2016物理大一轮复习第十五章近代物理初步第2讲天然放射现象核反应核能2年模拟.doc

1、第 2 讲 天然放射现象 核反应 核能A 组 20142015 年模拟基础题组时间:25 分钟 分值:40 分一、选择题(每题 6 分,共 30 分)1.(2015 山东德州模拟)(多选)由于放射性元素 Np 的半衰期很短,所以在自然界一直未被发现,只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知 Np 经过一系列 衰变和 衰变后变成 Bi,下列论断中正确的是( )A Bi 的原子核比 Np 的原子核少 28 个中子B Bi 的原子核比 Np 的原子核少 18 个中子C.衰变过程中共发生了 7 次 衰变和 4 次 衰变D.衰变过程中共发生了 4 次 衰变和 7 次 衰变2.(2015 天津六校联考)(

2、多选 )下列说法正确的是( )A.发现中子的核反应方程是 Be He C nB.20 个 U 的原子核经过两个半衰期后剩下 5 个 UC U 在中子轰击下生成 Sr 和 Xe 的过程中,原子核中的平均核子质量变小D.原子从一种定态跃迁到另一种定态时,一定要辐射出一定频率的光子3.(2014 重庆杨家坪中学质检)在匀强磁场中有一个静止的氡原子核 Rn),由于衰变它放出一个粒子,此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个互相外切的圆,大圆与小圆的直径之比为 421,如图所示,那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个( )A Rn Fre B Rn Po HeC Rn At e D Rn At e4.(201

3、4 天津十二区县重点中学联考)下列说法正确的是( )A.根据天然放射现象,卢瑟福提出了原子的核式结构B.一个氢原子从 n=3 的能级跃迁到 n=2 的能级,该氢原子吸收光子,能量增加C.铀 U)核经过多次 、 衰变形成稳定的铅 Pb)核的过程中,有 6个 中子转变成质子D.机场、车站等地进行安全检查时,能轻而易举地窥见箱内物品,利用了 射线较强的穿透能力5.(2014 江西景德镇第一次质检)(多选)下列说法中正确的是( )A.卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为 He+ N O HB.铀核裂变的核反应是 U BaKr+ nC.质子、中子、 粒子的质量分别为 m1、m 2、m 3,质子和中子结

4、合成一个 粒子,释放的能量是(2m 1+2m2-m3)c2D.原子从 a 能级状态跃迁到 b 能级状态时发射波长为 1的光子;原子从 b 能级状态跃迁到 c能级状态时吸收波长为 2的光子,已知 1 2,那么原子从 a 能级状态跃迁到 c 能级状态时将要吸收波长为 的光子二、非选择题(共 10 分)6.(2015 福建上杭一中检测)1919 年,卢瑟福用 粒子轰击氮 核发现质子。科学研究表明其核反应过程是: 粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核。设 粒子质量为 m1,初速度为 v0,氮核质量为 m2,质子质量为 m0,氧核的质量为 m3,不考虑相对论效应。 粒子

5、轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为多大?求此过程中释放的核能。B 组 20142015 年模拟提升题组时间:35 分钟 分值:60 分一、选择题(每题 6 分,共 30 分)1.(2015 广东韶关联考)下列说法正确的是( )A C 经一次 衰变后成为 NB He 核由两个中子和两个质子组成C.温度升高能改变放射性元素的半衰期D.平衡核反应方程应遵循质子数和中子数守恒2.(2015 江苏苏北四市二次调研)(多选)下列说法中正确的是( )A.电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性B.裂变物质体积小于临界体积时,链式反应不能进行C.原子核内部一个质子转化成一个中子时,会同时释放出一个电子D

6、.235U 的半衰期约为 7 亿年 ,随地球环境的变化,半衰期 可能变短3.(2015 福建福州八县联考)关于近代物理的内容,下列说法正确的是( )A. 射线的穿透力比 射线强B.铀核裂变的核反应方程是 U n BaKr+ nC.将有放射性元素组成的化合物进行高温分解,不会改变放射性元素的半衰期D.若紫光和紫外线都能使同一金属产生光电效应,用紫光照射时光电子最大初动能较大4.(2015 广东十校第一次联考)(多选)如图所示,是国家国防科技工业局首次发布的“嫦娥二号”月面虹湾局部影像图,科学家发现在月球上含有丰富的 He(氦 3)。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方

7、程式为 He H He。关于 He 聚变下列表述正确的是( )A.聚变反应不会释放能量B.聚变反应产生了新的原子核C.聚变反应会有质量亏损D.目前核电站都采用 He 聚变反应发电5.(2015 湖北八市联考)(多选)人们发现,不同的原子核,其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系。下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )A.由图可知,原子核 D 和 E 聚变成原子核 F 时会有质量亏损,要吸收能量B.由图可知,原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 时会有质量亏损,要放出核能C.已知原子核 A 裂变成原子核 B 和 C 时放出的 射线能使某金属板逸出光电子,若增加

8、 射线强度,则逸出光电子的最大初动能增大D.在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度E.在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏二、非选择题(共 30 分)6.(2014 江苏淮安楚州中学一模)(6 分)在实验室内较精准地测量到的双 衰变事例是在1987 年公布的,在进行了 7 960 小时的实验后,以 68%的置信度认出 Se 发生的 36 个双 衰变事例,已知静止的 Se 发生双 衰变时,将释放出两个电子和两个中微子(中微子的质量数和电荷数都为零),同时转变成一个 新核 X,则 X 核的中子数为 ;若衰变过程释放的核能是 E,真空中的光速为 c,则衰变过程的质

9、量亏损是 。 7.(2014 山东临沂二模)(12 分)在 衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测。1953 年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中 H 的核反应,间接地证实了中微子的存在。(1)中微子与水中的 H 发生核反应,产生中子 n)和正电子 e),即中微子 H n e可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是 。(填写选项前的字母) A.0 和 0 B.0 和 1 C.1 和 0 D.1 和 1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(),即ee2已知正电

10、子和电子的质量都为 9.110-31 kg,反应中产生的每个光子的能量约为 J。正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是 。 (3)试通过分析比较,具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。8.(2015 山西忻州质检)(12 分)假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子,已知氘核的质量是 2.013 6 u,中子的质量是 1.008 7 u,氦核同位素的质量是 3.015 0 u。(1)聚变的核反应方程是 , 在核聚变反应中释放出的能量为 MeV。(保留两位有效数字) (2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核,反应方程式为 He Li,已知各核子比结合能分别为 EH=1.

11、112 MeV、E He=7.075 MeV、E Li=5.603 MeV,试求此核反应过程中释放的核能。第 2 讲 天然放射现象 核反应 核能A 组 20142015 年模拟基础题组一、选择题1.BCBi 的中子数为 209-83=126 Np 的中子数为 237-93=144 Bi 的原子核比 Np 的原子核少 18 个中子,A 错、B 对;衰变过程中共发生了 衰变的次数为=7 次, 衰变的次数是 27-(93-83)=4 次,C 对、D 错。2.AC 发现中子的核反应方程是 Be He C n,A 正确;原子核的半衰期是一个统计规律,只对大量的原子核才适用,所以 B 错误 U 在中子轰击

12、下生成 Sr和 Xe 的过程中,原子核中的平均核子质量变小,所以该反应过程会产生质量亏损,从而放出核能,C 正确;原子从一种定态跃迁到另一种定态时,可能要辐射出一定频率的光子,也可能会吸收一定频率的光子,所以 D 错误。3.B 氡核的衰变过程满足动量守恒定律,其放出的粒子与反冲核的动量大小相等,方向相反;带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,即 Bvq= ,所以 r= ,当粒子动量大小相同,磁感应强度恒定时,q ,再根据题意知,放出的粒子与反冲核的电荷数之比为 142,据此推断,选项 B 正确。4.C 卢瑟福提出原子的核式结构的实验依据是 粒子散射实验,A 错误;氢原子从

13、n=3 能级跃迁到 n=2 能级,氢原子要放出光子,能量减小,B 错误;机场、车站等地进行安全检查,利用的是 X 射线的穿透本领强的性质,D 错误。5.ACD 发现质子的核反应方程为 He N O H,A 正确;用中子轰击铀核才能发生裂变反应,B 错误;由质能方程知,质子和中子结合成一个 粒子,质量亏损为(2m1+2m2-m2),释放的能量为(2m 1+2m2-m3)c2,C 正确;原子从 a 能级状态跃迁到 b 能级状态发射波长为 1的光子,则 a 能级比 b 能级能量高 hc/ 1,原子从 b 能级状态跃迁到 c 能级状态时吸收波长为 2的光子,则 c 能级比 b 能级的能量高 hc/ 2

14、,则 a 能级比 c 能级的能量低-,从a 能级跃迁到 c 能级要吸收的光子波长为 ,能量为 =-,吸收光子的波长为 ,D 正确。二、非选择题6. 答案 (m 1+m2-m3-m0)c2解析 设复核的速度为 v,由动量守恒定律得m1v0=(m1+m2)v解得:v=核反应过程中的质量亏损m=m 1+m2-m3-m0反应过程中释放的核能:E=mc 2=(m1+m2-m3-m0)c2。B 组 20 142015 年模拟提升题组一、选择题1.BC 经一次 衰变后成为 Be,A 错误;质量数=质子数+中子数,所以 粒子由两个中子和两个质子组成,B 正确;放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟

15、原子所处的化学状态和外部条件都没 有关系,C 错误;平衡核反应方程应遵循质量数和电荷数守恒,D 错误。2.AB 电子是实物粒子,其衍射现象说明实物粒子具有波动性,故 A 正确;要发生链式反应要求反应物的体积达到临界体积,故 B 正确;原子核内部的一个中子转化成一个质子时,同时释放一个电子,故 C 错误;放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件都没有关系,故 D 错误。3.C 射线穿透能力最强,而 射线的电离能力最强,故 A 错误;铀核裂变的核反应方程是U n BaKr+ n,故 B 错误;放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态

16、和外部条件都没有关系,故 C 正确;根据光电效应方程 Ek=h-W 0可知,因紫外线的频率高于紫光,则用紫外线照射时光电子最大初动能较大,故 D 错误。4.BC 聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核,聚变过程会有质量亏损,要放出大量的能量。但目前核电站都采用铀核的裂变反应发电。综上所述,选项 B、C 正确。5.BDE 原子核 D 和 E 的核子平均质量大,结合成原子核 F 时存在质量亏损,要释放能量,A 错误;原子核 A 的核子平均质量大,裂变成原子核 B 和 C 时质量亏损,要放出核能,B 正确;入射光使某金属发生光电效应,光电子的最大初动能由入射光的频率决定,与其强度无关,C 错误

17、;镉棒可以吸收中子,在反应堆中能控制反应速度,D 正确;在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏,E 正确。二、非选择题6. 答案 46 解析 衰变方程为 Se X+ e,X 核的中子数为 82-36=46,由质能方程有:mc 2=E,m= 。7. 答案 (1)A (2)8.210 -14 遵循动量守恒 (3) nme,知 pnpe,则 n e。8. 答案 (1 H H He n 3.3(2)7.585 MeV解析 (1)根据题中条件,可知核反应方程式为H H He n。核反应过程中的质量亏损:m=2m H-(mHe+mn)=22.013 6 u-(3.015 0+1.008 7) u=3.510-3 u。由于 1 u 的质量与 931.5 MeV 的能量相对应,所以氘核聚变时放出的能量:E=3.510 -3931.5 MeV=3.3 MeV。(2 H 和 He 分解成 7 个核子所需的能量为E1=31.112 MeV+47.075 MeV=31.636 MeV