1、章末质量评估(四)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.原子Th表示（）A.核外有90个电子B.核内有234个质子C.核内有144个中子 D.核内有90个核子解析：原子核Th其中234是质量数，90是电荷数，所以Th内有90个质子，中子数为23490144个，质子和中子统称为核子，所以核内有234个核子，故C正确，A、B、D错误.答案：C2.下列所述不正确的是（）A.强子是参与强相互作用的粒子B.轻子是不参与强相互作用的粒子C.目前发现的轻子只有8种D.夸克有6种，它们带的电荷量分别为元电荷的或解析：
2、根据作用力的不同，粒子分为强子、轻子和传播子三大类.强子就是所有参与强力作用的粒子的总称.轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用，而不参与强相互作用的粒子的总称.目前发现的轻子只有6种，分别是电子、电子中微子、子、子中微子、子和子中微子，C是错误的.因选不正确的，故选C.答案：C3 （2018江苏卷）已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T，则相同质量的A和B经过2T后，剩有的A和B质量之比为（ ）A.1:4 B.1:2C.2:1 D.4:14.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，其参与的一种核聚变反应的方程式为：HeHe2HHe.关于He聚变下
3、列表述正确的是()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聚应反应没有质量亏损D目前核电站都采用He聚变反应发电解析：由于核聚变过程中存在质量亏损，故C错误；根据爱因斯坦质能方程Emc2可以判断核聚变会释放能量，故A错误；由于该核反应的生成物有He和H，故该反应产生了新的原子核，故B正确；目前的核电站都采用了U235的核裂变，而核聚变仍处于实验阶段，故D错误故选B.答案：B5.（2018天津卷）国家大科学工程中国散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台.下列核反应中放出的粒子为中子的是（）A.N俘获一个粒
4、子，产生O并放出一个粒子B.Al俘获一个粒子，产生P并放出一个粒子C.B俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子D.Li俘获一个质子，产生He并放出一个粒子解析：根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为NHeOH，AlHePn，BHBeHe，LiHHeHe，故只有B项正确.答案：B6.某核反应方程为HHHeX.已知（1 u931 Mev），H的质量为2.0136 u，H的质量为3.018 0 u，H的质量为4.002 6 u，X的质量为1.008 7 u，则下列说法中正确的是（）A.X是中子，该反应释放能量，放出18.271016J能量B.X是中子，该反应释放能量，放出18.90 MeV能量
5、C.X是质子，该反应吸收能量，吸收18.90 MeV能量D.X是中子，该反应吸收能量，吸收18.271016J能量解析：某核反应方程为HHHeX.根据核反应方程质量数和核电荷数守恒得：X的质量数为1，核电荷数为0.所以X是中子.反应前质量为2.013 6 u3.018 u5.031 6 u.反应后质量为4.002 6 u1.008 7 u5.0113 u.所以该反应释放能量，放出的能量为Emc2（5.031 65.011 3）931 MeV18.90 MeV，B正确.答案：B7.以下说法中正确的是（）A.衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的B.若使放射物质的温度升高，其半衰期将
6、减小C.汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子核可再分D.U衰变为Pb的过程中，要经过8次衰变和10次衰变解析：衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，故A正确.放射性物质的半衰期与温度无关，故B错误.汤姆生通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明原子可再分，故C错误.U衰变为Pb的过程中，质量数少32.由于1次衰变，电荷数少2，质量数少4；1次衰变，质量数不变，电荷数多1，故经过8次衰变，6次衰变，D错误.答案：A8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6HkH
7、edH2n43.15 MeV由平衡条件可知()Ak1，d4 Bk2，d2Ck1，d6 Dk2，d3解析：根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得124kd2，62kd.解得k2，d2.答案：B9.重核裂变的一个核反应方程为UnXeSrxn.已知U、Xe、Sr的平均结合能分别为7.6 MeV、8.4 MeV、8.7 MeV，则（）A.该核反应方程中x10B.U的中子数为92C.该核反应释放9.5 MeV的能量D.U的平均结合能比Xe小，U比Xe更稳定解析：根据质量数和电荷数守恒可知x10，故A正确；U的质子数为92，质量数为235，所以中子数为143，故B错误；由于不知道中子的平均结合能，所以无
8、法确定该核反应释放的能量，故C错误；平均结合能越大，表示原子越稳定，故D错误.答案：A10一个原来静止的U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)()解析：由于发生的是衰变，产物是两个带正电的粒子，根据动量守恒定律Mv1mv0，可得这两个新核的运动方向相反，受到的洛伦兹力方向相反，即轨迹应该是外切圆，再利用左手定则判断洛伦兹力的方向，故D项正确答案：D二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得4分，漏选得2分，错选或不选得0分)11
9、.一静止的磷原子核P发生衰变而转变成S，反应方程为PSe，则下列说法正确的是（）A.反应产生的S与e速度等大反向B.反应产生的S与e动量等大反向C.反应产生的S与e动能相等D.反应产生的S与e的质量之和小于P的质量解析：反应前的动量为零，根据动量守恒定律可知，反应后两粒子动量等大反向，因反应生成的S与e质量不等，即质量较小的电子的速度较大，但是速度反向，根据Ek可知，电子的动能较大，选项B正确，A、C错误；因反应放出能量，可知反应有质量亏损，即反应产生的S与e的质量之和小于P的质量，选项D正确.答案：BD12.某实验室工作人员，用初速度为v00.09c（c为真空中的光速）的粒子，轰击静止在匀强
10、磁场中的钠原子核Na，产生了质子.若某次碰撞可看做对心正碰，碰后新核的运动方向与粒子的初速度方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动.通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为110，已知质子质量为m.则（）A.该核反应方程是HeNaMgHB.该核反应方程是HeNaMgnC.质子的速度约为0.225cD.质子的速度为0.09c解析：根据质量数和电荷数守恒可知，新原子核的质量数：m234126，核电荷数：z112112，核反应方程为HeNaMgH，A正确B错误；质子质量为m，则粒子、新核的质量分别为4 m、26 m，设质子的速度为v，对心正碰
11、，选取粒子运动的方向为正方向，则由动量守恒得4m026mmv，解得v0.225c，C正确D错误.答案：AC13. 月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的He含量十分丰富科学家认为，He是发生核聚变的极好原料，将来He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大关于He，下列说法正确的是()A.He的原子核内有三个中子两个质子B.He的原子核内有一个中子两个质子C.He发生核聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D.He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起解析：He是氦元素的一种同位素，质量数是3，电荷数是2，原子核内有两个质子一个中子，所以A错误、B正确；发生核聚变放出能量就会有质
12、量亏损，C正确；原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的，而不是靠万有引力紧密结合在一起的，D错误答案：BC14据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡，英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药放射性元素钋(Po)若该元素发生衰变，其半衰期是138天，衰变方程为PuXHe，则下列说法中正确的是()AX原子核含有124个中子BX原子核含有206个核子C射线是由处于激发态的钋核从较高能级向较低能级跃迁时发出的D100 g的Po经276天，已衰变的质量为75 g解析：X原子核中的核子数为2104206(个)，B项正确中子数为206(842)124(个)，A项正确射线是由于核反应前后
13、因质量亏损释放的能量以光子的形式放出，C项错经过两个半衰期，剩余的钋的质量为原来的四分之一，则已衰变的质量为原来的四分之三，D项正确答案：ABD三、非选择题(本题共4小题，共54分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15.（12分）用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（Li），发生核反应后生成氚核和粒子.生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与粒子的速度之比为78，中子的质量为m，质子的质量可近似看成m，光速为c.（1）写出核反应方程；（2）求氚核和粒子的速度大小；（3）若核反应过程中放出的核能全部转化为
14、粒子和氚核的动能，求出质量亏损.解析：（1）根据质量数守恒与电荷数守恒，则有核反应方程为： nLiHHe.（2）由动量守恒定律得mnvmHv1mHev2.由题意得v1v278，解得v1v，v2v.（3）氚核和粒子的动能之和为Ek3mv4mvmv2，释放的核能为EEkEknmv2mv2mv2，由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为m.答案：（1） nLiHHe （2） ，（3） 16(14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：Pu、U和粒子的质量分别为mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u
15、和m4.002 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，求粒子的动能解析：(1)衰变方程为：PuU*He，U*U.合起来有PuUHe.(2)上述衰变过程的质量亏损mmPumUm，放出的能量Emc2，此能量是铀核U的动能EkU、粒子的动能Ek和光子的能量E之和，即EEkUEkE，由式，得EkUEk(mPumUm)c2E，设衰变后的铀核和粒子的速率分别为vU和v，由动量守恒，有mUvUmv，又由动能的定义知EkUmUv，Ekmv.由式得.由式得Ek(mPumUm)c2E代入题给数据得Ek5.034 MeV.答案：(1)PuU*He
16、U*U(或PuUHe)(2)5.034 MeV17(14分)(2014海南卷)一静止原子核发生衰变，生成一粒子及一新核，粒子垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R的圆已知粒子的质量为m，电荷量为q，新核的质量为M，光在真空中的速度大小为c.求衰变前原子核的质量解析：设衰变产生的粒子的速度大小为v，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：qvBm.设衰变后新核的速度大小为v1，衰变前后动量守恒，有：0Mv1mv.设衰变前原子核质量为M0，衰变前后能量守恒，有：M0c2Mc2Mvmc2mv2.联立以上三式解得：M0(Mm).答案：(Mm)18(14分)如图甲所示，静止在匀强磁场中的Li
17、核俘获一个速度为v07.7104 m/s的中子而发生核反应，即LinHHe，若已知He的速度v22.0104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：(1)H的速度大小和方向；(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；(3)当He旋转3周时，粒子H旋转几周？图甲图乙解析：(1)反应前后动量守恒：m0v0m1v1m2v2(v1为氚核速度，m0、m1、m2分别代表中子、氚核、氢核质量)代入数值可解得：v11.0103 m/s，方向与v0相反(2)H和He在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比r1r2340.(3)H和He做匀速圆周运动的周期之比T1T232，所以它们的旋转周数之比n1n2T2T123，即He旋转三周，H旋转2周答案：(1)大小为1.0103 m/s，方向与v0相反(2)340(3)2周
