2019高三物理人教版一輪練習：34核反應和核能Word版含解析

1、課時分層集訓（三十四）核反應和核能（限時：40分鐘）（對應學生用書第337頁）基礎對點練海原子核的衰變及半衰期1 .下列說法中正確的是（）A.質(zhì)子與中子結合成笊核的過程中需要吸收能量B.22688Ra（鐳）衰變?yōu)?2286Rn（氫）要經(jīng)過1次a衰變和1次0衰變C. B射線是原子核外電子掙脫原子核的束縛后而形成的電子流D .放射性元素的半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變所需 要的時間D 質(zhì)子與中子結合成笊核，需放出能量，A錯誤.根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù) 守恒判斷，只發(fā)生一次a衰變，B錯誤；B射線是原子核發(fā)生B衰變形成 的，是原子核中放出的電子，C錯誤；根據(jù)半衰期的概念，D正確. 2. （20

2、18吉林模擬）下列說法正確的是（）A.原子核的結合能是組成原子核的所有核子的能量總和B.在所有核反應中，都遵從“質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒”的規(guī)律C.在天然放射現(xiàn)象中放出的 B射線就是電子流，該電子是原子的內(nèi)層電 子受激發(fā)后輻射出來的D.鐳226衰變?yōu)闅?22的半衰期為1 620年，也就是說，100個鐳226 核經(jīng)過1 620年后一定還剩下50個鐳226沒有發(fā)生衰變B 原子核的結合能是組成原子核的所有核子結合成原子核時釋放出來的能量，選項A錯誤；在所有核反應中，都遵從 “質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù) 守恒”的規(guī)律，選項B正確；在天然放射現(xiàn)象中放出的B射線就是電子流，該電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子，

3、從原子核中輻射出來的， 選項C錯誤；半衰期是對大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，少量原子核衰變 不能運用半衰期的統(tǒng)計規(guī)律，所以選項 D錯誤.3. （2018濟南模擬）自然界存在的放射性元素的原子核并非只發(fā)生一次衰 變就達到穩(wěn)定狀態(tài)，而是要發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，最終達到穩(wěn)定狀態(tài).某些原子核的發(fā)變情況如圖12-2-4所示（N表示中子數(shù)，Z表示質(zhì)子數(shù)），則下列說法正確的是（）圖 12-2-4A .由228Ra至r89ac的衰變是a衰變B.已知2288Ra的半衰期是則8個2288Ra原子核經(jīng)過2T時間后還剩2個C.從290rh到282Pb共發(fā)生5次a衰變和2次B衰變D.圖中發(fā)生的a衰變和B衰變分別只能產(chǎn)生a和

4、B射線C 由題圖可知，288Ra衰變后的新原子核為228Ac,新原子核的質(zhì)子數(shù)比 Ra的多1個，所以是B衰變，選項A錯誤；原子核的半衰期是對大量原 子核的行為做出的統(tǒng)計預測，對于單個的微觀事件是不可預測的，選項B錯誤；由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知，從228Th到282Pb共發(fā)生5次a衰變和2 次B衰變，選項C正確；丫射線經(jīng)常是伴隨a射線和B射線產(chǎn)生的，選項D錯誤.4.研究放射性元素射線性質(zhì)的實驗裝置如圖12-2-5所示.兩塊平行放置的金屬板A、B分別與電源的兩極a、b連接，放射源發(fā)出的射線從其上方小孔向外射出.則（）圖 12-2-5A. a為電源正極，到達A板的為a射線B. a為電源正極，到達A板的

5、為B射線C. a為電源負極，到達A板的為a射線D. a為電源負極，到達A板的為B射線B 從題圖可以看出，到達兩極板的粒子做類平拋運動，到達A極板的粒 子在初速度方向的位移小于到達 B極板的粒子在初速度方向的位移，粒子 在初速度方向做勻速直線運動，則根據(jù)公式 x= V0t=vom2,兩個粒子 d .初速度v0相差不大，兩極板間電壓u相同，放射源與兩極板的距離萬也相同，而電子的m小得多，所以電子在初速度方向的位移小，故達到 A極板 q的是B射線，A極板帶正電，a為電源的正極，故選項B正確. 教如備選（多選）（2017南通,g擬）社294Th具有放射性，它能放出一個新的粒子而變?yōu)檐嘥94Pa,同時伴

6、隨有丫射線產(chǎn)生，具方程為230Th-234Pa+ X,社的半衰期 為24天.則下列說法中正確的是（）A . X為質(zhì)子B. X是社核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時產(chǎn)生的C. 丫射線是鎂原子核放出的D . 1 g什234Th經(jīng)過120天后還剩0.312 5 gBC 根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，社核衰變過程中放出了一個電子，即X為電子，故A錯誤；發(fā)生B衰變時釋放的電子是由核內(nèi)一個中子轉(zhuǎn)化 成一個質(zhì)子同時產(chǎn)生的，故B正確；丫射線是鎂原子核放出的，故C正確； 社的半衰期為24天，1 g社290Th經(jīng)過120天即經(jīng)過5個半衰期，故經(jīng)過 120天后還剩0.031 25 g,故D錯誤. 海核反應方程5.如圖12-

7、2-6所示為查德威克發(fā)現(xiàn)中子白實驗示意圖，利用針 （284Po）衰變放出 的a粒子轟擊鍍（9Be）,產(chǎn)生的粒子P能將石蠟中的質(zhì)子打出來.下列說法正 確的是（）a粒子粒子Q圖 12-2-6A. a粒子是氯原子B.粒子Q的穿透能力比粒子P的強C.針的a衰變方程為280Po-208Pb+ 4He49121D. a粒子轟擊鍍的核反應萬程為4He+4Be-6C+onD a粒子是氯原子核，選項 A錯誤；粒子P是中子，粒子Q是質(zhì)子，由于質(zhì)子帶正電，當質(zhì)子射入物體時，受到的庫侖力作用會阻礙質(zhì)子的運動，而中子不帶電，不受庫侖力作用，所以選項B 錯誤；在釙衰變中，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒知產(chǎn)生的是282Pb,并非282Pb

8、,選項C錯誤；4He+ 9Be-126C 10n 是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程，選項D 正確6. （2018淮北模擬）鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應：23592U+ ona+ b + 2on,則 a+b 可能是（）A. 14156Ba 3962KrB.14054Xe 9348SrC.14156Ba 9383SrD.14054Xe 9336KrB 核反應過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)都守恒，A 質(zhì)量數(shù)不守恒，B質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒，C 電荷數(shù)不守恒，D 質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都不守恒，故 B 正確 7原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源當氘等離子體被加熱到適當高溫時，氘核參

9、與的幾種聚變反應可能發(fā)生，放出能量這幾種反應的總效果可以表示為24116iH> k2He+ diH + 2on + 43.15 MeV由平衡條件可知（）【導學號：84370497】B. k=1, d = 4B. k=2, d = 2C. k=1, d = 6D. k=2, d = 3B 核反應的基本規(guī)律是質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，所以6X2 = 4k+d +2,6X1 = 2k+ d,解得k= 2, d = 2,因此B選項正確.8. （2016江蘇高考）貝可勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領域中有著廣泛應用下列屬于放射性衰變的是（）A.146C-147N+ 1e

10、B.295U + 0n - 153l + 99丫 + 21nC.2H + 3H-4He + 1nD.2He+ 27Al -30P+ onA 放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫天然放射現(xiàn)象. A選項為B衰變 方程，B選項為重核裂變方程，C選項為輕核聚變方程，D選項為原子核 的人工轉(zhuǎn)變方程，故選A.海核能的理解和計算9. （2018太原模擬）下列說法正確的是（）A.組成原子核的核子越多，它的結合能越高，比結合能越大B.核子結合成原子核時核力做正功，將放出能量，這部分能量就是原子 核的結合能C.原子核的比結合能越大，原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定 D.原子核的質(zhì)量大于組成它的核子的質(zhì)量之和C

11、組成原子核的核子越多，它的結合能越高，但是結合能與核子數(shù)的比 值即原子核的比結合能不一定越大， 但比結合能越大，原子核中核子結合 得越牢固，原子核越穩(wěn)定，A錯誤，C正確；自由核子結合成原子核時核 力做正功，將放出能量，而原子核的結合能是指把核子分開所需要的能量， 故B錯誤；發(fā)生核反應時，存在質(zhì)量虧損，原子核的質(zhì)量小于組成它的 核子的質(zhì)量之和，D錯誤.10. “超導托卡馬克”（英名稱：EAST,俗稱“人造太陽”）是我國自行研制的 可控熱核反應實驗裝置.設該實驗反應前笊核 （2H）的質(zhì)量為mi,瓶核（3H）的 質(zhì)量為m2,反應后氯核（2He）的質(zhì)量為m3,中子（An）的質(zhì)量為m4,光速為c. 下列

12、說法中不正確的是（）A.這種裝置中發(fā)生的核反應方程式是2H + 3H-2He+ 0nB.由核反應過程質(zhì)量守恒可知 mi + m2=m3+m4C.核反應放出的能量等于（mi+m2 m3m4）c2D .這種裝置與我國大亞灣核電站所使用核裝置的核反應原理不相同B 可控熱核反應裝置中發(fā)生的核反應方程式是 2H + 3H-4He+ on,故A 正確；核反應過程中質(zhì)量數(shù)守恒，但質(zhì)量不守恒，核反應過程中存在質(zhì)量 虧損，因此mi + m2m3+m4,故B錯誤；核反應過程中的質(zhì)量虧損 Zm= mi + m2 m3m4,釋放的核能 AE= mc2 = (mi + m2 m3 m4)c2,故 C 正確；這種裝置的核

13、反應是核聚變，我國大亞灣核電站所使用核裝置是核 裂變，它們的核反應原理不相同，故 D正確.11 .已知氮原子的質(zhì)量為MHeU,電子的質(zhì)量為meU,質(zhì)子的質(zhì)量為mlpU,中子的 質(zhì)量為mnu, u為原子質(zhì)量單位，且由愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2可知：1 u對應于931.5 MeV的能量，若取光速c= 3X108 m/s,則兩個質(zhì)子和兩個中子 聚變成一個氮核，釋放的能量為()A. 2X(mp+mn)-MHeX931.5 MeVB. 2X (mp+mn+me)MHeX931.5 MeVC. 2 x(mp + mn+me)-MHeXc2 JD. 2X(mp+mn)-MHeXc2 JB 核反應方程為2；H

14、 +20n-2He,質(zhì)量萬損 所i= 2X (mp+mn)(MHe 2me) = 2X(mp+mn+me) MHe,所以釋放的能量為 AE=mX931.5 MeV = 2X(mp+mn+me) MHeX931.5 MeV,選項 B 正確.考點綜合練12 .現(xiàn)代科學的發(fā)展極大地促進了人們對原子、原子核的認識，下列有關原子、 原子核的敘述正確的是()【導學號：84370498】A.盧瑟福a粒子散射實驗說明原子核內(nèi)部具有復雜的結構B.天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部有電子2341C.輕核聚變反應方程有：1H + 1H-2He + onD.氫原子從n = 3能級躍遷到n=1能級和從n= 2能級躍遷到n=1能

15、級， 前者躍遷輻射出的光子波長比后者的長C 盧瑟福通過a粒子散射實驗提出原子的核式結構模型，天然放射現(xiàn)象 說明原子核內(nèi)部具有復雜的結構，A、B錯誤；輕核聚變方程電荷數(shù)守恒、 質(zhì)量數(shù)守恒，C正確；氫原子從n = 3能級躍遷到n=1能級放出的光子能 量比從n = 2能級躍遷到n=1能級的大，由公式E = hC，可知前者躍遷輻 人射出的光子波長比后者的短，D錯誤.13.(多選)(2018揚州,g擬)科學家使用核反應獲取瓶，再利用笊和瓶的核反應獲得能量.核反應方程分別為：X + Y2He+iH + 4,9 MeV和2H+3H-4He+X + 17.6 MeV.下列表述正確的有()A. X是中子B. Y

16、的質(zhì)子數(shù)是3,中子數(shù)是6C.兩個核反應都沒有質(zhì)量虧損D.笊和瓶的核反應是核聚變反應AD 在該核反應中，2H + 3H-2He+ X + 17.6 MeV,根據(jù)電荷數(shù)守恒、 質(zhì)量數(shù)守恒，則X的電荷數(shù)為0,質(zhì)量數(shù)為1,可知X是中子，故A正 確.在X + 丫-4He + 3H + 4.9 MeV中，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，Y的電荷數(shù)為3,質(zhì)量數(shù)為6,則丫的質(zhì)子數(shù)為3,中子數(shù)為3,故B錯誤.兩 個核反應都釋放能量，都有質(zhì)量虧損，故 C錯誤.兩核反應均為核聚變 反應，故D正確.14.缽的放射性同位素294Pu靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)235u*和a粒子，而鈾核激 發(fā)態(tài)235u*立即衰變?yōu)殁櫤?35u,并

17、放出能量為0.097 MeV的丫光子.已知：294 Pu、235u 和 a粒子的質(zhì)量分別為 mpu=239.052 1 u> mu =235.043 9 u和 m” 4.002 6 u,1 ic2= 931.5 MeV .(1)寫出衰變方程；(2)已知衰變放出的光子的動量可忽略，求a粒子的動能.【導學號：84370499】解析(1)衰變方程為U9 43 92235 *4> 92U +2He,92U > 92U + %或兩式合并為294pu>292u + 4He+ y .(2)上述衰變過程的質(zhì)量虧損為m= mpu mu ma,由質(zhì)能方程得正=Amc2由能量守恒得 AE=E

18、ku+Eka+ Et設衰變后的鈾核和a粒子的速度分別為vu和v叼則由動量守恒定律得muvu = mwa1212乂 Eku = 2miuvu, Eka= 2mwa聯(lián)立角單得 Eka= -3U(mpu mu mjc2EJ, mu+mC少 a代入題給數(shù)據(jù)得Eka= 5.034 MeV.答案(1)294Pu> 295U+4He+ T (2)5.034 MeV15.在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個a粒子，結果得到一張兩個相切圓的徑跡照片，如圖12-2-7所示，今測得兩個相切圓半徑之比ri :2=44 ： 1,求:圖 12-2-7(1)這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少?(2)圖中哪一個是a粒子的徑跡？解析(1)設衰變后新核的帶電荷量為qx, a粒子的帶電荷量為qa= 2e,它們的質(zhì)量分別為mx和ma,衰變后的速度分別為Vx和V a,所以原