【紅對勾】高三物理總復(fù)習 課時作業(yè)44 核反應(yīng) 核能.doc

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(8864)1(2012天津理綜)下列說法正確的是()a采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期b由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會放出光子c從高空對地面進行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力d原子核所含核子單獨存在時的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量解析：半衰期由原子核內(nèi)部因素決定，不受原子所處物理、化學(xué)條件的影響，選項a錯誤；氫原子從高能級躍遷到低能級時，要放出光子，選項b正確；從高空對地面進行遙感攝影是利用的紅外線的穿透能力，選項c錯誤；由于輕核聚變要釋放能量，根據(jù)質(zhì)能方程可知選項d說法錯誤答案：b2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 mev1.61012j，而根據(jù)功的知識，f n1.6103n，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)橹凶樱瑥亩兂梢粋€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u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：uthhe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1:45th核和粒子的動能之比為2:117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 hk hed h2 n43.15 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hcnq1，hncxq2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hhehecnn質(zhì)量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推斷正確的是()ax是he，q2q1 bx是he，q2q1cx是he，q2q1 dx是he，q2q1.答案：b7一個u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unxsr2n，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：2351a9421,92b38，解得a140，b54，其中a是x的質(zhì)量數(shù)，b為x的電荷數(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；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(31236)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(86rn)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：rnpohe(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，由洛侖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mc2(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u，完成下面的核反應(yīng)方程式unsrxe10n；(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 u1.661027 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2.93104 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 u101.0087 u0.1507 u根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程emc20.15071.661027(3108)2 j231011 j核電站每年放出的熱量qpt1.0109