【紅對勾】2013高考物理復(fù)習(xí) 課時作業(yè)44 核反應(yīng) 核能

1、課時作業(yè)44核反應(yīng)核能時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8×864)1在下列四個方程中，x1、x2、x3和x4各代表某種粒子92235U01n3895Sr54138Xe3x112Hx223He01n92238U90234Thx3 1224Mg24He1327Alx4以下判斷正確的是()Ax1是中子 Bx2是質(zhì)子Cx3是粒子 Dx4是氘核解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，x1是中子，x2是氘核，x3是粒子，x4是質(zhì)子答案：AC2激光中子是由一重原子核吸收一光子后發(fā)射一中子而產(chǎn)生的，光子的極限能量大約是10 MeV.假定中子從原子核上向外移開距離1013 cm所受的力保持不變，則中

2、子與原子核間的作用力的數(shù)量級是()A103N B10 NC103N D無法計算解析：10 MeV1.6×1012J，而根據(jù)功的知識，f N1.6×103N，比較接近C項答案：C3.“軌道電子俘獲”也是放射性同位素衰變的一種形式，它是指原子核(稱為母核)俘獲一個核外電子，其內(nèi)部一個質(zhì)子變?yōu)橹凶?，從而變成一個新核(稱為子核)，并且放出一個中微子的過程中微子的質(zhì)量極小，不帶電，很難被探測到，人們最早是通過子核的反沖而間接證明中微子的存在的關(guān)于一個靜止的母核發(fā)生“軌道電子俘獲”，衰變?yōu)樽雍瞬⒎懦鲋形⒆樱旅娴恼f法中不正確的是()A子核的動量與中微子的動量相同B母核的電荷數(shù)大于子核的

3、電荷數(shù)C母核的質(zhì)量數(shù)等于子核的質(zhì)量數(shù)D子核的動能大于中微子的動能解析：子核的動量與中微子的動量大小相等，方向相反，由p可知，子核的動能小于中微子的動能，母核的電荷數(shù)等于子核的電荷數(shù)，中微子的質(zhì)量極小，質(zhì)量數(shù)為零答案：ABD4靜止在勻強磁場中的 92238U核，發(fā)生衰變后生成Th核，衰變后的粒子速度方向垂直于磁場方向，則以下結(jié)論中正確的是()衰變方程可表示為： 92238U 90234Th24He衰變后的Th核和粒子的軌跡是兩個內(nèi)切圓，軌道半徑之比為145Th核和粒子的動能之比為2117若粒子轉(zhuǎn)了117圈，則Th核轉(zhuǎn)了90圈A BC D解析：衰變過程不可逆，不能用等號；衰變后的Th核和粒子的軌跡

4、是兩個外切圓，由于Th核和粒子的動量大小相等，因此動能之比等于質(zhì)量比的倒數(shù)為2117，周期之比等于比荷比的倒數(shù)為11790，故粒子轉(zhuǎn)了117圈，則Th核轉(zhuǎn)了90圈答案：D5.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，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為6 12Hk 24Hed 11H2 01n43.15 MeV由平衡條件可知()Ak1，d4 Bk2，d2Ck1，d6 Dk2，d3解析：本題考查的是原子核反應(yīng)方程的有關(guān)知識，意在考查考生對核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒這一知識點的理解和應(yīng)用能力；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：.解得：

5、k2，d2；故選B.答案：B6.某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應(yīng)方程為11H612C713NQ1,11H715N612CXQ2方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表：原子核11H23He24He612C713N715N質(zhì)量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推斷正確的是()AX是23He，Q2>Q1 BX是24He，Q2>Q1CX是23He，Q2<Q1 DX是24He，Q2<Q1解析：本題考查核反應(yīng)方程的書寫和計算核反應(yīng)能量，意在考查考生推理判斷和運算能力由核反應(yīng)過程中必須遵守的

6、質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒知X是24He.放出熱量分別為Q1和Q2的兩個核反應(yīng)中質(zhì)量虧損分別為0.0021 u和0.0053 u，故Q2>Q1.答案：B7一個 92235U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為 92235U01nX3894Sr201n，則下列說法正確的是()AX原子核中含有86個中子BX原子核中含有141個核子C因為裂變釋放能量，根據(jù)Emc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D因為裂變釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)減少解析：由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知：2351a942×1,92b38，解得：a140，b54，其中a是X的質(zhì)量數(shù)，b為X的電

7、荷數(shù)，X核中的中子數(shù)為：ab1405486，由此可知A選項對，B選項錯；裂變釋放能量，由質(zhì)能關(guān)系可知，其總質(zhì)量減小，但質(zhì)量數(shù)守恒，故C、D均錯答案：A8.核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會釋放射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時會輻射射線下列說法正確的是()A碘131釋放的射線由氦核組成B銫137衰變時輻射出的光子能量小于可見光光子能量C與銫137相比，碘131衰變更慢D銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)解析：射線的本質(zhì)是電子，并非氦核，A項錯；光子的頻率大于可見光光子的頻率，由Eh可知光子的能量大于可見光光子的能量，B項錯誤；

8、半衰期越小表示元素衰變越快，C項錯；同位素含有相同的質(zhì)子數(shù)但中子數(shù)不同，故D項正確答案：D二、計算題(3×1236)9某些建筑材料可產(chǎn)生放射性氣體氡，氡可以發(fā)生和衰變，如果人長期生活在氡濃度過高的環(huán)境中，氡經(jīng)過人的呼吸道沉積在肺部，并放出大量射線，從而危害人體健康原來靜止的氡核( 22286Rn)發(fā)生一次衰變生成新核釙(PO)已知放出的粒子速度為v.(1)寫出衰變方程；(2)求衰變生成的釙核的速度解析：(1)衰變方程為： 86222Rn 84218Po24He(2)放出的粒子速度方向為正方向，設(shè)釙核和粒子的質(zhì)量分別為M、m由動量守恒定律得Mv1mv0，v1方向與粒子速度方向相反10云

9、室處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，一靜止的質(zhì)量為M的原子核在云室中發(fā)生一次衰變，粒子的質(zhì)量為m，電量為q，其運動軌跡在與磁場垂直的平面內(nèi)現(xiàn)測得粒子運動的軌道半徑R，試求在衰變過程中的質(zhì)量虧損(注：涉及能量問題時，虧損的質(zhì)量可忽略不計)解析：令v表示粒子的速度，由洛倫茲力和牛頓定律可得qvBm令v表示衰變后剩余核的速度，在考慮衰變過程中系統(tǒng)的動量守恒時，因為虧損質(zhì)量小，可不予考慮，由動量守恒可知(Mm)vmv在衰變過程中，粒子和剩余核的動能來自于虧損質(zhì)量即m·c2(Mm)v2mv2聯(lián)立式解得m.解析：要求虧損質(zhì)量，由Emc2，可知應(yīng)先求核反應(yīng)中釋放的能量E，此問題中E是以新核和粒子動能

10、形式釋放的要求新核和粒子動能，應(yīng)求出兩者速度，由題意可知利用動量守恒和向心力公式即可求得答案：11利用反應(yīng)堆工作時釋放出的熱能使水汽化以推動汽輪發(fā)電機發(fā)電，這就是核電站核電站消耗的“燃料”很少，但功率卻很大，目前，核能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，我國已具備了發(fā)展核電的基本條件(1)核反應(yīng)堆中的“燃料”是92235U，完成下面的核反應(yīng)方程式92235U01n() 90Sr 54()Xe1001n；(2)一座100萬千瓦的核電站，每年需要多少噸濃縮鈾？已知鈾核的質(zhì)量為235.0439 u，中子質(zhì)量為1.0087 u，鍶(Sr)核的質(zhì)量為89.9077 u，氙(Xe)核的質(zhì)量為135.9072 u1 u1.6

11、6×1027 kg，濃縮鈾中鈾235的含量占2%.(3)同樣功率(100萬千瓦)的火力發(fā)電站，每年要消耗多少噸標準煤？(已知標準煤的熱值為2.93×104 kJ/kg)(4)為了防止鈾核裂變產(chǎn)物放出的各種射線對人體的危害和對環(huán)境的污染，需采取哪些措施？(舉兩種)解析：(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得：質(zhì)量數(shù)為136，電荷數(shù)為38.(2)該反應(yīng)的質(zhì)量虧損是：m235.0439 u1.0087 u89.9077 u135.9072 u10×1.0087 u0.1507 u根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Emc20.1507×1.66×1027×(3×108)2 J2.3×1011 J核電站每年放出的熱量QP·t1.0×109×3.6×103×24×365 J3.2×1016J則由題意知：Q·E&#