2019届高考物理一轮复习课时规范练39《原子核及核反应》(含解析)
展开课时规范练39 原子核及核反应
课时规范练第75页
基础巩固组
1.(原子核的衰变)(2017·河南安阳殷都区期末)(多选)关于天然放射性,下列说法正确的是( )
A.所有元素都可能发生衰变
B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关
C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强
答案BCD
解析只有原子序数超过83的元素才能发生衰变,选项A错误;半衰期由原子核内部的结构决定,与外界温度无关,与其所处的化学状态无关,选项B、C正确;α、β、γ三种射线中,γ射线能量最高,穿透能力最强,选项D正确。
2.(原子核的衰变)放射性同位素钍Th)经x次α衰变和y次β衰变会生成氡Rn),则( )
A.x=1,y=3 B.x=2,y=3
C.x=3,y=1 D.x=3,y=2
答案D
解析根据衰变方程左右两边的质量数和电荷数守恒,可列方程解得x=3,y=2,故选项D正确。
3.(多选)(核反应方程及核反应类型)科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量,核反应方程分别为X+Y→H+4.9 MeV和He+X+17.6 MeV,下列表述正确的有( )
A.X是中子
B.Y的质子数是3,中子数是6
C.两个核反应都没有质量亏损
D.氘和氚的核反应是核聚变反应
答案AD
解析核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒,则由给出的核反应方程知X的电荷数为0,质量数为1,是中子;Y的质子数是3,中子数也是3,即Y是Li,选项A正确,选项B错误;两个核反应都释放出核能,故都有质量亏损,选项C错误Li+H+4.9 MeV是原子核的人工转变H→Hen+17.6 MeV为轻核聚变,选项D正确。
4.(多选)(核力与核能)关于原子核的结合能,下列说法正确的是 ( )
A.原子核的结合能等于使其完全分开成自由核子所需的最小能量
B.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能
C.铯原子核Cs)的结合能小于铅原子核Pb)的结合能
D.比结合能越大,原子核越不稳定
答案ABC
解析原子核分开成自由核子时,需要的最小能量就是原子核的结合能,选项A正确;重核衰变时释放能量,衰变产物更稳定,即衰变产物的比结合能更大,衰变前后核子数不变,所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,选项B正确;铯核的核子数比铅核的核子数少,其结合能也小,选项C正确;比结合能越大,原子核越稳定,选项D错误。
5.(多选)(半衰期)14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5 700年。已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少。现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是 ( )
A.该古木的年代距今约5 700年
B.12C、13C、14C具有相同的中子数
C.14C衰变为14N的过程中放出β射线
D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
答案AC
解析因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一,则可知经过的时间为一个半衰期,即该古木的年代距今约为5 700年,选项A正确;12C、13C、14C具有相同的质子数,由于质量数不同,故中子数不同,选项B错误;根据核反应方程可知,14C衰变为14N的过程中放出电子,即发出β射线,选项C正确;外界环境不影响放射性元素的半衰期,选项D错误。
6.(多选)(原子核的衰变 半衰期)
烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅Am来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时,镅Am会释放出射线将它们电离,从而产生电流。烟尘一旦进入探测腔内,烟尘中的微粒会吸附部分射线,导致电流减小,从而触发警报。则下列说法不正确的是( )
A.镅Am发出的是α射线
B.镅Am发出的是β射线
C.镅Am发出的是γ射线
D.0.2 mg的镅Am经864年将衰变掉0.15 mg
答案BC
解析镅Am会释放出射线将空气电离,从而使电路中产生电流,则镅Am发出的是α射线,选项A正确,B、C不正确。0.2 mg的镅Am经864年(2个半衰期)将衰变掉0.15 mg,选项D正确。
7.(多选)(核反应方程及核反应类型)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107 m/s 的质子p后,变为处于激发态的硅原子核Si,下列说法正确的是( )
A.核反应方程为pAlSi
B.核反应过程中系统动量守恒
C.核反应过程中系统能量不守恒
D.核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和
E.硅原子核速度的数量级为105 m/s,方向与质子初速度的方向一致
答案ABE
解析核反应方程满足质量数、电荷数守恒,选项A正确;核反应过程中遵循系统动量守恒和能量守恒,故选项B正确,C错误;核反应过程中有质量亏损,选项D错误;由mpv=mSiv'得v'=v=3.5×105 m/s,选项E正确。〚导学号06400498〛
能力提升组
8.用速度大小为v的中子轰击静止的锂核Li),发生核反应后生成氚核和α粒子,生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反,氚核与α粒子的速度之比为7∶8,中子的质量为m,质子的质量可近似看作m,光速为c。
(1)写出核反应方程;
(2)求氚核和α粒子的速度大小;
(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能,求出质量亏损。
答案(1LiHe (2)v v (3)
解析(1)由题意可得,核反应方程为LiHe。
(2)由动量守恒定律得mv=-3mv1+4mv2
由题意得v1∶v2=7∶8
解得v1=v,v2=v。
(3)氚核和α粒子的动能之和为
Ek=×3m×4mmv2
释放的核能为ΔE=Ek-Ekn=mv2-mv2=mv2
由爱因斯坦质能方程得,质量亏损为Δm=。〚导学号06400499〛
9.室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中,氡看不到,嗅不到,即使在氡浓度很高的环境里,人们对它也毫无感觉,氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌,是除吸烟外导致肺癌的第二大因素,静止的氡核Rn放出一个粒子X后变成钋核Po,钋核的动能为Ek1,若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X的动能。试回答以下问题:
(1)写出上述衰变的核反应方程(请用物理学上规定的符号表示粒子X)。
(2)求粒子X的动能Ek2。
答案(1RnPoHe (2)
解析(1)氢核Rn放出某种粒子X后变成钋核Po,根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒,可以判断发生的是α衰变,衰变方程为RnPoHe
(2)设钋核的质量为m1、速度为v1,粒子X的质量为m2、速度为v2,根据动量守恒定律,有0=m1v1-m2v2
粒子X的动能:Ek2==〚导学号06400500〛
