2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十五章 第2講 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能練習(xí).doc

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2019-2020年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十五章 第2講 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能練習(xí) 一、選擇題(每題6分,共30分) 1.(xx山東德州模擬)(多選)由于放射性元素Np的半衰期很短,所以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)。已知Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成Bi,下列論斷中正確的是(　　) ABi的原子核比Np的原子核少28個(gè)中子 BBi的原子核比Np的原子核少18個(gè)中子 C.衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變 D.衰變過(guò)程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變 2.(xx天津六校聯(lián)考)(多選)下列說(shuō)法正確的是(　　) A.發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是BeHeCn B.20個(gè)U的原子核經(jīng)過(guò)兩個(gè)半衰期后剩下5個(gè)U CU在中子轟擊下生成Sr和Xe的過(guò)程中,原子核中的平均核子質(zhì)量變小 D.原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí),一定要輻射出一定頻率的光子 3.(xx重慶楊家坪中學(xué)質(zhì)檢)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)靜止的氡原子核Rn),由于衰變它放出一個(gè)粒子,此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個(gè)互相外切的圓,大圓與小圓的直徑之比為42∶1,如圖所示,那么氡核的衰變方程應(yīng)是下列方程中的哪一個(gè)(　　) 　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 ARnFre BRnPoHe CRnAte DRnAte 4.(xx天津十二區(qū)縣重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)下列說(shuō)法正確的是(　　) A.根據(jù)天然放射現(xiàn)象,盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu) B.一個(gè)氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí),該氫原子吸收光子,能量增加 C.鈾U)核經(jīng)過(guò)多次α、β衰變形成穩(wěn)定的鉛Pb)核的過(guò)程中,有6個(gè)中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子 D.機(jī)場(chǎng)、車(chē)站等地進(jìn)行安全檢查時(shí),能輕而易舉地窺見(jiàn)箱內(nèi)物品,利用了γ射線(xiàn)較強(qiáng)的穿透能力 5.(xx江西景德鎮(zhèn)第一次質(zhì)檢)(多選)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的核反應(yīng)方程為He+N→OH B.鈾核裂變的核反應(yīng)是UBaKr+n C.質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)α粒子,釋放的能量是(2m1+2m2-m3)c2 D.原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到b能級(jí)狀態(tài)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)為λ1的光子;原子從b能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)吸收波長(zhǎng)為λ2的光子,已知λ1>λ2,那么原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)將要吸收波長(zhǎng)為的光子 二、非選擇題(共10分) 6.(xx福建上杭一中檢測(cè))1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子?？茖W(xué)研究表明其核反應(yīng)過(guò)程是:α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復(fù)核,復(fù)核發(fā)生衰變放出質(zhì)子,變成氧核。設(shè)α粒子質(zhì)量為m1,初速度為v0,氮核質(zhì)量為m2,質(zhì)子質(zhì)量為m0,氧核的質(zhì)量為m3,不考慮相對(duì)論效應(yīng)。 ①α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復(fù)核的瞬間,復(fù)核的速度為多大? ②求此過(guò)程中釋放的核能。 B組　xx年模擬提升題組 時(shí)間:35分鐘　　分值:60分 一、選擇題(每題6分,共30分) 1.(xx廣東韶關(guān)聯(lián)考)下列說(shuō)法正確的是(　　) AC經(jīng)一次α衰變后成為N BHe核由兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子組成 C.溫度升高能改變放射性元素的半衰期 D.平衡核反應(yīng)方程應(yīng)遵循質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)守恒 2.(xx江蘇蘇北四市二次調(diào)研)(多選)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性 B.裂變物質(zhì)體積小于臨界體積時(shí),鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不能進(jìn)行 C.原子核內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子時(shí),會(huì)同時(shí)釋放出一個(gè)電子 D.235U的半衰期約為7億年,隨地球環(huán)境的變化,半衰期可能變短 3.(xx福建福州八縣聯(lián)考)關(guān)于近代物理的內(nèi)容,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.α射線(xiàn)的穿透力比γ射線(xiàn)強(qiáng) B.鈾核裂變的核反應(yīng)方程是UnBaKr+n C.將有放射性元素組成的化合物進(jìn)行高溫分解,不會(huì)改變放射性元素的半衰期 D.若紫光和紫外線(xiàn)都能使同一金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),用紫光照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能較大 4.(xx廣東十校第一次聯(lián)考)(多選)如圖所示,是國(guó)家國(guó)防科技工業(yè)局首次發(fā)布的“嫦娥二號(hào)”月面虹灣局部影像圖,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的He(氦3)。它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂?其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為He→HHe。關(guān)于He聚變下列表述正確的是(　　) A.聚變反應(yīng)不會(huì)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)會(huì)有質(zhì)量虧損 D.目前核電站都采用He聚變反應(yīng)發(fā)電 5.(xx湖北八市聯(lián)考)(多選)人們發(fā)現(xiàn),不同的原子核,其核子的平均質(zhì)量(原子核的質(zhì)量除以核子數(shù))與原子序數(shù)有如圖所示的關(guān)系。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和核反應(yīng)的說(shuō)法正確的是(　　) A.由圖可知,原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要吸收能量 B.由圖可知,原子核A裂變成原子核B和C時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出核能 C.已知原子核A裂變成原子核B和C時(shí)放出的γ射線(xiàn)能使某金屬板逸出光電子,若增加γ射線(xiàn)強(qiáng)度,則逸出光電子的最大初動(dòng)能增大 D.在核反應(yīng)堆的鈾棒之間插入鎘棒是為了控制核反應(yīng)速度 E.在核反應(yīng)堆的外面修建很厚的水泥層能防止放射線(xiàn)和放射性物質(zhì)的泄漏 二、非選擇題(共30分) 6.(xx江蘇淮安楚州中學(xué)一模)(6分)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)較精準(zhǔn)地測(cè)量到的雙β衰變事例是在1987年公布的,在進(jìn)行了7 960小時(shí)的實(shí)驗(yàn)后,以68%的置信度認(rèn)出Se發(fā)生的36個(gè)雙β衰變事例,已知靜止的Se發(fā)生雙β衰變時(shí),將釋放出兩個(gè)電子和兩個(gè)中微子(中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都為零),同時(shí)轉(zhuǎn)變成一個(gè)新核X,則X核的中子數(shù)為　　　　;若衰變過(guò)程釋放的核能是E,真空中的光速為c,則衰變過(guò)程的質(zhì)量虧損是　　　　。 7.(xx山東臨沂二模)(12分)在β衰變中常伴有一種稱(chēng)為“中微子”的粒子放出。中微子的性質(zhì)十分特別,因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測(cè)。1953年,萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),利用中微子與水中H的核反應(yīng),間接地證實(shí)了中微子的存在。 (1)中微子與水中的H發(fā)生核反應(yīng),產(chǎn)生中子n)和正電子e),即中微子Hne 可以判定,中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是　　　　。(填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母) A.0和0　　　B.0和1　　　C.1和0　　　D.1和1 (2)上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇,與電子形成幾乎靜止的整體后,可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè)光子(γ),即 ee→2γ 已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.110-31 kg,反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為　　　　J。正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)光子,原因是　。 (3)試通過(guò)分析比較,具有相同動(dòng)能的中子和電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)的大小。 8.(xx山西忻州質(zhì)檢)(12分)假設(shè)兩個(gè)氘核在一直線(xiàn)上相碰發(fā)生聚變反應(yīng)生成氦的同位素和中子,已知氘核的質(zhì)量是2.013 6 u,中子的質(zhì)量是1.008 7 u,氦核同位素的質(zhì)量是3.015 0 u。 (1)聚變的核反應(yīng)方程是　, 在核聚變反應(yīng)中釋放出的能量為　　　　MeV。(保留兩位有效數(shù)字) (2)若氚核和氦核發(fā)生聚變生成鋰核,反應(yīng)方程式為HeLi,已知各核子比結(jié)合能分別為EH=1.112 MeV、EHe=7.075 MeV、ELi=5.603 MeV,試求此核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能。 第2講　天然放射現(xiàn)象　核反應(yīng)　核能 A組　xx年模擬基礎(chǔ)題組 一、選擇題 1.BCBi的中子數(shù)為209-83=126Np的中子數(shù)為237-93=144Bi的原子核比Np的原子核少18個(gè)中子,A錯(cuò)、B對(duì);衰變過(guò)程中共發(fā)生了α衰變的次數(shù)為=7次,β衰變的次數(shù)是27-(93-83)=4次,C對(duì)、D錯(cuò)。 2.AC　發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是BeHeCn,A正確;原子核的半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,只對(duì)大量的原子核才適用,所以B錯(cuò)誤U在中子轟擊下生成Sr和Xe的過(guò)程中,原子核中的平均核子質(zhì)量變小,所以該反應(yīng)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量虧損,從而放出核能,C正確;原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí),可能要輻射出一定頻率的光子,也可能會(huì)吸收一定頻率的光子,所以D錯(cuò)誤。 3.B　氡核的衰變過(guò)程滿(mǎn)足動(dòng)量守恒定律,其放出的粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等,方向相反;帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),洛倫茲力提供向心力,即Bvq=,所以r=,當(dāng)粒子動(dòng)量大小相同,磁感應(yīng)強(qiáng)度恒定時(shí),q∝,再根據(jù)題意知,放出的粒子與反沖核的電荷數(shù)之比為1∶42,據(jù)此推斷,選項(xiàng)B正確。 4.C　盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是α粒子散射實(shí)驗(yàn),A錯(cuò)誤;氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí),氫原子要放出光子,能量減小,B錯(cuò)誤;機(jī)場(chǎng)、車(chē)站等地進(jìn)行安全檢查,利用的是X射線(xiàn)的穿透本領(lǐng)強(qiáng)的性質(zhì),D錯(cuò)誤。 5.ACD　發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為HeNOH,A正確;用中子轟擊鈾核才能發(fā)生裂變反應(yīng),B錯(cuò)誤;由質(zhì)能方程知,質(zhì)子和中子結(jié)合成一個(gè)α粒子,質(zhì)量虧損為(2m1+2m2-m2),釋放的能量為(2m1+2m2-m3)c2,C正確;原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到b能級(jí)狀態(tài)發(fā)射波長(zhǎng)為λ1的光子,則a能級(jí)比b能級(jí)能量高h(yuǎn)c/λ1,原子從b能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)吸收波長(zhǎng)為λ2的光子,則c能級(jí)比b能級(jí)的能量高h(yuǎn)c/λ2,則a能級(jí)比c能級(jí)的能量低-,從a能級(jí)躍遷到c能級(jí)要吸收的光子波長(zhǎng)為λ,能量為=-,吸收光子的波長(zhǎng)為,D正確。 二、非選擇題 6.答案　①?、?m1+m2-m3-m0)c2 解析　①設(shè)復(fù)核的速度為v,由動(dòng)量守恒定律得 m1v0=(m1+m2)v 解得:v= ②核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損 Δm=m1+m2-m3-m0 反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能: ΔE=Δmc2=(m1+m2-m3-m0)c2。 B組　xx年模擬提升題組 一、選擇題 1.BC經(jīng)一次α衰變后成為Be,A錯(cuò)誤;質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),所以α粒子由兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子組成,B正確;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)和外部條件都沒(méi)有關(guān)系,C錯(cuò)誤;平衡核反應(yīng)方程應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,D錯(cuò)誤。 2.AB　電子是實(shí)物粒子,其衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性,故A正確;要發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)要求反應(yīng)物的體積達(dá)到臨界體積,故B正確;原子核內(nèi)部的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí),同時(shí)釋放一個(gè)電子,故C錯(cuò)誤;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)和外部條件都沒(méi)有關(guān)系,故D錯(cuò)誤。 3.C　γ射線(xiàn)穿透能力最強(qiáng),而α射線(xiàn)的電離能力最強(qiáng),故A錯(cuò)誤;鈾核裂變的核反應(yīng)方程是UnBaKr+n,故B錯(cuò)誤;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)和外部條件都沒(méi)有關(guān)系,故C正確;根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0可知,因紫外線(xiàn)的頻率高于紫光,則用紫外線(xiàn)照射時(shí)光電子最大初動(dòng)能較大,故D錯(cuò)誤。 4.BC　聚變反應(yīng)時(shí)將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核,聚變過(guò)程會(huì)有質(zhì)量虧損,要放出大量的能量。但目前核電站都采用鈾核的裂變反應(yīng)發(fā)電。綜上所述,選項(xiàng)B、C正確。 5.BDE　原子核D和E的核子平均質(zhì)量大,結(jié)合成原子核F時(shí)存在質(zhì)量虧損,要釋放能量,A錯(cuò)誤;原子核A的核子平均質(zhì)量大,裂變成原子核B和C時(shí)質(zhì)量虧損,要放出核能,B正確;入射光使某金屬發(fā)生光電效應(yīng),光電子的最大初動(dòng)能由入射光的頻率決定,與其強(qiáng)度無(wú)關(guān),C錯(cuò)誤;鎘棒可以吸收中子,在反應(yīng)堆中能控制反應(yīng)速度,D正確;在核反應(yīng)堆的外面修建很厚的水泥層能防止放射線(xiàn)和放射性物質(zhì)的泄漏,E正確。 二、非選擇題 6.答案　46　 解析　衰變方程為SeX+e,X核的中子數(shù)為82-36=46,由質(zhì)能方程有:Δmc2=E,Δm=。 7.答案　(1)A　(2)8.210-14　遵循動(dòng)量守恒　(3)λn<λe 解析　(1)由核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知A正確。 (2)由能量守恒有2E=2mec2,所以E=mec2=9.110-31(3.0108)2 J=8.210-14 J。 反應(yīng)過(guò)程中動(dòng)量守恒且總動(dòng)量為零。 (3)粒子的動(dòng)量p=,物質(zhì)波的波長(zhǎng)λ= 由mn>me,知pn>pe,則λn<λe。 8.答案　(1HHHen　3.3 (2)7.585 MeV 解析　(1)根據(jù)題中條件,可知核反應(yīng)方程式為 HHHen。 核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損: Δm=2mH-(mHe+mn)=22.013 6 u-(3.015 0+1.008 7) u=3.510-3 u。 由于1 u的質(zhì)量與931.5 MeV的能量相對(duì)應(yīng),所以氘核聚變時(shí)放出的能量: ΔE=3.510-3931.5 MeV=3.3 MeV。 (2H和He分解成7個(gè)核子所需的能量為 E1=31.112 MeV+47.075 MeV=31.636 MeV 7個(gè)核子結(jié)合成Li核釋放的能量為 E2=75.603 MeV=39.221 MeV 所以此核反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能為 ΔE=E2-E1=39.221 MeV-31.636 MeV=7.585 MeV。