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1、考点规范练 70天然放射现象、核反应、核能 一、单项选择题 1.(2018 北京西城模拟)放射性元素发生衰变放出一个电子,这个电子 () A.原来是原子的外层电子 B.原来是原子的内层电子 C.是在原子核内的质子转化为中子时产生的 D.是在原子核内的中子转化为质子时产生的 2.(2018 全国卷)1934 年,约里奥 居里夫妇用 粒子轰击铝核Al,产生了第一个人工放射性核素 X:Al n+X。X 的原子序数和质量数分别为() A.15 和 28 B.15 和 30 C.16 和 30 D.17 和 31 3.已知氘核的比结合能为1.1 MeV, 氦核的比结合能为7.1 MeV, 则两个氘核结合
2、成一个氦核时() A.释放出 4.9 MeV 的能量 B.释放出 6.0 MeV 的能量 C.释放出 24.0 MeV 的能量 D.吸收 4.9 MeV 的能量 4.(2018 河南豫南九校期中)一个静止在磁场中的放射性同位素原子核P,放出一个正电子后变成原 子核 Si,在图中近似反映正电子和Si 核轨迹的图是 () 5.铀核U) 经过 m 次 衰变和 n 次 衰变变成铅核Pb),关于该过程 ,下列说法正确的是() A.m=5,n=4 B.铀核U)的比结合能比铅核Pb)的比结合能小 C.衰变产物的结合能之和小于铀核U) 的结合能 D.铀核U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关 二、多项选择题 6
3、.一静止的铝原子核Al 俘获一速度为1.0 10 7 m/s 的质子 p 后,变为处于激发态的硅原子核 Si,下 列说法正确的是() A.核反应方程为pAlSi B.核反应过程中系统动量守恒 C.核反应过程中系统能量不守恒 D.核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和 E.硅原子核速度的数量级为10 5 m/s,方向与质子初速度的方向一致 7.(2018 广东深圳罗湖外国语学校期中)下列说法正确的是() A.玻尔理论成功解释了所有原子的光谱 B.已知氡的半衰期为3.8 天,若取 1 g 氡放在天平左盘上,砝码放于右盘 ,左右两边恰好平衡,则 7.6 天 后,需取走 0.75
4、g 砝码天平才能再次平衡 CHeH 是原子核的人工转变 D.光电效应实验中,遏止电压与入射光的频率有关 8.(2018 吉林辽源五中期末)关于核反应方程ThPa+X+ E( E 为释放出的核能,X 为新生成粒 子),已知 Th 的半衰期为T,则下列说法正确的是() A.Th 的半衰期T由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关 BPa比Th 少 1 个中子 ,X 粒子是从原子核中射出的,此核反应为 衰变 C.N 个Th 经 2T 时间因发生上述核反应而放出的核能为(N 数值很大 ) DTh 的比结合能为 三、非选择题 9.(2018 江苏苏州常熟中学二模)室内装修污染四大有害气体是
5、苯系物、甲醛、氨气和氡。氡存在于 建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。氡看不到,嗅不到 ,即使在氡浓度很高的环境里,人们对它也 毫无感觉。氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌,是除吸烟外导致肺癌的第二大因素。静止的氡核 Rn 放出某种粒子X 后变成钋核 Po,粒子 X 的动能为Ek1,若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X 的动能。试回答以下问题: (1)写出上述衰变的核反应方程(请用物理学上规定的符号表示粒子X); (2)求钋核的动能Ek2。 10.一个静止的氮核N 俘获了一个速度为2.3 10 7m/s 的中子生成一个复核 A,A 又衰变成B、 C 两 个新核 ,设 B、C 的速度方向与中子方向相同
6、,B 的质量是中子的11 倍,速度是 106 m/s,B、C 在同一磁 场中做圆周运动的半径之比RBRC=1130。(不考虑相对论效应。 ) (1)求 C 核的速度大小; (2)根据计算判断C 核是什么 ; (3)写出核反应方程。 考点规范练70天然放射现象、核反应、核能 1.D 2.B解析 已知 粒子的质量数是4,核电荷数为2,中子的质量数为1,不带电 ,原核反应方程可以写为 He+Al n+ X,根据核电荷数守恒,可知 X 的核电荷数即原子序数为15,根据质量数守恒,可知 X 的质量数为30,选项 B 正确。 3.C解析 根据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为 He,由于氘核的
7、比结 合能为 1.1 MeV, 氦核的比结合能为7.1 MeV, 故结合前氘核的结合能为E1=2 1.1 MeV, 结合后氦核的 结合能为 E2= 4 7.1 MeV, 故 E= 2E1-E2=- 24.0 MeV, 负号表示释放能量 ,选项 C 正确。 4.B解析 放射性元素放出正电子时,正粒子与反冲核的速度相反,而电性相同 ,则两个粒子受到的洛 伦兹力方向相反,两个粒子的轨迹应为外切圆,而放射性元素放出粒子时 , 粒子与反冲核的速度相 反,而电性相反 ,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同,两个粒子的轨迹应为内切圆。当放射性元素放 出正电子时 ,两带电粒子的动量守恒。由半径公式r= ,可得轨迹
8、半径与动量成正比,与电量成 反比 ,而正电子的电量比反冲核的电量小,则正电子的半径比反冲核的半径大,A、C、D 错误 ,B 正确。 5.B解析 此衰变方程可写为Pb+m +n ,根据电荷数守恒和质量数守恒有235=207+ 4m, 得 m=7,以及 92= 82+7 2-n,得 n=4,A 错误 ;衰变后的产物相对于衰变前要稳定,所以铀核 U)的比 结合能比铅核 Pb)的比结合能小,B 正确 ;稳定性更高 ,比结合能更大,核子总数不变 ,故衰变产物的 结合能之和一定大于铀核的结合能,C 错误 ;原子核的半衰期与环境的温度、压强等无关,D 错误。 6.ABE解析 核反应方程满足质量数、电荷数守恒
9、,选项 A 正确 ;核反应过程中遵循系统动量守恒和 能量守恒 ,故选项 B 正确 ,C 错误 ;核反应过程中有质量亏损,选项 D 错误 ;由 mPv=m Siv得 v=v 3.57 10 5 m/s,选项 E 正确。 7.CD解析 玻尔理论只能成功解释氢原子的光谱,A 错误 ;氡的半衰期为3.8 天,经 7.6 天后 ,有 0.75 g 衰变成新核 ,故取走的砝码小于0.75 g,天平才能再次平衡,B 错误 ;用 粒子去轰击氮核,属于原子核的 人工转变 ,C 正确 ;根据光电效应方程Ekm=eUc=h -W0,知遏止电压与入射光的频率有关 ,D 正确。 8.ABC解析 原子核的半衰期T 由原子
10、核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关,A 正 确;由质量数和电荷数守恒知X 的质量数是0,电荷数是 -1,为电子 ,是原子核内的中子转化为质子而释 放一个电子 ,为 衰变 ,B 正确 ;经 2T 时间还剩余没衰变 ,发生上述核反应而放出的核能为 N E,C 正 确 Pa的比结合能是234 个核子结合成Pa时放出的能量,该能量不是它衰变时放出的能量 E, 所以 Pa的比结合能不是Th 的比结合能也不是,D 错误。 9.解析 (1)根据质量数和电荷数守恒可得该核反应方程为RnPoHe。 (2)设粒子 X 的质量为m1、速度为 v1,钋核的质量为m2、速度为 v2 根据动量守恒定律有0=
11、m1v1-m2v2 钋核的动能 :Ek2= 故钋核的动能为。 答案 (1 RnPoHe(2) 10.解析 氮核吸收了一个中子变成复核不稳定,发生衰变 ,整个过程中中子、氮核以及两个新核组成 一个系统 ,过程前后都不受外界的干扰,所以整个系统在俘获与衰变过程中动量均守恒,利用这一点 , 可求出C 核的速度。然后根据粒子在磁场中的运动情况就可以判断出新核的种类,写出核反应方程。 氮核俘获中子到衰变成B、C 两个新核的过程中动量守恒: mnvn=mBvB+mCvC 且有 mnmBmC= 111(14+1-11)=1114。 由此解得vC=3 10 6 m/s。 再由带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动的知识得R= 由 RBRC= 1130,mnmBmC= 1114 且 qB+qC=7|e| 代入数据 ,联立解得qC= 2|e|,而 mC=4mn,则 C 核是氦原子核 ,核反应方程式是NnBHe。 答案 (1)3 10 6 m/s (2)氦原子核(3NnBHe
