2021-2022学年高二物理暑假作业（14）

2021-2022学年高二物理暑假作业（14）

1.下列叙述中不正确的是(   )

A.衰变方程中，X原子核含有124个中子

B.同种金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能与照射光的频率呈线性关系

C.一块纯净的放射性元素矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量剩下一半

D.当光子的能量小于氢原子的电离能时，只有能量等于两能级差的光子才能被氢原子吸收并发生跃迁

2.放射性元素镭衰变过程中释放出三种射线，分别进入匀强电场，轨迹如图所示，下列说法正确的是(   )
 

A.a为γ射线的轨迹，γ射线穿透能力最强

B.a为β射线的轨迹，镭原子外层电子电离形成β射线

C.b为α射线的轨迹，α射线穿透能力最强

D.c为α射线的轨迹，α射线使空气分子电离能力最强

3.下列说法正确的是(   )
A.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量也减小

B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

C.在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变长

D.放射性元素的半衰期会随温度或压强的变化而变化

4.放射性元素的原子核往往需要经历一系列的α衰变和β衰变才能达到稳定的状态，如。若、、和的质量分别用、、和表示。则下列说法正确的是(   )

A.在中，，

B.衰变过程中释放出的α射线比β射线的穿透能力强

C.20个核经过2个半衰期后还剩5个核

D.一个核衰变成一个核释放的核能为

5.衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例会持续减少。现测量某古木样品中的比例，发现正好是现代植物样品中比例的二分之一。则(   )
A.该古木生命活动结束的年代距今约5730年

B.再过约5730年，该样品中的将全部衰变殆尽

C.衰变为的本质是

D.改变样品测量环境的温度和压强，可以改变的衰变快慢

6.关于原子核的衰变、核能，下列说法错误的是(   )
A.原子核的结合能越大，原子核越稳定

B.衰变成要经过8次α衰变和6次β衰变

C.发生β衰变时，新核与原来的原子核相比，少了一个中子，多了一个质子

D.发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2

7.氚核是最简单的放射性原子核，发生β衰变时的半衰期为12.5年，下列说法正确的是(   )

A.氚核衰变放出的新核是

B.氚核衰变放出的β射线是高速电子流，来源于核外电子

C.氚核衰变生成的新核平均核子质量小于氚核的核子平均质量

D.10个氚核经过12.5年，一定有5个发生了衰变

8.吊车是工程上常用的一种机械，如图为一吊车吊起一批木材，吊车大臂支架顶端固定一定滑轮，一根缆绳绕过定滑轮，一端固定于吊车车身的控制器上，另一端连接一吊钩，吊钩下挂着木材，保持缆绳的长度不变，控制吊车大臂支架绕固定轴转动使木材缓慢升高，在木材缓慢升高的过程中吊钩不会碰到定滑轮，木材也不会接触到大臂。为了研究问题的方便，不计缆绳和定滑轮的质量，不计一切摩擦，则在此过程中下列说法正确的是(   )
 

A.缆绳上的弹力一直减小 B.缆绳上的弹力一直增大

C.吊车大臂支架对定滑轮的弹力一直减小 D.吊车大臂支架对定滑轮的弹力一直增大

9.山东海阳核电站建成并网发电，有效地缓解了山东电力不足的情况，为创建生态山东作出了贡献。核电站核反应堆中，用中子轰击原子核的核反应方程为，其中的质量分别为，其中是不稳定的，其衰变的周期为T，真空中的光速为c，以下说法正确的是(   )

A.X原子核中含有的中子数为50

B.该反应属于人工转变核反应

C.该反应过程中释放的能量为

D.经过，一定质量的原子核衰变了的质量占开始时的

10.在某恒星内发生着剧烈的核反应，其中一个核反应是三个α粒子（）结合成一个碳核（），参照“比结合能—质量数”图像，下列说法正确的是(   )

A.该反应是原子弹爆炸的基本原理

B.按照质量守恒定律，三个氦核（）的质量之和等于一个碳核（）的质量

C.三个氦核（）的结合能之和大于一个碳核（）的结合能

D.碳核（）比氦核（）更稳定

11.是若干核反应的一种，其中为中子，X为未知粒子，y为X的个数，则X是________（选填“质子”“中子”或“电子”），________。

12.放射性元素衰变为,此衰变过程的核反应方程是____;发生β衰变后,核内的_________保持不变。

13.发现质子和中子的科学家分别是              、            

14.太阳能量来源于太阳内部氢核的聚变，设每次聚变反应可以看作是4个氢核结合成1个氦核，同时释放出正电子；已知氢核的质量为，氦核的质量为，正电子的质量为，真空中光速为c.则每次核反应中的质量亏损为_______，氦核的比结合能为_______.

15.某些建筑材料可产生放射性气体——氡，氡可以发生α或β衰变。如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康。原来静止的氡核()发生一次α衰变生成新核钋(Po)，并放出一个能量的光子。已知放出的α粒子动能。忽略放出光子的动量，但考虑其能量。。

(1)写出衰变的核反应方程；

(2)衰变过程中总的质量亏损为多少？(保留3位有效数字)

答案以及解析

1.答案：C

解析：本题考查衰变方程遵循的规律、光电效应的规律、半衰期及玻尔的原子理论。由核反应方程电荷数守恒和质量数守恒，可知X的质子数为，质量数为，则X原子核中含有个中子，A正确；由可知同种金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能与照射光的频率呈线性关系，故B正确；一块纯净的放射性元素矿石，经过一个半衰期以后，它剩下的总质量大于原来的一半，衰变的生成物也有质量，故C错误；当光子的能量小于氢原子的电离能时，只有能量等于两能级差的光子才能被氢原子吸收并发生跃迁，故D正确。本题选不正确的，故选C。

2.答案：D

解析：本题考查三种射线的本质及其性质。电场强度的方向水平向右，根据粒子的偏转方向可知，a带负电、c带正电、b不带电，所以a是β射线的轨迹、c是α射线的轨迹、b是γ射线的轨迹，α射线电离本领最强，γ射线穿透能力最强，D正确。

3.答案：BC

解析：本题考查近代物理知识。氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电场力对电子做负功，故电子的动能变小，电势能变大（动能转化为电势能），由于发生跃迁时要吸收光子，故原子的总能量增加，故A错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故B正确；在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则光子动量减小，根据，知光子波长变长，故C正确；放射性元素的半衰期是由原子核内的结构决定的，与温度或压强无关，故D错误。

4.答案：A

解析：本题考查衰变的特点，运用质能方程进行计算。根据电荷数守恒和质量数守恒，可知，A正确；衰变过程中释放出的α射线比β射线的电离能力强，穿透能力弱，B错误；半衰期是统计学规律，对于大量原子核衰变时才适用，对于个别原子核没有意义，C错误；根据质能方程可得，一个核衰变成一个核释放的核能为，D错误。

5.答案：A

解析：本题考查对衰变本质及半衰期的理解。由半衰期公式可得，古木样品中的比例是现代植物样品中比例的二分之一，可得年，A正确；再过约5730年，该样品中的将变为原来的四分之一，B错误；衰变为的过程是β衰变，本质是,C错误；改变样品测量环境的温度和压强，不可以改变的半衰期，因此不可以改变的衰变快慢，D错误。

6.答案：A

解析：本题考查结合能、比结合能和原子核的衰变。原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，A错误；设衰变成发生x次α衰变，y次β衰变，衰变方程为，则，解得，根据，解得，B正确；发生β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，新核与原来的原子核相比，少了一个中子，多了一个质子，C正确；发生α衰变时，生成的α粒子带2个单位的正电荷和4个单位的质量数，即α粒子由2个中子和2个质子构成，故发生α衰变时生成的新核与原来的原子核相比，中子数减少2，质子数减少2，D正确。本题选择说法错误的，故选A。

7.答案：C

解析：A、β衰变放射出电子，根据质量数与核电荷数守恒，则氚发生β衰变的衰变方程：，则衰变放出的新核是，故A错误；
B、β衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，故B错误；
C、氚核发生衰变的过程中释放能量，根据质能方程可知，总质量减小，同时放出一个电子，可知新核总质量减小；由于氚核β衰变后，新核的质量数不变，所以新核平均核子质量会减小，故C正确；
D、半衰期是大量放射性原子核衰变的统计规律，对个别的原子没有意义，故D错误。
故选：C。

8.答案：D

解析：AB.以木材和吊钩整体为研究对象,设木材和吊钩的总质量为m,根据平衡条件可得缆绳对木材和吊钩整体的弹力,在木材缓慢升高的过程中木材和吊钩整体处于平衡状态,则缆绳上的弹力大小不变,选项AB均错误;

CD.以定滑轮为研究对象,设绕过定滑轮的缆绳的夹角为α,根据三力平衡条件可得大臂支架对定

滑轮的弹力方向在缆绳夹角α角平分线的反向延长线上,大小为,在木材缓慢升高的过程中,与吊钩连接的缆绳一直处于竖直方向,与控制器连接的缆绳与竖直方向的夹角逐渐减小,即缆绳的夹角α逐渐减小,则吊车大臂支架对定滑轮的弹力一直增大,选项D正确,C错误.
故选D.

9.答案：D

解析：本题通过核裂变考查核反应方程、质量亏损与半衰期。根据核反应方程中质量数守恒和电荷数守恒可知，X原子核为，可知X原子核中含有的中子数为52，A错误；此反应属于重核裂变反应，B错误；该反应过程中释放的能量为，C错误；根据可知，经过，D正确。

10.答案：D

解析：本题考查对核反应的理解。原子弹爆炸是裂变反应，A错误；结合题图像可知氦核（）的比结合能比碳核（）的小，所以三个氦核（）的结合能之和小于一个碳核（）的结合能，在该反应过程中存在质量亏损，放出能量，B、C错误；比结合能越大的原子核越稳定，所以碳核（）比氦核（）更稳定，D正确。

11.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，解得，由此判断X为中子，。

12.答案：；中子数与质子数之和

解析：核反应过程中，质量数和电荷数守恒，则有，发生β衰变后，原子核中的一个中子变为一个质子加一个电子，故核内的中子数与质子数之和保持不变。

13.答案：卢瑟福 （Ernest  Rutherford ）  ；   查德威克  （James  Chadwick）

解析：

14.答案：;

解析：根据核反应质量数守恒，电荷数守恒，可知生成了2个正电子，所以质量亏损为；根据可知，产生的能量为，所以氦核的比结合能为.

15.答案：(1)

(2)见解析

解析：(1)衰变方程为。

(2)忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，得，即新核钋(Po)的动量与α粒子的动量大小相等，又，解得新核钋(Po)的动能，由题意可知，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、α粒子动能形式出现，衰变时释放出的总能量，故衰变过程中总的质量亏损。