7．（2008年高考上海卷）在下列4个核反应方程中，X表示质子的是（ ）
A．1530P―→1430Si＋X B.92238U―→90234Th＋X
C．1327Al＋01n―→1227Mg＋XD．1327Al＋24He―→1530P＋X
解析：
选C.在核反应中质量数守恒和电荷数守恒，由此可知，1530P―→1430Si＋10e,92238U―→90234Th＋24He,1327Al＋01n―→1227Mg＋11H，1327Al＋24He―→1530P＋01n，综上知C对．
8．（2010年海淀模拟）月球上特有的能源材料23He，总共大约有100万吨，这是由于太阳风里带有大量中子打入月球表面的X粒子中，形成23He.月球表面稀薄气体里，每立方厘米中有数个23He分子，收集这些23He可以在月球建立23He发电站，其中X粒子应该为（ ）
A．25HeB．424He
C．323HeD．211H
解析：
选D.由X＋01n→23He可知X粒子为211H.
9．（2010年福建厦门调研）下列说法正确的是（ ）
A．中子和质子结合成氘核时吸收能量
B．放射性物质的温度升高，其半衰期减小
C．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个
D．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电
解析：
选C.中子和质子结合成氘核时放出能量．放射性物质的半衰期不受温度的影响．原子核经过一次α衰变核内的中子数减少2个，一次β衰变核内的中子数减少一个．γ射线的电离作用很弱，不可用来消除有害静电．
10.（2010年湖南十二校联考）正负电子对撞后湮灭成三个频率相同的光子，已知普朗克常量为h，电子质量为m，电荷量为e，电磁波在真空中传播速度为c.则生成的光子所形成的一束光射入折射率为n＝的水中，其波长为（ ）
A.B.
C.D.
解析：
选D.由质能方程可知正负电子湮灭时放出的核能E＝2mc2，生成三个频率相同的光子，即3hν＝E，ν＝，光在真空中波长λ0＝＝，由n＝得在水中的波长λ＝＝，D正确．
11．（2010年广东江门质检）雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子（νe）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶．中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为νe＋1737Cl―→1837Ar＋－10e，已知1737Cl核的质量为36.95658u，1837Ar核的质量为36.95691u，－10e的质量为0.00055u,1u质量对应的能量为931.5MeV.根据以上信息，可以判断（ ）
A．中微子不带电
B．中微子就是中子
C．1737Cl和1837Ar是同位素
D．参与上述反应的中微子的最小能量约为0.82MeV
解析：
选AD.在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数是零，质量数是零，故A项正确；而中子的质量数是1，故B项错误；同位素是电荷数相等，质量数不等的同种元素，而1737Cl和1837Ar是两种不同的元素，故C项错误；由爱因斯坦质能方程得中微子的质量m＝（0.00055＋36.95691－36.95658）u＝0.00088u，而1u质量对应的能量为931.5MeV，所以中微子的最小能量是E＝931.5×0.00088MeV≈0.82MeV，故D项正确．
12．利用氦－3（23He）和氘进行的聚变安全、无污染、容易控制，月球上有大量的氦－3，每个航天大国都将获取氦－3作为开发月球的重要目标之一．“嫦娥一号”探月卫星执行的一项重要任务就是评估月壤中氦－3的分布和储量．已知两个氘核聚变生成一个氦－3和一个中子的核反应方程是：
212H→23He＋01n＋3.26MeV.
若有2g氘全部发生聚变，则释放的能量是（NA为阿伏加德罗常数）
A．0.5×3.26MeVB．3.26MeV
C．0.5NA×3.26MeVD．NA×3.26MeV
解析：
选C.每两个氘核发生聚变，释放的核能为3.26MeV,2g氘核含有的核个数为mol＝1mol，故释放的能量是NA××3.26MeV，即0.5NA×3.26MeV.
二、计算题（本题包括4小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（8分）（2009年高考江苏卷）在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H的核反应，间接地证实了中微子的存在．
（1）中微子与水中的11H发生核反应，产生中子（01n）和正电子（＋10e），即中微子＋11H―→01n＋＋10e
可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．（填写选项前的字母）
A．0和0B．0和1
C．1和0D．1和1
（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ），即
＋10e＋－10e―→2γ
已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31kg，反应中产生的每个光子的能量约为________J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是_________________________________________________.
（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波长的大小．
解析：
（1）由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知A正确．
（2）由能量守恒有2E＝2mec2，所以E＝mec2＝9.1×10－31×（3.0×108）2J＝8.2×10－14J.
反应过程中动量守恒且总动量为零．
（3）粒子的动量p＝，物质波的波长λ＝
由mn＞me，知pn＞pe，则λn＜λe.
答案：
（1）A
（2）8.2×10－14 遵循动量守恒 （3）λn＜λe
14．（10分）人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉．普朗克常量为6.63×10－34J·s，光速为3.0×108m/s，则
（1）人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是多少？
（2）用这种波长的绿色光照射下列五种材料能产生光电效应的材料有几种？
材料
铯
钙
镁
铍
钛
逸出功（×10－19J）
3.0
4.3
5.9
6.2
6.6
解析：
（1）每个绿光光子的能量E0＝hν＝h＝J＝3.8×10－19J
最少须每秒射入6个绿光光子人眼才能察觉故P＝＝6×3.8×10－19W＝2.3×10－18W.
（2）发生光电效应的条件是光子的能量要大于金属的逸出功，E0仅大于铯的逸出功，故只有一种．
答案：
（1）2.3×10－18W
（2）1
15.（10分）（Ⅰ）放射性同位素614C被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖.614C很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5730年，若测得一古生物遗骸中614C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？
（Ⅱ）1934年约里奥·居里夫妇用α粒子轰击静止的1327Al，发现了放射性磷1530P和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖．
（1）写出这个过程的核反应方程式；
（2）若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C核的速度．
解析：
（Ⅰ）由于生物活体通过新陈代谢，生物体614C与612C的比例和空气相同，都是固定不变的，但生物遗骸由于新陈代谢停止，614C发生衰变、614C与612C的比值将不断减小，由半衰期的定义得
12．5%M0＝M0（）
则＝3，t＝3τ＝3×5730年＝17190年．
（Ⅱ）
（1）核反应方程式为：
24He＋1327Al→1530P＋01n.
（2）设该种粒子的质量为m，则12C核的质量为12m.由动量守恒定律可得：
mv0＝m（－v1）＋12mv2
解得：
v2＝
则碰撞后该种粒子运动方向与原粒子运动方向相同．
答案：
（Ⅰ）17190年 （Ⅱ）见解析
16．（12分）（2010年湛江模拟）光具有波粒二象性，光子的能量E＝hν，其中频率ν表示波的特征．在爱因斯坦提出光子说之后法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长λ的关系p＝h/λ.
若某激光管以Pw＝60W的功率发射波长λ＝663nm的光束，试根据上述理论计算：
（1）该管在1s内发射出多少光子？
（2）若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力F为多大？
解析：
（1）光子不仅有能量，而且有动量，照射物体时，产生的作用力可根据动量定理．设在时间Δt内发射出的光子数为n，光子频率为ν，每个光子的能量E＝hν，所以PW＝（Δt＝1s）．
而ν＝，解得n＝
＝个＝2.0×1020个．
（2）在时间Δt内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末动量变为零，据题中信息可知，n个光子的总动量为p总＝np＝n.
根据动量定理有F·Δt＝p总，
解得黑体表面对光子束的作用力为
F＝＝＝＝
＝N＝2.0×10－7N.
又根据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力
F′＝F＝2.0×10－7N.
答案：
（1）2.0×1020个
（2）2.0×10－7
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