2019届高考物理二轮复习对核反应的四种类型的考查学案(全国通用)

1、知识点50：对核反响的四种类型的考查知识回忆原子核的组成卜一3-(Wg)T质子的发现：BN+iHu-'o+in)f(中子的发现：Bi/Hc+同放射性同位素*Ta1+；h一2P+M徵a+%.广C质能方程F=侬7)-SSD-4核裂变I*U；n一唱Ba+舞Kr+3QT轻核聚变；虫+泣豺加+)二1衰变及核反响方程的书写和核能的计算(i)原子核的衰变衰变实质：“衰变是原子核中的2个质子和2个中子结合成一个氨核并射出；3衰变是原子核中的中子转化为一个质子和一个电子,再将电子射出；丫衰变伴随着a衰变或3衰变同时发生,不改变原子核的质量数与电荷数,以光子形式释放出衰变过程中产生的能量.衰变的快慢由原子

2、核内部因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关；半衰期是统计规律,对个别、少数原子无意义.(2)核反响方程的书写核反响过程一般不可逆,所以核反响方程中用“一'表示方向而不能用等号代替.核反响方程遵循质量数、电荷数守恒,但核反响前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能.核反响的生成物一定要以实验为根底,不能只依据两个守恒规律凭空杜撰出生成物来写核反响方程.核能的计算方法根据爱因斯坦质能方程,用核反响的质量亏损的千克数乘以真空中光速C的平方,即AE=Amg(J).根据i原子质量单位U相当于931.5兆电子伏MeV能量,用核反响的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV,即AE

3、=Am；93L5MeV如果核反响时释放的核能是以动能形式呈现,那么核反响过程中系统动能的增量即为释放的核能规律方法核能的计算方法21根据爱因斯坦质能方程,用核反响的质量方损的千克数乘以真空中光速c的平方,即AE=Am?J;2根据1原子质量单位u相当于931.5兆电子伏MeV能量,用核反响的质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV,即AE=AmX931.5MeV;3如果核反响时释放的核能是以动能形式呈现,那么核反响过程中系统动能的增量即为释放的核能.例题分析【例1】2021年高考课标全国卷n在以下描述核反响过程的方程中,属于a衰变的是,属于3衰变的是,属于裂变的是,属于聚变的是.填正确答案标

4、号A九+%B.15P-36s+01eC.292-234Th+2HeD.17N+2He-o+IhE.292u+0n-140Xe+34Sr+21n_3241F.1H+1HH2He+on【答案】CABEF【解析】天然放射性元素自发地放出,粒子即氮核中的衰变属于q衰变夕放出§粒子的衰变属于#衰变二重核分裂成几个中等质量原子核的现象为核裂变F羟原子核聚合成较重原子核的反响为核聚变.【例2】多项选择关于核反响方程290Th一234Pa+X+ARAE为释放出的核能,X为新生成粒子,290Th的半衰期为T,那么以下说法正确的选项是234A.91Pa没有放射性B.294Pa比7Th少1个中子,X粒子是

5、从原子核中射出的,此核反响为3衰变C.N0个234Th经2T时间因发生上述核反响而放出的核能为4NqABN0数值很大D.290Th的比结合能为岩234234E.290Th的化合物的半衰期等于T【答案】BCE【解析】电荷数大于83的都有放射性,A错误；X粒子是3粒子,它是由中子衰变成一个质子和电子,所以此核反响为3衰变,B正确；有半数原子核发生衰变的时间为半衰期,Nq个23141Th经2T时间有jNo个第3Th发生了衰变,故放出的核能为4N0AE,C正确；根据比结合能的定义可知D错误；半盘期只与原子核有关,与元素所处状态无关,E正确.学专题练习1 .两弹一星可以说长了中国人的志气,助了中国人的威

6、风.以下核反响方程中,属于研究两弹的根本核反响方程的是N+H-*；O+H$U+n一也Sr+由Xe+10n飞g哎Th+HeH+HRHe+nA.B.C.D.【答案】C【解析】两弹指原子弹和氢弹,原子弹的核反响方程是铀核裂变,正确.氢弹的核反响方程是轻核聚变,正碉,所以,选项C正碉.2.2021年9月3日,朝鲜不顾国际社会强列反对进行第六次核试验.以下核反响方程中,属于“衰变的是A.17N+2He-17O+1hB.292u234Th+2HeC.2H+3H2He+0nD.234Th-234Pa+0e【答案】B【解析】A选项为卢瑟福发现质子的核反响,为人工转变,B选项为“衰变,C选项为轻核聚变；D选项为

7、3衰变.BE3.放射性原子核匕U经3次a衰变和2次3衰变后,新原子核中含有的中子数是A.226B.138C.92D.88【答案】B4£3226【解析】由衰变方程£UR31He+2-e+-Ra知,原子核判Ra中含有22688=138个中子,B项正确.4.轨道电子俘获EC是指原子核俘获了其核外内层轨道电子所发生的衰变,如钮缶V俘获其K轨道电子后变为钛*,同时释放一个中微子飞,方程为君V+e一力Ti+电关于上述轨道电子俘获,以下说法中正确的选项是A.原子核内一个质子俘获电子转变为中子B.原子核内一个中子俘获电子转变为质子C.原子核俘获电子后核子数增加D.原子核俘获电子后电荷数增加

8、【答案】A【解析】由核反响方程,轨道电子俘获后,电荷数减少,质量数不变,故B、C、D错,A正确.5.现有三个核反响：14155Ba+以下说法正确的选项是A.是裂变,是3衰变,是聚变B.是聚变,是裂变,是3衰变C.是3衰变,是裂变,是聚变D.是3衰变,是聚变,是裂变【答案】C【解析】原子核自发地放出某种粒子后成为新的原子核,叫做衰变,为衰变.原子序数较大的重核分解成原子奔数较小的原子核,叫做重核裂变J为裂变.原子序数很小的原子核聚含成原子序数较大的原子核,叫做轻核聚变,为聚变.所以C选项正确6.2006年美国和俄罗斯的学家利用盘旋加速器,通过兆Ca轰击内Cf铜249发生核反响,成功合成第118号

9、元素,这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素.实验说明,该元素的原子核先放出3个相同的粒子X,再连续经过3次“衰变后,变成质量数为282的第112号元素的原子核,那么上述过程中粒子X是A.中子B.质子C.电子D.a粒子【答案】A297谢【解析】由于最终经3次a衰变变成原子核113Y,由此可知原来的核应为1H,而该核是由某原子核放出ioM招期37297了3个粒子X形成的.而受Ca和内Cf的总质子数为118,质量数为297,由此可知比Ca+WCf-必,於拿1一1H+3%,故A正确.90的路灯将采用太阳7.北京奥委会接受专家的建议,大量采用对环境有益的新技术.如奥运会场馆周围的能光伏发电

10、技术,奥运会90的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术.太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的核聚变反响产生的,其核反响方程是A.4-HH沁+2*e耳彳LIB. N+：He-WO+-HE5139C,或U+n一到Sr+Xe+3MD.,1U,：Th+：He【答案】A【解析】太犯内剖发生的是核聚变反响,由轻核结合成中等质量的核,B为原子核的人工转变,C为裂变,D为衰变,故A正确8.原子核反响有广泛的应用,如用于核电站等.在以下核反响中,属于核裂变反响的是1 ；4A.二B十n-§Li+：HeB,或U1Th+He八1C. N+：He-3O+-HS3-Kr3n声I用D.匕U+fn-"

11、;Ba+【答案】D【解析】裂变是重核俘获中子后变成中等质量的原子核,同时还要放出几个中子,应选项D正确.2249 .关于核反响方程：H+：H»He+X,以下说法中正确的选项是A. X是,该核反响属于聚变B. X是：H,该核反响属于裂变C. X是,该反响中的核燃料是当前核电站采用的核燃料D. X是：H,该反响中的核燃料是当前核电站采用的核燃料【答案】A【解析】由质量数和电荷数守恒知X是中子,轻核发生聚变,当前核电站采用的核燃料是铀235,故A正确10 .一个Eu原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反响的裂变方程为2；U+3n-X+的Sr+23n,那么以下表达正确的选项是A.X原子核中

12、含有86个中子B.X原子核中含有141个核子C,由于裂变时释放能量,根据E=mc2,所以裂变后的总质量数增加D.由于裂变时释放能量,出现质量亏损,所以生成物的总质量数减少【答案】A【解析】X原子核中的核子数为235+194+2=140个,B错误；中子数为1409238=86个,A正确；裂变时释放能量,出现质量亏损,但是其总质量数是不变的,C、D错误.11 .在以下四个核反响中,X表示中子的是,属于原子核的人工转变的是ifq二A.N+,He-WO+XB.召Al+3He-君P+XC.十十-1+,He+X35北135D,：U+X-环Sr+乂Xe+10X【答案】BCDAB【解析1在核反响中M不管是什么

13、类型的核反响J都遵守电荷数守恒和质量数守恒,据此,可以判断未知粒子属于什么粒子,在A中,未知粒子的质量数为：U+4=l?+x,工=1,其电荷数为：7+2=S+y,y二L即未知粒子是质子对3未知粒子的质量数：27+4=30+xfx=1?其电荷数为：13+2=15+力¥二.,所以是中子4口孑对C,未知粒子的质量数为12+3=4+x,x=l,电荷数为1l+l=2+y,y=3也是中子"上对D,未失啦子质量数为235+义二%+6+1口右x=b电荷数为：92+¥=38+54+10y,y=0,也是中子.,故方程中X是中子的核反响为B、C、D,其中A、B为原子核的人工转变.12.

14、多项选择能源是社会开展的根底,开展核能是解决能源问题的途径之一.以下释放核能的反响方程中,表述正确的选项是A.:H+：H*He+,n是核聚变反响B. ；H+：H*He+是3衰变阴144II1C. yU十°n一与Ba+需Kr+30n是核裂变反响D. KU+On-MXe+Sr+2M是“最变【答案】AC【解析】A项为轻核聚变,3衰变的实质为一个中子转化为一个质子后释放出一个电子,选项B错误；“衰变的实质是释放氮核a粒子,而D项是重核裂变,并未释放a粒子,选项D错误,正确选项为A、C.13.多项选择以下说法中正确的有事里A.式:Th核的比结合能比UU核的大B.天然放射现象的发现,揭示了原子的

15、核式结构C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子用D.1.01024个匕U核经过两个半衰期后还剩1.0X06个【答案】AC【解析】结合能与核子数的比值,即为比结合能,由比结合能可知,当质量数大于5s时,比结合能随着质量数的增加而减小,所以上油核的大,A正确厘天然放射现象的爰现,揭示了原子核具有复杂结构,B错误；从激发态向基态跃迁,育总级差一定的,只能辐射特定频率的光子,C正确,10冥】P个年U核经过两个半衰期后还剩.-25幻0、个没有衰变,故D错误.:H+：Hf?He+,EGSr+Xe+10nH+HHe+n短+小期+&e+10：n14 .多项选择两弹一星可以说长了中国人的志气

16、,助了中国人的威风,以下关于原子弹和氢弹说法正确的选项是A.原子弹是根据轻核聚变原理,根本核反响方程式B.原子弹是根据重核的裂变原理,根本核反响方程式C.氢弹是根据轻核聚变原理,根本核反响方程式D.氢弹是根据重核的裂变原理,根本核反响方程式【答案】BC【解析】原子弹是根据重核的裂变原理,根本核反响方程式iU+M一鬻Sr+MXe+10Cn,A错误,B正确；氢弹是根据轻核聚变原理,根本核反响方程式Ih+HR;He+3n,C正确,D错误.学15 .多项选择关于核聚变,以下说法正确的选项是A.与裂变相比轻核聚变辐射极少,更为平安、清洁B.世界上已经有利用核聚变来发电的核电站C.要使轻核发生聚变,必须使

17、它们的距离到达10一15m以内,核力才能起作用D.地球聚变燃料的储量十分丰富,从海水中可以提炼出大量核聚变所需的笊核【答案】ACD【解析】与裂变相比,核聚变有下面的几个优势：(1)平安、清洁、辐射少；(2)核燃料储量多；(3)核废料易处理.但核聚变发电还没有投入实际运行.所以B项是不正确的16 .两个笊核聚变产生一个中子和一个氨核,笊核质量mD=2.0136u,氨核质量mHe=3.0150u,中子质量mn=1.0087u.计算释放出的结合能；(2)假设反响前两笊核的动能均为Ek0=0.35MeV,它们正撞发生聚变,且反响后释放的核能全部转变为动能,那么反响产生的氨核和中子的动能各为多大？【答案

18、】(1)3.26MeV(2)0.99MeV2.97MeV【解析】核反响方程为工反响质量亏损皿-眸二0一.035u.由质能方程得释放核能AE=Amx931.5MeV=00031.526MAC(2)将两抗核作为一个系统,由动量守恒有.=叫四&+皿¥=1I由能量守恒有：5皿营捻+2皿6=AZ4-2E川由代入数据可得Ek=0.99MeV；E上17.一个中子轰击铀核(U)可裂变生成钢(专Ba)和氟声Kr),士U、%Ba、*Kr和中子的质量分别是235.0439u、140.9139u、91.8973u和1.0087u,写出铀裂变反响方程,并计算235g的235U裂变时放出的能量.(Na=

19、6.02X|023mol1)【答案】见解析【解析】据质量数和电荷数守恒可得该核反响方程为：WU+n一噌Ba+鸟Kr+3n;反响前后质量亏损为：Am=(235.0439+1.0087140.913991.89733M.0087)u=0.2153u根据爱因斯坦质能方程AE=Am(2可以求出释放能量为：AE=Am*=0.2153X931.5MeV=2X2(MeV235g铀235的摩尔数为n=1;235g铀235个数为N=1X6.021023=6.02M023个；因此235g铀235完全裂变时释放的能量E=NAE=6.02X1023x2X102MeV=1.204X1026MeV.18.现有的核电站常用

20、的核反响之一是2351134cKU+Cn一加Nd+r+30n+8-Ie+丫(1)核反响方程中的#是反中微子,它不带电,质量数为零,试确定生成物错(r)的电荷数与质量数.(2)铀核的质量为235.0439u,中子的质量为1.0087u,铉(Nd)核的质量为142.9098u,错核的质量为89.9047u,试计算1kg铀235裂变释放的能量为多少？(1u质量相当于931.5MeV的能量,且1u=1.66061027kg,不计电子的质量)【答案】(1)4090(2)8.11013J【解析】解的电荷数Z=92-60+8=40,质量数A=236-146=90,(7)1kg铀235中铀核的个数为n二1235c439ML6606X工冈庐(个不计电子质量,1个铀235核裂变产生的质量亏损为Am=0-212u；释放的能量为0.212x931,5MA-197.5那么1kg铀2充完全裂变释放的能量为E=nAE=2.56xl(p*xl9