- 原子物理学与相对论
- 共457题
在存放放射性元素时,若把放射性元素①置于大量水中;②密封于铅盒中;③与轻核元素结合成化合物,则
正确答案
解析
因半衰期是放射性原子核数衰变掉一半所需要的统计期望时间。是放射性核素的固有特性,不会随外部因素而改变,D项正确。
知识点
某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变,该元素的半衰期为()
正确答案
解析
解:根据半衰期公式:可得:
,所以有,t=3T=11.4天,T=3.8天,即半衰期为3.8天
故ABC错误,D正确。故选D。
知识点
表示放射性元素碘[3]β衰变的方程是
正确答案
解析
A选项是α衰变,A错误;B选项是β衰变,B正确;C选项放射的是中子,C错误;D选项放射的是质子,D错误。
知识点
在一个原子核衰变为一个
原子核的过程中,发生β衰变的次数为
正确答案
解析
一个原子核衰变为一个
原子核的过程中,发生α衰变的次数为(238-206)÷4=8次,发生β衰变的次数为2×8-(92-82)=6次,选项A正确。
知识点
发生一次β衰变后变为Ni核,其衰变方程为________________________;在该衰变过程中还发出频率为ν1、ν2的两个光子,其总能量为_____________________。
正确答案
;
解析
根据质量数守恒和电荷数守恒及普朗克公式可得。
知识点
(1)(4分)2011年3月11日,日本发生九级大地震,造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素,它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。在下列四个式子中,有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程,它们分别是_______和_______(填入正确选项前的字母)。131I和137Cs原子核中的中子数分别是_______和_______。
A.
B.
C.
D.
(2)(8分)一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上,其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面,长度为L;bc为一光滑斜面,斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h,返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求:
(i)木块在ab段受到的摩擦力f;
(ii)木块最后距a点的距离s。
正确答案
(1)B、C;78;82;
(2)(i)(ii)
解析
(1)由质量数和核电荷数守恒可以得出正确选项 B C 131I和137Cs原子核中的中子数分别78和82
(2)(i)设木块和物体P共同速度为v,两物体从开始到第一次到达共同速度过程由动量和能量守恒得:
①
②
由①②得: ③
(ii)木块返回与物体P第二次达到共同速度与第一次相同(动量守恒)全过程能量守恒得:
④
由②③④得:
知识点
放射性元素衰变为
,此衰变过程的核反应方程是____;用此衰变过程中发出的射线轰击
,可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子,此核反应过程的方程是____。
正确答案
→
+
He
He+
→
Ne+
H。
解析
根据衰变规律,此衰变过程的核反应方程是→
+
He。用α射线轰击
,可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子,此核反应过程的方程是:
He+
→
Ne+
H。
知识点
碘131的半衰期约为8天,若某药物含有质量为m的碘131,经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有
正确答案
解析
略
知识点
经过m次α衰变和n次β衰变,变成
,则( )
正确答案
解析
发生一次α衰变,质量数减4,核电荷数减2,发生一次β衰变质量数不变,核电荷数增1,故α衰变次数为m=(235-207)=7;β衰变次数为n=7×2-(92-82)=4,故B项正确。
知识点
(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108K时,可以发生“氦燃烧”。
①完成“氦燃烧”的核反应方程:。
②是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.6×10-16s。一定质量的
,经7.8×10-16s后所剩下的
占开始时的 。
(2)如图所示,光滑水平轨道上放置长木板A(上表面粗糙)和滑块C,滑块B置于A的左端,三者质量分别为、
、
。开始时C静止,A、B一起以
的速度匀速向右运动,A与C发生碰撞(时间极短)后C向右运动,经过一段时间,A、B再次达到共同速度一起向右运动,且恰好不再与C碰撞。求A与C发生碰撞后瞬间A的速度大小。
正确答案
见解析。
解析
(1)或
;
或12.5%
(2)因碰撞时间极短,A与C碰撞过程动量守恒,设碰后瞬间A的速度为vA,C的速度为vC,以向右为正方向,由动量守恒定律得
A与B在摩擦力作用下达到共同速度,设共同速度为vAB,由动量守恒定律得
A与B达到共同速度后恰好不再与C碰撞,应满足
联立上式,代入数据得
知识点
(1)碘131核不稳定,会发生β衰变,其半衰变期为8天。
①碘131核的衰变方程: _______(衰变后的元素用X表示)。
②经过_______天有75%的碘131核发生了衰变。
(2)如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m,两船沿同一直线同一方向运动,速度分别为2v0、v0。为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度。(不计水的阻力)
正确答案
(1)①;②16;
(2)4v0
解析
(1)①核衰变遵守电荷量和质量数守恒,所以
② 根据半衰期概念,得 即
解得t=16天。
(2)解析:设乙船上的人抛出货物的最小速度为 ,抛出货物后的速度为
,甲船上的人接到货物后速度为
,由动量守恒定律得:
①
②
为避免两船相撞应满足: ③
联立①②③式得:④
知识点
轴核裂变是核电站核能的重要来源,其一种裂变反应是下列说法正确的有
正确答案
解析
此类问题看课本就可以可以选出答案
知识点
关于核衰变和核反应的类型,下列表述正确的有
正确答案
解析
略
知识点
以下为选作部分,请从下面三题中选择一题作答,多做的则按第一题评分。
37.(1)墨滴入水,扩而散之,徐徐混匀。关于该现象的分析正确的是()(双选,填正确答案标号)
a.混合均匀主要是由于碳粒受重力作用
b.混合均匀的过程中,水分子和碳粒都做无规则运动
c.使用碳粒更小的墨汁,混合均匀的过程进行的更迅速
d.墨汁的扩散运动是由于碳粒和水分子发生化学反应引起的
(2)扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象。如图,截面积为S的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为300K,压强为大气压强p0。当封闭气体温度上升至303K时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部气体压强立减为p0,温度仍为303K。再经过一段时间,内部气体温度恢复到300K。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。
求:
(ⅰ)当温度上升到303K且尚未放气时,封闭气体的压强;
(ⅱ)当温度恢复到300K时,竖直向上提起杯盖所需的最小力。
38.(1)如图,轻弹簧上端固定,下端连接一小物块,物块沿竖直方向做简谐运动。以竖直向上为正方向,物块简谐运动的表达式为y=0.1sin(2.5πt)m。t=0时刻,一小球从距物块h高处自由落下;t=0.6s时,小球恰好与物块处于同一高度。取重力加速度的大小为g=10m/s2.以下判断正确的是______(
双选,填正确答案标号)
A.h=1.7m
B.简谐运动的周期是0.8s
C.0.6s内物块运动的路程是0.2m
D.t=0.4s时,物块与小球运动方向相反
(2)半径为R、介质折射率为n的透明圆柱体,过其轴线OO’的截面如图所示。位于截面所在平面内的一细束光线,以角i0由O点入射,折射光线由上边界的A点射出。当光线在O点的入射角减小至某一值时,折射光线在上边界的B点恰好发生全反射。求A、B两点间的距离。
39.
(1)发生放射性衰变为
,半衰期约为5700年。已知植物存活其间,其体内
与
的比例不变;生命活动结束后,
的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中
的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是_____。(双选,填正确答案标号)
a.该古木的年代距今约为5700年
b.、
、
具有相同的中子数
c.衰变
为
的过程中放出β射线
d.增加样品测量环境的压强将加速的衰变
(2)如图,三个质量相同的滑块ABC,间隔相等地静置于同一水平轨道上。现给滑块A向右的初速度v0,一段时间后A与B发生碰撞,碰后AB分别以
、
的速度向右运动,B再与C发生碰撞,碰后BC粘在一起向右运动。滑块AB与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间极短。求BC碰后瞬间共同速度的大小。
正确答案
37.(1)bc;
(2)(ⅰ)1.01P0;(ⅱ)0.02P0S。
38.(1)AB;t=0.6s时,物块的位移为y=0.1sin(2.5π×0.6)m= -0.1m;则对小球,解得h=1.7m ,选项A正确;简谐运动的周期是
,选项B正确;0.6s内物块运动的路程是3A=0.3m,选项C错误;t=0.4s=
,此时物块在平衡位置向下振动,则此时物块与小球运动方向相同,选项D错
误;故选AB。
(2)
39. (1)ac;
(2)
解析
解析已在路上飞奔,马上就到!
知识点
(1)关于天然放射性,下列说法正确的是 。
A,所有元素都可能发生衰变
B,放射性元素的半衰期与外界唯独无关
C,放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D,和
三种射线中,
射线的穿透能力最强
E,一个原子核在一次衰变中可同时放出和
三种射线
(2)如图,质量分别为m.m
的两个弹性小球A.B静止在地面上方,B球距地面的高度h=0.8m,A球在B球的正上方。先将B球释放,经过一段时间后再将A球释放。当A球下落t=0.3s时,刚好与B球在地面上方的P点处相碰,碰撞时间极短,碰后瞬间A球的速度恰为零。已知m
=3 m
,重力加速度大小g=10m/s
,忽略空气阻力及碰撞中的动能损失。求:
(i)B球第一次到达地面时的速度;
(ii)P点距地面的高度。
正确答案
(1) BCD
(2)
(i)解:设B球第一次到达地面时的速度大小为v,由运动学公式有
①
将h=0.8m代入上式,得
②
(ii)解:
设两球相碰前后,A球的速度大小分别为和
(
=0),B球的速度分别为
和
。由运动学规律可得
③
由于碰撞时间极短,重力的作用可以忽略,两球相碰前后的动量守恒,总动能保持不变。规定向下的方向为正,有
④
⑤
设B球与地面相碰后的速度大小为,由运动学及碰撞的规律可得
⑥
设P点距地面的高度为h',由运动学规律可得
h'= ⑦
联立②③④⑤⑥⑦式,并代入已知条件可得
⑧
解析
略
知识点
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