江蘇省2012屆高三高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十五章 第2單元 天然放射現(xiàn)象、核反應(yīng)、核能精選精練跟蹤練習(xí)

1、第十五章 第2單元 天然放射現(xiàn)象、核反應(yīng)、核能1隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，大量的科學(xué)發(fā)現(xiàn)促進了人們對原子、原子核的認識，下列有關(guān)原子、原子核的敘述正確的是_(填選項前的編號)盧瑟福粒子散射實驗說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部有電子輕核聚變反應(yīng)方程有：HHHen氫原子從n3能級躍遷到n1能級和從n2能級躍遷到n1能級，前者躍遷輻射出的光子波長比后者的長2某核反應(yīng)方程為HHHeX.已知H的質(zhì)量為2.0136 u，H的質(zhì)量為3.0180 u，He的質(zhì)量為4.0026 u，X的質(zhì)量為1.0087 u則(1)X是什么粒子？(2)該反應(yīng)釋放能量還是吸收能量？3云室處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁

2、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，電荷量為q，其運動軌跡在與磁場垂直的平面內(nèi)，且軌道半徑為R，試求衰變過程中的質(zhì)量虧損(注：涉及動量問題時，虧損的質(zhì)量可忽略不計)4一個靜止的氡核Rn，放出一個粒子后衰變?yōu)獒暫薖o，同時放出能量為E0.26 MeV的光子假設(shè)放出的核能完全轉(zhuǎn)變?yōu)獒暫伺c粒子的動能，不計光子的動量已知M氡222.08663 u、m4.0026 u、M釙218.0766 u，1 u相當于931.5 MeV的能量(1)寫出上述核反應(yīng)方程；(2)求出發(fā)生上述核反應(yīng)放出的能量；(3)確定釙核與粒子的動能5太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質(zhì)子聚變?yōu)橐粋€氦核的熱核反

3、應(yīng)，這個核反應(yīng)釋放出的大量能量就是太陽的能源(1)寫出這個核反應(yīng)方程(2)這一核反應(yīng)能釋放出多少能量？(3)已知太陽每秒釋放能量為3.8×1026 J，則太陽每秒減少的質(zhì)量為多少kg?(4)若太陽質(zhì)量減小萬分之三，熱核反應(yīng)不能繼續(xù)進行，計算太陽還能存在多少年？(mp1.0073 u，m4.0015 u，me0.00055 u，太陽的質(zhì)量為2×1030 kg)6(2009·江蘇高考)在衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實驗中很難探測.1953年，萊克斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統(tǒng)，利用中微子與水中H的核反應(yīng)，間接地

4、證實了中微子的存在(1)中微子與水中的H發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子(n)和正電子(e)，即中微子Hne可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是_(填寫選項前的字母)A0和0B0和1C1和0 D1和1(2)上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€光子()，即ee2已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×1031 kg，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個光子的能量約為_J正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€光子，原因是_7(1)放射性物質(zhì)Po和Co的核衰變方程分別為：PoPbX1CoNiX2方程中的X1代表的是_，X2代表的是_(2)如圖1521所示，鉛盒內(nèi)裝有能釋放、和射線的放

5、射性物質(zhì)，在靠近鉛盒的頂部加上電場E或磁場B，在圖(a)、(b)中分別畫出射線運動軌跡的示意圖(在所畫軌跡上須標明是、和中的哪種射線)8一個钚的同位素Pu的原子核靜止在勻強磁場中某時刻該原子核垂直于磁場方向放射出一個粒子，變成鈾的同位素，同時輻射出能量為E0.09 MeV的光子已知钚原子核的質(zhì)量M0238.999655 u，粒子的質(zhì)量m4.001509 u，反沖核的質(zhì)量M234.993470 u取1 u·c2931 MeV.(1)寫出衰變的核反應(yīng)方程(2)粒子和反沖核的動能各是多少？(3)畫出粒子和反沖核在垂直于紙面向里的勻強磁場中運動軌跡的示意圖第十五章 第2單元 天然放射現(xiàn)象、核

6、反應(yīng)、核能【參考答案與詳細解析】1解析：盧瑟福粒子散射實驗說明的是原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)而不是原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)；天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)；氫原子從n3能級躍遷到n1能級放出的光子能量大于從n2能級躍遷到n1能級放出的光子能量，故前者波長小于后者答案：2解析：根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)及電荷數(shù)守恒可得X為n(中子)反應(yīng)前的總質(zhì)量為m12.0136 u3.0180 u5.0316 u，反應(yīng)后的總質(zhì)量為m24.0026 u1.0087 u5.0113 u，由于m1m2，故反應(yīng)過程中釋放能量答案：(1)中子(n)(2)釋放能量3解析：設(shè)放出的粒子的速率為v，它在洛倫茲力作用下做半徑為R的勻速圓周運動由牛

7、頓第二定律，知qvBmv2/R則mvqBR設(shè)衰變后剩余核的速度是v，衰變過程中動量守恒(Mm)vmv.粒子、剩余核的動能來源于虧損的質(zhì)量，有mc2(Mm)v2mv2.解得m.答案：4解析：(1)RnPoHe(2)質(zhì)量虧損m222.08663 u4.0026 u218.0766 u0.00743 uEmc26.92 MeV(3)設(shè)粒子、釙核的動能分別為Ek、Ek釙，動量分別為p、p釙，由能量守恒定律得：EEkEk釙E不計光子的動量，由動量守恒定律得：0pp釙又Ek故EkEk釙2184聯(lián)立上面式子解得Ek釙0.21 MeV，Ek6.54 MeV.答案：見解析5解析：(1)核反應(yīng)方程是4HHe2e.

8、(2)這一核反應(yīng)的質(zhì)量虧損是m4mpm2me0.0266 uEmc20.0266×931.5 MeV24.78 MeV.(3)由Emc2得每秒太陽質(zhì)量減少m kg4.2×109 kg.(4)太陽的質(zhì)量為2×1030 kg，太陽還能存在的時間為t s1.4×1017 s即為4.5×109年答案：(1)4HHe2e(2)24.78 MeV(3)4.2×109 kg(4)4.5×109 年6解析：(1)由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知A正確(2)由能量守恒有2E2mec2，所以Emec29.1×1031×(

9、3.0×108)2 J8.2×1014 J反應(yīng)過程中動量守恒且總動量為零答案：(1)A(2)8.2×1014遵循動量守恒7 解析：(1)由質(zhì)量數(shù)守恒可知X1、X2的質(zhì)量數(shù)分別為4、0，由電荷數(shù)守恒可知X1、X2的電荷數(shù)分別為2、1，故X1是He，X2是e. (2)粒子帶正電，在圖(a)電場中向右偏，在圖(b)的磁場受到指向左側(cè)的洛倫茲力向左偏，粒子帶負電，故在圖(a)中向左偏而在圖(b)中向右偏，粒子不帶電，故不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，如圖所示(曲率半徑不作要求，每種射線可只畫一條軌跡)答案：(1)Hee(2)見解析圖8解析：(1)由題意根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得核反應(yīng)方程為PuUHeE.(2)設(shè)衰變后粒子的速度為v，反沖核的速度為v，根據(jù)動量守恒和能量守恒，有mvMv(M0Mm)·c2EEkEkU4.26