1、高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 1 - 原 子核 综合 卷 ( 本试 卷共 4 页 ，满 分为 100 分 ，考 试时 间 90 分钟) 第 卷 选择题( 共 50 分) 一、单 项选 择题( 本大 题 6 小题， 每小 题 3 分，共 18 分) 每 小题 给出 的四 个选 项中， 只有 一个选 项符 合题 目要 求， 请把符 合题 意的 选项 写在 题目后 的括 号内 1一 个质 子和 一个 中子 聚 变结合 成一 个氘 核， 同时 辐射一 个 光 子 已知 质 子、中 子、 氘核的 质量 分别 为m 1 、m 2 、m 3 ， 普 朗克 常量 为h ，
2、 真 空中的 光速 为c. 下列 说法 正确的 是( ) A 核反 应方 程是 1 1 H 1 0 n 3 1 H B 聚 变反 应中 的质量 亏 损 m m 1 m 2 m 3C 辐射 出的 光 子的 能 量E (m 3 m 1 m 2 )c D 光 子的 波 长 h m 1 m 2 m 3 c 22一 个氡 核 22286 Rn 衰 变成 钋 核 21884 Po 并放 出一 个粒 子， 其 半衰期 为 3.8 天.1 g 氡经 过 7.6 天 衰变掉 氡的 质量 以及 22286 Rn 衰 变成 21884 Po 的 过程 放出 的粒 子 是( ) A 0.25 g ， 粒子 B 0.7
3、5 g ， 粒子 C 0.25 g ， 粒子 D 0.75 g ， 粒子 3关 于天 然放 射现 象， 下 列说法 正确 的是( ) A 放射 性元 素的 原子 核 内的核 子有 半数 发生 变化 所需的 时间 就是 半衰 期 B 放射 性物 质放 出的 射线 中， 粒子 动能 很大 ，因 此贯穿 物质 的本 领很 强 C 当放 射性 元素 的原 子的 核外电 子具 有较 高能 量时 ，将发 生 衰变 D 放射 性的 原子 核发 生 衰变后 产生 的新 核从 高能 级向低 能级 跃迁 时， 辐射 出 射线 4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
4、 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( 21084 Po). 21084 Po 的 半衰 期为 138 天， 衰变生 成稳定 的铅( 20682 Pb) ， 经过 276 天，100 g 21084 Po 已衰 变的 质量为( ) A 25 g B 50 g C 75 g D 100 g 5下 列说 法正 确的 是( ) A 当氢 原子 从n 2 的 状 态跃迁 到n 6 的状 态时 ， 发射出 光子 B 放射 性元 素的 半衰 期是 指大量 该元 素的 原子 核中 有半数 发生 衰变 需要 的时 间 C 同一 元素 的两 种同 位素 的原子 核具
5、有相 同的 核子 数 D 一个 中子 与一 个质 子 结合成 氘核 时吸 收能 量 6硼 10 俘获 1 个 粒子 ， 生成 氮 13 ， 放 出x 粒子 ， 而 氮 13 是不 稳定 的， 它 放出y 粒子 变成 碳 13 ，那 么x 粒子和y 粒子 分别 是( ) A 中子 和正 电子 B 中 子和电 子 C 质子 和正 电子 D 质 子和中 子 二、双 项选 择题( 本大 题 8 小题， 每小 题 4 分，共 32 分) 每 小题 给出 的四 个选 项中， 只有高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 2 - 两个选 项符 合题 目要 求， 请把符 合题 意的
6、选项 写在 题目后 的括 号内 7 某 原子 核的 衰变 过程 是A B C ， 符号 表示 放出 一个 粒子 ， 表示放 出一 个 粒子 ，下 列说法 中正 确的 是( ) A核C 比核B 的中 子数 少 2 B核C 比核A 的质 量数 少 5 C 原子 核为A 的 中性 原 子的电 子数 比原 子核 为B 的中性 原子 的电 子数 多 1 D核C 比核A 的质 子数 少 1 8元 素除 天然 的外 ，还 可 以通过 合成 的方 法获 得新 的人造 元素 ， 如 1996 年 德国的 达姆 施特重 离子 研究 所就 合成 了一种 新的 人造 元素 ，它 是由 70 30 Zn 撞入一 个 2
7、0882 Pb 的原 子核， 并 立 即 释放出 一个 中子 后而 形成 的，则 该新 元素 的( ) A 原子 序数 为 113 B 原子序 数 为 112 C 中子 数为 165 D 核 子数 为 278 9 一 个中 子和 一个 质子 相 结合生 成一 个氘 核， 若它 们的质 量分 别 是m 1 、m 2 、m 3 ，则 ( ) A 由于 反应 前后 质量 数 不变， 所 以m 1 m 2 m 3 ， 反应前 后没 有能 量变 化 B 由于 反应 时释 放出 了能 量，所 以m 1 m 2 m 3C 由于 反应 在高 温高 压下 进行， 从而 吸收 能量 ，所 以m 1 m 2 m 3
8、D 反应 时放 出的 能量 为(m 1 m 2 m 3 )c 2 (其中c 是 真 空中的 光速) 10. 在 垂直 于纸 面的 匀强 磁场中 ， 有一 原来 静止 的 原子核 ， 该核 衰变 后 ， 放 出的带 电粒 子 和反冲 核的 运动 轨迹 分别 如图 19 1 中a 、b 所示 ， 由图可 以判 定( ) 图 19 1 A 该核 发生 的是 衰变 B该 核 发生 的是 衰变 C 磁场 方向 一定 是垂 直纸 面向里 D 磁场 方向 向里 还是 向 外不能 判定 11 贫 铀弹 是从 金属 铀中 提炼 铀 235 以后 的副 产品 ， 其 主要 成分 是 铀 238. 贫 铀炸弹 贯穿
9、 力 是常规 炸弹 的 9 倍， 杀伤 力极大 而且 残留 物可 长期 危害环 境， 下列 关于 其残 留物长 期危 害 环 境的理 由正 确的 是( ) A 爆炸 后的 弹片 存在 放 射性， 对环 境产 生长 期危 害 B 爆炸 后弹 片不 会对 人体 产生危 害， 对环 境产 生长 期危害 C铀 238 的 衰变 速度 很快 D 铀的 半衰 期很 长 12 爱 因斯 坦 提出 了 质能方 程 ， 提示 了 质量 与 能量的 关 系 ，关 于 质能 方 程，下 列 说 法正 确的是( ) 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 3 - A 质量 和能 量可 以相
10、 互 转化 B 当物 体向 外释 放能 量时 ，其质 量必 定减 少， 且减 少的质 量 m 与 释放 的能 量 E 满足 E mc 2C 物质 的核 能可 用mc 2 表示 D mc 2 是物 体能 够放 出能 量的总 和 13 用质子 轰击锂 核( 7 3 Li) 生成两个 粒子， 以此进行 有名的验 证爱因斯 坦质能 方程的实 验 已 知质 子的 初动 能是 0.6 MeV ， 质子 、 粒 子和 锂核的 质量 分别 是 1.007 3 u 、4.001 5 u 和 7.016 0 u 已知 1 u 相当 于 931.5 MeV ，则下 列叙 述中正 确的 是( ) A 此反 应过 程质
11、 量减 少 0.010 3 u B 生成 的两 个 粒 子的 动 能之和 是 18.3 MeV ，与 实 验相符 C 核反 应中 释放 的能 量 是 18.9 MeV ， 与实 验相 符 D 若生 成的 两个 粒 子 的动能 之和 是 19.5 MeV ， 与实验 相符 14 下 面关 于 射 线的 说 法正确 的是( ) A 它是 高速 电子 流 B 粒 子是 放射 出来 的原 子核的 内层 电子 C 粒 子是 从原 子核 中放 射出来 的 D 它的 电离 作用 比较 弱 ，但它 的穿 透能 力很 强， 能穿透 几厘 米厚 的铅 板 第 卷 非选择题( 共 50 分) 三、非 选择 题( 本
12、 大题 共 4 小题， 共 50 分) 按 题目 要 求作答 解 答题 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) 已知A 、B 两 种 放射性 元素 的半 衰期 分别 为T 1 和T 2 ， 经 过t T 1 T 2 时间后 测得 这两种 放射 性元 素的 质量 相等， 求它 们原 来的 质量 之比 16 (12 分) 为 确定 爱因 斯 坦的质 能方 程 E mc 2 的正确 性， 设计 了如 下实 验： 用 动能 为 E 1 0.6 M
13、eV 的 质子 轰击 静止的 锂核 7 3 Li ，生成两个 粒子， 测得 两个 粒 子 的动能 之和 为E 2 19.9 MeV ， 求： (1) 写出该 反应 方程 ； (2) 通过计 算说 明 E mc 2 正确 ( 已 知质 子 、 粒 子 、 锂 核的 质量 分别 取m p 1.007 3 u 、 m 4.001 5 u 、m Li 7.016 0 u) 17 (12 分) 实验 室核 反应 源产生 一未 知粒 子 ， 它 与 静止的 氢核 正碰 ， 测出 碰 后氢核 的速 度 是 3.3 10 7m/s ；它与静 止 的氮核 正碰 ，测 出碰 后氮 核的速 度 是 4.7 10 6
14、m/s. 上述碰 撞都 是弹 性碰撞 ，求 未知 粒子 的质 量数 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 4 - 18 (14 分) 一个 铀核 衰变 为钍核 时释 放出 一 个 粒 子 已 知铀 核的 质量 为 3.853 131 10 25kg ，钍 核的 质量 为 3.786 567 10 25kg ， 粒 子的 质量 为 6.646 72 10 27kg. (1) 在这个 衰变 过程 中释 放 出的能 量等 于多 少焦 ？( 结 果保留 两位 有效 数字) (2) 设上述 衰变 是在 一边 界 为圆形 的半 径R 0.2 m 的匀强磁 场中 发生 的 ，
15、且 衰 变前铀 核静 止于圆 心， 衰变 过程 中释 放出的 能量 都转 化为 动能 欲使 衰变 产物 钍核和 粒子均 不飞 出 磁 场，则 该磁 场的 磁感 应强 度B 至少 多大 ？ 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 5 - 答案 1 B 解析 ： 核反 应方 程是 1 1 H 1 0 n 2 1 H ； 辐 射出 的 光子 的能 量E (m 1 m 2 m 3 )c 2 ； 光子 的波 长 h m 1 m 2 m 3 c . 2B 解 析： 经过 了两 个 半衰期 ，1 g 的氡 剩下 了 0.25 g ，衰 变了 0.75 g ，根 据核反 应方 程的
16、规 律 “ 在反 应前 后的 质量数 和核 电荷 数不 变 ” ，可得 出 是 粒 子 3 D 解析： 半衰期是 大量原子 核有半数发生变化所需的 时间；放射性物质放出的 射线 中， 射线 贯穿 物质 的本 领最弱 ； 衰 变是 核内 中 子转化 为质 子 放 出的 4C 解 析：138 天有 一 半发生 衰变 ， 即 50 g ，再 过 138 天又 有一 半发 生衰 变， 即 25 g ， 共 75 g. 5B 解析 ：A 选项 中 ，n 2 的 状态 跃迁 到n 6 的 状态吸 收光 子 ；C 选 项中 ， 同 位素 是 具有相 同核 电荷 数的 元素 ；D 选 项中 ， 核子 质量 之
17、 和大于 所组 成的 原子 核 ， 发生质 量亏 损 ， 放 出能量 6A 7AD 解析 ：A 到B 质 量数不 变， 中子 数减 少 1， 质子增 加 1；B 到C ， 质量 数减 4，中 子数减 少 2 ，质 子数 减少 2. 所以A 到C ，质 量数 减 4 ，中子 数减 少 3 ，质 子数 减少 1. 8BC 解析 ： 根 据质 量 数和电 荷数 守恒 ， 质 量数 为：70 208 1 277 ， 电 荷数( 即 质子 数) 为：3082112 ，中 子数为 ：277 112 165. 9BD 解 析： 发生 质量 亏损， 释放 能量 由质 能方 程可得 10 BD 解 析： 本题
18、考查 对 粒子及 粒 子的 性质 的了解 以及 对动 量守 恒定 律以及 左 手 定 则 的应 用 能力 原来 静止 的 核， 放 出粒 子 后， 总动 量 守恒 ， 所以 粒 子和 反冲 核 的速 度 方向 一 定 相反 ， 根据 图 示， 它们 在 同一 磁 场中 是 向同 一侧 偏 转的 ， 由左 手 定则 可知 它 们必 带 异种 电荷， 故应 为 衰 变； 由 于不知 它们 的旋 转方 向， 因而无 法判 定磁 场方 向是 向里还 是向 外 11 AD 解析 ： 天 然放 射 现象周 期很 长， 会对 环境 和生物 造成 长期 的影 响， 故 A 、D 两 项正确 ，B 、C 两 项
19、错 误 12 BD 解析 ：E mc 2 式 中的E 表 示物 体具 有的 总 能量 ，m 表 示物 体的 质量 ， 故 C 错误 ， D 正确；E mc 2 表示 当 物体的 能量 增加 或减 少 E 时 ， 其 质量 相应 的增 加 或减 少 m，故 A 错误，B 正确 ，所 以选 B 、D. 13 CD 解 析： 核反 应前 的质量 为 1.007 3 u 7.016 0 u 8.023 3 u ， 核反 应后 的质量 为 2 4.001 5 u 8.003 0 u ， 此反应 过程 中质 量减 少 了 0.020 3 u ，故 A 错； 根据 质能方 程 E m 931.5 MeV 1
20、8.9 MeV ， 故核 反应 释放 的核 能 为 18.9 MeV ，C 正确 ；由 反应过 程中 能量 守恒知 反应 后两 个 粒子 的总动 能E 总 18.9 MeV 0.6 MeV 19.5 MeV，故 B 错，D 对 14 AC 解 析： 射线是 高速电子流 ，它是原 子核 内部放射出 来的，电 离作 用较弱， 穿 透能力 较强 ，能 穿透 几毫 米的铝 板， 故 A 、C 正确 15 解： 放 射性 元素 的原 子 核在 衰变 或 衰 变生 成 新原子 核时 ， 往 往 以 光 子的形 式释 放能量 ， 即伴 随 辐射 ； 根据半 衰期 的定 义 ， 经 过t T 1 T 2 时间
21、 后剩 下的 放射 性元素 的质 量相 同，则 m A 2T 2 m B 2T 1 ，故m A m B 2T 2 2T 1 . 16 解：(1) 核 反应 方程 为 7 3 Li 1 1 H 2 4 2 He (2) 核反应 的质 量亏 损 m m Li m p 2m 0.020 3 u ，由 质能 方程 可得 ，质 量 亏损相 当的 能量 E mc 2 18.9 MeV ， 而系 统增 加的 能量 E E 2 E 1 19.3 MeV ， 这些能 量来 自核 反应中 ，在 误差 允许 的范 围内可 认为 它们 近似 相等 ，所 以 E mc 2 正确 17 解： m 1 vm 1 v 1 m
22、 2 v 2 ； 1 2 m 1 v 2 1 2 m 1 v 2 1 1 2 m 2 v 2 2 .解得 v 2 2m 1 m 1 m 2 v， 对于 氢核v H 2m n m n m H v ，对 于氮 核v N 2m n m n 14m H v，得m n 1.16m H ，即 质量数 为 1.16. 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 6 - 18 解： 衰 变过 程是 弱相 互 作用 ， 牛 顿运 动定 律不 适 用， 但仍 满足 动量 守恒 和 能量守 恒 假 设衰变 产物 只有 钍核和 粒子， 则它 们的 动量 大小 相等、 方向 相反 ，衰 变过 程
23、由于 质量 亏 损 释放的 核能 等于 它们 的动 能之和 如 果放 出 的 粒 子的速 度方 向与 磁场 方向 垂直， 则 粒子 和钍核 都做 匀速 圆周 运动 ，其轨 迹外 切 (1) 衰 变 过 程 释 放 出 的 能 量 为 E mc 2 (3.853 131 10 25 3.786 567 10 25 6.646 72 10 27 ) kg (3 10 8 ) 2J 8.7 10 13J ； (2) 设钍核 质量 为 M ，钍 核 速度 为 V ， 粒 子的 质量 为m ， 粒 子速 度 为 v， 由 动量守 恒和 能量守 恒得 mv MV E 1 2 mv 2 1 2 MV 2由上述 两式 可解 得 粒子 动能为 1 2 mv 2 M M m E ，则 v 2M m M m E 1.60 10 7m/s 图 5 粒子 与钍 核在 磁场 中的 运动径 迹如 图 5 所示 由qvB m v 2 r r mv qB 可知， r r Th q Th q 90 2 45 ，所 以至 少应 满 足r R 2 mv qB ， 即B 2mv qR 3.3 T
