第十五章 微专题44 核反应中的动量问题（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（人教版 浙江专用）

微专题44　核反应中的动量问题 1．一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为U→Th＋He.下列说法正确的是(　　) A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能 B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小 C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间 D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量 B　解析：衰变过程遵守动量守恒定律，A错误，B正确．根据半衰期的定义可知，C错误．α衰变释放核能，有质量亏损，D错误． 2．在匀强磁场中，有一个原来静止的C原子核，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相内切的圆，圆的直径之比为7∶1，那么碳14的衰变方程为(　　) A．C→e＋B　　 B．C→He＋Be C．C→H＋B D．C→e＋N D　解析：由动量守恒定律可知，放出的粒子与反冲核动量大小相等、方向相反，由在磁场中两圆径迹内切可知，反冲核带正电，放出的粒子带负电，由两圆直径之比为7∶1和R＝ 可知，反冲核的电荷量是粒子的7倍，D正确． 3. (多选)(2021·福建厦门质检)静止的Bi原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大、小圆半径分别为R1、R2.则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断正确的是(　　) A．Bi→Tl＋He B．Bi→Po＋e C．R1∶R2＝84∶1 D．R1∶R2＝207∶4 BC　解析：由动量守恒可知0＝mv－Mv′，由左手定则可知此核衰变为β衰变，故A错误，B正确；由qvB＝m 可知R＝，所以R1∶R2＝84∶1，故C正确，D错误. 4.一放射性原子核X静止在与纸面垂直的匀强磁场中，衰变后产生的原子核Y及粒子的运动轨迹如图所示，则(　　) A．此次衰变可能为β衰变 B．Y的质子数比X的质子数小4 C．Y的中子数比X的中子数小4 D．轨迹2为Y的运动轨迹 D　解析：衰变瞬间粒子和原子核Y速度方向相反，根据轨迹图可知，两者在切点处受到的洛伦兹力方向相反，而两者处于同一磁场中，根据左手定则可判断出两者带同种电荷，即X发生的是α衰变，A错误；Y的质子数比X的质子数小2，Y的中子数比X的中子数小2，B、C错误；衰变过程遵循动量守恒定律，可得粒子和Y的动量大小相等、方向相反，结合qvB＝m，可得电荷量越大，运动半径越小，故轨迹2为Y的运动轨迹，D正确． 5．(多选)(2021·江西南昌八一中学三模)在匀强磁场中有一个原来静止的碳(C)原子核发生衰变，放射出一个粒子与反冲核氮(N)，两粒子的轨迹是两个相切的圆，则(　　) A．反冲核的轨迹与粒子的轨迹是内切圆 B．碳(C)放射出的粒子是β粒子 C．反冲核与粒子的轨道半径之比为7∶1 D．碳(C)原子核放出粒子过程动量、机械能都守恒 AB　解析：根据电荷数守恒和质量数守恒分析碳(C)放射出的粒子是β粒子，原子核的衰变过程满足动量守恒，知β粒子与反冲核的速度方向相反，根据左手定则判断可知，β粒子与反冲核的旋转方向相反，反冲核的轨迹与粒子的轨迹是内切圆，如图所示，故A正确，B正确．根据动量守恒定律可知反应后两带电粒子动量大小相等，方向相反，即有m1v1＝m2v2，由带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径公式可得r＝，可见r与q成反比；因为粒子与反冲核的电荷量之比为1∶7.所以粒子与反冲核的轨道半径之比为7∶1，故C错误．原子核衰变时要放出核能，所以机械能不守恒，故D错误． 6．(2021·浙江台州二模)铀原子核既可发生衰变，也可发生裂变．其衰变方程为U→Th＋X，裂变方程为U＋n→Y＋Kr＋3n，其中U、n、Y、Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4，光在真空中的传播速度为c.下列叙述正确的是(　　) A．Y的核内共有144个核子 B．U发生的衰变产生的X，能够轻易的穿过纸片 C．裂变时释放的能量为(m1＋2m2－m3－m4)c2 D．一个在匀强磁场中静止的U发生衰变产生的Th与X动能之比为117∶1 A　解析： 根据电荷数守恒和质量数守恒可知，Y原子核中的电荷数为56，质量数为144，则中子数为88，所以Y的核内共有144个核子，故A正确．根据电荷数守恒和质量数守恒可知X是He，即α粒子；α粒子质量大、电荷多，电离本领大，但穿透能力差，在空气中的射程只有1～2厘米，通常用一张纸就可以挡住，故B错误；根据爱因斯坦质能方程得出释放的能量为ΔE＝(m1－2m2－m3－m4)c2，故C错误；一个在匀强磁场中静止的发生衰变产生的Th与X动量之比为1∶1，由于Ek＝，所以动能之比等于质量之反比，则一个在匀强磁场中静止的U发生衰变产生的Th与X动能之比为2∶117，故D错误． 学科网（北京）股份有限公司 $