2020-2021学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册：第五章　原子核复习提升（Word含答案）

第五章　原子核
本章复习提升
易混易错练
易错点1　对三种射线的特点理解不透
1.(2020上海中学东校高二下期中,)已知天然放射性物质衰变时放出α、β、γ三种射线。下列说法正确的是(　　)
A.α、β、γ三种射线分别是氦原子核、电子和中子
B.三种射线中β射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强
C.α粒子轰击氮原子核可以产生质子,核反应方程为?24He+714N→817O+11H
D.三种射线在真空中的传播速度都等于光速
2.(2020重庆一中高二下期中,)(多选)由铅块包裹的放射源可以从右侧小孔向外发射α、β和γ三种射线,射线出射的速度方向均平行于纸面水平向右,速度大小分别为0.1c、0.99c和c(c为光速),且离开铅块后立刻进入匀强电场和匀强磁场并存的区域,其中电场方向竖直向上,磁场方向垂直纸面向外,区域面积足够大。现调整匀强电场和匀强磁场的强度,使在该区域中仅能观察到两条轨迹a和b,则下列说法正确的是(　　)
A.γ射线一定在a轨迹中
B.β射线一定在b轨迹中
C.a轨迹中可能同时包含α射线和γ射线
D.b轨迹中可能同时包含α射线和β射线
易错点2　不能正确判断衰变的次数及产生的新元素
3.(2020河北武邑中学高二下月考,)放射性元素钋(84210Po)发生α衰变时,会产生一种未知元素,并放出γ射线,下列说法正确的是(　　)
A.α射线的穿透能力比γ射线强
B.未知元素的原子核核子数为208
C.未知元素的原子核中子数为124
D.这种核反应也称为核裂变
4.(2020湖北武汉模拟,)(多选)原子核?90232Th具有天然放射性,它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核。下列原子核中,可以由?90232Th衰变产生的是(　　)
A.82203Pb　　　　B.82204Pb　　　　C.84216Po　　　　D.88226Ra
易错点3　不能清晰理解半衰期的含义
5.(2020上海华东师范大学附属中学高二下测试,)放射性元素的半衰期(　　)
A.随温度降低而增大　　　　　　　　B.随压强减小而增大
C.随物态变化而变化　　　　　　　　D.由原子核内部结构决定
6.(2020山东济宁一中高二下期中,)(多选)90234Th钍具有放射性,它能放出一个新的粒子而变为?91234Pa镤,同时伴随有γ射线产生,其方程为?90234Th→91234Pa+X,钍的半衰期为24天。则下列说法正确的是(　　)
A.X为电子
B.X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的
C.90234Th的比结合能比?91234Pa的比结合能大
D.1 g钍?90234Th经过120天后还剩0.2 g钍?90234Th
思想方法练
守恒法
1.(2020江苏南通海安高级中学高二下测试,)太阳放出的大量中微子向地球飞来,但实验测定的数目只有理论的三分之一,后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个μ子和一个τ子。若在衰变过程中μ子的速度方向与原来中微子的方向一致,则τ子的运动方向(　　)
A.一定与μ子同方向
B.一定与μ子反方向
C.一定与μ子在同一直线上
D.不一定与μ子在同一直线上
2.()大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是?12H+12H→?23He+01n。已知?12H的质量为2.013 6 u,23He的质量为3.015 0 u,01n的质量为1.008 7 u,1 u=931 MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为(　　)
A.3.7 MeV　　　　　　　　B.3.3 MeV
C.2.7 MeV　　　　　　　　D.0.93 MeV
3.(2020江苏如皋中学、徐州一中、宿迁中学三校联考,)92235U+01n→56141Ba+3692Kr+yX是若干核反应的一种,其中?01n为中子,X为未知粒子,y为X的个数,则X是　　　　(选填“质子”“中子”或“电子”),y=　　　　。?
答案全解全析
易混易错练
1.C　α、β、γ三种射线分别是氦核、电子、电磁波,故A错误;三种射线中α射线电离作用最强,γ射线穿透能力最强,故B错误;α粒子轰击氮原子核可以产生质子,核反应方程为?24He+714N→817O+11H,故C正确;α射线在真空中的传播速度为光速的110,β射线在真空中的传播速度接近光速,γ射线在真空中的传播速度等于光速,故D错误。
2.AC　γ射线不带电,一定在a轨迹中;α粒子带正电,其受到的电场力向上,洛伦兹力向下;电子带负电,其受到的电场力向下,洛伦兹力向上。若α粒子受到的电场力等于洛伦兹力,即Eq=qvB,E=vB;由于电子速度大于α粒子,则电子受到的洛伦兹力大于电场力,向上偏转;同理,若电子受到的电场力等于洛伦兹力,α粒子也向上偏转,故b轨迹中不可能同时包含α射线和β射线。所以A、C正确,B、D错误。
3.C　α射线的穿透能力比γ射线弱,故A错误;由质量数守恒可知未知元素的原子核核子数为210-4=206,故B错误;由电荷数守恒可知未知元素的原子核质子数为84-2=82,故中子数为206-82=124,故C正确。这种核反应称为α衰变,故D错误。
4.BC　设原子核?90232Th发生m次α衰变,n次β衰变,则?90232Th→ZAX+m24He+n-10e,由质量数守恒可知232=A+4m;若?90232Th衰变产生的是?82203Pb,则m=294,故A错误;若?90232Th衰变产生的是?82204Pb,则m=7,故B正确;若?90232Th衰变产生的是?84216Po,则m=4,故C正确;若?90232Th衰变产生的是?88226Ra,则m=32,故D错误。
5.D　放射性元素的半衰期由原子核内部结构决定,与外界因素无关,如温度、压强等,也与物态变化无关,故D正确。
6.AB　根据原子核衰变时电荷数和质量数守恒知X的质量数为0,电荷数为-1,则钍核衰变过程中放出了一个电子,即X为电子,故A正确;β衰变的实质是核内一个中子转化成一个质子同时产生一个电子,故B正确;因为该反应放出能量,则?90234Th的比结合能比?91234Pa的比结合能小,故C错误;钍的半衰期为24天,1g钍?90234Th经过120天,即5个半衰期后,还剩1×125 g=0.031 25 g,故D错误。
思想方法练
1.C　根据题中给出的信息,中微子在衰变过程中分裂为μ子和τ子,其裂变过程符合动量守恒定律,mv0=mμvμ+mτvτ,因此mτvτ=mv0-mμvμ。当μ子与中微子速度方向相同时,τ子运动方向与μ子运动方向相同或相反,即在同一直线上,但由于不知中微子和μ子的动量大小,因此具体方向无法判断,所以A、B、D三项错。C项正确。
2.B　聚变反应中的质量亏损为Δm=(2×2.013 6-3.015 0-1.008 7) u=0.003 5 u,则释放的核能为ΔE=Δmc2=0.003 5×931 MeV≈3.3 MeV,B正确。
3.答案　中子　3
解析　设X的质量数为m,电荷数为n,则根据核裂变前后质量数、电荷数守恒可知235+1=141+92+my,92=56+36+ny,解得m=1,n=0,由此判断X为中子,y=3。