粵教版選修35 裂變和聚變 第1課時 作業(yè).doc

5.2裂變及其應用1下列說法錯誤的是a. 銫137進行衰變時，往往同時釋放出射線， 射線具有很強的穿透能力，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板b. 光是電磁波的一種，它和射線本質(zhì)相同c. 中子被吸收， 會裂變，發(fā)生鏈式反應，產(chǎn)生核能d. 氫原子會輻射光子，形成氫光譜，它只包含有可見光、紫外線，【答案】 d【解析】a、銫137進行衰變時釋放出射線，射線具有很強的穿透能力，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，故a正確；b、光和射線本質(zhì)相同，都是電磁波的一種，故b正確；c、吸收中子后會裂變，發(fā)生鏈式反應，釋放核能，故c正確；d. 氫原子光譜為不連續(xù)的明線光譜，自無線電波、微波、紅外光、可見光、到紫外光區(qū)段都有可能有其譜線，故d錯誤。本題選擇錯誤答案，故選：d。2已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3，光速為c在質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核的過程中（）a. 釋放的能量為（m1+m2+m3 ）c2b. 釋放的能量為（m1+m2-m3）c2c. 吸收的能量為（ml+m2+m3）c2d. 吸收的能量為（ml+m2-m3 ）c2【答案】 b【解析】在質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核的過程中存在質(zhì)量虧損,根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知,e=mc2=(m1+m2m3)c2，故b正確，acd錯誤。故選：b。3下列有關原子結(jié)構(gòu)和原子核的認識，其中正確的是( )a. 氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能增大b. 射線是高速運動的電子流c. 太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變d. bi的半衰期是5天，100gbi經(jīng)過10天后還剩下50g【答案】 a【解析】氫原子輻射光子后，原子的能級降低，核外電子的半徑減小，則根據(jù)，則，則其繞核運動的電子動能增大，選項a正確；射線是高速運動的電子流，選項b錯誤； 太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的輕核的聚變，選項c錯誤； 的半衰期是5天，100g 經(jīng)過10天后還剩下，選項d錯誤；故選a.4下列四幅圖的有關說法中正確的是a. 若兩球質(zhì)量相等，碰后m2的速度一定為vb. 射線甲由粒子組成，每個粒子帶兩個單位正電荷c. 在光顏色保持不變的情況下，入射光越強，飽和光電流越大d. 該鏈式反應屬于原子核的衰變【答案】 c【解析】甲圖中，兩球碰撞過程動量守恒，碰撞過程機械能不增加，如果兩球質(zhì)量相等，則碰撞后的速度不大于v，但不是一定等于v，故a錯誤；由左手定則可知，甲帶負電，由電子組成，故b錯誤；圖中光的顏色保持不變的情況下，光照越強，光電子數(shù)目越多，則飽和光電流越大，故c正確；鏈式反應屬于重核裂變，故d錯誤5恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應核反應方程為.以下說法不正確的是( )a. 該核反應為聚變反應b. 熱核反應中有質(zhì)量虧損c. 熱核反應會放出巨大能量d. 由于核反應中質(zhì)量數(shù)守恒，所以質(zhì)量也是守恒的【答案】 d點睛：此題考查核聚變與核裂變的定義，核聚變的核反應方程等多讀課本，掌握聚變反應與裂變反應的特點以及它們的區(qū)別是解答的關鍵6下列說法中正確的是（ ）a. 根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，物體具有的能量和它的質(zhì)量之間存在著正比關系b. 核反應方程屬于裂變c. 盧瑟福的粒子散射實驗揭示了原子核有復雜的結(jié)構(gòu)d. 衰變中產(chǎn)生的射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的【答案】 a【解析】根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，物體具有的能量和它的質(zhì)量之間存在著正比關系，選項a正確； 核反應方程屬于衰變方程，選項b錯誤； 盧瑟福的粒子散射實驗揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，選項c錯誤； 衰變中產(chǎn)生的射線實際上是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時放出的電子而形成的，選項d錯誤；故選a.7下列說法中，不正確的是 ( )a. 康普頓認為x射線的光子與晶體中的電子碰撞時要遵守能量守恒定律和動量守恒定律，才能解釋散射射線中有波長大于入射射線波長的現(xiàn)象。b. 由e=mc2可知，質(zhì)量與能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。c. 用能量等于氘核結(jié)合能的光子照射靜止的自由的氘核，可使氘核分解為一個質(zhì)子和一個中子。d. 因在核反應中能釋放核能，有質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能量和總質(zhì)量并不守恒【答案】 bcd【解析】康普頓認為x射線的光子與晶體中的電子碰撞時要遵守能量守恒定律和動量守恒定律，才能解釋散射射線中有波長大于入射射線波長的現(xiàn)象，故a正確；由質(zhì)能方程可知，質(zhì)量與能量相對應，故b錯誤；核子結(jié)合成原子核與原子核分解為核子是逆過程，質(zhì)量的變化相等，能量變化也相等，故用能量等于氘核結(jié)合能的光子照射靜止氘核，還要另給它們分離時所需要的足夠的動能（光子方向有動量），所以不可能使氘核分解為一個質(zhì)子和一個中子，故c錯誤；核反應中，質(zhì)量數(shù)守恒、能量也守恒故d錯誤此題選擇錯誤的選項，故選bcd.8關于核聚變，以下說法不正確的是()a與裂變相比輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔b世界上已經(jīng)有利用核聚變能來發(fā)電的核電站c要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達到1015 m以內(nèi)，核力才能起作用d地球聚變?nèi)剂系膬α渴重S富，從海水中可以提煉出大量核聚變所需的氘核答案b解析與裂變相比，核聚變有下面的幾個優(yōu)勢：(1)安全、清潔、輻射少；(2)核燃料儲量多；(3)核廢料易處理但核聚變發(fā)電還沒有投入實際運行所以b項是不正確的9重核裂變和輕核聚變是人們獲得核能的兩個途徑，下列說法中正確的是()a裂變過程質(zhì)量增加，聚變過程質(zhì)量虧損b裂變過程質(zhì)量虧損，聚變過程質(zhì)量增加c裂變過程和聚變過程都有質(zhì)量增加d裂變過程和聚變過程都有質(zhì)量虧損答案d10一個中子和一個質(zhì)子能結(jié)合成一個氘核，請寫出該核反應方程式：_；已知中子的質(zhì)量是mn，質(zhì)子的質(zhì)量是mp，氘核的質(zhì)量是md，光在真空的速度為c，氘核的結(jié)合能的表達式為_【答案】 (mn+mp-md)c2【解析】核反應方程為：氘核的結(jié)合能等于中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核釋放的能量，根據(jù)質(zhì)能方程知，e=（mn+mp-md）c211物理學家們普遍相信太陽發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應。根據(jù)這一理論，在太陽內(nèi)部4個氫核（h）轉(zhuǎn)化成1個氦核（he）和2個正電子（e）并放出能量。已知質(zhì)子質(zhì)量mp1.0073u，粒子的質(zhì)量m4.0015u，電子的質(zhì)量me0.0005u，1u的質(zhì)量對應931.5 mev的能量，（1）寫出該熱核反應方程；（2）一次這樣的熱核反應過程中釋放出多少兆電子伏的能量（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】 （1）； （2）25【解析】（1）411h24he+210e（2）m=4mp-m-2me=41.0073u-4.0015u-20.0005u=0.0267ue=0.0267u931.5mev/u25mev點睛：寫核反應方程要注意兩邊的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒；知道e=mc2中m是虧損質(zhì)量，e是釋放的核能注意有效數(shù)字的保留12一個鋰核(73li)受到一個質(zhì)子(11h)轟擊變?yōu)?個粒子(42he)。已知質(zhì)子的質(zhì)量為1.672610-27kg,鋰原子的質(zhì)量為11.650510-27kg,一個粒子的質(zhì)量為6.646710-27kg。(1)寫出該核反應的方程。(2)該核反應釋放的核能是多少?(真空中光速c=3.0108m/s)【答案】 （1）（2）2.67310-12j【解析】（1）（2）e=mc2解得：e=(11.650 510-27kg+1.672 610-27kg-26.646 710-27kg)(3108m/s)2=2.67310-12j13用中子轟擊鋰核()發(fā)生核反應，產(chǎn)生氚和粒子并放出4.8 mev的能量（1）寫出核反應方程式；（2）求上述反應中的質(zhì)量虧損為多少(保留兩位有效數(shù)字)；（3）若中子與鋰核是以等大反向的動量相碰，則粒子和氚的動能之比是多少？【答案】 (1) linhhe4.8 mev.(2) 8.51030 kg. (3) 34【解析】（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可正確書寫出該核反應方程（2）依據(jù)，算出虧損質(zhì)量（3）根據(jù)動量守恒方程可正確求解粒子和氚的動能之比（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得（2）質(zhì)量虧損為（3）設m1、m2、v1、v2分別為氦核、氚核的質(zhì)量和速度，由動量守恒定律得.氦核、氚核的動能之比14鐳（ra）是歷史上第一個被分離出來的放射性元素，已知能自發(fā)地放出粒子而變成新核rn，已知的質(zhì)量為，新核rn的質(zhì)量為，粒子的質(zhì)量為m，現(xiàn)有一個靜止的核發(fā)生衰變，衰變后粒子的速度為v，光在真空中的速度為c。則：寫出該核反應的方程式。此反應過程中放出的能量是多少？反應后新核rn的速度是多大？【答案】 15钚的放射性同位素靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)和a粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)立即衰變?yōu)殁櫤?，并放出能量為e的光子已知、和a粒子的質(zhì)量分別為mpu、mu和ma寫出衰變方程已知衰變放出的光子的動量可忽略，求a粒子的動能ea【答案】 【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得衰變方程為上述衰變過程的質(zhì)量虧損為 放出的能量為此能量是的動能， 粒子的動能和光子的能量之和，故聯(lián)立解得設衰變后的鈾核和粒子的速度分別為，則由動量守恒有： 由動能的定義可知， 由解得： 由聯(lián)立解得16一個靜止的鈾核23290u（原子質(zhì)量為232.037 2u）放出一個粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核 22890 th（原子質(zhì)量為228.028 7u）（已知原子質(zhì)量單位1u=1.671027kg，1u相當于931.5mev的能量）(1)寫出鈾核的衰變反應方程；(2)算出該衰變反應中釋放出的核能；(3)若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動能，則粒子的動能為多少？【答案】 23290u22890 th+24he 5.50 mev 5.4 mev【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒23290u22890 th+24he質(zhì)量虧損m=mummth=0.0059 ue=mc2=0.0059931.5 mev=5.50 mev系統(tǒng)動量守恒，釷核和粒子的動量大小相等，即根據(jù)動量守恒定律得，pth=p根據(jù)動能與動量的關系： ekth+ek=e所以釷核獲得的動能解得：e=5.50 mev0.09 mev=5.4 mev17一靜止的核衰變?yōu)楹藭r，放出一個粒子，已知的質(zhì)量為m1， 的質(zhì)量為m2， 粒子質(zhì)量為m3，光在真空中的速度為。若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動能，請寫出衰變方程并求出粒子的動能。【答案】 【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電子數(shù)守恒，可得核反應方程為根據(jù)動量守恒定律由能量守恒解得， 粒子的動能18裂變反應是目前核能利用中常用的反應，以原子核為燃料的反應堆中，當俘獲一個慢中子后發(fā)生的裂變可以有多種方式。其中一種可表示為：反應前后原子核的靜止質(zhì)量分別為mu = 235.0439u, mn =