正确率40.0%用中子轰击静止的$${{{L}{i}}}$$核,核反应方程如下:$$\mathrm{\ensuremath{4_{0}^{6}} ~ n+_{3}^{6} ~ L i \to X+\ensuremath{4_{2}} H e}$$. 中子的速度为$${{v}}$$,质量为$${{m}}$$,生成的$${{X}}$$核速度方向与中子的速度方向相反,$${{X}}$$核与$${^{4}_{2}{{H}{e}}}$$核的速度之比为$${{7}{:}{8}}$$,质子的质量可近似为$${{m}}$$,光速为$${{c}}$$. 则()
D
A.$${{X}}$$核为$${^{3}_{1}{H}}$$核
B.反应过程质量守恒、电荷数也守恒
C.核反应过程中释放的核能全部转化为$${{X}}$$核的动能
D.$${^{4}_{2}{{H}{e}}}$$核的速度为$$\frac{8 v} {1 1}$$
2、['半衰期的概念', '结合能与比结合能', 'β衰变的特点、本质及其方程的写法', '理解核子、电荷数和质量数']正确率60.0%关于近代物理知识,下列说法正确的是()
D
A.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
B.$${{β}}$$衰变说明电子是原子核的组成部分
C.由核反应方程$$\mathrm{^{2 3 8} U}$$→$$2 3 4_{9 0} \mathrm{T h}+{\bf X},$$可知$${{X}}$$是中子
D.比结合能小的原子核结合成比结合能大的原子核时要放出核能
3、['理解核子、电荷数和质量数']正确率60.0%卢瑟福曾预言:在原子核内,除了质子外,还可能有质量与质子相等的中性粒子(即中子)存在。他的主要依据是通过实验发现原子核()
D
A.核外电子数与核内质子数相等
B.核电荷数与核外电子数相等
C.核电荷数与核内质子数相等
D.核电荷数约是质量数的一半
4、['粒子的波动性、德布罗意物质波', '能级及能级跃迁', '光电效应的实验规律的理解', '理解核子、电荷数和质量数']正确率40.0%下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$
A
A.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
B.原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量
C.一个动量为$${{p}}$$的电子对应的物质波波长为$${{h}{p}{(}{h}}$$为普朗克常量)
D.在研究光电效应实验中所测得的遏制电压与入射光的强度有关
5、['粒子的分类', '计算某原子的中子数和质子数', '理解核子、电荷数和质量数']正确率60.0%核反应方程$$2 3 4_{9 0} T h \to_{9 1}^{2 3 4} P a+X$$中的$${{X}}$$表示()
B
A.质子
B.电子
C.光子
D.中子
6、['理解核子、电荷数和质量数']正确率60.0%以下几个核反应方程中,粒子$${{X}}$$代表中子的方程是()
B
A.$$\frac{1} {7}^{4} \mathrm{N+^{4}_{2} \ H e \to_{8}^{1 7} \ O+X}$$
B.$$9_{4} \mathrm{B e}+_{2}^{4} \mathrm{H e} \to_{6}^{1 2} \mathrm{C}+\mathrm{X}$$
C.$$\mathrm{^{3 0}_{1 5} P \to_{1 4}^{3 0} \ S i+X}$$
D.$$\mathrm{^{1 4}_{6} \, C \to^{1 4}_{7} \, N+X}$$
7、['理解核子、电荷数和质量数']正确率60.0%钍核$$\gets_{9 0}^{2 3 4} T h )$$具有放射性,它能放出一个新的粒子而变为镤核$$\gets_{9 1}^{2 3 4} P a )$$,同时伴随有$${{γ}}$$射线产生,其方程为$$2 3 4_{9 0} T h \to_{9 1}^{2 3 4} P a+X$$.则$${{x}}$$粒子为()
A
A.电子
B.中子
C.质子
D.$${{α}}$$粒子
8、['α衰变的特点、本质及其方程的写法', 'β衰变的特点、本质及其方程的写法', '理解核子、电荷数和质量数']正确率40.0%其原子核有$${{N}}$$个核子,其中中子$${{n}}$$个,当该核俘获一个中子后,相继放出一个$${{α}}$$粒子和$${{β}}$$粒子,变成一个新核,该新核()
D
A.核子数是$$( N-4 )$$个
B.质量数是$$( N+1 )$$
C.有质子$$( N-n-2 )$$个
D.有中子$$( n-2 )$$个
9、['半衰期的概念', '理解核子、电荷数和质量数', '射线的本质及三种射线的比较', '聚变反应']正确率60.0%当恒星的温度达到$${{1}{0}^{8}{K}}$$时,恒星内部会发生$${{“}}$$氦燃烧$${{”}}$$两个氦核结合成一个新核$${{X}}$$.新核$${{X}}$$处于激发态向基态跃迁放出$${{γ}}$$拉子,新核$${{X}}$$并不稳定。其半衰期为$$2. 6 \times1 0^{-1 6} \, s$$.则下列说法正确的是()
B
A.恒星内部发生$${{“}}$$氦燃烧$${{”}}$$属于$${{α}}$$衰变
B.新核$${{X}}$$的中子数和质子数相等
C.$${{γ}}$$粒子比$${{α}}$$粒子的电离能力强
D.两个新核$${{X}}$$经过$$5. 2 \times1 0^{-1 6} \, s$$全部发生衰变
10、['半衰期的概念', '发现新粒子', '光电效应的实验规律的理解', '理解核子、电荷数和质量数']正确率60.0%下列判断中正确的是()
C
A.卢瑟福发现了电子,在原子结构研究方面做出了卓越的贡献
B.在核反应过程的前后,反应体系的质量数守恒,但电荷数不守恒
C.用加温$${、}$$加压或改变其化学状态的方法都不能改变放射性原子核的半衰期
D.光电效应实验中,只要照射光足够强就可以产生光电流
1. 解析:
根据核反应方程 $$_0^1n + _3^6Li \to X + _2^4He$$,由质量数守恒和电荷数守恒可得:
质量数:1 + 6 = A + 4 ⇒ A = 3
电荷数:0 + 3 = Z + 2 ⇒ Z = 1
因此,$$X$$ 核为 $$_1^3H$$(氚核),选项 A 正确。
动量守恒:中子的动量 $$p = mv$$,设 $$X$$ 核和 $$He$$ 核的速度分别为 $$v_X$$ 和 $$v_{He}$$,方向相反,且 $$\frac{v_X}{v_{He}} = \frac{7}{8}$$。
由动量守恒:$$mv = m_X v_X - m_{He} v_{He}$$,代入 $$m_X = 3m$$,$$m_{He} = 4m$$,$$v_X = \frac{7}{8} v_{He}$$,解得 $$v_{He} = \frac{8v}{11}$$,选项 D 正确。
核反应过程中质量不守恒(部分质量转化为能量),选项 B 错误;释放的核能转化为 $$X$$ 核和 $$He$$ 核的动能,选项 C 错误。
答案:A、D
2. 解析:
A. 放射性元素的半衰期与温度无关,选项 A 错误。
B. $$β$$ 衰变是核内中子转化为质子和电子,电子并非原子核的组成部分,选项 B 错误。
C. 核反应方程 $$^{238}U \to ^{234}_{90}Th + X$$,由质量数和电荷数守恒可知 $$X$$ 是 $$_2^4He$$(α粒子),选项 C 错误。
D. 比结合能小的核结合成比结合能大的核时会释放核能,选项 D 正确。
答案:D
3. 解析:
卢瑟福通过实验发现原子核的核电荷数(质子数)约为质量数的一半,推测核内还存在中子以弥补质量数与电荷数的差异。
答案:D
4. 解析:
A. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子,选项 A 正确。
B. 核子结合成原子核时存在质量亏损,单独核子的总质量大于原子核的质量,选项 B 错误。
C. 物质波波长 $$\lambda = \frac{h}{p}$$,选项 C 正确。
D. 遏制电压与入射光频率有关,与强度无关,选项 D 错误。
答案:A、C
5. 解析:
核反应方程 $$^{234}_{90}Th \to ^{234}_{91}Pa + X$$,由电荷数守恒可知 $$X$$ 的电荷数为 -1,质量数为 0,因此 $$X$$ 是电子($$β^-$$ 粒子)。
答案:B
6. 解析:
A. 方程 $$^{14}_7N + ^4_2He \to ^{17}_8O + X$$,由质量数和电荷数守恒可知 $$X$$ 是质子($$_1^1H$$),不是中子。
B. 方程 $$^9_4Be + ^4_2He \to ^{12}_6C + X$$,$$X$$ 是中子($$_0^1n$$),选项 B 正确。
C. 方程 $$^{30}_{15}P \to ^{30}_{14}Si + X$$,$$X$$ 是正电子($$_1^0e$$)。
D. 方程 $$^{14}_6C \to ^{14}_7N + X$$,$$X$$ 是电子($$_{-1}^0e$$)。
答案:B
7. 解析:
核反应方程 $$^{234}_{90}Th \to ^{234}_{91}Pa + X$$,由电荷数守恒可知 $$X$$ 的电荷数为 -1,质量数为 0,因此 $$X$$ 是电子($$β^-$$ 粒子)。
答案:A
8. 解析:
原子核俘获一个中子后,质量数变为 $$N+1$$,中子数变为 $$n+1$$。
放出一个 $$α$$ 粒子($$_2^4He$$)后,质量数减少 4,变为 $$N-3$$;电荷数减少 2,质子数变为 $$(N-n)-2$$。
再放出一个 $$β$$ 粒子($$_{-1}^0e$$),质子数增加 1,变为 $$(N-n)-1$$,中子数减少 1,变为 $$n-2$$。
最终新核的核子数为 $$N-3$$,质量数为 $$N-3$$,质子数为 $$(N-n)-1$$,中子数为 $$n-2$$。
答案:D
9. 解析:
A. 氦燃烧是核聚变,不是 $$α$$ 衰变,选项 A 错误。
B. 两个 $$_2^4He$$ 结合成 $$_4^8Be$$,$$_4^8Be$$ 的质子数和中子数均为 4,选项 B 正确。
C. $$γ$$ 光子电离能力远弱于 $$α$$ 粒子,选项 C 错误。
D. 经过 2 个半衰期($$5.2 \times 10^{-16} s$$),剩余新核 $$X$$ 的比例为 $$\frac{1}{4}$$,选项 D 错误。
答案:B
10. 解析:
A. 电子是汤姆孙发现的,选项 A 错误。
B. 核反应前后质量数和电荷数均守恒,选项 B 错误。
C. 半衰期不受外界条件(如温度、压力、化学状态)影响,选项 C 正确。
D. 光电效应需照射光频率大于截止频率,与光强无关,选项 D 错误。
答案:C