《【高效课堂】2011高考物理总复习 课堂45分钟精练 第二章 第2节放射性元素的衰变核能（含详细答案）新人教版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【高效课堂】2011高考物理总复习 课堂45分钟精练 第二章 第2节放射性元素的衰变核能（含详细答案）新人教版选修3-5（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章第2节 放射性元素的衰变 核能1. （2009上海）放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是 ( )A. 射线，射线，射线B. 射线，射线，射线C. 射线，射线，射线D. 射线，射线，射线2. （2009天津）下列说法正确的是()A. 157N+11H126C+42He是衰变方程B. 11H+21H32He+是核聚变反应方程C. 23892U23490Th+42He是核裂变反应方程D. 42He+2713Al3015P+10n是原子核的人工转变方程3. （2009广东）科学家发现在月球上含有丰富的32He（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
2、变反应的方程式为32He+32He211H+42He.关于32He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.目前核电站都采用聚变反应发电4. （2010舟山高三月考）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. 电离 D. 原子发光现象5. 已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：（1）镭核中质子数和中子数分别是多少？（2）镭核的核电荷数和所带电荷量是多少？（3）若镭原子呈中性，它核外有多少电子？（4）22888Ra是镭的一种同位素，让22688Ra和22888Ra以相同速度
3、垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？6. (1) 关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有( )A. 是原子核质量减少一半所需的时间B. 是原子核有半数发生衰变所需的时间C. 把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的半衰期D. 可以用来测定地质年代、生物年代等（2）（2008海南）某考古队发现一古生物骸骨.考古专家根据骸骨中146C的含量推断出了该生物死亡的年代.已知此骸骨中146C的含量为活着的生物体中146C的1/4，146C的半衰期为5 730 年，该生物死亡时距今约年.7. （2009山东）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.
4、5 MeV的质子11H轰击静止的AZX，生成两个动能均为8.9 MeV的42He.（1 MeV=1.610-13 J）（1）上述核反应方程为 .（2）质量亏损为kg .8. 已知两个中子和两个质子结合成一个粒子时，可放出28.30 MeV的能量；三个粒子结合成一个碳核时，可放出7.26 MeV的能量.由此可知6个中子和6个质子结合成一个碳核时，可释放的能量为多少？9. 人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程.请按要求回答下列问题.(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献.请选择其中的两位，指出他们的主要成绩. . .在贝可勒尔发现天然放射现
5、象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，如图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途. ， .(2)在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂.中子在重水中可与21H核碰撞减速，在石墨中与126C核碰撞减速.上述碰撞可简化为弹性碰撞模型.某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？10. （2009江苏）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
6、子与水中11H的核反应，间接地证实了中微子的存在.（1）中微子与水中的11H发生核反应，产生中子（10n）和正电子（0+1e），即中微子+11H10n+0+1e，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1C. 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0+1e+0-1e2.已知正电子和电子的质量都为9.110-31kg，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.11. （创新题）2009年底的哥本哈根会议后各国更加重视新能源的开发，
7、其中核能具有能量密度大，地区适应性强的优势.在核电站中，核反应堆释放的核能被转化成电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能.23592U+10n14156Ba+9236Kr+X（1）以上的核反应方程是反应堆中发生的许多核反应中的一种，10n为中子，X为待求粒子，为X的个数，则X为 ，= .以mU、mBa、mKr分别表示U、Ba、Kr核的质量，mn、mH分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则上述核反应过程中放出的核能E= .(2)有一座发电能力为P输出 =1.00106 kW的核电站，核能转化为电能的效率=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是（1
8、）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能E=2.7810-11J，235U核的质量mU=39010-27kg，求每年（1年=3.15107 s）消耗的235U的质量为多少？第二章第2节 放射性元素的衰变 核能1.解析：由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是射线，射线次之，射线最弱.答案：B2. 解析：A选项中157N在质子的轰击下发生的核反应，属于人工转变，A错误；C选项是衰变，不是裂变，C错误.B、D均正确.答案：BD3. 解析：聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核，聚变过程会有质量亏损，要放出大量的能量.但目前核电站都采用铀核的裂变反应.答案：B4. 解析：粒子散射实验表明
9、了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出粒子或电子，从而发生衰变或衰变，故B正确；电离原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C错误；原子发光是原子跃迁形成的，也没有涉及到原子核的变化，故D错误.答案：B5. 解析：因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的.原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和.由此可得：（1）镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N=A-Z=226-88=138.（2）镭核的核电荷数和所带电量分别是Z=8
10、8，Q=Ze=881.610-19C=1.4110-17C.(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.（4）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，故有qvB=mv2/r,r=mv/qB.两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故r226/r228=226/228=113/114.6. 解析：（1）原子核衰变后变成新核，新核与未衰变的核在一起，故半衰期并不是原子核的数量、质量减少一半，A错误B正确；衰变快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，常用其测定地质年代、生物年代等，故C错误D正确.（2）根据公式m/m0=(1/2)t/ (其中m、m0分
11、别是现在与原来的质量，t为距今的时间，为半衰期)得m/m0=(1/2)t/5730=1/4.所以t=11 460年.答案：（1）B（2）11 4607. 解析：（1）根据电荷数守恒、质量数守恒和题目给出的粒子可写出核反应方程：11H+73X42He+42He或11H+73Li42He+42He.(2)由质能方程得：m=E/c2=（28.91.610-13-0.51.610-13）/(3.0108)2 kg=3.110-29 kg.答案：（1）11H+73X42He+42He或11H+73Li42He+42He（2） 3.110-298. 解析：可以先写出相应的核反应方程：210n+211H42
12、He+28.30 MeV342He126C+7.26 MeV610n+611H126C+E比较这些方程，将第一个方程改为3210n+3211H342He+328.30MeV将第二个方程代入得3210n+3211H126C+7.26 MeV+328.30 MeV所以E=7.26 MeV+328.30 MeV=92.16 MeV.9. 解析：(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型；玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱；查德威克发现了中子（或其他成就）.题图中不偏转的射线为射线，用于医疗放射治肿瘤.(2)设中子质量为Mn靶核质量为M，由动量守恒定律Mnv0=Mnv1+Mv2由能量守恒1/2M
13、nv02=1/2Mnv12+1/2Mv22.解得：v1=Mn-M/（Mn+Mv0）在重水中靶核质量：MH=2Mn，v1H=-1/3v0；在石墨中靶核质量：MC=12Mn,v1C=-11/13v0,与重水靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好.答案：（1）卢瑟福提出了原子的核式结构模型玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱查德威克发现了中子.(任选其二) 2为射线，用于医疗放射治肿瘤（2）重水减速效果更好10. 解析：（1）发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0，A项正确.（2）产生的能量是由于质量亏损.两个电子转变为两个光子之后，质量变为零
14、，由E=mc2，故一个光子的能量为E/2，带入数据得E2=8.210-14J.正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，故系统总动量为零，故只产生一个光子是不可能的，因为此过程遵循动量守恒.答案：（1）A (2)遵循动量守恒11. 解析：(1)依据核电荷数守恒和质量数守恒可判断X为中子，且=3，根据爱因斯坦的质能方程E=mc2，即E=mU-(mBa+mKr+2mn)c2.（2） 依据已知，P输出=1.00106 kW，t=3.15107 s，=40%，mU=39010-27kg，E=2.7810-11J，则W输出=P输出t，W总=W输出/=P输出t/，则核反应次数为n=P输出t/E，则每年消耗的23592U的质量MU总=nmU,即MU总=Pt/（E）mU=1 104.77 kg.答案：（1）中子 (10n) 3mU-(mBa+mKr+2mn)c2（2）1 104. 77 kg
