2019高三物理人教版一轮练习：34核反应和核能Word版含解析

1、课时分层集训（三十四）核反应和核能（限时：40分钟）（对应学生用书第337页）基础对点练海原子核的衰变及半衰期1 .下列说法中正确的是（）A.质子与中子结合成笊核的过程中需要吸收能量B.22688Ra（镭）衰变为22286Rn（氢）要经过1次a衰变和1次0衰变C. B射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流D .放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需 要的时间D 质子与中子结合成笊核，需放出能量，A错误.根据质量数、电荷数 守恒判断，只发生一次a衰变，B错误；B射线是原子核发生B衰变形成 的，是原子核中放出的电子，C错误；根据半衰期的概念，D正确. 2. （20

2、18吉林模拟）下列说法正确的是（）A.原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和B.在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律C.在天然放射现象中放出的 B射线就是电子流，该电子是原子的内层电 子受激发后辐射出来的D.镭226衰变为氢222的半衰期为1 620年，也就是说，100个镭226 核经过1 620年后一定还剩下50个镭226没有发生衰变B 原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，选项A错误；在所有核反应中，都遵从 “质量数守恒，电荷数 守恒”的规律，选项B正确；在天然放射现象中放出的B射线就是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，

3、从原子核中辐射出来的， 选项C错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，少量原子核衰变 不能运用半衰期的统计规律，所以选项 D错误.3. （2018济南模拟）自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰 变就达到稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态.某些原子核的发变情况如图12-2-4所示（N表示中子数，Z表示质子数），则下列说法正确的是（）图 12-2-4A .由228Ra至r89ac的衰变是a衰变B.已知2288Ra的半衰期是则8个2288Ra原子核经过2T时间后还剩2个C.从290rh到282Pb共发生5次a衰变和2次B衰变D.图中发生的a衰变和B衰变分别只能产生a和

4、B射线C 由题图可知，288Ra衰变后的新原子核为228Ac,新原子核的质子数比 Ra的多1个，所以是B衰变，选项A错误；原子核的半衰期是对大量原 子核的行为做出的统计预测，对于单个的微观事件是不可预测的，选项B错误；由质量数和电荷数守恒知，从228Th到282Pb共发生5次a衰变和2 次B衰变，选项C正确；丫射线经常是伴随a射线和B射线产生的，选项D错误.4.研究放射性元素射线性质的实验装置如图12-2-5所示.两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出.则（）图 12-2-5A. a为电源正极，到达A板的为a射线B. a为电源正极，到达A板的

5、为B射线C. a为电源负极，到达A板的为a射线D. a为电源负极，到达A板的为B射线B 从题图可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到达A极板的粒 子在初速度方向的位移小于到达 B极板的粒子在初速度方向的位移，粒子 在初速度方向做匀速直线运动，则根据公式 x= V0t=vom2,两个粒子 d .初速度v0相差不大，两极板间电压u相同，放射源与两极板的距离万也相同，而电子的m小得多，所以电子在初速度方向的位移小，故达到 A极板 q的是B射线，A极板带正电，a为电源的正极，故选项B正确. 教如备选（多选）（2017南通,g拟）社294Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为车T94Pa,同时伴

6、随有丫射线产生，具方程为230Th-234Pa+ X,社的半衰期 为24天.则下列说法中正确的是（）A . X为质子B. X是社核中的一个中子转化成一个质子时产生的C. 丫射线是镁原子核放出的D . 1 g什234Th经过120天后还剩0.312 5 gBC 根据电荷数和质量数守恒知，社核衰变过程中放出了一个电子，即X为电子，故A错误；发生B衰变时释放的电子是由核内一个中子转化 成一个质子同时产生的，故B正确；丫射线是镁原子核放出的，故C正确； 社的半衰期为24天，1 g社290Th经过120天即经过5个半衰期，故经过 120天后还剩0.031 25 g,故D错误. 海核反应方程5.如图12-

7、2-6所示为查德威克发现中子白实验示意图，利用针 （284Po）衰变放出 的a粒子轰击镀（9Be）,产生的粒子P能将石蜡中的质子打出来.下列说法正 确的是（）a粒子粒子Q图 12-2-6A. a粒子是氯原子B.粒子Q的穿透能力比粒子P的强C.针的a衰变方程为280Po-208Pb+ 4He49121D. a粒子轰击镀的核反应万程为4He+4Be-6C+onD a粒子是氯原子核，选项 A错误；粒子P是中子，粒子Q是质子，由于质子带正电，当质子射入物体时，受到的库仑力作用会阻碍质子的运动，而中子不带电，不受库仑力作用，所以选项B 错误；在钋衰变中，根据质量数守恒知产生的是282Pb,并非282Pb

8、,选项C错误；4He+ 9Be-126C 10n 是查德威克发现中子的核反应方程，选项D 正确6. （2018淮北模拟）铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：23592U+ ona+ b + 2on,则 a+b 可能是（）A. 14156Ba 3962KrB.14054Xe 9348SrC.14156Ba 9383SrD.14054Xe 9336KrB 核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数都守恒，A 质量数不守恒，B质量数和电荷数都守恒，C 电荷数不守恒，D 质量数和电荷数都不守恒，故 B 正确 7原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参

9、与的几种聚变反应可能发生，放出能量这几种反应的总效果可以表示为24116iH> k2He+ diH + 2on + 43.15 MeV由平衡条件可知（）【导学号：84370497】B. k=1, d = 4B. k=2, d = 2C. k=1, d = 6D. k=2, d = 3B 核反应的基本规律是质量数和电荷数守恒，所以6X2 = 4k+d +2,6X1 = 2k+ d,解得k= 2, d = 2,因此B选项正确.8. （2016江苏高考）贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用下列属于放射性衰变的是（）A.146C-147N+ 1e

10、B.295U + 0n - 153l + 99丫 + 21nC.2H + 3H-4He + 1nD.2He+ 27Al -30P+ onA 放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象. A选项为B衰变 方程，B选项为重核裂变方程，C选项为轻核聚变方程，D选项为原子核 的人工转变方程，故选A.海核能的理解和计算9. （2018太原模拟）下列说法正确的是（）A.组成原子核的核子越多，它的结合能越高，比结合能越大B.核子结合成原子核时核力做正功，将放出能量，这部分能量就是原子 核的结合能C.原子核的比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 D.原子核的质量大于组成它的核子的质量之和C

11、组成原子核的核子越多，它的结合能越高，但是结合能与核子数的比 值即原子核的比结合能不一定越大， 但比结合能越大，原子核中核子结合 得越牢固，原子核越稳定，A错误，C正确；自由核子结合成原子核时核 力做正功，将放出能量，而原子核的结合能是指把核子分开所需要的能量， 故B错误；发生核反应时，存在质量亏损，原子核的质量小于组成它的 核子的质量之和，D错误.10. “超导托卡马克”（英名称：EAST,俗称“人造太阳”）是我国自行研制的 可控热核反应实验装置.设该实验反应前笊核 （2H）的质量为mi,瓶核（3H）的 质量为m2,反应后氯核（2He）的质量为m3,中子（An）的质量为m4,光速为c. 下列

12、说法中不正确的是（）A.这种装置中发生的核反应方程式是2H + 3H-2He+ 0nB.由核反应过程质量守恒可知 mi + m2=m3+m4C.核反应放出的能量等于（mi+m2 m3m4）c2D .这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应原理不相同B 可控热核反应装置中发生的核反应方程式是 2H + 3H-4He+ on,故A 正确；核反应过程中质量数守恒，但质量不守恒，核反应过程中存在质量 亏损，因此mi + m2m3+m4,故B错误；核反应过程中的质量亏损 Zm= mi + m2 m3m4,释放的核能 AE= mc2 = (mi + m2 m3 m4)c2,故 C 正确；这种装置的核

13、反应是核聚变，我国大亚湾核电站所使用核装置是核 裂变，它们的核反应原理不相同，故 D正确.11 .已知氮原子的质量为MHeU,电子的质量为meU,质子的质量为mlpU,中子的 质量为mnu, u为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程E=mc2可知：1 u对应于931.5 MeV的能量，若取光速c= 3X108 m/s,则两个质子和两个中子 聚变成一个氮核，释放的能量为()A. 2X(mp+mn)-MHeX931.5 MeVB. 2X (mp+mn+me)MHeX931.5 MeVC. 2 x(mp + mn+me)-MHeXc2 JD. 2X(mp+mn)-MHeXc2 JB 核反应方程为2；H

14、 +20n-2He,质量万损 所i= 2X (mp+mn)(MHe 2me) = 2X(mp+mn+me) MHe,所以释放的能量为 AE=mX931.5 MeV = 2X(mp+mn+me) MHeX931.5 MeV,选项 B 正确.考点综合练12 .现代科学的发展极大地促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、 原子核的叙述正确的是()【导学号：84370498】A.卢瑟福a粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构B.天然放射现象表明原子核内部有电子2341C.轻核聚变反应方程有：1H + 1H-2He + onD.氢原子从n = 3能级跃迁到n=1能级和从n= 2能级跃迁到n=1能

15、级， 前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长C 卢瑟福通过a粒子散射实验提出原子的核式结构模型，天然放射现象 说明原子核内部具有复杂的结构，A、B错误；轻核聚变方程电荷数守恒、 质量数守恒，C正确；氢原子从n = 3能级跃迁到n=1能级放出的光子能 量比从n = 2能级跃迁到n=1能级的大，由公式E = hC，可知前者跃迁辐 人射出的光子波长比后者的短，D错误.13.(多选)(2018扬州,g拟)科学家使用核反应获取瓶，再利用笊和瓶的核反应获得能量.核反应方程分别为：X + Y2He+iH + 4,9 MeV和2H+3H-4He+X + 17.6 MeV.下列表述正确的有()A. X是中子B. Y

16、的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.笊和瓶的核反应是核聚变反应AD 在该核反应中，2H + 3H-2He+ X + 17.6 MeV,根据电荷数守恒、 质量数守恒，则X的电荷数为0,质量数为1,可知X是中子，故A正 确.在X + 丫-4He + 3H + 4.9 MeV中，根据电荷数守恒、质量数守恒，Y的电荷数为3,质量数为6,则丫的质子数为3,中子数为3,故B错误.两 个核反应都释放能量，都有质量亏损，故 C错误.两核反应均为核聚变 反应，故D正确.14.钵的放射性同位素294Pu静止时衰变为铀核激发态235u*和a粒子，而铀核激 发态235u*立即衰变为铀核235u,并

17、放出能量为0.097 MeV的丫光子.已知：294 Pu、235u 和 a粒子的质量分别为 mpu=239.052 1 u> mu =235.043 9 u和 m” 4.002 6 u,1 ic2= 931.5 MeV .(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求a粒子的动能.【导学号：84370499】解析(1)衰变方程为U9 43 92235 *4> 92U +2He,92U > 92U + %或两式合并为294pu>292u + 4He+ y .(2)上述衰变过程的质量亏损为m= mpu mu ma,由质能方程得正=Amc2由能量守恒得 AE=E

18、ku+Eka+ Et设衰变后的铀核和a粒子的速度分别为vu和v叼则由动量守恒定律得muvu = mwa1212乂 Eku = 2miuvu, Eka= 2mwa联立角单得 Eka= -3U(mpu mu mjc2EJ, mu+mC少 a代入题给数据得Eka= 5.034 MeV.答案(1)294Pu> 295U+4He+ T (2)5.034 MeV15.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个a粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片，如图12-2-7所示，今测得两个相切圆半径之比ri :2=44 ： 1,求:图 12-2-7(1)这个原子核原来所含的质子数是多少?(2)图中哪一个是a粒子的径迹？解析(1)设衰变后新核的带电荷量为qx, a粒子的带电荷量为qa= 2e,它们的质量分别为mx和ma,衰变后的速度分别为Vx和V a,所以原