《通用版2020版高考物理大一轮复习考点规范练39原子核及核反应新人教版 有答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通用版2020版高考物理大一轮复习考点规范练39原子核及核反应新人教版 有答案（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 考点规范练考点规范练 3939 原子核及核反应原子核及核反应 一、单项选择题 1 1.下列与 粒子相关的说法正确的是( ) A.天然放射现象中产生的 射线速度与光速度相当,穿透能力很强 B.铀 238U)核放出一个 粒子后就变为钍 234Th) (238 92 (234 90 C.高速 粒子轰击氮核可从氮核中打出中子,核反应方程为Hen 4 2 + 14 7N 16 8O + 1 0 D.丹麦物理学家玻尔进行了 粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型 答案 B 解析 射线是速度为 0.1c的氦核流,穿透能力最弱,A 错误;由核反应过程中质量数、核电荷数守恒可知 B 正确;C 项中核反应
2、前后核电荷数和质量数都不守恒,C 错误;D 项中进行 粒子散射实验的物理学家是卢瑟 福,所以 D 错误。 2 2.下列有关原子结构和原子核的认识,其中正确的是( ) A. 射线是高速运动的电子流 B.氢原子辐射光子后,其绕核运动的电子的动能增大 C.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 DBi 的半衰期是 5 天,100 g Bi 经过 10 天后还剩下 50 g .210 83 210 83 答案 B 解析 射线是高速电子流,而 射线是一种电磁波,选项 A 错误;氢原子辐射光子后,绕核运动的电子距核 更近,动能增大,选项 B 正确;太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变,选项 C
3、 错误;10 天为两个半衰 期,剩余的Bi 的质量为 100g=100g=25g,选项 D 错误。 210 83 ( 1 2) t ( 1 2) 2 2 3 3.关于质量亏损和原子核的结合能,以下说法正确的是( ) A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子释放的能量 B.一重原子核衰变成 粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 C.核子结合成原子核时会出现质量亏损,亏损的质量转化为释放的能量 D.原子核的比结合能越大,则原子核中核子的平均质量就越小,在核子结合成原子核时平均每个核子的质量亏 损就越小 答案 B 解析原子核的结合能等于核子结合成原子核所释放的能量,也等
4、于将原子核分解成自由核子所需的最小能量,故 选项 A 错误;重核的比结合能比中等核小,因此重核衰变时释放能量,衰变产物的结合能之和大于原来重核的 结合能,故选项 B 正确;质量亏损只是表明了亏损的质量与释放的能量的关系,而不是将亏损质量转化为释放 的能量,故选项 C 错误;结合能与核子数之比称作比结合能,也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中单 个核子分离所需能量越多,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,原子核中核子结合时平均每个核子的 质量亏损越多,原子核中核子的平均质量越小,故选项 D 错误。 4 4.某核电站遭受严重破坏,产生了严重的核泄漏,从核电站周围一定范围内的空气中和核电站
5、排出的废水中分 别检测出了放射性物质碘 131 和钚 239,严重危及了人们的生命安全。已知该核电站采用的是重水反应堆,用 U(铀)吸收中子后生成Pu(钚),碘 131 的半衰期为 8 天,下列说法正确的是( ) 238 92 239 94 A.排出的废水中的钚 239 是铀核裂变的生成物 BU 吸收中子后变成U 很不稳定,则经过 2 次 衰变后变成Pu .238 92 239 92U, 239 92 239 94 C.核电站的核废料可直接堆放在露天垃圾场 D.碘 131 的半衰期只有 8 天,因此 16 天后会全部消失 答案 B 3 解析裂变是重核生成几个中等质量原子核的过程,铀 238 的
6、质量数比钚 239 的小,因此钚不是铀核裂变的生 成物,A 错误;发生 衰变时质量数不发生改变,核电荷数加 1,根据电荷数守恒可知U 发生 2 次 衰变 239 92 后变成Pu,B 正确;核电站的核废料中具有很多的放射性物质,不可以直接堆放在露天垃圾场,C 错误;碘 239 94 131 的半衰期是 8 天,它是一个统计规律,大量的碘 131 在 8 天后会剩一半,16 天后会剩四分之一,D 错误。 二、多项选择题 5 5.质子数与中子数互换的核互为“镜像核”,例如He 是H 的“镜像核”,同样H 也是He 的“镜像 3 2 3 1 3 1 3 2 核”,则下列说法正确的是( ) A.N 和
7、O 互为“镜像核” 15 7 16 8 BN 和C 互为“镜像核” .13 7 13 6 C. 衰变的本质是一个中子转变为一个质子,同时放出一个电子 D.核反应Hen 的生成物中有 粒子,该反应是 衰变 2 1H + 3 1H 4 2 + 1 0 答案 BC 解析根据“镜像核”的定义N 和C 互为“镜像核”,选项 A 错误,B 正确; 衰变的本质是一个中子转 , 13 7 13 6 变为一个质子,同时放出一个电子,选项 C 正确;核反应Hen 的生成物中虽有 粒子,但该反 2 1H + 3 1H 4 2 + 1 0 应是聚变反应,选项 D 错误。 6 6.由于放射性元素Np 的半衰期很短,所以
8、在自然界一直未被发现,只是在使用人工的方法制造后才被发 237 93 现。已知Np 经过一系列 衰变和 衰变后变成Bi。下列判断正确的是( ) 237 93 209 83 ABi 的原子核比Np 的原子核少 28 个中子 .209 83 237 93 BBi 的原子核比Np 的原子核少 18 个中子 .209 83 237 93 C.衰变过程中共发生了 7 次 衰变和 4 次 衰变 D.衰变过程中共发生了 4 次 衰变和 7 次 衰变 4 答案 BC 解析Bi 的中子数为 209-83=126Np 的中子数为 237-93=144Bi 的原子核比Np 的原子核少 209 83 ,237 93
9、, 209 83 237 93 18 个中子,A 错,B 对;衰变过程共发生 衰变的次数为=7, 衰变的次数是 27-(93-83)=4,C 对,D 237 - 209 4 错。 7 7. 烟雾探测器使用了一种半衰期为 432 年的放射性元素镅Am 来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时, 241 95 镅Am 会释放出射线将它们电离,从而产生电流。烟尘一旦进入探测腔内,烟尘中的微粒会吸附部分射线, 241 95 导致电流减小,从而触发警报。则下列说法不正确的是( ) A.镅Am 发出的是 射线 241 95 B.镅Am 发出的是 射线 241 95 C.镅Am 发出的是 射线 241 95
10、D.0.2 mg 的镅Am 经 864 年将衰变掉 0.15 mg 241 95 答案 BC 解析镅Am 会释放出射线将空气电离,从而使电路中产生电流,则镅Am 发出的是 射线,选项 A 正确, 241 95 241 95 B、C 不正确;0.2mg 的镅Am 经 864 年(2 个半衰期)将衰变掉 0.15mg,选项 D 正确。 241 95 8 8.原来静止的原子核X,质量为m1,处在区域足够大的匀强磁场中,经 衰变成为质量为m2的原子核 Y, A Z 粒子的质量为m3。已测得 粒子的速度垂直于磁场B,且动能为E0。假定原子核 X 衰变时释放的核能全部转 化为动能,则下列四个结论正确的是(
11、 ) 5 A.核 Y 与 粒子在磁场中运动的周期之比为 2 Z - 2 B.核 Y 与 粒子在磁场中运动的半径之比为 2 Z - 2 C.此衰变过程中的质量亏损为m1-m2-m3 D.此衰变过程中释放的核能为 AE0 A - 4 答案 BCD 解析原子核发生 衰变时核子质量数减少 4,而核电荷数减少 2。由题意知 X 核原先静止,则衰变后 粒子 和反冲核 Y 的动量大小相等,由R=知,RYR=qqY=2(Z-2),B 正确;由T=知,周期之比TYT= mv Bq 2m Bq ,A 错误;该过程质量亏损 m=m1-(m2+m3),C 正确;由Ek=知,Y 核的动能EkY=,则释放的核 mY qY
12、 q m = A - 4 2(Z - 2) p2 2m 4E0 A - 4 能 E=Ek+EkY=,D 正确。 AE0 A - 4 三、计算题 9 9.用速度大小为v的中子轰击静止的锂核Li),发生核反应后生成氚核和 粒子,生成的氚核速度方向与中 (6 3 子的初速度方向相反,氚核与 粒子的速度之比为 78,中子的质量为m,质子的质量可近似看作m,光速为 c。 (1)写出核反应方程; (2)求氚核和 粒子的速度大小; (3)若核反应过程中放出的核能全部转化为 粒子和氚核的动能,求出质量亏损。 答案(1LiHe )1 0n + 6 3 3 1H + 4 2 (2)v v (3) 7 11 8 1
13、1 141mv2 121c2 解析(1)由题意可得,核反应方程为 6 LiHe。 1 0n + 6 3 3 1H + 4 2 (2)由动量守恒定律得mv=-3mv1+4mv2 由题意得v1v2=78 解得v1= v,v2= v。 7 11 8 11 (3)氚核和 粒子的动能之和为 Ek= 3m4mmv2 1 2 v12+ 1 2 v22= 403 242 释放的核能为 E=Ek-Ekn=mv2- mv2=mv2 403 242 1 2 141 121 由爱因斯坦质能方程得,质量亏损为 m=。 E c2 = 141mv2 121c2 1010.室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。氡
14、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 放出一个粒子 X 后变成钋核Po,钋核的动能为Ek1, 222 86 218 84 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)求粒子 X 的动能Ek2。 答案(1RnPoHe (2) )222 86 218 84 + 4 2 109Ek1 2 解析(1)氡核Rn 放出某种粒子 X 后变成钋核Po,根据核反应前后质量数和电荷数守恒,可以判断发 222 86 218 84 生的是 衰变,衰变方程为RnPoHe。 222 86 218 84 + 4 2 7 (2)设钋核的质量为m1、速度为v1,粒子 X 的质量为m2、速度为v2,根据动量守恒定律,有 0=m1v1-m2v2 粒子 X 的动能: Ek2=。 (m2v2)2 2m2 = m1v12 2 m1 m2 = 109Ek1 2
