天然放射現(xiàn)象、核反應(yīng)和核能

1、學(xué)案正標(biāo)題一、考綱要求1.掌握原子核的衰變、半衰期等知識.2.會書寫核反應(yīng)方程，并能根據(jù)質(zhì)能方程求解核能問題二、知識梳理1.原子核的組成(1)原子核由質(zhì)子和中子組成，兩者統(tǒng)稱為核子(2)原子核常用表示，X為元素符號，上角標(biāo)A表示核的質(zhì)量數(shù)，下角標(biāo)Z表示核的電荷數(shù)（原子序數(shù))(3)同位素是具有相同的質(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2.天然放射現(xiàn)象(1)天然放射現(xiàn)象：某些元素自發(fā)放射某些射線的現(xiàn)象稱為天然放射現(xiàn)象，這些元素稱為放射性元素(2)三種射線的本質(zhì)：射線是氦核，射線是電子，射線是光子3.原子核的衰變(1)衰變：原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變化可分為衰變、衰變

2、，并伴隨著射線放出(2)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間放射性同位素的應(yīng)用利用射線：放射性同位素放出的射線應(yīng)用于工業(yè)、探傷、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等作示蹤原子4.核反應(yīng)、核力與核能(1)核反應(yīng)規(guī)律：在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒(2)核力概念：組成原子核的核子之間存在的作用力核力特點(diǎn)a核力是強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn)，在它的作用范圍內(nèi)，核力比庫侖力大得多b核力是短程力，作用范圍在1.5×1015 m之內(nèi)c每個核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱為核力的飽和性(3)質(zhì)量虧損愛因斯坦質(zhì)能方程：Emc2質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和的現(xiàn)象(4)結(jié)合能：

3、克服核力束縛，使原子核分解為單個核子時需要的能量，或若干個核子在核力作用下結(jié)合成原子核時需要的能量5.核裂變和核聚變(1)重核裂變定義：使重核分裂成幾個質(zhì)量較小的原子核的核反應(yīng)鈾核裂變：用中子轟擊鈾核時，鈾核發(fā)生裂變，一種典型的反應(yīng)是生成鋇和氪，同時放出三個中子，核反應(yīng)方程為：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：a.要有足夠濃度的；b.鈾塊體積需大于臨界體積，或鈾塊質(zhì)量大于臨界質(zhì)量(2)輕核聚變定義：兩個輕核結(jié)合成較重的核，這樣的核反應(yīng)叫聚變聚變發(fā)生的條件：使物體達(dá)到幾百萬度的高溫三、要點(diǎn)精析1.衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì)(1)兩種衰變的比較衰

4、變類型衰變衰變衰變方程衰變實(shí)質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子22衰變規(guī)律質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒 (2)射線：射線經(jīng)常是伴隨著衰變或衰變同時產(chǎn)生的其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生衰變或衰變的過程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量(核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子2.原子核的人工轉(zhuǎn)變用高能粒子轟擊靶核，產(chǎn)生另一種新核的反應(yīng)過程(1)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：.(2)查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為：.(3)居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程為：.3.確定衰變次數(shù)的方法因?yàn)樗プ儗|(zhì)量數(shù)無影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定衰變的次數(shù)4.半衰期

5、(1)公式：N余N原，m余m原(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部自身因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)5.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)兩個守恒規(guī)律，設(shè)放射性元素經(jīng)過n次衰變和m次衰變后，變成穩(wěn)定的新元素，則表示該核反應(yīng)的方程為nm根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可列方程AA4n ZZ2nm由以上兩式聯(lián)立解得n，mZZ由此可見確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為求解一個二元一次方程組方法二：因?yàn)樗プ儗|(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)6.核反應(yīng)類型(1)核反應(yīng)的四種類型：衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變

6、和聚變(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連接并表示反應(yīng)方向，不能用等號連接(3)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程(4)核反應(yīng)遵循質(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)量一般會發(fā)生變化(5)核反應(yīng)遵循電荷數(shù)守恒7.計(jì)算核能的幾種方法(1)根據(jù)Emc2計(jì)算，計(jì)算時m的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，E的單位是“J”(2)根據(jù)Em×931.5 MeV計(jì)算因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5 MeV的能量，所以計(jì)算時m的單位是“u”，E的單位是“MeV”(3)根據(jù)平均結(jié)合能來計(jì)算核能原子核

7、的結(jié)合能平均結(jié)合能×核子數(shù)(4)有時可結(jié)合動量守恒和能量守恒進(jìn)行分析計(jì)算，此時應(yīng)注意動量、動能關(guān)系式p22mEk的應(yīng)用8.核反應(yīng)類型、核能(1) 核反應(yīng)類型及核反應(yīng)方程類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變衰變自發(fā)衰變自發(fā)人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?#160;(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子) (查德威克發(fā)現(xiàn)中子)約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子01e重核裂變比較容易進(jìn)行人工控制310輕核聚變目前無法控制注意：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，不能用等號連接核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守

8、恒而不是質(zhì)量守恒；遵循電荷數(shù)守恒(2)核能釋放的兩種途徑的理解中等大小的原子核的比結(jié)合能最大，這些核最穩(wěn)定使較重的核分裂成中等大小的核使較小的核結(jié)合成中等大小的核兩種途徑都可以使核子的比結(jié)合能增加，都可以釋放能量四、典型例題1.【2015重慶-1】圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物質(zhì)發(fā)生衰變放出的部分粒子的經(jīng)跡，氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。以下判斷可能正確的是Aa、b為粒子的經(jīng)跡 Ba、b為粒子的經(jīng)跡Cc、d為粒子的經(jīng)跡Dc、d為粒子的經(jīng)跡【答案】D【解析】射線是不帶電的光子流，在磁場中不偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)B錯誤。粒子為氦核帶正電，由左手定則知受到向上的洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn)，故選項(xiàng)A、C錯

9、誤；粒子是帶負(fù)電的電子流，應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D正確。故選D?？键c(diǎn)：本題考查放射線的性質(zhì)、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動。2.【2015山東-39（1）】【物理-物理3-5】發(fā)生放射性衰變?yōu)椋胨テ诩s為5700年。已知植物存活其間，其體內(nèi)與的比例不變；生命活動結(jié)束后，的比例持續(xù)減少。現(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是_。（雙選，填正確答案標(biāo)號）A該古木的年代距今約為5700年B、具有相同的中子數(shù)C衰變?yōu)榈倪^程中放出射線D增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速的衰變【答案】AC【解析】試題分析：因古木樣品中的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過的時間為一個

10、半衰期，即該古木的年代距今約為5700年，選項(xiàng)a正確；、具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項(xiàng)b錯誤；根據(jù)核反應(yīng)方程可知，衰變?yōu)榈倪^程中放出電子，即發(fā)出射線，選項(xiàng)c正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項(xiàng)d錯誤；故選ac.考點(diǎn)：半衰期；核反應(yīng)方程.3.【2015廣東-18】科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：X + Y + + 4.9MeV和+ + X + 17.6MeV，下列表述正確的有AX是中子BY的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C兩個核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損D氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)【答案】AD【解析】本題中考查了原子物理的基礎(chǔ)知識。題目中有原子

11、物理的兩個核反應(yīng)方程，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒規(guī)律，由第二個核反應(yīng)方程得到X為中子()，選項(xiàng)A正確；再由第一個方程得到Y(jié)質(zhì)子數(shù)為3，質(zhì)量數(shù)為6，則中子數(shù) = 質(zhì)量數(shù) 質(zhì)子數(shù) =" 3" ，選項(xiàng)B錯誤；兩個核反應(yīng)都產(chǎn)生了能量，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知一定有質(zhì)量虧損，選項(xiàng)C錯誤；氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)，選項(xiàng)D正確?！究键c(diǎn)】核反應(yīng)方程；結(jié)合能、質(zhì)量虧損；聚變反應(yīng)4.【2015北京-14】下列核反應(yīng)方程中，屬于衰變的是（     ）ABCD【答案】B【解析】衰變是指某一原子核自發(fā)的變成另一種原子核，并放出 粒子的過程。可以很容易的

12、選出 B 正確；A 選項(xiàng)為人工轉(zhuǎn)變方程；C 選項(xiàng)為輕核聚變；D 選項(xiàng)為 衰變【考點(diǎn)】原子物理衰變5.【2015北京-17】實(shí)驗(yàn)觀察到，靜止在勻強(qiáng)磁場中 A 點(diǎn)的原子核發(fā)生衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動方向和軌跡示意如圖。則（     ）A軌跡 1 是電子的，磁場方向垂直紙面向外B軌跡 2 是電子的，磁場方向垂直紙面向外C軌跡 1 是新核的，磁場方向垂直紙面向里D軌跡 2 是新核的，磁場方向垂直紙面向里【答案】D【解析】由動量守恒可知，原子核靜止在磁場中，發(fā)生衰變后的新核與電子的動量大小相等，方向相反。由，得，粒子運(yùn)動的

13、半徑與電荷量成反比。新核帶電量大于電子，因此 R 較小，知軌跡 2 為新核軌跡，由左手定則可知，磁場方向垂直紙面向里?！究键c(diǎn)】衰變，動量守恒，帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動6.【2015安徽-14】圖示是粒子（氦原子核）被重金屬原子核散射的運(yùn)動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點(diǎn)，在散射過程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止不動。圖中所標(biāo)出的粒子在各點(diǎn)處的加速度方向正確的是AM點(diǎn)BN點(diǎn)CP點(diǎn)DQ點(diǎn)【答案】C【解析】由庫侖定律，可得兩點(diǎn)電荷間的庫侖力的方向在兩者的兩線上，同種電荷相互排斥，由牛頓第二定律，加速度的方向就是合外力的方向，故C正確，ABD錯誤?？键c(diǎn)：考查庫侖定律和牛頓第二定律。7.【2015江蘇-

14、12】【選修3-5】（12分）（1）波粒二象性時微觀世界的基本特征，以下說法正確的有_A光電效應(yīng)現(xiàn)象揭示了光的粒子性B熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍射圖樣說明中子具有波動性C黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律可用光的波動性解釋D動能相等的質(zhì)子和電子，它們的德布羅意波也相等（2）核電站利用原子核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)放出的巨大能量進(jìn)行發(fā)電，是常用的核燃料。受一個中子轟擊后裂變成和兩部分，并產(chǎn)生_個中子。要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要_（選填“大于”或者“小于”）它的臨界體積。（3）取質(zhì)子的質(zhì)量，中子的質(zhì)量，粒子的質(zhì)量，光速，請計(jì)算粒子的結(jié)合能，（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）AB（2）3 大于（3）4.3&

15、#215;10 12J【解析】（1）光電效應(yīng)說明光的粒子性，所以A正確；熱中子在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，即運(yùn)動的實(shí)物粒子具有波的特性，即說明中子具有波動性，所以B正確；黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律說明電磁輻射具有量子化，即黑體輻射是不連續(xù)的、一份一份的，所以黑體輻射用光的粒子性解釋，即C錯誤；根據(jù)的德布羅意波長公式，又質(zhì)子的質(zhì)量大于電子的質(zhì)量，所以動能相等的質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波較短，所以D錯誤。（2）由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守可知：，可見產(chǎn)生了3個中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的一個條件是鈾燃料的體積必須大于或等于臨界體積。（3）根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，可求：8.【2015海南-17】運(yùn)動的原子核放出粒子后變成靜止的原子核Y

16、。已知X、Y和粒子的質(zhì)量分別是M、和，真空中的光速為c，粒子的速度遠(yuǎn)小于光速。求反應(yīng)后與反應(yīng)前的總動能之差以及粒子的動能?！敬鸢浮?，【解析】反應(yīng)后由于存在質(zhì)量虧損，所以反應(yīng)前后總動能之差等于質(zhì)量虧損而釋放出的能量，故根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可得反應(yīng)過程中三個粒子組成的系統(tǒng)動量守恒，故有，聯(lián)立可得9.(2015天津-1)物理學(xué)重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上，下列說法正確的是A天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的B電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識到原子具有核式結(jié)構(gòu)Ca粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的【答案】A【解析】盧瑟福的粒子散射實(shí)使人們

17、認(rèn)識到原子的核式結(jié)構(gòu)，電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識到原子并不是自然界中的最小粒子，是有結(jié)構(gòu)的，所以選項(xiàng)BC錯誤；天然放射性現(xiàn)象使人們認(rèn)識到原子核是由更小的核子組成，選項(xiàng)A正確；密立根油滴實(shí)驗(yàn)測定了元電荷的大小，D錯誤?？键c(diǎn)：近代物理學(xué)史10.(2014·新課標(biāo)·35(1)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是_A所有元素都可能發(fā)生衰變B放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D、和三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)E一個原子核在一次衰變中可同時放出、和三種射線【答案】BCD【解析】自然界中絕大部分元素沒有放射現(xiàn)象，選項(xiàng)A錯誤；放射性元素的半衰期只與原子

18、核結(jié)構(gòu)有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)B、C正確；、和三種射線電離能力依次減弱，穿透能力依次增強(qiáng)，選項(xiàng)D正確；原子核發(fā)生衰變時，不能同時發(fā)生和衰變，射線伴隨這兩種衰變產(chǎn)生，故選項(xiàng)E錯誤11.(2014·天津·6)下列說法正確的是(  )A玻爾對氫原子光譜的研究導(dǎo)致原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立B可利用某些物質(zhì)在紫外線照射下發(fā)出熒光來設(shè)計(jì)防偽措施C天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線都能在電場或磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)D觀察者與波源互相遠(yuǎn)離時接收到波的頻率與波源頻率不同【答案】BD【解析】盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)導(dǎo)致了原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立，A錯誤根據(jù)紫外線的熒光效應(yīng)，可知B正確天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射

19、線不帶電，在電場和磁場中都不偏轉(zhuǎn)，故C錯誤根據(jù)多普勒效應(yīng)可知觀察者與波源互相遠(yuǎn)離時接收到的波的頻率比波源頻率低，D正確12.(2014·福建·30(1)如圖所示，放射性元素鐳衰變過程中釋放出、三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，下列說法正確的是_(填選項(xiàng)前的字母)A表示射線，表示射線B表示射線，表示射線C表示射線，表示射線D表示射線，表示射線【答案】C【解析】根據(jù)三種射線的偏轉(zhuǎn)軌跡可知表示射線，表示射線，表示射線選項(xiàng)C正確13.(2014·北京·14)質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，釋放的能量是(c表示

20、真空中的光速)(  )A(m1m2m3)cB(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2D(m1m2m3)c2【答案】C【解析】由質(zhì)能方程Emc2，其中mm1m2m3，可得E(m1m2m3)c2，選項(xiàng)C正確14.(2014·重慶·1)碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有(  )ABCD【答案】C【解析】經(jīng)過n個半衰期剩余碘131的含量mmn.因32天為碘131的4個半衰期，故剩余碘131含量：mm4，選項(xiàng)C正確15.【2014·上海卷】核反應(yīng)方程式Be+HeC+X中的X表示A質(zhì)子B電

21、子C光子D中子【答案】D【解析】核反應(yīng)同時遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，可知X的質(zhì)量數(shù)是1，電荷數(shù)是0，所以該粒子是中子，D項(xiàng)正確?！究键c(diǎn)】核反應(yīng)16.【2014·新課標(biāo)全國卷】在人類對微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實(shí)的是（填正確答案標(biāo)號，選對1個給2分，選對2個得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分0分）。A密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測得了基本電荷的數(shù)值B貝克勒爾通過對天然放射性現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙（P0）和鐳（Ra）兩種新元素D盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了在原子核內(nèi)存在質(zhì)子E

22、.湯姆孫通過陰極射線在電場和在磁場中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成，并測出了該粒子的比荷【答案】ACE【解析】密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測出了基本電荷的數(shù)值為1.6×10-19C，A正確；貝克勒爾通過對天然放射性研究發(fā)現(xiàn)了中子，B錯誤；居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙（Po）和鐳（Ra）兩種新元素，C正確；盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)，得出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論， D錯誤；湯姆遜通過對陰極射線在電場及在磁場中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成，并測定了粒子的比荷，E正確?？键c(diǎn)：原子物理部分的物理學(xué)史知識。17.【2014·江蘇卷】氡222是一種天然放射性氣體，被吸

23、入后，會對人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷。它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一。其衰變方程是。已知的半衰期約為3.8天，則約經(jīng)過天，16g的衰變后還剩1g?！敬鸢浮?，15.2【解析】試題分析：根據(jù)衰變過程中，質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知，,該衰變過程中，所釋放的粒子的質(zhì)量數(shù)為4，即為粒子。設(shè)半衰期為，半衰期的定義：，而n為發(fā)生半衰期的次數(shù)，；代入數(shù)據(jù)可得t=15.2天。18.【2014·上海卷】鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，重核裂變時放出的可以使裂變不斷進(jìn)行下去的粒子是A質(zhì)子B中子C粒子D粒子【答案】B【解析】重核的裂變需要中子的轟擊，在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，不斷放出高速的中子使裂變可以不斷進(jìn)行下去，B項(xiàng)正確?！究键c(diǎn)

24、】核反應(yīng)、裂變19.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，放出能量這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為6kd243.15 MeV由平衡條件可知(  )Ak1，d4Bk2，d2Ck1，d6Dk2，d3【答案】B【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6×24kd2,6×12kd，解得k2，d2，因此B正確20.關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述中正確的有(  )A是衰變B是衰變C是輕核聚變D2是重核裂變【答案】AC【解析】衰變是放射出氦核的天然放射現(xiàn)象，A正確；衰變是放射出電子的天然放射

25、現(xiàn)象，而B是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的原子核人工轉(zhuǎn)變，故B錯；C是輕核的聚變，D是衰變現(xiàn)象，故C正確，D錯21.已知氦原子的質(zhì)量為MHe u，電子的質(zhì)量為me u，質(zhì)子的質(zhì)量為mp u，中子的質(zhì)量為mn u，u為原子質(zhì)量單位，且由愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2可知：1 u對應(yīng)于931.5 MeV的能量，若取光速c3×108 m/s，則兩個質(zhì)子和兩個中子聚變成一個氦核，釋放的能量為(  )A2(mpmn)MHe×931.5 MeVB2(mpmnme)MHe×931.5 MeVC2(mpmnme)MHe·c2 JD2(mpmn)MHe·c2 J【答案】B【解析

26、】核反應(yīng)方程為22，質(zhì)量虧損m2(mpmn)(MHe2me)2(mpmnme)MHe，所以釋放的能量為Em×931.5 MeV2(mpmnme)MHe×931.5 MeV，選項(xiàng)B正確22.下列說法正確的是          (  )A原子核發(fā)生衰變時要遵守電荷守恒和質(zhì)量守恒的規(guī)律B射線、射線、射線都是高速運(yùn)動的帶電粒子流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D發(fā)生光電效應(yīng)時光電子的動能只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)【答案】C【解析】原子核發(fā)生衰變時遵循電荷數(shù)守恒和質(zhì)

27、量數(shù)守恒的規(guī)律，衰變過程中釋放能量，質(zhì)量發(fā)生虧損，A錯誤；射線是高速氦核子流，射線是高速電子流，兩者都是高速運(yùn)動的帶電粒子流，射線是高能電磁波，不帶電，B錯誤；根據(jù)玻爾的躍遷理論，氫原子的能級是量子化的，因而能級差是一些特定的值，根據(jù)躍遷公式hEmEn，知?dú)湓訌募ぐl(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時只能輻射一些特定頻率的光子，C正確；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhW0，知光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，D錯誤23.鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)：ab2，則ab可能是      (  )ABCD【答案】

28、D【解析】核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，通過核反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)相等不難得出A、B、C錯誤，D正確24.核聚變與核裂變相比幾乎不會帶來放射性污染等環(huán)境問題，而且其原料可直接取自海水中的氘，來源幾乎取之不盡，是理想的獲取能源的方式EAST裝置是中國耗時8年、耗資2億元人民幣自主設(shè)計(jì)、自主建造而成的，它成為世界上第一個建成并真正運(yùn)行的全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置已知兩個氘核聚變生成一個氦核和一個中子的核反應(yīng)方程是23.26 MeV，若有2 g氘全部發(fā)生聚變，則釋放的能量是(NA為阿伏加德羅常數(shù))       

29、60;           (  )A0.5×3.26 MeVB3.26 MeVC0.5NA×3.26 MeVDNA×3.26 MeV【答案】C【解析】根據(jù)核反應(yīng)方程可知，兩個氘核聚變釋放的能量為3.26 MeV，那么2 g氘核(即1 mol氘核)聚變釋放的能量為0.5 NA×3.26 MeV，C正確25.云室處于一個垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場中，靜止的原子核在云室中發(fā)生了一次衰變，其衰變產(chǎn)物在磁場中運(yùn)動的圓軌跡如圖所示已知新核Y的質(zhì)量為M，粒子的

30、質(zhì)量為m，衰變后粒子的速度大小為v，假設(shè)原子核衰變時釋放的能量都轉(zhuǎn)化為粒子和新核的動能(1)試寫出核衰變方程(2)求原子核衰變時釋放的能量【答案】(1).(2)【解析】(1)衰變方程為.(2)原子核在衰變前后動量守恒，設(shè)衰變后新核的速度為v1，則Mv1mv.根據(jù)題意可知，衰變時釋放的總能量E.聯(lián)立以上二式解得E26.(釷)經(jīng)過一系列衰變和衰變，變成 (鉛)以下說法中正確的是(  )A鉛核比釷核少8個質(zhì)子B鉛核比釷核少16個中子C共經(jīng)過4次衰變和6次衰變 D共經(jīng)過6次衰變和4次衰變【答案】ABD【解析】設(shè)衰變次數(shù)為x，衰變次數(shù)為y，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得2322084x9

31、0822xy解得x6，y4C錯，D正確鉛核、釷核的質(zhì)子數(shù)分別為82、90，故A正確鉛核、釷核的中子數(shù)分別為126、142，故B正確27.約里奧居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性元素而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素衰變成的同時放出另一種粒子，這種粒子是_【答案】【解析】寫出衰變方程故這種粒子為 (正電子)28.(1)現(xiàn)有三個核反應(yīng)方程：01e；3；.下列說法正確的是(  )A是裂變，是衰變，是聚變B是聚變，是裂變，是衰變C是衰變，是裂變，是聚變D是衰變，是聚變，是裂變(2)現(xiàn)有四個核反應(yīng)：A.B.X3C.D._是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，_是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程

32、，_是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程求B中X的質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)【答案】(1)C (2)D B A 144 88【解析】(1)中Na核釋放出粒子，為衰變.r3為鈾核在被中子轟擊后，分裂成兩個中等質(zhì)量的核，為裂變而為聚變，故C正確(2)人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)方程的特點(diǎn)：箭頭的左邊是氦核與常見元素的原子核，箭頭的右邊也是常見元素的原子核D是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程，B是裂變反應(yīng)，是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程，A是聚變反應(yīng)，是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可以判定，X質(zhì)量數(shù)為144，電荷數(shù)為56，所以中子數(shù)為1445688.29.氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放出巨大的能量，該反應(yīng)方程為：x，式中

33、x是某種粒子已知：、和粒子x的質(zhì)量分別為2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u931.5 MeV/c2，c是真空中的光速由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知，粒子x是_，該反應(yīng)釋放出的能量為_MeV(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)【答案】(1)  (或中子) 17.6【解析】核反應(yīng)方程必須滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知x是n(中子)聚變前后質(zhì)量虧損是：m(2.014 13.016 14.002 61.008 7) u0.018 9 u釋放能量Emc20.018 9×931.5 MeV17.6 MeV.30.2011年3月11日日本福島核電站發(fā)生核泄

34、漏事故，其中銫137()對核輻射的影響大，其半衰期約為30年(1)請寫出銫137()發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程_已知53號元素是碘()，56號元素是鋇(Ba)(2)若在該反應(yīng)過程中釋放的核能為E，則該反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為_(真空中的光速為c)(3)泄漏出的銫137要到約公元_年才會有87.5%的原子核發(fā)生衰變【答案】(1)(2) (3)2101【解析】(1)銫137()發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為(2)由愛因斯坦的質(zhì)能方程得Emc2可知，該反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為.(3)泄漏出的銫137有87.5%的原子核發(fā)生衰變，還剩12.5%，設(shè)衰變的時間為t，則，因半衰期30年，則t90年，即要到約公元2

35、101年31.钚的放射性同位素靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)*、粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)*立即衰變?yōu)殁櫤?，并放出能量?.097 MeV的光子已知：、和粒子的質(zhì)量分別為mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u和m4.002 6 u，1 u931.5 MeV/c2.(1)寫出衰變方程；(2)已知衰變放出的光子的動量可忽略，求粒子的動能【答案】(1)*或(2)5.034 MeV【解析】(1)衰變方程為*              *  &

36、#160;           或合起來有          (2)上述衰變過程的質(zhì)量虧損為mmPumUm             放出的能量為Em·c2            E是鈾核的動能EU、粒子的動能E和光子的能量E之和EEUEE