人教版高中物理选择性必修第3册课后习题 第五章 原子核 专题练习(六) 核反应中的守恒定律及其应用.docVIP

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专题练习(六)核反应中的守恒定律及其应用

课后篇素养形成

必备知识基础练

1.(多选)下列核反应方程中,正确的是()

A.510B+(α粒子)

B.1327Al

C.49Be+2

D.714N

答案BC

解析由核反应质量数守恒和电荷数守恒知:A选项中质量数10+4≠14+1,D选项中质量数14+4≠17+2,所以A、D错误,B、C正确。

2.(多选)1月9日,大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生反应的过程中都伴随着中微子的产生,例如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法正确的是()

A.90234Th衰变为

B.?12H+13H→2

C.92235U+0

D.高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子,其核反应方程为?24He

答案AC

解析?90234Th经过3次α衰变后质量数减少12、质子数减少6,经过2次β衰变后质子数增加2,衰变为?86222Rn,选项A正确;12H+13H→24He+01n是核聚变方程

3.(多选)一静止的铝原子核?1327Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核?14

A.核反应方程为p+1327Al→

B.核反应过程中系统动量守恒

C.核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和

D.硅原子核速度的数量级为105m/s,方向与质子初速度的方向一致

答案ABD

解析核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒,核反应方程为p+1327Al→1428Si*,A正确;核反应过程中遵从动量守恒,B正确;核反应中发生质量亏损,生成物的质量小于反应物的质量之和,C错误;根据动量守恒定律有mpvp=mSiv

4.

实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意图如图所示,则()

A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外

B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外

C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里

D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里

答案D

解析β衰变方程:ZAX→-1

5.(多选)甲、乙两个原子核原来都静止在同一匀强磁场中,其中一个核放出一个α粒子,另一个核放出一个β粒子,得到如图所示的四条径迹,下列说法正确的是 ()

A.磁场的方向一定垂直于纸面向里

B.甲核放出的是α粒子,乙核放出的是β粒子

C.a为α粒子的径迹,d为β粒子的径迹

D.b为α粒子的径迹,c为β粒子的径迹

答案BD

解析衰变过程遵循动量守恒定律,粒子与新核的动量大小相等,方向相反,根据左手定则可知,若轨迹为外切圆,则为α衰变;若轨迹为内切圆,则为β衰变。又因为R=mvqB

6.一个不稳定的原子核质量为M,处于静止状态。放出一个质量为m的粒子后反冲,已知放出的粒子的动能为E0,则原子核反冲的动能为()

A.E0 B.mME

C.mM-mE0 D.

答案C

解析设放出的粒子的动量大小为p,由动量守恒定律得反冲核的动量大小也为p,又Ek=p22(M-m),E0=p

7.(多选)一个铍原子核(47Be)俘获一个核外电子(通常是最靠近原子核的K壳层的电子)后发生衰变,生成一个锂核(37Li),并放出一个不带电的质量接近零的中微子υe,人们把这种衰变称为“K俘获”。静止的铍核发生了“K俘获”,其核反应方程为?47Be+-1

A.中微子的质量数和电荷数均为零

B.锂核(3

C.中微子与锂核(3

D.中微子与锂核(3

答案AC

解析反应方程为?47Be+-10e→37Li+υe

关键能力提升练

8.镭核?88226Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核?86222Rn,已知镭核

(1)写出核反应方程;

(2)求镭核衰变放出的能量;

(3)若镭核衰变前静止,且衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能,求放出粒子的动能。

答案(1)88226Ra→86

解析(1)核反应(衰变)方程为?88226Ra→86

(2)镭核衰变放出的能量为ΔE=(226.0254-4.0026-222.0163)×931.5MeV=6.05MeV

(3)镭核衰变时动量守恒,得mRnvRn-mαvα=0,又根据衰变放出的能量转变为氡核和α粒子的动能,则

ΔE=12mRnvRn2

联立以上两式可得

Eα=12mαv

则放出粒子的动能为5.94MeV。

9.在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子(2

(1)放射性原子核用?Z

(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小。

答案(1)ZA

解析(1)由衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒,