粵教版選修35 裂變和聚變 第1課時(shí) 作業(yè).doc

5.2裂變及其應(yīng)用1下列說法錯(cuò)誤的是a. 銫137進(jìn)行衰變時(shí)，往往同時(shí)釋放出射線， 射線具有很強(qiáng)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(huì)裂變，發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)生核能d. 氫原子會(huì)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(jìn)行衰變時(shí)釋放出射線，射線具有很強(qiáng)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(huì)裂變，發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，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(cuò)誤。本題選擇錯(cuò)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(cuò)誤。故選：b。3下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識(shí)，其中正確的是( )a. 氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能增大b. 射線是高速運(yùn)動(dòng)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(jí)降低，核外電子的半徑減小，則根據(jù)，則，則其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能增大，選項(xiàng)a正確；射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，選項(xiàng)b錯(cuò)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(xiàng)c錯(cuò)誤； 的半衰期是5天，100g 經(jīng)過10天后還剩下，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；故選a.4下列四幅圖的有關(guān)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(gè)粒子帶兩個(gè)單位正電荷c. 在光顏色保持不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大d. 該鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于原子核的衰變【答案】 c【解析】甲圖中，兩球碰撞過程動(dòng)量守恒，碰撞過程機(jī)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(cuò)誤；由左手定則可知，甲帶負(fù)電，由電子組成，故b錯(cuò)誤；圖中光的顏色保持不變的情況下，光照越強(qiáng)，光電子數(shù)目越多，則飽和光電流越大，故c正確；鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核裂變，故d錯(cuò)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(yīng)核反應(yīng)方程為.以下說法不正確的是( )a. 該核反應(yīng)為聚變反應(yīng)b. 熱核反應(yīng)中有質(zhì)量虧損c. 熱核反應(yīng)會(huì)放出巨大能量d. 由于核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，所以質(zhì)量也是守恒的【答案】 d點(diǎn)睛：此題考查核聚變與核裂變的定義，核聚變的核反應(yīng)方程等多讀課本，掌握聚變反應(yīng)與裂變反應(yīng)的特點(diǎn)以及它們的區(qū)別是解答的關(guān)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(guān)系b. 核反應(yīng)方程屬于裂變c. 盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)d. 衰變中產(chǎn)生的射線實(shí)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(guān)系，選項(xiàng)a正確； 核反應(yīng)方程屬于衰變方程，選項(xiàng)b錯(cuò)誤； 盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，選項(xiàng)c錯(cuò)誤； 衰變中產(chǎn)生的射線實(shí)際上是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的電子而形成的，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；故選a.7下列說法中，不正確的是 ( )a. 康普頓認(rèn)為x射線的光子與晶體中的電子碰撞時(shí)要遵守能量守恒定律和動(dòng)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(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子。d. 因在核反應(yīng)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(rèn)為x射線的光子與晶體中的電子碰撞時(shí)要遵守能量守恒定律和動(dòng)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(duì)應(yīng)，故b錯(cuò)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(shí)所需要的足夠的動(dòng)能（光子方向有動(dòng)量），所以不可能使氘核分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，故c錯(cuò)誤；核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒、能量也守恒故d錯(cuò)誤此題選擇錯(cuò)誤的選項(xiàng)，故選bcd.8關(guān)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(dá)到1015 m以內(nèi)，核力才能起作用d地球聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量十分豐富，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(gè)優(yōu)勢：(1)安全、清潔、輻射少；(2)核燃料儲(chǔ)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9重核裂變和輕核聚變是人們獲得核能的兩個(gè)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(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子能結(jié)合成一個(gè)氘核，請(qǐng)寫出該核反應(yīng)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(dá)式為_【答案】 (mn+mp-md)c2【解析】核反應(yīng)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(xué)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(yīng)。根據(jù)這一理論，在太陽內(nèi)部4個(gè)氫核（h）轉(zhuǎn)化成1個(gè)氦核（he）和2個(gè)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(duì)應(yīng)931.5 mev的能量，（1）寫出該熱核反應(yīng)方程；（2）一次這樣的熱核反應(yīng)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(diǎn)睛：寫核反應(yīng)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(gè)鋰核(73li)受到一個(gè)質(zhì)子(11h)轟擊變?yōu)?個(gè)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(gè)粒子的質(zhì)量為6.646710-27kg。(1)寫出該核反應(yīng)的方程。(2)該核反應(yīng)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(yīng)，產(chǎn)生氚和粒子并放出4.8 mev的能量（1）寫出核反應(yīng)方程式；（2）求上述反應(yīng)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(dòng)量相碰，則粒子和氚的動(dòng)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(yīng)方程（2）依據(jù)，算出虧損質(zhì)量（3）根據(jù)動(dòng)量守恒方程可正確求解粒子和氚的動(dòng)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(shè)m1、m2、v1、v2分別為氦核、氚核的質(zhì)量和速度，由動(dòng)量守恒定律得.氦核、氚核的動(dòng)能之比14鐳（ra）是歷史上第一個(gè)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(gè)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(yīng)的方程式。此反應(yīng)過程中放出的能量是多少？反應(yīng)后新核rn的速度是多大？【答案】 15钚的放射性同位素靜止時(shí)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(dòng)量可忽略，求a粒子的動(dòng)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(dòng)能， 粒子的動(dòng)能和光子的能量之和，故聯(lián)立解得設(shè)衰變后的鈾核和粒子的速度分別為，則由動(dòng)量守恒有： 由動(dòng)能的定義可知， 由解得： 由聯(lián)立解得16一個(gè)靜止的鈾核23290u（原子質(zhì)量為232.037 2u）放出一個(gè)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(dāng)于931.5mev的能量）(1)寫出鈾核的衰變反應(yīng)方程；(2)算出該衰變反應(yīng)中釋放出的核能；(3)若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動(dòng)能，則粒子的動(dòng)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(dòng)量守恒，釷核和粒子的動(dòng)量大小相等，即根據(jù)動(dòng)量守恒定律得，pth=p根據(jù)動(dòng)能與動(dòng)量的關(guān)系： ekth+ek=e所以釷核獲得的動(dòng)能解得：e=5.50 mev0.09 mev=5.4 mev17一靜止的核衰變?yōu)楹藭r(shí)，放出一個(gè)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(dòng)能，請(qǐng)寫出衰變方程并求出粒子的動(dòng)能?！敬鸢浮?【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電子數(shù)守恒，可得核反應(yīng)方程為根據(jù)動(dòng)量守恒定律由能量守恒解得， 粒子的動(dòng)能18裂變反應(yīng)是目前核能利用中常用的反應(yīng)，以原子核為燃料的反應(yīng)堆中，當(dāng)俘獲一個(gè)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(yīng)前后原子核的靜止質(zhì)量分別為mu = 235.0439u, mn =