹一这四个字的油墨的质量大约是1ug(10-9kg)。与这些质量相当的 能量果完全用来増加重力势能，它可以使一架本身量6000kg、载有60名体重 50kg学生的直机升到多高?
2、写出下列原子核人工转变的反应方程。 (1)2311Na(钠核)俘获1个α粒子后放出1个质子； (2)2713Al(铝)俘获1个α粒子后放出1个中子； 3)168O(氧核)俘获1个中子后放出1个质子； (4)147Si(吐核)存1个质子后放出1个中子。
解：（1）2311Na+42He→11H＋2612Mg （2） 2713Al+42He→10n＋3015P
解： 衰变过程中的质量亏损 ∆m=3.853131x10-25kg-3.76567×10-25kg-6.6672×10-27kg
E=mc2
求得衰变过程中释放的能量∆E=8.712×10-13J
6、秦山核电站一期工程机容茔为30万千瓦。知某1g铀235完全裂变时产生的能 量为8.2x1010J，并且假定所产生的能量都壹成了电能。么年年消耗多少铀235？
En 12mnv2 12m(1131vn1)2 (1131)2nE0 106E0 有11312nE0 106E0
两边取对数得：2n（lg11-lg13）=-6，即： 2n（1.0411-1.114）=-6
得n=41.2次，故至少要碰撞42次，中子的动能才能少 于10-6E0
5、一个铀变为土时释放一个α粒子。己知铀核的质量为3.853131x10-25kg，土和质量为 3.76567×10“kg，在α粒子的质量为6.6672×10＝kg.在这个衰变过程中释放的能量等于 多少焦耳?
2017-2018学年高中物理选修3-5检测19-5 含答案 精品
19.5 新提升·课时作业基础达标1．关于核力的说法正确的是( )A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用B．核力就是电磁力C．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内D．核力与电荷有关【解析】核力是短程力，超过1.5×10－15m．核力急剧下降几乎消失，故C对．核力与万有引力、电磁力不同，故A、B不对．核力与电荷无关，故D错．【答案】 C2．关于原子核中质子和中子的说法，正确的是( )A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在【解析】由稳定核的质子数与中子数的关系图象可知，质量越大的原子核内中子数越多于质子数．A、B错误；放射现象说明原子核也会发生变化，C错误；由核力作用特点可知，核子数越多的原子核越不稳定，D正确．【答案】 D3．为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E＝mc2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性．设捕获中子前的原子质量为m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一实验需验证的关系式是( ) A．ΔE＝(m1－m2－m3)c2B．ΔE＝(m1＋m3－m2)c2C．ΔE＝(m2－m1－m3)c2D．ΔE＝(m2－m1＋m3)c2【解析】反应前的质量总和为m1＋m3，质量亏损Δm＝m1＋m3－m2，核反应释放的能量ΔE ＝(m1＋m3－m2)c2，选项B正确．【答案】 B4．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( ) A．1036 kg B．1018 kg＝82kg≈10C可能吸收能量F可能吸收能量F一定释放能量8．一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为3.853131×10－25 kg，钍核的质量为3.786567×10－25kg，α粒子的质量为6.64672×10－27kg.在这个衰变过程中释放出来的能量等于________J．(保留两位有效数字)【解析】先计算质量亏损：Δm＝[3.853131×10－25－(3.786567×10－25)－6.64672×10－27] kg＝9.68×10－30kg.再由质能方程：ΔE＝Δmc2＝9.68×10－30×(3×108)2 J＝8.7×10－13 J.【答案】8.7×10－139．如果要把16 8O分成8个质子和8个中子，需给它多少能量？要把它分为4个42He，需给它多少能量？已知16 8O的核子平均结合能是7.98 MeV，42He的核子平均结合能是7.07 MeV.【解析】将16 8O分成8个质子和8个中子所提供的能量为16 8O的结合能，即为其核子数与平均结合能的乘积．将16 8O分成4个42He可以看做两个过程：一是将16 8O分成8个质子和8个中子，然后再将8个质子和8个中子结合成4个42He，需提供的能量为此两个过程的能量之差．把16 8O分成8个质子和8个中子需提供的能量为：ΔE1＝16×7.98 MeV＝127.68 MeV.将2个质子和2个中子结合成一个42He所放出的能量为：ΔE2＝4×7.07 MeV＝28.28 MeV.则将16 8O分成4个42He需提供的能量为：ΔE′＝ΔE1－4ΔE2＝127.68 MeV－4×28.28 MeV ＝14.56 MeV.【答案】127.68 MeV 14.56 MeV能力提升1．原子质量单位为u,1 u相当于931. 5 MeV的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是( )A．(M－m1－m2) u·c2B．(m1＋m2－M) u×931.5 JC．(m1＋m2－M)c2D．(m1＋m2－M)×931.5 eV【解析】在核能计算时，如果质量的单位是kg，则用ΔE＝Δmc2进行计算，如果质量的单位是u，则利用1 u相当于931.5 MeV的能量计算，即ΔE＝Δm×931.5 MeV进行计算，故C正确，A、B、D错．【答案】 C2．(多选)对结合能、比结合能的认识，下列正确的是( )A．一切原子核均具有结合能B．自由核子结合为原子核时，可能吸收能量C．结合能越大的原子核越稳定＝M＋m mv20MΔmc2ΔE＝M＋m mv20 2Mc2.在衰变过程中释放的结合能＝M＋m mv20M＋【答案】(1)222 86Rn→(3)M＋m mv202Mc2(4)M＋m mv20M＋。
高中物理人教版选修3-5练习：19-7、8 Word版含答案
05课后课时精练1. 下列说法正确的是()A. 聚变是裂变的逆过程B. 聚变需要一个高温条件，因此聚变吸收能量，反应后质量会增加C. 核武器氢弹是由原子弹引爆的D. 质子、中子都是强子，其中质子是最早发现的强子E. 光子很轻，没有静止质量，故光子属于轻子F. 夸克模型指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷解析：聚变并非裂变逆过程，聚变释放能量，AB错，光子属于基本粒子，E错。
答案：CDF2. 关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是()A．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多B．聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量大C．聚变反应中粒子的比结合能变小D．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加解析：在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多。
但平均每个核子释放的能量一定大，故A错误，B正确；由于聚变反应中释放出巨大能量，则比结合能一定增加，质量发生亏损，故C、D 错误。
答案：B3. 发生轻核聚变的方法是()A. 用中子轰击B. 保持室温环境，增大压强C. 把物质加热到几百万摄氏度以上的高温D. 用γ光子照射解析：轻核聚变的条件是高温，C对。
答案：C4. 热核反应是一种理想能源的原因是()A．就每一个核子平均来说，比重核裂变时释放的能量多B．对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理C．热核反应的原料在地球上储量丰富D．热核反应的速度容易控制解析：热核反应速度不易控制，D错。
答案：ABC5. 关于粒子，下列说法正确的是()A．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子B．强子都是带电的粒子C．夸克模型是探究三大类粒子结构的理论D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位解析：由于质子、中子是由不同夸克组成的，它们不是最基本的粒子，不同夸克构成强子，有的强子带电，有的强子不带电，故A、B错误；夸克模型是研究强子结构的理论，不同夸克带电不同，分别为＋23e和－e3，说明电子电荷不再是电荷的最小单位，C错误，D正确。
2017-2018学年高中物理人教版选修3-5练习：第十九章+第5节+核力与结合能+随堂检测+Word版含解析.pdf
1．(对应要点一)铁的比结合能比铀核的比结合能大，下列关于它们的说法正确的是() A．铁的结合能大于铀核的结合能B．铁核比铀核稳定C．铀核发生核变化变成铁核要放出能量D．铀核发生核变化变成铁核质量要亏损解析：铁核的比结合能大，则它稳定些，铀核比结合能小变成铁核会放出核能，出现质量亏损，B、C、D正确。
答案：BCD2．(对应要点二)对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不．正确的是() A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据ΔE＝Δmc2可计算核反应的能量C．一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能解析：质能方程E＝mc2中E表示物体具有的总能量，m表示物体的质量，故A项对，D项错；根据ΔE＝Δmc2，可以计算释放的核能，物体的质量增加或减小Δm对应着其能量增加或减少ΔE，故B、C正确，所以选D。
答案：D3．(对应要点二)(2012·江苏高考)一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为________。
该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为________。
解析：氘核可表示为21H，根据质量数守恒和核电荷数守恒可知未知原子核的质量数是1，核电荷数是1，应该是氢原子核11H，则核反应方程为10n＋11H→21H。
释放的核能ΔE＝Δmc2，则ΔE＝Q，氘核的比结合能是Q2。
答案：10n＋11H→21H Q 24．(对应要点二)两个中子和两个质子结合成一个氦核，同时释放一定的核能，若已知中子质量为1.008 7 u，质子质量为1.007 3 u，氦核质量为4.002 6 u。
试计算用中子和质子生成1 kg氦时，要释放的核能。
解析：两个质子和两个中子结合成氦核的反应为：210n ＋211H →42He质量亏损Δm ＝2×1.008 7 u ＋2×1.007 3 u －4.002 6 u ＝0.029 4 u 放出的核能ΔE ＝Δmc 2＝Δm ×931.5 MeV ＝0.029 4×931.5 MeV ＝27.386 MeV 生成1 kg 氦释放的总核能E ＝N ΔE ＝mN A ΔE M ＝1 0004×6.02×1023×27.368×106×1.6×10－19 J ＝6.59×1014 J 。
人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核课后习题讲解课件(共19张PPT)
5、存在射线危险的地方，常能看到 知19.4-4所示的标志。你在什么地方 见过这个标志?为了保护人身安全， 在有这样的标志的场所，应汪意什么?
解：
在医院的放射室看到过这个标志，一般情 况要远离这些地方。特殊情况下要在医生的指 导下进出这些场所。
19.5核力与结合能
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、从以下几个方面比较核反应与化学反应的相同和相异之处。
解： （1）23490Th → 23088Ra＋42He
（2）6629Cu →6227Co ＋42He
4、23892U(鼬核)衰变为22286Rn(冬核)要经过几次α衰变，几次β衰变?
解：设经过x次衰变，y次衰变
23892U →22286Rn ＋x42He ＋y0-1e
238＝222＋4x
x＝4
所以需要的铀235的克数为：
m
E 8.2 1010
1.15102 kg
19.7核聚变
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、什么是核聚变?聚变过中的能量转化有什么持点? 解： 两个氢核结合成质量较大的核，这样的核反 应叫做核聚变。聚变发生时需要提供巨大的能量， 但反应中放出的能量比提供的能量大得多。
解：威尔逊云室可以观察离子的径迹，知道粒子的 性质；把云室放在磁场中，还可以知道离子所带电 荷的正负，但是不能用来计数。盖革一米勒计数器 只能用来计数，不能区分射线的种类。
19.4放射性的应用与防 护
课后习题讲解
问题与练习解答：
1、原子核的人工转变与放射性无素的农变有什么区別?
解：原子核的人工转变是指核在其它粒子的轰击下 变成新核的过程，而放射性元素的衰变是指核自动 转化成新核的变化过程。
2017-2018学年高中物理人教版选修3-5练习：第十九章+第6节+重核的裂变+课下作业
1．原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它的主要组成部分是() A．原子燃料、慢化剂、冷却系统和控制调节系统B．原子燃料、慢化剂、发热系统和传热系统C．原子燃料、慢化剂、碰撞系统和热系统D．原子燃料、中子源、原子能聚存和输送系统解析：核反应堆的主要部分包括①燃料，即浓缩铀235；②慢化剂，采用石墨、重水和普通水；③控制棒，控制链式反应的速度；④冷却系统，水或液态钠等流体在反应堆外循环流动，把反应堆的热量传输出去用于发电，故A正确，B、C、D错。
答案：A2．关于铀核裂变，下列说法正确的是()A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核B．铀核裂变时还能同时释放2～3个中子C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235D．铀块的体积对产生链式反应无影响解析：铀核受到中子的轰击，会引起裂变。
裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况比较多，也有的分裂成多块，并放出几个中子。
铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1 MeV以上的中子才能引起裂变，且裂变的几率小，而要引起链式反应，需使铀块体积超过临界体积。
综上所述，选项B、C 正确。
答案：BC3．目前我国已经建成秦山和大亚湾核电站并投入使用，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是()A．核能发电对环境的污染比火力发电要小B．核能发电对环境的污染比火力发电要大C．都只利用重核裂变释放大量的原子能D．既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能解析：目前核电站都用核裂变，其原料是铀，且核裂变在核反应堆中应用是比较清洁的能源，故A、C正确，B、D错。
答案：AC4．关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是()A．镉棒能释放中子，依靠释放的多少控制反应速度B．用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量C．利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量D．镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度解析：镉棒并不能释放中子，也不能使中子减速，对铀核裂变也没有阻碍作用，而是利用其对中子吸收能力强的特点，控制中子数量的多少而控制核反应速度，故C正确。
人教版高中物理选修3-5 第十九章 原子核 测试含答案及详细解析
绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十九章原子核测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、单选题(共15小题，每小题4.0分,共60分)1.图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里(图中未画出)．以下判断可能正确的是()A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹2.下列说法正确的是()A．放射性元素的样品不断衰变，虽然剩下未衰变的原子核越来越少，但元素的半衰期不变B．放射性元素放在真空中衰变加快C．Bi的半衰期是1小时，质量为m的Bi经过3小时后还有m没有衰变D．温度越高，放射性元素衰变越快3.下列核反应属于α衰变的是()A．B＋He→N＋nB．Al＋H→Mg＋HeC．Th→Ra＋HeD．H＋H→He4.放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是()A．钋210B．氡222C．锶90D．铀2385.对下列各原子核变化的方程，表述正确的是()A．H＋H→He＋n是核聚变反应B．H＋H→He＋n是α衰变C．Se→Kr＋2e是核裂变反应D．U＋n→Xe＋Sr＋2n是β衰变6.下列说法中正确的是()A．火箭利用周围空气提供的动力飞行B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型C．铀235与铀238原子核内的中子数不同，因而有不同的半衰期D．热核反应的温度须达到几百万开尔文，反应过程中要吸收能量7.北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术．如奥运会场馆周围的90%的路灯将采用太阳能光伏发电技术，奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术．太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的核聚变反应产生的，其核反应方程是()A． 4H→He＋2 eB．N＋He→O＋HC．U＋n→Sr＋Xe＋3nD．U→Th＋He8.下列说法中正确的是()A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的B．在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，则该光子不可能落在暗条纹处C．黑体辐射的强度与波长的关系是：随着温度的升高，各种波长的辐射都增加，辐射强度极大值的光向波长较短的方向移动D．用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率低9.科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用，我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上属于()A．引力相互作用B．电磁相互作用C．强相互作用和弱相互作用的共同作用D．四种基本相互作用的共同作用10.人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核聚变的重要原料之一，氦的该种同位素应表示为()A．HeB．HeC．HeD．He11.如图中R是一种放射性物质，它能放出α、β、γ三种射线，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时发现在荧光屏上只有O、P两点处有亮斑，下列说法正确的是()A．磁场方向平行纸面竖直向上，到达O点的射线是β射线，到达P点的射线是α射线B．磁场方向平行纸面竖直向下，到达O点的射线是α射线，到达P点的射线是β射线C．磁场方向垂直纸面向外，到达O点的射线是γ射线，到达P点的射线是α射线D．磁场方向垂直纸面向里，到达O点的射线是γ射线，到达P点的射线是β射线12.美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过Ca 轰击Cf(锎249)发生核反应，成功合成第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素．实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子X，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中粒子X是()A．中子B．质子C．电子D．α粒子13.在一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为()A． 6次B． 10次C． 22次D． 32次14.宇宙诞生过程中，产生如下粒子：①光子、中微子、电子等大量轻子；②氘核、氚核、氦3、氦核等轻核；③夸克、轻子、胶子等粒子；④质子和中子等强子；⑤电子、质子、氦核的混合电离气体；⑥电子、质子复合成为中性氢原子．根据宇宙大爆炸理论，以上粒子形成的先后顺序是()A．①②③④⑤⑥B．③①④②⑤⑥C．③④①②⑤⑥D．①③④②⑥⑤15.如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P 点的射线种类应属于下表中的()第Ⅱ卷二、计算题(共1小题，共15分)16.已知氘核质量为2.013 6 u，中子质量为1.008 7 u，He核的质量为3.015 0 u．两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能．(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，He的质量可以认为是中子的3倍)(1)写出该核反应的反应方程式；(2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是3.12 MeV，则反应前每个氘核的动能是多少MeV?三、填空题(共3小题，第17-18每小题6.0分,第19小题13分，共30分)17.卢瑟福在1919年以α粒子(He)撞击氮原子核(N)，产生核反应．该反应生成两种粒子，其中一种为H，则另一种粒子为________，核反应方程为________________．18.铀主要以三种同位素的形式存在，三者的原子百分含量分别为234U 0.005%,235U 0.72%,238U 99.275%.请写出计算铀元素近似相对原子质量的计算式(不必算出具体数值)：______________.19.带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律．现将静止的放射性6C放入上述装置中，当它发生衰变，可能放出α粒子或负电子或正电子．所放射的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图所示(发生衰变后放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场E垂直，a，b均表示长度)．则(1)14C发生衰变时所放射出的粒子是________．(2)14C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是________(填“①”或“②”)．答案解析1.【答案】D【解析】γ粒子是不带电的光子，在磁场中不偏转，选项B错误；α粒子为氦核带正电，由左手定则知向上偏转，选项A、C错误；β粒子是带负电的电子，应向下偏转，选项D正确．2.【答案】A【解析】放射性元素的半衰期，由核内部本身因素决定，与其他条件无关，A正确，B、D错误；Bi的半衰期是1小时，3小时经过了3个半衰期，由M余＝M原()可知还有m没有衰变，C 错误．3.【答案】C【解析】方程B＋He→N＋n，是人工核反应方程，是放出中子的核反应方程，故A错误；方程Al＋H→Mg＋He，该反应是人工核反应方程，故B错误；方程Th→Ra＋He，是Th原子核分裂并只放射出氦原子核的反应过程，故C正确；方程H＋H→He是轻核的聚变反应，故D错误．4.【答案】C【解析】要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222 半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．5.【答案】A【解析】H＋H→He＋n是核聚变反应，故A正确，B错误；重核分裂成质量较小的核的反应为核裂变反应，需要其它粒子轰击，不能自发地进行，C错误；U＋n→Xe＋Sr＋2n是重核裂变反应，D错误．6.【答案】C【解析】火箭通过喷气，利用反冲飞行，故A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故B错误；原子核的半衰期由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关，铀235与铀238原子核内的中子数不同，因而有不同的半衰期，故C正确；热核反应的温度须达到几百万开尔文，但是反应过程中放出能量，故D错误．7.【答案】A【解析】太阳内部发生的是核聚变反应，由轻核结合成中等质量的核，B为原子核的人工转变，C 为裂变，D为衰变，故A正确．8.【答案】C【解析】A、汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，说明原子是有复杂结构的．故A错误．B、在单缝衍射实验中，假设只让一个光子通过单缝，其行为是随机的，也可能落在暗条纹处，只是落在暗条纹处几率小些．故B错误．C、黑体辐射实验结果表明：随着温度的升高，各种波长的辐射都增加，辐射强度极大值的光向波长较短的方向移动．故C正确．D、质子的质量比电子的质量大得多，物质波的波长较小，与电子相比不容易产生衍射．故用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高．故D错误．故选：C．9.【答案】B【解析】分子力作用范围约在10－10m数量级上，强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围分别在10－15m和10－18m之内，在这个距离上强相互作用和弱相互作用不存在．在这个范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用．故正确答案为B.10.【答案】B【解析】氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故应表示为He，因此B正确．11.【答案】D【解析】因为α粒子的贯穿本领较小，一张纸即可把它挡住，所以亮斑中不可能有α射线，A、B、C错误；因为γ射线不带电，所以不受磁场约束，直接打在O点，由左手定则知磁场方向垂直纸面向里，所以D正确．12.【答案】A【解析】由于最终经3次α衰变变成原子核Y，由此可知原来的核应为Z，而该核是由某原子核放出了3个粒子X形成的．而Ca和Cf的总质子数为118，质量数为297，由此可知Ca ＋Cf→Z，Z→Z＋3n，故A正确．13.【答案】A【解析】一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为次＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A正确．14.【答案】C【解析】根据大爆炸理论，宇宙形成之初是粒子家族，其后产生了夸克、轻子、胶子等粒子，然后按强子时代、轻子时代、核合成时代、混合电离气体、中性氢原子的顺序演化，故C正确．15.【答案】C【解析】R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里．16.【答案】(1)H＋H→He＋n(2)3.26 MeV(3)0.45 MeV【解析】(1)核反应方程为：H＋H→He＋n(2)质量亏损为：Δm＝2.013 6×2 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能为：ΔE＝Δmc2＝931.5×0.003 5 MeV≈3.26 MeV(3)设中子和He核的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2，反应前每个氘核的动能是E0，反应后中子和He核动能分别为E1、E2，根据动量守恒定律，得m1v1－m2v2＝0＝＝3E2＝＝1.04 MeV由能量守恒定律得E1＋E2＝2E0＋ΔE，E0＝0.45 MeV.17.【答案】O He＋7N→O＋H【解析】由核反应方程质量数和电荷数守恒知，另一种粒子的质子数为8，质量数为17，所以为O，核反应方程为He＋N→O＋H.18.【答案】(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2【解析】铀元素的相对原子质量等于每种同位素的质量数与其百分含量乘积之和，即(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2.19.【答案】(1)α(2)②【解析】(1)反冲核与放出的射线在电场中均做类平抛运动．由轨迹可以看出，反冲核与放出的射线的受力方向均与电场方向相同，所以放出的粒子为α粒子．(2)由动量守恒得，α粒子的动量与反冲核的动量相同，α粒子的质量小，速度必然大，在垂直于电场方向上的位移大，即②轨迹为α粒子．。
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1．以下说法正确的是()
A．最早发现的轻子是电子，最早发现的强子是中子
B．质子、中子、介子和超子都属于强子
C．强子、轻子都有内部结构
D．τ子质量比核子质量大，τ子不属于轻子
解析：最早发现的强子是质子，最早发现的轻子是电子，故选项A错误；强子有内部结构，由夸克组成，轻子没有内部结构，所以C错误；质子、中子、介子、超子都属于强子，τ子质量比核子质量大，但仍属于轻子，D错误，B正确。
答案：B
2．正电子、负质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电荷量均相等，而电性相反。
科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质。
1997年初和年底，欧洲和美国的科研机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步。
你推测反氢原子的结构是()
A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成
B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成
C．由一个不带电荷的中子与一个带负电荷的电子构成
D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成
解析：反氢原子的结构是由反粒子构成的物质，正电子、负质子等都属于反粒子，由反粒子的特点可知选项B正确。
答案：B
3．关于聚变，以下说法中正确的是()
A．两个轻核聚变为中等质量的原子核时放出能量
B．同样质量的物质发生聚变时放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大好多倍
C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积
D．发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能
解析：两个轻核聚合为较大质量的原子核就可释放能量，但不一定是中等质量的核，故A项错误；聚变反应放出的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大得多，故B项正确；裂变反应的条件是裂变物质的体积达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核间距达到10－15 m，故要求有足够大的动能才能克服原子核间的斥力做功，故C错，D正确。
答案：BD
4．月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(32He)”的化学元素，是热核聚变的重要原料。
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(32He)”与氘核聚变，下列说法正确的是()
A．核反应方程为32He＋21H→42He＋11H
B．核反应生成物的质量将大于参加反应物的质量
C．氦3(32He)一个核子的结合能大于氦4(42He)一个核子的结合能
D．氦3(32He)的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量
解析：根据质量数守恒、电荷数守恒和已知条件可以写出核反应方程为32He＋21H→42He ＋11H，故A对；由于此核反应过程中放出能量将出现质量亏损，所以B、C错，D正确。
答案：AD
5．已知π＋介子、π－介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克u或反夸克d)组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。
成，同理π－介子由一个d夸克和一个反夸克u组成。
答案：AD
6．质子—质子循环发生的核反应被认为是恒星能量的一种可能来源，具体的一个循环过程是这样的：两个质子(11H)发生聚变，生成一个氘核(21H)，生成的氘核(21H)再与一个质子(11H)聚变生成一个氦核(32He)，接下来两个氦核(32He)发生聚变，生成氦的同位素(42He)同时再产生两个质子(11H)，这两个质子(11H)再度发生聚变……进入下一个循环反应，成为恒星不竭之能量源泉。
对于这种质子—质子循环发生的核反应，下列说法正确的是() A．两个质子(11H)发生聚变，可表示为11H＋11H→21H＋01e
B．两个质子(11H)发生聚变，可表示为11H＋11H→211H
C．一个完整的质子—质子循环核反应可表示为311H→32He＋01e
D．一个完整的质子—质子循环核反应可表示为611H→42He＋201e＋211H
解析：由题意及核反应中的质量数与电荷数守恒可得两个质子(11H)发生聚变，可表示为1
H＋11H→21H＋01e，A正确、B错误；由题意可知一个完整的质子—质子循环反应可表示为1
611H→42He＋201e＋211H，C错误、D正确。
答案：AD
7．(2012·新课标全国卷)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：21H＋31H→42He＋x，式中x是某种粒子。
已知：21H、31H、42He和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u＝931.5 MeV/c2，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)。
解析：根据电荷数守恒和质量数守恒可知，x的质量数为1，电荷数为零，故x为中子。
质量亏损Δm＝2.0141 u＋3.016 1 u－(4.002 6 u＋1.008 7 u)＝0.018 9 u，E＝Δmc2＝0.018 9×931.5 MeV＝17.6 MeV。
答案：10n(或中子)17.6
8．天文观测表明，几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度(称为退行速度)越大；也就是说，宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v＝Hr，式中H为一常量，称为哈勃常数，已知由天文观察测定。
为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的。
假设大爆炸后各星体即以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远。
这一结果与上述天文观测一致。
由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算式为T＝______________。
根据近期观测，哈勃常数H＝3×10－2m/s·光年，其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为________年。
解析：由题意知
T＝r
v＝
1
H，T＝
1
H＝
1×3×108 m/s
3×10－2 m/s
年＝1010年。
答案：1
H1010
9．太阳内部的核聚变反应可以释放出大量的能量，这些能量以电磁波辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达P＝3.8×1026 W。
(1)估算太阳每秒钟的质量亏损；
(2)设太阳上的核反应都是411H→42He＋201e＋2ν＋28 MeV这种形式的反应(ν是中微子，其质量远小于电子质量，是穿透力极强的中性粒子)，地日距离L＝1.5×1011m，试估算每秒钟太阳垂直照射地面上每平方米有多少中微子到达。
(3)假设原始太阳全部由质子和电子组成，并且只有10%的质子可供“燃烧”，试估算太阳的寿命(太阳的质量为2.0×1030 kg，质子的质量为1.67×10－27 kg)。
解析：(1)太阳每秒钟释放的能量为ΔE＝Pt＝3.8×1026 J，由质能方程ΔE＝Δmc2可得
Δm＝ΔE
c2＝
3.8×1026
(3×108)2
kg＝4.2×109 kg。
(2)设E0＝28 MeV，每秒钟的核反应的次数为：n＝ΔE
E0＝
3.8×1026
28×106×1.6×10－19
＝
8.48×1037次
每秒钟产生的中微子为n1＝2n＝1.696×1038个建一个以L为半径的球模型，球的表面积为
S＝4πL2＝2.826×1023 m2
则每平方米上有中微子的个数为：
n2＝n1
S＝
1.696×1038
2.826×1023
＝6×1014个。
(3)能发生反应的总质量为m1＝M×10%＝2.0×1030×10% kg＝2.0×1029 kg，每次聚变用四个质子，每秒钟用的质子数为n3＝4n＝4×8.48×1037个，质子的质量m p＝1.67×10－27 kg，
太阳的寿命为：t＝
m1
n3m p＝
2.0×1029
4×8.48×1037×1.67×10－27
s＝3.53×1017 s≈112亿年。
答案：(1)4.2×109 kg(2)6×1014个(3)112亿年。