2013屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 16.2放射性元素的衰變　核能精品練習(xí) 新人教版選修3-5

1、PAGE PAGE - 5 -第二講放射性元素的衰變核能1居室裝修中經(jīng)常用到的花崗巖都不同程度地含有放射性元素(含軸、釷等)，會釋放出、射線，這些射線會導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道疾病根據(jù)有關(guān)放射性知識判斷下列說法中正確的是()A射線是發(fā)生衰變時產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4B射線是發(fā)生衰變時產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，質(zhì)量數(shù)減少了1C射線是發(fā)生衰變時產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了1D在、三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)、電離能力最弱解析射線是發(fā)生衰變時產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2；射線是發(fā)生衰變時產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，質(zhì)量數(shù)不

2、變，中子數(shù)減少了1；射線是發(fā)生衰變時產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)不變，故選項A、B、C錯誤，D正確答案D2某放射性元素經(jīng)過11.4天有eq f(7,8)的原子核發(fā)生了衰變，該元素的半衰期為()A11.4天B7.6天C5.7天 D3.8天解析根據(jù)eq blc(rc)(avs4alco1(f(1,2) eq sup15(eq f(t,) eq f(1,8)，eq f(t,)3，因為t11.4天，所以eq f(11.4,3)3.8天，選項D正確答案D3科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的eq oal(3,2)He(氦3)它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂掀鋮⑴c的一種核聚變反應(yīng)的方程式為eq o

3、al(3,2)Heeq oal(3,2)He2eq oal(1,1)Heq oal(4,2)He.關(guān)于eq oal(3,2)He聚變下列表述正確的是()A聚變反應(yīng)不會釋放能量B聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C聚變反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損D目前核電站都采用eq oal(3,2)He聚變反應(yīng)發(fā)電解析輕核聚變生成質(zhì)量較大(中等)的新核，并釋放能量，有質(zhì)量虧損答案B4一個eq oal(235, 92)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eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)nXeq oal(94,38)Sr2eq oal(1,0)n，則下列說法正確的是()AX原子核中含有86個

4、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A5原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生并放出能量這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為6eq oal(2,1)Hkeq oal(4,2

5、)Hedeq oal(1,1)H2eq oal(1,0)n43.15meV，由平衡條件可知()Ak1，d4Bk2，d2Ck1，d6 Dk2，d3解析核反應(yīng)的基本規(guī)律是質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，所以624kd2,612kd，解得k2，d2，因此B選項正確答案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eq oal(1,1)Heq oal(12, 6)Ceq oal(13, 7)NQ1，eq oal(1,1)Heq oal(15, 7)Neq oal(12, 6)CXQ2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eq oal(1,1)Heq oal(3,2)e

6、eq oal(4,2)Heeq oal(12, 6)Ceq oal(13, 7)Neq oal(15, 7)N質(zhì)量/u1.00783.01604.002612.00013.005715.0001以下推斷正確的是()AX是eq oal(3,2)He，Q2Q1 BX是eq oal(4,2)He，Q2Q1CX是eq oal(3,2)He，Q2Q1 DX是eq oal(4,2)He，Q2Q1解析由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可確定X是粒子兩個核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損分別為m1(1.007812.000013.0057)u0.0021u，m2(1.007815.000112.00004.0026)u0.0053

7、u，結(jié)合愛因斯坦質(zhì)能方程Qmc2知Q1Q2，故B正確答案B7氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核，則下列說法中正確的是()A核反應(yīng)方程式為eq oal(2,1)Heq oal(3,1)Heq oal(4,2)Heeq oal(1,0)nB這是一個裂變反應(yīng)C核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損mm1m2m3D核反應(yīng)過程中釋放的核能E(m1m2m3m4)c2解析由氘核和氚核的結(jié)合以及電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒可知選項A正確；該核反應(yīng)為聚變反應(yīng)，選項B錯誤；核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為mm1m2m3m4，選項C錯誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程可知核反應(yīng)過程中釋放的核能Emc2，選項D正

8、確答案AD8釷核(eq oal(234, 90)Th)具有放射性，它能放出一個電子衰變成鏷核(eq oal(234, 91)Pa)，伴隨該過程會放出光子，下列說法中正確的是()A因為衰變過程中原子核的質(zhì)量數(shù)守恒，所以不會出現(xiàn)質(zhì)量虧損B光子是衰變過程中鏷核(eq oal(234, 91)Pa)輻射的C給釷加熱，釷的半衰期將變短D原子核的天然放射現(xiàn)象說明原子核是可分的解析因衰變過程中原子核的質(zhì)量數(shù)守恒，但是會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，則選項A錯誤；給釷加熱，釷的半衰期不變，故選項C錯誤答案BD9三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一個氦核(eq oal(4,

9、2)He)，則下列說法正確的是()AX核比Z核多一個質(zhì)子BX核比Z核少一個中子CX核的質(zhì)量數(shù)比Z核質(zhì)量數(shù)大3DX核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍解析設(shè)X核質(zhì)量數(shù)為A，電荷數(shù)為m，根據(jù)題述的“X核放出一個正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一個氦核(eq oal(4,2)He)”可寫出核反應(yīng)方程如下eq oal(A,m)Xeq oal(A,m1)Yeq oal(0,1)e，eq oal(A,m1)Yeq oal(1,1)Heq oal(A3,m2)Zeq oal(4,2)He，顯然X核比Z核多2個質(zhì)子，多一個中子，X核的質(zhì)量數(shù)比Z核質(zhì)量數(shù)大3，A、B錯誤，C正確；X核與Z核的總

10、電荷為mm22m2，Y核電荷為m1，所以X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍，D正確答案CD10“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?，從而變成一個新核(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?，下面的說法中正確的是()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

11、反，由peq r(2mEk)可知，子核的動能小于中微子的動能，母核的電荷數(shù)大于子核的電荷數(shù)，中微子的質(zhì)量極小，質(zhì)量數(shù)為零答案BC11有些核反應(yīng)過程是吸收能量的例如，在Xeq oal(14, 7)Neq oal(17, 8)Oeq oal(1,1)H中，核反應(yīng)吸收的能量Q(mOmH)(mXmN)c2.在該核反應(yīng)方程中，X表示什么粒子？X粒子以動能Ek轟擊靜止的eq oal(14, 7)N核，若EkQ，則該核反應(yīng)能否發(fā)生？請簡要說明理由解析本題考查核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒以及動量守恒知識，意在考查學(xué)生的分析推理能力根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可求X粒子質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別為4和2，所以粒子是e

12、q oal(4,2)He；eq oal(4,2)He粒子轟擊靜止的eq oal(14, 7)N核，說明eq oal(4,2)He粒子具有動量，由動量守恒知，反應(yīng)后總動量不為零，則系統(tǒng)剩有能量，所以這樣的核反應(yīng)不能發(fā)生答案eq oal(4,2)He不能實現(xiàn)，因為不能同時滿足能量守恒和動量守恒的要求12一靜止的氡核(eq oal(222, 86)Rn)發(fā)生衰變，放出一個速度為v0、質(zhì)量為m的粒子和一個質(zhì)量為M的反沖核釙(Po)，若氡核發(fā)生衰變時，釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為粒子和釙核的動能(1)寫出衰變方程；(2)求出反沖核的速度；(3)求出這一衰變過程中虧損的質(zhì)量解析(1)eq oal(222, 86)Rneq oal(218, 84)Poeq oal(4,2)He.(2)設(shè)釙核的反沖速度大小為v，由動量守恒定律有0mv0Mv，解得veq f(mv0,M).(3)衰變過程中產(chǎn)生的機(jī)械能為Eeq f(1,2)mveq