高考物理一輪復(fù)習(xí)第十五單元近代物理天然放射現(xiàn)象核反應(yīng)核能練習(xí)

1、第 3 講 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能放射性元素的衰變?cè)雍说慕M成原子核的組成 : 原子核由質(zhì)子和中子組成 , 質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。原子核的符號(hào)同位素 : 具有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核 , 在元素周期表中處于同一位置 , 它123們互稱為同位素。例如 , 氫有三種同位素 11H、 1H、 1H。天然放射現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象 , 首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) , 說明原子核具 有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。eH4204Y+242 ?-?-? X ? ?三種射線 : 放射性元素放射出的射線共有三種 , 分別是 射線、 射線、 射線。核力與結(jié)合能核力定義: 原子核內(nèi)部 ,核

2、子間所特有的相互作用力。特點(diǎn) :a. 核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)。b.核力是短程力 ,作用范圍在 1.510-15 m 之內(nèi)。c. 每個(gè)核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用。結(jié)合能核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量 , 叫作原子核的結(jié)合 能, 亦稱核能。比結(jié)合能定義: 原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比 ,稱作比結(jié)合能 ,也叫平均結(jié)合能。意義:不同原子核的比結(jié)合能不同 , 某種原子核的比結(jié)合能越大 ,說明核子結(jié)合成該種 原子核時(shí)平均釋放的能量越多 , 核子結(jié)合得越牢固 , 該種原子核越穩(wěn)定。質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損愛因斯坦質(zhì)能方程 E=mc重核裂變定義 : 質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒

3、子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的 過程。典型的裂變反應(yīng)方程 :92325U+ 01n3869Kr+15464Ba+310n。鏈?zhǔn)椒磻?yīng) : 由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。 輕核聚變, 原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小 m,這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能 E= mc2。2.1 (2019 杭州質(zhì)檢 ) (多選)下列對(duì)結(jié)合能、比結(jié)合能的認(rèn)識(shí)中正確的是( )。一切原子核均具有結(jié)合能自由核子結(jié)合為原子核時(shí) , 可能吸收能量結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定【答案】 AD(2018 福建四校聯(lián)考 ) 已知氦原子的質(zhì)量為 MHeu, 電

4、子的質(zhì)量為 meu, 質(zhì)子的質(zhì)量為 mpu, 中2子的質(zhì)量為 mnu,u 為原子質(zhì)量單位 , 且由愛因斯坦質(zhì)能方程 E=m2c可知 1 u 對(duì)應(yīng) 931.5 MeV的 能量 ,若取光速 c=3108 m/s, 則兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子聚變成一個(gè)氦核 ,釋放的能量為 ( ) 。 A.2( mp+mn) -MHe 931. 5 MeV B.2( mp+mn+me) -MHe 931. 5 MeV2C.2( mp+mn+me) -MHe c2 J2D.2( mp+mn) -MHe c定義: 兩輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程。 輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行 ,因此 J【答案】 B核裂變、核聚變0典型的聚

5、變反應(yīng)方程 :2 3 4 1 1 個(gè)質(zhì)子和 2 個(gè)H+ 中子結(jié)合 成氦 1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1H核211H+201n24He2He+ 10n+17. 6 MeV。3.1 （2019 云南昆明質(zhì)量檢測(cè) ） （多選）鈾核裂變是核電站核能的重要來源,其一種裂變反應(yīng)式是 92325U+ 01n 51644Ba+ 3896Kr+310n。下列說法正確的有 （ ） 。上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出鈾塊體積對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無影響鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制鈾核的半衰期會(huì)受到環(huán)境溫度的影響 【答案】 ACe+H401n+17. 6 MeV,若有（2018 ?？谄谀┛荚?）氘和氚發(fā)生聚變反應(yīng)的方程式是2 g 氘和 3 g

6、氚全部發(fā)生聚變 , NA 為阿伏加德羅常數(shù) , 則釋放的能量是 ( ) 。 A.NA17.6 MeVB. 5NA17. 6 MeVC. 2NA17. 6 MeV D. 3NA17. 6 MeV【答案】 A題型 原子核的衰變問題1. 衰變、 衰變的比較衰變類型衰變方程衰變實(shí)質(zhì)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡形狀衰變規(guī)律 衰變電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒 衰變ZAXZA+1Y+-01e1 個(gè)質(zhì)子和 1 個(gè)電子 01n11H+ -10e名稱 比較項(xiàng)目 射線 射線組成高速氦高速電核流子流帶電荷量2e-e質(zhì)量4mpm?1836射線2. 三種射線的比較 射線光子流 （ 高頻電磁波 ）0靜止質(zhì)量為零號(hào)速度0. 1c0.

7、99cc垂直進(jìn)入電 場(chǎng)或磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)情況最弱較強(qiáng)最強(qiáng)貫穿本領(lǐng)對(duì)空氣的電 離作用很強(qiáng)較弱很弱3. 對(duì)半衰期的理解? ?1 ? 1 ?(1) 半衰期公式 : N余=N原( 21) ?, m余=m原( 21) ?。(2) 半衰期的物理意義 : 半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量, 同一放射性元素的衰變速率一定 , 不同的放射性元素半衰期不同 , 有的差別很大。影響因素 : 放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的, 跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。半衰期的適用條件 :半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律 ,是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié), 對(duì)于一個(gè)特定的原子核 , 無法確定何時(shí)發(fā)生衰變

8、?！纠?1】(1) 原子核 根據(jù)半衰期的定義 ,由題圖坐標(biāo)軸數(shù)據(jù)可知 ,鈾的半衰期為 1620 年;由核反應(yīng)所遵循9328U經(jīng)放射性衰變 變?yōu)樵雍?29304Th, 繼而經(jīng)放射性衰變 變?yōu)?原子核 29134Pa,再經(jīng)放射性衰變 變?yōu)樵雍?29324U。則放射性衰變 、和依次為 ()。 衰變、 衰變和 衰變 衰變、 衰變和 衰變 衰變、 衰變和 衰變 衰變、 衰變和 衰變(2) 法國(guó)科學(xué)家貝可勒爾在 1896 年發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象。 如圖反映的是放射性元素鈾核 衰變的特性曲線。由圖可知 , 鈾的半衰期為年; 請(qǐng)?jiān)谙率降睦ㄌ?hào)中 ,填入鈾在衰變過程中原子核放出的粒子的符號(hào)。92328U2903

9、4Th+() 。解析】 (1) 衰變過程中電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒 , 由題意可得衰變方程分別為10e, 所以 A項(xiàng)正確。U+342a342 e0342hT32e, H 4 h+T42U32的電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知, 衰變過程中放出的粒子的電荷數(shù)為Z=92-90=2, 質(zhì)量數(shù)為A=238- 234=4, 符號(hào)為 42He。4答案】 (1)A (2)1620 2He衰變次數(shù)的確定方法方法一 : 確定衰變次數(shù)的方法是依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律 , 設(shè)放射性元素 ?X經(jīng)過 n次 衰變和 m 次 衰 變 后 , 變 成 穩(wěn) 定 的 新 元 素 ? Y, 則 表 示 該 核 反 應(yīng) 的 方 程 為 ?X? Y+?2

10、4He+?-10e。根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可列方程A=A+4n, Z=Z+2n-m?- ? ?- ?由以上兩式聯(lián)立解得 n=?-4? , m=?-2? +Z-Z 由此可見確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為求解一個(gè)二元一次方程組。方法二 : 因?yàn)?衰變對(duì)質(zhì)量數(shù)無影響 , 可先由質(zhì)量數(shù)的改變確定 衰變的次數(shù) , 然后根 據(jù)衰變規(guī)律確定 衰變的次數(shù)?！咀兪接?xùn)練 1】（2019 湖南長(zhǎng)沙模擬 ） （多選 ）由于放射性元素 在自然界一直未被發(fā)現(xiàn) , 只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)。 衰變和 衰變后變成A. 82309Bi 的原子核比B. 82309Bi 的原子核比29337Np的半衰期很短 , 所以 已知 9

11、2337Np 經(jīng)過一系列 28039Bi, 下列判斷中正確的是 （92337Np的原子核少92337Np的原子核少7次 衰變和4次 衰變和）。28 個(gè)中子18 個(gè)中子4次 衰變7次 衰變C.衰變過程中共發(fā)生了 D.衰變過程中共發(fā)生了209【解析】 83 Bi 的中子數(shù)為 209-83=126, 29337Np的中子數(shù)為 237- 93=144, 82039Bi 的原子核比237- 2094 =7 次 衰題型核反應(yīng)方程問題92337Np 的原子核少 18 個(gè)中子 ,A 項(xiàng)錯(cuò)誤 ,B 項(xiàng)正確 ; 衰變過程中共發(fā)生了變,2 7- （93 -83） =4次 衰變,C 項(xiàng)正確,D 項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】 B

12、C類型衰變變可控性自發(fā)自發(fā)核反應(yīng)方程典例eH4+T32+ a 4 32人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?74N+ 42He 187O+ 11H（盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子 ）24He+ 94Be 612C+ 01n（查德威克發(fā)現(xiàn)中子 ） 1273 Al + 24 He3105P+ 01n3015P3104Si+01約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素及正電子重核裂變輕核聚變比較容易進(jìn)行人工控制除氫彈外92235U+ 10n51644Ba+8369Kr+301n92235U+ 01n 51436Xe+ 9380Sr+1010n21H+ 13H24He+ 01n無法控制核反應(yīng)方程式的書寫11熟記常見基本粒子的符號(hào) , 是正確書寫核

13、反應(yīng)方程的基礎(chǔ)。如質(zhì)子( 11H)、中子(01n) 、4 0 0 2 3 粒子(2He) 、 粒子(- 1e) 、正電子(1e) 、氘核(1H)、氚核(1H)等。掌握核反應(yīng)方程遵守的規(guī)律 , 是正確書寫核反應(yīng)方程或判斷某個(gè)核反應(yīng)方程是否正 確的依據(jù) ,因?yàn)楹朔磻?yīng)不可逆 , 所以書寫核反應(yīng)方程式時(shí)只能用“”表示反應(yīng)方向。(3) 核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均守恒?！纠?2】(多選)能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ) , 發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一。下列釋 放核能的反應(yīng)方程 , 表述正確的有 ( ) 。A. 13H+ 21H 24He+ 10n 是核聚變反應(yīng)31H+ 12H24He+ 01n是 衰變C. 2

14、9235U+ 10n 51644Ba+ 3869Kr +310 n 是核裂變反應(yīng)D. 29325U+ 10n 15440Xe+ 3984Sr +201 n 是 衰變【解析】 衰變時(shí)釋放出電子( -01e), 衰變時(shí)釋放出氦原子核( 24He), 可知 B、D 兩項(xiàng)錯(cuò)誤;A 項(xiàng)中一個(gè)氚核和一個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核并釋放出一個(gè)中子是典型的核聚變反應(yīng);C 項(xiàng)中一個(gè) 29325U原子核吸收一個(gè)中子 , 生成一個(gè) 51644Ba 原子核和一個(gè) 8369Kr 原子核并釋放出三 個(gè)中子是核裂變反應(yīng) ,A 、 C兩項(xiàng)正確?！敬鸢浮?AC核反應(yīng)方程式的書寫應(yīng)注意的三點(diǎn)要求(1) 核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)

15、, 不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生成物 來寫核反應(yīng)方程。(2) 核反應(yīng)過程一般都是不可逆的 , 所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向 , 不能 用等號(hào)連接。(3) 核反應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒 ( 而不是質(zhì)量守恒 ), 核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的 總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化 (質(zhì)量虧損 ) 且釋放出核能?！咀兪接?xùn)練 2】(2019 江蘇常州階段模擬 )(多選)三個(gè)原子核 X、Y、Z,X 核放出一個(gè)正電 子后變?yōu)?Y 核 ,Y 核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成 Z 核并放出一個(gè)氦核( 42He), 則下面說法正確的 是 () 。X 核比 Z 核多一個(gè)質(zhì)子X 核比 Z 核少一個(gè)中子X 核的質(zhì)量數(shù)比 Z

16、核的質(zhì)量數(shù)大 3X 核與 Z核的總電荷數(shù)是 Y核電荷數(shù)的 2 倍【 解 析 】 設(shè) 原 子 核 X 的 符 號(hào) 為 ? X, 則 原 子 核 Y 為?-1Y,?X0+1e+?-1Y,11H+?-1Y24He+?-23Z,故原子核 Z 為 ?-23Z,可見 X核比 Z 核質(zhì)量數(shù) 多 3 個(gè), 質(zhì)子數(shù)多 2 個(gè),A 項(xiàng)錯(cuò)誤 ,C 項(xiàng)正確 ;X 核的中子數(shù)為 ( a-b ),Z 核的中子數(shù)為 ( a- 3) - ( b- 2) =a-b- 1,可見 X核比 Z核多一個(gè)中子 ,B 項(xiàng)錯(cuò)誤 ;X 核與 Z核的總電荷數(shù)為 2(b-1), 恰好是 Y核的電荷數(shù)的 2 倍,D 項(xiàng)正確?！敬鸢浮?CD題型質(zhì)能方

17、程的理解與核能的計(jì)算問題對(duì)質(zhì)能方程的理解(1) 一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系 , 物體的總能量和它的質(zhì)量成正比 , 即 E=mc2。方程的含義 : 物體具有的能量與它的質(zhì)量之間存在簡(jiǎn)單的正比關(guān)系 , 物體的能量增大 , 質(zhì) 量也增大 ;物體的能量減少 , 質(zhì)量也減少 ; 質(zhì)量和能量不能互相轉(zhuǎn)化。(2) 核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損m, 其能量也要相應(yīng)減少 , 即 E=mc2。(3) 原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量 , 相應(yīng)的質(zhì)量增加 m, 吸收的能量 E=mc2。核能的計(jì)算方法(1) 根據(jù) E=mc2計(jì)算時(shí), m的單位是“ kg”,c的單位是“ m/s”, E的單位是“ J”。(2)

18、根據(jù) E=m931.5 MeV計(jì)算時(shí), m的單位是“ u”, E的單位是“ MeV”。根據(jù)核子比結(jié)合能來計(jì)算核能 : 原子核的結(jié)合能 =核子比結(jié)合能 核子數(shù)。結(jié)合動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律進(jìn)行分析計(jì)算 , 此時(shí)要注意動(dòng)量、動(dòng)能關(guān)系式 p2=2mEk 的應(yīng)用?！纠?3】 (多選)太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4 個(gè)質(zhì)子聚變?yōu)橐粋€(gè)氦核的熱核反應(yīng) ,這個(gè)核反應(yīng)釋放出的大量能量就是太陽能的來源。 已知 mp=1. 0073 u, m=4. 0015 u, me=0. 00055 u,1 u 相當(dāng)于 931.5 MeV, 太陽的質(zhì)量為 2 1030 kg, 則下列說法中正確的是 () 。太陽內(nèi)部的核反應(yīng)方程為

19、4 11H 42He+201e太陽內(nèi) 4 個(gè)質(zhì)子核反應(yīng)能釋放出的能量約為24. 78 MeV若太陽每秒釋放的能量為 3. 81026 J, 則太陽每秒減小的質(zhì)量約為 4.2108 kg若太陽質(zhì)量減小萬分之三時(shí)熱核反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行, 則太陽還能存在約 4.4109年【解析】 太陽內(nèi)部的核反應(yīng)方程為4 11H24He+201e, 所以 A項(xiàng)正確 ;這一核反應(yīng)的質(zhì)量虧損 m=4mp-m-2me=0.0266 u, 釋放的能量 E=mc2=0. 0266931. 5 MeV24 .78 MeV,所以 B ? 3.8 1026項(xiàng)正確 ;由 E=mc2得, 太陽每秒減少的質(zhì)量 m=?2?= 3.8 108

20、 2kg4. 2109 kg, 所以 C項(xiàng) ?2 (3.0 108) 2? 21030 3 10-4錯(cuò)誤 ; 太陽的質(zhì)量為 21030 kg, 太陽還能存在的時(shí)間t= ?= 4.2 310910 s1. 41017? 4.2 10s=4. 4109年, 所以 D項(xiàng)正確。答案】 ABD【變式訓(xùn)練 3】(2018 重慶期末 ) (多選)關(guān)于原子核的結(jié)合能 , 下列說法正確的是 ()。A. 原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B. 一重原子核衰變成 的結(jié)合能 粒子和另一原子核, 衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核C.銫原子核（13315353Cs）的結(jié)合能小于鉛原子核（82028

21、Pb）的結(jié)合能D.比結(jié)合能越大 , 原子核越不穩(wěn)定【解析】結(jié)合能是把核子分開所需的最小能量 ,A 項(xiàng)正確 ; 一重原子核衰變成 粒子和 另一原子核 ,存在質(zhì)量虧損 ,核子比結(jié)合能增大 , 衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來重核的 結(jié)合能 ,B 項(xiàng)正確 ;核子數(shù)越多 ,結(jié)合能越大 ,C 項(xiàng)正確;比結(jié)合能也叫平均結(jié)合能 ,比結(jié)合能越 大, 分開每個(gè)核子所需的能量越大 , 原子核越穩(wěn)定 ,D 項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮?ABC題型四核反應(yīng)中的動(dòng)量守恒問題核反應(yīng)過程遵循能量守恒定律 :在無光子輻射的情況下 , 核反應(yīng)中釋放的核能將轉(zhuǎn)化 為生成的新核和新粒子的動(dòng)能 ; 有光子輻射的情況下 , 核反應(yīng)中釋放的核能將轉(zhuǎn)

22、化為生成的 新核和新粒子的動(dòng)能及光子的能量。 一般認(rèn)為核反應(yīng)放出的能量與反應(yīng)前原子核的動(dòng)能之和 等于反應(yīng)后原子核的總動(dòng)能。核反應(yīng)過程遵循動(dòng)量守恒定律 : 反應(yīng)前原子核的總動(dòng)量等于反應(yīng)后原子核的總動(dòng)量。解決核反應(yīng)與動(dòng)量及能量守恒定律綜合問題時(shí), 首先應(yīng)用質(zhì)能方程求出核反應(yīng)釋放出的核能 , 其次根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律列出相應(yīng)的方程, 最后聯(lián)立求解?！纠?4】 （多選）現(xiàn)有兩動(dòng)能均為 E0=0. 35 MeV的 21H在一條直線上相向運(yùn)動(dòng) ,兩個(gè) 12H 發(fā)生對(duì)撞后能發(fā)生核反應(yīng) , 得到 32He 和新粒子 , 且在核反應(yīng)過程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為32 He和新粒子的動(dòng)能。已知12H的質(zhì)量為

23、 2. 0141 u, 23He 的質(zhì)量為 3. 0160 u, 新粒子的質(zhì)量為 1. 0087 u, 核反應(yīng)時(shí)質(zhì)量虧損 1 u 釋放的核能約為 931 MeV（如果涉及計(jì)算 , 結(jié)果保留整數(shù) ） 。 則下列說法正確的是 （ ） 。A. 核反應(yīng)方程為 21H+ 12H 23He+ 11H核反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律新粒子的動(dòng)能約為 3 MeV32He的動(dòng)能約為 1 MeV【解析】由核反應(yīng)過程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知12H+ 12H 32He+ 10n, 則新粒子為中子 01n, 所以 A 項(xiàng)錯(cuò)誤 ; 核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損 , 釋放能量 , 虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?, 仍然滿足 能量守恒 定律,

24、B 項(xiàng) 錯(cuò)誤; 由題意可知 E=（2 . 0141 u2-3.0160 u-1.0087 u） 931 MeV/u3. 3 MeV,根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒有EkHe+Ekn=2E0+ E,根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動(dòng)量?2? ?守 恒 有 pHe-p n=0, 由 Ek= 2? , 可 知 ?kHe = ?n , 解 得 EkHe= ?+n （2E0+E）1 2?kn ?He?n+ ?He?MeV,Ekn= He （2 E0+ E） 3 MeV,所以 C、D兩項(xiàng)正確。?n+ ?He【答案】 CD【變式訓(xùn)練 4】 （2019 黑龍江質(zhì)檢 ） 一靜止原子核發(fā)生 衰變 , 生成一 粒子及一新 核, 粒子

25、垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng) , 其運(yùn)動(dòng)軌跡是半徑為 R的圓。已知 粒子的質(zhì)量為 m, 電荷量為 q; 新核的質(zhì)量為 M; 光在真空中的速度大小為 c 。求衰變前原子核 的質(zhì)量?！窘馕觥吭O(shè)衰變產(chǎn)生的 粒子的速度大小為 v, 由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得 ?2qvB=m?設(shè)衰變后新核的速度大小為 v , 衰變前后動(dòng)量守恒 , 有 0=Mv-mv設(shè)衰變前原子核質(zhì)量為 M0, 衰變前后能量守恒 , 有2 2 1 2 2 1 2M0c =Mc+2Mv +mc+2mv22?2 。( ?)答案】 ( M+m) 1( ?) 2+ 2?2 解得 M0=( M+m) 1+ (?)1. （2018

26、齊魯模擬 ）下列說法正確的是 （ ）。在核反應(yīng)過程的前后 , 反應(yīng)體系的質(zhì)量數(shù)守恒 , 但總質(zhì)量一定減少用加溫、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變?cè)雍怂プ兊陌胨テ?8 個(gè)放射性元素的原子核經(jīng)一個(gè)半衰期一定有9個(gè)發(fā)生了衰變由兩種元素的原子核結(jié)合成一種新元素的原子核時(shí), 一定吸收能量【解析】核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和質(zhì)量都守恒 , 但質(zhì)量有增加的也有減少的 ,A 項(xiàng)錯(cuò)誤 ; 半衰 期是宏觀統(tǒng)計(jì)概念 ,C 項(xiàng)錯(cuò)誤 ,核聚變釋放能量 ,D 項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮?B2. （2019 吉林月考 ） （多選）據(jù)媒體報(bào)道 , 叛逃英國(guó)的俄羅斯前特工利特維年科在倫敦離奇身210亡, 英國(guó)警方調(diào)查認(rèn)為毒殺利特維年科的是超

27、級(jí)毒藥放射性元素釙（82410Po） 。若該元素發(fā)生 衰變 , 其半衰期是 138 天,衰變方程為28410PoX+ 42He+,則下列說法中正確的是（） 。X 原子核含有 124 個(gè)中子X 原子核含有 206 個(gè)核子 射線具有很強(qiáng)的電離能力100 g 的 28140Po經(jīng) 276天,已衰變的質(zhì)量為 75 g【 解 析 】 X 原 子 核 中 的 核 子 數(shù) 為 210- 4=206（ 個(gè) ）,B 項(xiàng) 正 確 ; 中 子 數(shù) 為 206- （84 - 2） =124（個(gè)）,A 項(xiàng)正確; 射線的電離能力很弱 ,C 項(xiàng)錯(cuò)誤 ; 經(jīng)過兩個(gè)半衰期 ,剩余的 釙的質(zhì)量為原來的四分之一 , 則已衰變的質(zhì)量

28、為原來的四分之三 ,D 項(xiàng)正確?！敬鸢浮?ABD（2018 太原模擬 ）我國(guó)科學(xué)家為解決“玉兔號(hào)”月球車長(zhǎng)時(shí)間處于黑夜工作的需要 , 研制 了一種小型核能電池 , 將核反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?, 需要的功率并不大 , 但要便于防護(hù)其 產(chǎn)生的核輻射。請(qǐng)據(jù)此猜測(cè)“玉兔號(hào)”所用核能電池有可能采納的核反應(yīng)方程是 （ ） 。 A.13H+12H24He+ 01nB. 92235U+ 10n 51641Ba+ 9326kr +310nC. 29438Pu 92538Am+ -01eD. 1237Al + 24He 1305P+ 01n【解析】A是聚變反應(yīng) ,反應(yīng)劇烈 ,至今可控聚變反應(yīng)還處于各種實(shí)驗(yàn)研究

29、階段 ,B 是裂變 反應(yīng) ,雖然實(shí)現(xiàn)了人工控制 ,但因反應(yīng)劇烈 , 防護(hù)要求高還不能小型化 ,C 是人工放射性同位 素的衰變反應(yīng) , 是小型核能電池主要采用的反應(yīng)方式,D 是人工核反應(yīng) ,需要高能 粒子, 故選 C 項(xiàng)。【答案】 C4. （2018 銀川高中二模 ）29328U的衰變有多種途徑, 其中一種途徑是先衰變成21803Bi, 然后可以8?1 Ti, 最后都衰變成經(jīng)一次衰變變成2?1?0X（X 代表某種元素 ）, 也可以經(jīng)一次衰變變成92206Pb,衰變路徑如圖所示 ,下列說法中正確的是 （ ） 。過程是 衰變,過程是 衰變;過程是 衰變,過程是 衰變過程是 衰變,過程是 衰變;過程是

30、 衰變,過程是 衰變過程是 衰變,過程是 衰變;過程是 衰變,過程是 衰變過程是 衰變,過程是 衰變;過程是 衰變,過程是 衰變【解析】 Bi 經(jīng)過 變化為 X,質(zhì)量數(shù)沒有發(fā)生變化 , 為 衰變 , 經(jīng)過 變化為 Pb,質(zhì)量數(shù) 數(shù)少 4,為 衰變,過程變化為 Ti, 電荷數(shù)少 2,為 衰變,過程的電荷數(shù)增加 1,為 衰 變。故 A、C、 D 三項(xiàng)錯(cuò)誤 ,B 項(xiàng)正確。答案】 B5. （2019 ?？诘谝恢袑W(xué)摸底考試 ） （多選）某實(shí)驗(yàn)室工作人員 ,用初速度為 v0=0. 09c（ c 為真空 中的光速 ）的 粒子 , 轟擊靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的鈉原子核1231Na,產(chǎn)生了質(zhì)子。 若某次碰撞可看作對(duì)心

31、正碰 , 碰后新核的運(yùn)動(dòng)方向與 粒子的初速度方向相同 , 質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方向與新核運(yùn) 動(dòng)方向相反 , 它們?cè)诖怪庇诖艌?chǎng)的平面內(nèi)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 通過分析軌跡半徑 , 可得出新 核與質(zhì)子的速度大小之比為 110, 已知質(zhì)子質(zhì)量為 m,則（） 。A.該核反應(yīng)方程是32e+4Na 12Mg+ 1B.該核反應(yīng)方程是42He+ 1213Na1226Mg+ 01n質(zhì)子的速度約為 0. 225c質(zhì)子的速度為 0. 25c【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知, 新原子核的質(zhì)量數(shù)m=23+4- 1=26, 核電荷數(shù)z=11 +2- 1=12, 核反應(yīng)方程為e+H41231Na2126Mg+ 11H,A項(xiàng)正確 ,B

32、項(xiàng)錯(cuò)誤;質(zhì)子質(zhì)量為 m,則粒子、新核的質(zhì)量分別為 4m、 26 m, 設(shè)質(zhì)子的速度為 v, 對(duì)心正碰 ,選取 粒子運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎??方向 , 則由動(dòng)量守恒得 4mv0=26m ?10?-mv, 解得 v=0. 225c,C 項(xiàng)正確 ,D 項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】 AC6. （2019 山東煙臺(tái)二中月考 ）一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核 , 同時(shí)輻射一個(gè) 光 子。已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、 m2、m3, 普朗克常量為 h, 真空中的光速為 c。下列說法正確的是 （ ） 。核反應(yīng)方程是 11H+ 10 n 31H+4聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損 m=m1+m2-m3輻射中的 光子的能量 E=(

33、m3-m1-m2) c 光子的波長(zhǎng)?= =(?1+?2-?3)?2【解析】根據(jù)核反應(yīng)過程中的質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程為11H+10n (2018 北京卷 ,13) 在核反應(yīng)方程1H+,A 項(xiàng)錯(cuò)誤 ;聚變過程中輻射出 光子,質(zhì)量虧損 m=m1+m2-m3,B項(xiàng)正確 ;由質(zhì) ?能方程可知 ,輻射出的 光子的能量 E=( m1+m2-m3) c2,C項(xiàng)錯(cuò)誤 ;由 E=?可知, 光子的波長(zhǎng)?( ?1+ ?2- ?3)c,D 項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮?B1. (2018 全國(guó)卷,14) 1934 年,約里奧居里夫婦用 粒子轟擊鋁核1273Al, 產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素 X:+ 2137Al n+

34、X。 X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為 ( )。A.15 和 28 B.15 和 30C.16 和 30 D.17 和 31e+H42137Al 01n+X, 由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知 ,X 應(yīng)為【解析】將核反應(yīng)方程式改寫成1305X,B 項(xiàng)正確。 【答案】 B)。24He+ 147N178O+X中 ,X 表示的是 (質(zhì)子 B. 中子 C.電子 D. 粒子【解析】核反應(yīng)方程中 ,電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒 ,X 為 11H,A 項(xiàng)正確。 【答案】 A(2018 天津卷 ,1) 國(guó)家大科學(xué)工程中國(guó)散裂中子源(CSNS)于 2017 年 8 月 28日首次打靶成功 ,獲得中子束流 , 可以為諸多領(lǐng)域的研究和工

35、業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺(tái)。下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是 () 。817O并放出一個(gè)粒子A. 174N俘獲一個(gè) 粒子, 產(chǎn)生粒子, 產(chǎn)生 3150P并放出一個(gè)粒子子 質(zhì) 個(gè) 獲 俘 B1C.L6D., 產(chǎn)生 48Be 并放出一個(gè)粒子, 產(chǎn)生 23He 并放出一個(gè)粒子解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒 , 各選項(xiàng)核反應(yīng)方程如下A項(xiàng):174N+B項(xiàng):1237AlHe O+ 11H42He P+ 01n1156CB+11H Be+ 42He因此上述核反應(yīng)中的放出的粒子為中子的是B 項(xiàng)。【答案】 B的質(zhì)量為 3. 0150（2017 全國(guó)卷 ,17） 大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能

36、量用來發(fā) 電。氘核聚變反應(yīng)方程是: 21H+ 12H 23He+ 01n。已知 21H的質(zhì)量為 2. 0136 u, u,01n 的質(zhì)量為 1. 0087 u,1 u =931 MeV/c 2。氘核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為 （ ）。A.3. 7 MeV B.3. 3 MeVC.2. 7 MeV D.0. 93 MeV【解析】氘核聚變反應(yīng)的質(zhì)量虧損m=2. 0136 u2-3.0150 u - 1. 0087 u =0. 0035 u, 由愛因斯坦質(zhì)能方程可得釋放的核能E=0. 0035 931 MeV3. 3 MeV,B 項(xiàng)正確?！敬鸢浮?B5. （2017 全 國(guó) 卷,15） 一 靜 止的 鈾 核 放出 一 個(gè) 粒子 衰變 成 釷核 , 衰變 方程 為