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1、定时检测二 放射性元素的衰变、核反应 1.(2009广东2)科学家发现在月球上含有丰富 的 He(氦3).它是一种高效、清洁、安全的核 聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为 .关于 He聚变下列表述 正确的是 ( ) A.聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核 C.聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用 He聚变反应发电,解析 该聚变反应释放了能量,是因为发生了质 量亏损,A、C错;该聚变反应产生了新原子核 H, B对;目前核电站都是用重核裂变发电的而不是 用轻核聚变,D错. 答案 B,2.(2009浙江15)氦原子核由两个质子与两个 中子组成,这两个质子之间存在着万有引
2、力、库 仑力和核力,则3种力从大到小的排列顺序是 ( ) A.核力、万有引力、库伦力 B.万有引力、库伦力、核力 C.库伦力、核力、万有引力 D.核力、库伦力、万有引力 解析 核力是核子之间的一种强相互作用,其相 互作用力巨大,两质子之间的万有引力极其微小, 所以我们在平时的计算时不考虑.,D,3.(2009安徽14)原子核聚变可望给人类未来 提供丰富的洁净能源.当氘等离子体被加热到适 当高温时,氘核参与的几种聚变反应可能发生, 放出热量.这几种反应的总效果可以表示为 由平衡条件可知 ( ) A.k=1,d=4 B.k=2,d=2 C.k=1,d=6 D.k=2,d=3 解析 根据核反应过程中
3、质量数守恒和电荷数 守恒得,B,4.(2009天津6)下列说法正确的是 ( ) A. 是衰变方程 B. 是核聚变反应方程 C. 是核裂变反应方程 D. 是原子核的人工转变方程 解析 原子核放出粒子是衰变,A项不是衰 变,C项是衰变,A、C两项都错误.,BD,5.(2009北京14)下列现象中,与原子核内部变 化有关的是 ( ) A.粒子散射现象 B.天然放射现象 C.光电效应现象 D.原子发光现象 解析 粒子散射现象表明了原子有核式结构; 光电效应现象说明光的粒子性;原子发光现象是 原子中电子的跃迁;天然放射现象说明原子核具 有复杂结构,故选B.,B,6.铝箔被粒子轰击后发生了以下核反应: .
4、下列判断正确的是 ( ) A. n是质子 B. n是中子 C.X是 Si的同位素 D.X是 P的同位素 解析 由核反应过程中质量数守恒、电荷数守 恒知,X是 P,故选项C错误,选项D正确; n为中 子,故选项A错误,选项B正确.,BD,7.一个氡核 Rn衰变成钋核 Po并放出一个粒子, 其半衰期为3.8天.1 g氡经过7.6天衰变掉氡的 质量,以及 Rn衰变成 Po的过程放出的粒子是 ( ) A.0.25 g,粒子 B.0.75 g,粒子 C.0.25 g,粒子 D.0.75 g,粒子 解析 由半衰期公式得m=m0 ,所以 衰变掉的氡的质量为 m0=0.25 g,衰变方程为: ,所以衰变出的粒
5、子是粒子.,B,8.三个原子核X、Y、Z,X核放出一个正电子后变为 Y核,Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一 个氦核( He),则下面说法正确的是 ( ) A.X核比Z核多一个质子 B.X核比Z核少一个中子 C.X核的质量数比Z核质量数大3 D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍 解析 设原子核X的符号为 ,则原子核Y为 , ,故原子核Z 为 .,CD,9.中子和质子结合成氘核时,质量亏损为m,相应 的能量E=mc2=2.2 MeV是氘核的结合能.下 列说法正确的是 ( ) A.用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时, 氘核不能分解为一个质子和一个中子 B.用能量等于2.2 MeV的
6、光子照射静止氘核时, 氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的 动能之和为零 C.用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时, 氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的 动能之和为零 D.用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时, 氘核可能分解为一个质子和一个中子,它们的 动能之和不为零,解析 根据核的结合能概念,核子结合成核所释 放的核能与逆过程所需要的能量相等,A、D正确. 根据动量守恒定律,用光子照射静止氘核时总动 量不为零,Ek= ,故照射后总动能则不为零, B错. 答案 AD,10.(2009江苏12C)在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
7、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 H的核反应,间接地证实 了中微子的存在. (1)中微子与水中的 H发生核反应,产生中子 ( n)和正电子( e),即中微子+ 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0 B.0和1 C.1和0 D.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(),即 已知正电子和电子的质量都为9.110-31 kg,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
8、)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电 子的物质波波长的大小.,解析 (1)在核反应中,由质量数和电荷数守恒 可知A正确. (2)2mc2=2E E=mc2=8.210-14 J,在碰撞过程中遵循动量守 恒,如果是产生一个光子,合动量为零,光子的速 度为零,与实际光子的运动状况矛盾. (3)粒子的动量p= ,物质波的波长= 由mnme,知pnpe,则ne 答案 (1)A (2)8.210-14 遵循动量守恒 (3)ne,11.(2009山东38)历史上第一次利用加速器实 现的核反应,是用加速后动能为0.5 MeV的质子 H轰击静止的 ,生成两个动能均为8.9 MeV的 He.(1 MeV=1
9、.610-13 J) (1)上述核反应方程为 . (2)质量亏损为 kg. 解析 (1) (2)设反应前质子的动能为Ek0,反应后 He的动 能为Ek,由于质量亏损而释放的能量为,E=2Ek-Ek0=(28.9-0.5)MeV=17.3 MeV 根据爱因斯坦质能方程,有 m= kg=3.110-29 kg 答案 (1) (2)3.110-29,12.天然放射性元素 Pu经过 次衰变和 次衰变,最后变成铅的同位素 . (填入铅的三种同位素 P、 Pb、 Pb中的 一种) 解析 设经过m次衰变,质量数守恒239-207= 4m,m=8,据电荷数守恒,设经n次衰变,94-82= 2m-n,所以n=4
10、,铅的同位素为 Pb. 答案 8 4 Pb,13.放射性元素的原子核在衰变或衰变生成新 原子核时,往往会同时伴随着 辐射.已知 A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2,经 过t=T1T2时间后测得这两种放射性元素的质量 相等,那么它们原来的质量之比mAmB= . 解析 放射性元素的原子核在发生衰变、 衰变时,蕴藏在核内的能量会释放出来,使产生 的新核处于高能级,这时它要向低能级跃迁,能 量以光子的形式辐射出来,因此,射线经常 是伴随射线和射线产生的;设t时间后放射,性元素的质量均为m,由衰变规律知:m=mA 答案 ,14.一个静止的铀核 U(原子质量为232.037 2 u) 放出一个粒
11、子(原子质量为4.002 6 u)后衰变 成钍核 Th(原子质量为228.028 7 u). (已知:原子质量单位1 u=1.67 10-27 kg,1 u 相当于931 MeV) (1)写出核衰变反应方程. (2)算出该核衰变反应中释放出的核能. (3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和 粒子的动能,则钍核获得的动能有多大?,解析 (1)核反应方程为: (2)质量亏损m=0.005 9 u E=mc2=0.005 9931 MeV=5.49 MeV (3)系统动量守恒,钍核和粒子的动量大小相 等,即 pTh+(-p)=0 EkTh= Ek=,EkTh+Ek=E 所以钍核获得的动能 答案 (1) (2)5.49 MeV (3)0.09 MeV,返回,
