备考2019年高考物理一轮复习文档：第13章 第2讲《放射性元素的衰变、核能》练习（含解析）.doc

1、板块三限时规范特训时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。其中16为单选，710为多选)1关于原子核中质子和中子的说法，正确的是()A原子核中质子数和中子数一定相等B稳定的重原子核里，质子数比中子数多C原子核都是非常稳定的D由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，如果不断地增大原子核，形成的核也一定是不稳定的答案D解析自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多，A、B错误；天然放射性元素的原子核会衰变，并不稳定，C错误；核子间核力与电磁力都会随核子间距离的增大而减小，但核力减小得更快，

2、由于核力作用范围有限，以及核力的饱和性，如果不断地增大原子核，大到一定程度时，相距较远的质子受到的核力不足以平衡它们之间的库仑力，原子核就不稳定了，D正确。2.如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，计数器对粒子、粒子、光子均能计数。若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则，x可能是()A、和的混合放射源B纯放射源C和的放射源D纯放射源答案C解析在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即粒子；在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片

3、的粒子中无带电粒子，即只有射线；综合可知放射源可能是和的放射源，故选C。32017山东潍坊二模下列说法正确的是()A粒子散射实验说明原子的能量是量子化的B玻尔的氢原子轨道理论认为电子运动的轨道是连续的C放射性元素的原子核能够发出射线，说明原子核内有电子D两轻核发生聚变释放能量，生成核的比结合能增加答案D解析粒子散射实验说明原子的中央有一个原子核，集中了原子几乎所有的质量和全部的正电荷，不能说明原子的能量是量子化的，A错误；玻尔的氢原子轨道理论认为电子运动的轨道是量子化的，即不连续的，B错误；放射性元素的原子核发出的射线是中子转化为质子和电子时产生的，C错误，D正确。4某核反应方程HHHeX。已

4、知H的质量为2.0136 u，H的质量为3.0180 u，He的质量为4.0026 u，X的质量为1.0087 u。则下列说法中正确的是()AX是质子，该反应释放能量BX是中子，该反应释放能量CX是质子，该反应吸收能量DX是中子，该反应吸收能量答案B解析由电荷数守恒和质量数守恒分别得X的电荷数Z0，质量数A2341，故X为n，即中子；由于反应前的总质量2.0136 u3.0180 u5.0316 u4.0026 u1.0087 u，因此，此反应中会释放能量。52017安徽十校联考铀核(U)经过m次衰变和n次衰变变成铅核(Pb)，关于该过程，下列说法正确的是()Am5，n4B铀核(U)的比结合能

5、比铅核(Pb)的比结合能小C衰变产物的结合能之和小于铀核(U)的结合能D铀核(U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关答案B解析此衰变方程可写为UPbmn，根据电荷数守恒和质量数守恒有2352074m，得m7，以及928272n，得n4，故选项A错误；衰变后的产物相对于衰变前要稳定，所以铀核(U)的比结合能比铅核(Pb)的比结合能小，B正确；稳定性更高，比结合能更大，核子总数不变，故衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能，C错误；原子核的半衰期与环境的温度、压强等无关，故D错误。6如图所示是原子核的平均核子质量A与原子序数Z的关系图象，下列说法正确的是()A若D、E能结合成F，结合过程一定要释放

6、能量B若D、E能结合成F，结合过程一定要吸收能量C若C、B能结合成A，结合过程一定要释放能量D若F、C能结合成B，结合过程一定要释放能量答案A解析由AZ图象看出，D、E的平均核子质量均大于F的平均核子质量，结合会有质量亏损，因此，D、E结合成F时，要释放能量，选项A正确、B错误；C、B的平均核子质量均小于A的平均核子质量，结合会质量增加，因此，C、B结合成A时要吸收能量，选项C错误；F、C的平均核子质量均小于B的平均核子质量，因此，F、C结合成B时要吸收能量，选项D错误。7用盖革米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线。10天后

7、再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是()A放射源射出的是射线B放射源射出的是射线C这种放射性元素的半衰期是5天D这种放射性元素的半衰期是2.5天答案AC解析因厚纸板能挡住这种射线，可知这种射线是穿透能力最差的射线，选项A正确，B错误；10天后测出放射强度为原来的四分之一，说明10天后放射性元素的原子核个数只有原来的四分之一，由半衰期公式知，已经过了两个半衰期，故半衰期是5天。8.2017福建厦门质检静止的Bi原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大小圆半径分别为R1、R2。则下列关于此原子核衰变方程和两圆轨迹半径比值判断正确的是()

8、A.BiTlHe B.BiPoeCR1R2841 DR1R22074答案BC解析原子核发生衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，由题图知粒子的运动轨迹在同一侧，根据左手定则可以得知，衰变后的粒子所带的电性相反，所以放射的粒子应该是电子，原子核发生的应该是衰变，衰变方程为BiPoe，故A错误，B正确；根据qvBm得R，两粒子动量等大，故R1R2q2q1841，故C正确，D错误。92017河南安阳一模根据下面所给图片及课本中有关历史事实，结合有关物理知识，判断下列说法正确的是()A图甲是研究光电效应的示意图，发生光电效应的条件是入射光的波长大于金属的“极限波长”B图乙是链式反应的示意图，发

9、生链式反应的条件之一是裂变物质的体积大于或等于临界体积C图丙是氢原子的能级图，一个处于n4能级的氢原子，跃迁时可以产生6种光子D图丁是衰变规律的示意图，原子序数大于83的元素都具有放射性，小于83的个别元素，也具有放射性答案BD解析根据光电效应方程Ekhh，入射光的波长必须小于金属的极限波长才能发生光电效应，故A错误；当裂变物质的体积小于临界体积时，不会发生链式反应，有利于裂变物质的贮存，当大于或等于临界体积时，则可发生链式反应，故B正确；处于n4能级的氢原子向较低能级跃迁，最终跃迁到基态，跃迁情况可能是41，释放1种频率的光子，431,421，释放2种频率的光子，4321，释放3种频率的光子

10、，故C错误；原子序数大于83的元素都具有放射性，小于83的个别元素，也具有放射性，故D正确。10一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出光子，核反应方程是HnH，以下说法中正确的是()A反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和B反应前后的质量数不变，因而质量不变C光子的能量为mc2，m为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度D因存在质量亏损m，所以“物质不灭”的说法不正确答案AC解析核反应中质量数与电荷数及能量均守恒。由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，A正确；反应前后质量不守恒，但质量数不变，B错误；反应中释放的能量会以光子的形式

11、向外释放，质量亏损和释放的能量满足爱因斯坦质能方程，C正确；质量亏损以能量的形式继续存在，D错误。二、非选择题(本题共3小题，共40分)11(10分)一静止的238 92U核经衰变成为234 90Th核，释放出的总动能为4.27 MeV。问此衰变后234 90Th核的动能为多少MeV(保留一位有效数字)?答案0.07 MeV解析据题意知，此衰变的衰变方程为：U234 90ThHe根据动量守恒定律得mvmThvTh式中，m和mTh分别为粒子和Th核的质量，v和vTh分别为粒子和Th核的速度，由题设条件知：mvmThvEk式中Ek4.27 MeV是粒子与Th核的总动能。由式得mThvEk代入数据得

12、，衰变后234 90Th核的动能mThv0.07 MeV。12(15分)在所有能源中核能具有能量密度大、区域适应性强的优势，在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。(1)核反应方程式235 92Un141 56BaKraX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为_，a_。以mU、mBa、mKr分别表示235 92U、141 56Ba、Kr的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能E_。(2)有一座发电功率为P1.00106 kW

13、的核电站，核能转化为电能的效率40%。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程中放出的核能E2.781011 J，铀核的质量mU3901027 kg，求每年(1年3.15107 s)消耗的235 92U的质量。答案(1)n3(mUmBamKr2mn)c2(2)1104 kg解析(1)由反应方程可知：X为n，a为3，释放的能量为E(mUmBamKr2mn)c2。(2)因核电站发电效率为40%，故核电站消耗235 92U的功率为P kW2.5106 kW。核电站每年消耗235 92U的能量为WPt2.51093.15107 J7.8751016 J产生这些能量消耗的铀

14、核的数目：n2.831027(个)每年消耗235 92U的质量为MnmU2.8310273901027 kg1104 kg。13(15分)氘对人类有很多用途，其中低氘水对人体健康有诸多好处，更有益于生命体的生存和繁衍。原子能核电站或制造原子弹的所谓重水反应堆，用的重水就是氘水，其中两个氘核可以聚变，其核反应方程为：HHHen，已知氘核的质量mH2.013 u，氦核(He)的质量mHe3.0150 u，中子的质量mn1.0087 u。(1)求该核反应中释放的核能；(2)若两个氘核以相等的动能0.35 MeV发生正碰，核反应中释放的核能完全转化为氦核与中子的动能，则产生的中子和氦核的动能分别为多少？答案(1)2.14 MeV(2)2.13 MeV0.71 MeV解析(1)核反