2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí)對核反應(yīng)的四種類型的考查學(xué)案(全國通用)

1、知識點(diǎn)50：對核反響的四種類型的考查知識回憶原子核的組成卜一3-(Wg)T質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：BN+iHu-'o+in)f(中子的發(fā)現(xiàn)：Bi/Hc+同放射性同位素*Ta1+；h一2P+M徵a+%.廣C質(zhì)能方程F=儂7)-SSD-4核裂變I*U；n一唱Ba+舞Kr+3QT輕核聚變；蟲+泣豺加+)二1衰變及核反響方程的書寫和核能的計(jì)算(i)原子核的衰變衰變實(shí)質(zhì)：“衰變是原子核中的2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氨核并射出；3衰變是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,再將電子射出；丫衰變伴隨著a衰變或3衰變同時(shí)發(fā)生,不改變原子核的質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù),以光子形式釋放出衰變過程中產(chǎn)生的能量.衰變的快慢由原子

2、核內(nèi)部因素決定,跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)；半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對個(gè)別、少數(shù)原子無意義.(2)核反響方程的書寫核反響過程一般不可逆,所以核反響方程中用“一'表示方向而不能用等號代替.核反響方程遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒,但核反響前后的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)且釋放出核能.核反響的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為根底,不能只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律憑空杜撰出生成物來寫核反響方程.核能的計(jì)算方法根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程,用核反響的質(zhì)量虧損的千克數(shù)乘以真空中光速C的平方,即AE=Amg(J).根據(jù)i原子質(zhì)量單位U相當(dāng)于931.5兆電子伏MeV能量,用核反響的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5MeV,即AE

3、=Am；93L5MeV如果核反響時(shí)釋放的核能是以動(dòng)能形式呈現(xiàn),那么核反響過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為釋放的核能規(guī)律方法核能的計(jì)算方法21根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程,用核反響的質(zhì)量方損的千克數(shù)乘以真空中光速c的平方,即AE=Am?J;2根據(jù)1原子質(zhì)量單位u相當(dāng)于931.5兆電子伏MeV能量,用核反響的質(zhì)量虧損的原子質(zhì)量單位數(shù)乘以931.5MeV,即AE=AmX931.5MeV;3如果核反響時(shí)釋放的核能是以動(dòng)能形式呈現(xiàn),那么核反響過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量即為釋放的核能.例題分析【例1】2021年高考課標(biāo)全國卷n在以下描述核反響過程的方程中,屬于a衰變的是,屬于3衰變的是,屬于裂變的是,屬于聚變的是.填正確答案標(biāo)

4、號A九+%B.15P-36s+01eC.292-234Th+2HeD.17N+2He-o+IhE.292u+0n-140Xe+34Sr+21n_3241F.1H+1HH2He+on【答案】CABEF【解析】天然放射性元素自發(fā)地放出,粒子即氮核中的衰變屬于q衰變夕放出§粒子的衰變屬于#衰變二重核分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的現(xiàn)象為核裂變F羥原子核聚合成較重原子核的反響為核聚變.【例2】多項(xiàng)選擇關(guān)于核反響方程290Th一234Pa+X+ARAE為釋放出的核能,X為新生成粒子,290Th的半衰期為T,那么以下說法正確的選項(xiàng)是234A.91Pa沒有放射性B.294Pa比7Th少1個(gè)中子,X粒子是

5、從原子核中射出的,此核反響為3衰變C.N0個(gè)234Th經(jīng)2T時(shí)間因發(fā)生上述核反響而放出的核能為4NqABN0數(shù)值很大D.290Th的比結(jié)合能為巖234234E.290Th的化合物的半衰期等于T【答案】BCE【解析】電荷數(shù)大于83的都有放射性,A錯(cuò)誤；X粒子是3粒子,它是由中子衰變成一個(gè)質(zhì)子和電子,所以此核反響為3衰變,B正確；有半數(shù)原子核發(fā)生衰變的時(shí)間為半衰期,Nq個(gè)23141Th經(jīng)2T時(shí)間有jNo個(gè)第3Th發(fā)生了衰變,故放出的核能為4N0AE,C正確；根據(jù)比結(jié)合能的定義可知D錯(cuò)誤；半盤期只與原子核有關(guān),與元素所處狀態(tài)無關(guān),E正確.學(xué)專題練習(xí)1 .兩彈一星可以說長了中國人的志氣,助了中國人的威

6、風(fēng).以下核反響方程中,屬于研究兩彈的根本核反響方程的是N+H-*；O+H$U+n一也Sr+由Xe+10n飛g哎Th+HeH+HRHe+nA.B.C.D.【答案】C【解析】兩彈指原子彈和氫彈,原子彈的核反響方程是鈾核裂變,正確.氫彈的核反響方程是輕核聚變,正碉,所以,選項(xiàng)C正碉.2.2021年9月3日,朝鮮不顧國際社會強(qiáng)列反對進(jìn)行第六次核試驗(yàn).以下核反響方程中,屬于“衰變的是A.17N+2He-17O+1hB.292u234Th+2HeC.2H+3H2He+0nD.234Th-234Pa+0e【答案】B【解析】A選項(xiàng)為盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反響,為人工轉(zhuǎn)變,B選項(xiàng)為“衰變,C選項(xiàng)為輕核聚變；D選項(xiàng)為

7、3衰變.BE3.放射性原子核匕U經(jīng)3次a衰變和2次3衰變后,新原子核中含有的中子數(shù)是A.226B.138C.92D.88【答案】B4£3226【解析】由衰變方程£UR31He+2-e+-Ra知,原子核判Ra中含有22688=138個(gè)中子,B項(xiàng)正確.4.軌道電子俘獲EC是指原子核俘獲了其核外內(nèi)層軌道電子所發(fā)生的衰變,如鈕缶V俘獲其K軌道電子后變?yōu)殁?,同時(shí)釋放一個(gè)中微子飛,方程為君V+e一力Ti+電關(guān)于上述軌道電子俘獲,以下說法中正確的選項(xiàng)是A.原子核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子俘獲電子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶覤.原子核內(nèi)一個(gè)中子俘獲電子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子C.原子核俘獲電子后核子數(shù)增加D.原子核俘獲電子后電荷數(shù)增加

8、【答案】A【解析】由核反響方程,軌道電子俘獲后,電荷數(shù)減少,質(zhì)量數(shù)不變,故B、C、D錯(cuò),A正確.5.現(xiàn)有三個(gè)核反響：14155Ba+以下說法正確的選項(xiàng)是A.是裂變,是3衰變,是聚變B.是聚變,是裂變,是3衰變C.是3衰變,是裂變,是聚變D.是3衰變,是聚變,是裂變【答案】C【解析】原子核自發(fā)地放出某種粒子后成為新的原子核,叫做衰變,為衰變.原子序數(shù)較大的重核分解成原子奔數(shù)較小的原子核,叫做重核裂變J為裂變.原子序數(shù)很小的原子核聚含成原子序數(shù)較大的原子核,叫做輕核聚變,為聚變.所以C選項(xiàng)正確6.2006年美國和俄羅斯的學(xué)家利用盤旋加速器,通過兆Ca轟擊內(nèi)Cf銅249發(fā)生核反響,成功合成第118號

9、元素,這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素.實(shí)驗(yàn)說明,該元素的原子核先放出3個(gè)相同的粒子X,再連續(xù)經(jīng)過3次“衰變后,變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號元素的原子核,那么上述過程中粒子X是A.中子B.質(zhì)子C.電子D.a粒子【答案】A297謝【解析】由于最終經(jīng)3次a衰變變成原子核113Y,由此可知原來的核應(yīng)為1H,而該核是由某原子核放出ioM招期37297了3個(gè)粒子X形成的.而受Ca和內(nèi)Cf的總質(zhì)子數(shù)為118,質(zhì)量數(shù)為297,由此可知比Ca+WCf-必,於拿1一1H+3%,故A正確.90的路燈將采用太陽7.北京奧委會接受專家的建議,大量采用對環(huán)境有益的新技術(shù).如奧運(yùn)會場館周圍的能光伏發(fā)電

10、技術(shù),奧運(yùn)會90的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術(shù).太陽能的產(chǎn)生是由于太陽內(nèi)部高溫高壓條件下的核聚變反響產(chǎn)生的,其核反響方程是A.4-HH沁+2*e耳彳LIB. N+：He-WO+-HE5139C,或U+n一到Sr+Xe+3MD.,1U,：Th+：He【答案】A【解析】太犯內(nèi)剖發(fā)生的是核聚變反響,由輕核結(jié)合成中等質(zhì)量的核,B為原子核的人工轉(zhuǎn)變,C為裂變,D為衰變,故A正確8.原子核反響有廣泛的應(yīng)用,如用于核電站等.在以下核反響中,屬于核裂變反響的是1 ；4A.二B十n-§Li+：HeB,或U1Th+He八1C. N+：He-3O+-HS3-Kr3n聲I用D.匕U+fn-"

11、;Ba+【答案】D【解析】裂變是重核俘獲中子后變成中等質(zhì)量的原子核,同時(shí)還要放出幾個(gè)中子,應(yīng)選項(xiàng)D正確.2249 .關(guān)于核反響方程：H+：H»He+X,以下說法中正確的選項(xiàng)是A. X是,該核反響屬于聚變B. X是：H,該核反響屬于裂變C. X是,該反響中的核燃料是當(dāng)前核電站采用的核燃料D. X是：H,該反響中的核燃料是當(dāng)前核電站采用的核燃料【答案】A【解析】由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知X是中子,輕核發(fā)生聚變,當(dāng)前核電站采用的核燃料是鈾235,故A正確10 .一個(gè)Eu原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反響的裂變方程為2；U+3n-X+的Sr+23n,那么以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是A.X原子核中

12、含有86個(gè)中子B.X原子核中含有141個(gè)核子C,由于裂變時(shí)釋放能量,根據(jù)E=mc2,所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加D.由于裂變時(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少【答案】A【解析】X原子核中的核子數(shù)為235+194+2=140個(gè),B錯(cuò)誤；中子數(shù)為1409238=86個(gè),A正確；裂變時(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,但是其總質(zhì)量數(shù)是不變的,C、D錯(cuò)誤.11 .在以下四個(gè)核反響中,X表示中子的是,屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變的是ifq二A.N+,He-WO+XB.召Al+3He-君P+XC.十十-1+,He+X35北135D,：U+X-環(huán)Sr+乂Xe+10X【答案】BCDAB【解析1在核反響中M不管是什么

13、類型的核反響J都遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒,據(jù)此,可以判斷未知粒子屬于什么粒子,在A中,未知粒子的質(zhì)量數(shù)為：U+4=l?+x,工=1,其電荷數(shù)為：7+2=S+y,y二L即未知粒子是質(zhì)子對3未知粒子的質(zhì)量數(shù)：27+4=30+xfx=1?其電荷數(shù)為：13+2=15+力¥二.,所以是中子4口孑對C,未知粒子的質(zhì)量數(shù)為12+3=4+x,x=l,電荷數(shù)為1l+l=2+y,y=3也是中子"上對D,未失啦子質(zhì)量數(shù)為235+義二%+6+1口右x=b電荷數(shù)為：92+¥=38+54+10y,y=0,也是中子.,故方程中X是中子的核反響為B、C、D,其中A、B為原子核的人工轉(zhuǎn)變.12.

14、多項(xiàng)選擇能源是社會開展的根底,開展核能是解決能源問題的途徑之一.以下釋放核能的反響方程中,表述正確的選項(xiàng)是A.:H+：H*He+,n是核聚變反響B(tài). ；H+：H*He+是3衰變陰144II1C. yU十°n一與Ba+需Kr+30n是核裂變反響D. KU+On-MXe+Sr+2M是“最變【答案】AC【解析】A項(xiàng)為輕核聚變,3衰變的實(shí)質(zhì)為一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子后釋放出一個(gè)電子,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；“衰變的實(shí)質(zhì)是釋放氮核a粒子,而D項(xiàng)是重核裂變,并未釋放a粒子,選項(xiàng)D錯(cuò)誤,正確選項(xiàng)為A、C.13.多項(xiàng)選擇以下說法中正確的有事里A.式:Th核的比結(jié)合能比UU核的大B.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),揭示了原子的

15、核式結(jié)構(gòu)C.氫原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷只能輻射特定頻率的光子用D.1.01024個(gè)匕U核經(jīng)過兩個(gè)半衰期后還剩1.0X06個(gè)【答案】AC【解析】結(jié)合能與核子數(shù)的比值,即為比結(jié)合能,由比結(jié)合能可知,當(dāng)質(zhì)量數(shù)大于5s時(shí),比結(jié)合能隨著質(zhì)量數(shù)的增加而減小,所以上油核的大,A正確厘天然放射現(xiàn)象的爰現(xiàn),揭示了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu),B錯(cuò)誤；從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷,育總級差一定的,只能輻射特定頻率的光子,C正確,10冥】P個(gè)年U核經(jīng)過兩個(gè)半衰期后還剩.-25幻0、個(gè)沒有衰變,故D錯(cuò)誤.:H+：Hf?He+,EGSr+Xe+10nH+HHe+n短+小期+&e+10：n14 .多項(xiàng)選擇兩彈一星可以說長了中國人的志氣

16、,助了中國人的威風(fēng),以下關(guān)于原子彈和氫彈說法正確的選項(xiàng)是A.原子彈是根據(jù)輕核聚變原理,根本核反響方程式B.原子彈是根據(jù)重核的裂變原理,根本核反響方程式C.氫彈是根據(jù)輕核聚變原理,根本核反響方程式D.氫彈是根據(jù)重核的裂變原理,根本核反響方程式【答案】BC【解析】原子彈是根據(jù)重核的裂變原理,根本核反響方程式iU+M一鬻Sr+MXe+10Cn,A錯(cuò)誤,B正確；氫彈是根據(jù)輕核聚變原理,根本核反響方程式Ih+HR;He+3n,C正確,D錯(cuò)誤.學(xué)15 .多項(xiàng)選擇關(guān)于核聚變,以下說法正確的選項(xiàng)是A.與裂變相比輕核聚變輻射極少,更為平安、清潔B.世界上已經(jīng)有利用核聚變來發(fā)電的核電站C.要使輕核發(fā)生聚變,必須使

17、它們的距離到達(dá)10一15m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笊核【答案】ACD【解析】與裂變相比,核聚變有下面的幾個(gè)優(yōu)勢：(1)平安、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(shí)際運(yùn)行.所以B項(xiàng)是不正確的16 .兩個(gè)笊核聚變產(chǎn)生一個(gè)中子和一個(gè)氨核,笊核質(zhì)量mD=2.0136u,氨核質(zhì)量mHe=3.0150u,中子質(zhì)量mn=1.0087u.計(jì)算釋放出的結(jié)合能；(2)假設(shè)反響前兩笊核的動(dòng)能均為Ek0=0.35MeV,它們正撞發(fā)生聚變,且反響后釋放的核能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能,那么反響產(chǎn)生的氨核和中子的動(dòng)能各為多大？【答案

18、】(1)3.26MeV(2)0.99MeV2.97MeV【解析】核反響方程為工反響質(zhì)量虧損皿-眸二0一.035u.由質(zhì)能方程得釋放核能AE=Amx931.5MeV=00031.526MAC(2)將兩抗核作為一個(gè)系統(tǒng),由動(dòng)量守恒有.=叫四&+皿¥=1I由能量守恒有：5皿營捻+2皿6=AZ4-2E川由代入數(shù)據(jù)可得Ek=0.99MeV；E上17.一個(gè)中子轟擊鈾核(U)可裂變生成鋼(專Ba)和氟聲Kr),士U、%Ba、*Kr和中子的質(zhì)量分別是235.0439u、140.9139u、91.8973u和1.0087u,寫出鈾裂變反響方程,并計(jì)算235g的235U裂變時(shí)放出的能量.(Na=

19、6.02X|023mol1)【答案】見解析【解析】據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得該核反響方程為：WU+n一噌Ba+鳥Kr+3n;反響前后質(zhì)量虧損為：Am=(235.0439+1.0087140.913991.89733M.0087)u=0.2153u根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程AE=Am(2可以求出釋放能量為：AE=Am*=0.2153X931.5MeV=2X2(MeV235g鈾235的摩爾數(shù)為n=1;235g鈾235個(gè)數(shù)為N=1X6.021023=6.02M023個(gè)；因此235g鈾235完全裂變時(shí)釋放的能量E=NAE=6.02X1023x2X102MeV=1.204X1026MeV.18.現(xiàn)有的核電站常用

20、的核反響之一是2351134cKU+Cn一加Nd+r+30n+8-Ie+丫(1)核反響方程中的#是反中微子,它不帶電,質(zhì)量數(shù)為零,試確定生成物錯(cuò)(r)的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù).(2)鈾核的質(zhì)量為235.0439u,中子的質(zhì)量為1.0087u,鉉(Nd)核的質(zhì)量為142.9098u,錯(cuò)核的質(zhì)量為89.9047u,試計(jì)算1kg鈾235裂變釋放的能量為多少？(1u質(zhì)量相當(dāng)于931.5MeV的能量,且1u=1.66061027kg,不計(jì)電子的質(zhì)量)【答案】(1)4090(2)8.11013J【解析】解的電荷數(shù)Z=92-60+8=40,質(zhì)量數(shù)A=236-146=90,(7)1kg鈾235中鈾核的個(gè)數(shù)為n二1235c439ML6606X工岡廬(個(gè)不計(jì)電子質(zhì)量,1個(gè)鈾235核裂變產(chǎn)生的質(zhì)量虧損為Am=0-212u；釋放的能量為0.212x931,5MA-197.5那么1kg鈾2充完全裂變釋放的能量為E=nAE=2.56xl(p*xl9