与名师对话·高三课标版物理课时作业49原子核核反应与核能

课时作业(四十九) 原子核 核反应与核能 1下列说法正确的是()A射线与射线都是电磁波B射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量解析射线为粒子流，射线为电磁波，故A错射线来自原子核内部，不是核外电子电离产生的，故B错据放射性元素的衰变规律可知C项正确，D错误答案C214C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法，若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t0时14C的质量下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是()解析由公式mm0()并结合数学知识可知C正确答案C3原子核X与氘核H反应生成一个粒子和一个质子由此可知 ()AA2，Z1BA2，Z2CA3，Z3 DA3，Z2解析写出核反应方程：XHHeH，由质量数守恒和电荷数守恒，列方程：A241，Z121，解得：A3，Z2，故选项D正确答案D4(2012绍兴检测)我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电、显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000 s，温度超过1亿度，标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富已知氘核的质量为m1，中子的质量为m2，He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是()A两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子B两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子C两个氘核聚变成一个He所释放的核能为(2m1m3m4)c2D与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性解析由核反应方程知2HHeX，X应为中子，释放的核能应为E(2m1m3m2)c2，聚变反应的污染非常小而现实运行的裂变反应的废料具有很强的放射性，故A、C错误，B、D正确答案BD5(2012西安检测)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次衰变解析Bi的中子数为20983126，Np的中子数为23793144，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(9383)4次，C对、D错答案BC6我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有：(1)UnSrXekn；(2)HHHedn；关于这两个方程，下列说法正确的是()A方程(1)属于衰变B方程(2)属于轻核聚变C方程(1)中k10，方程(2)中d1D方程(1)中k6，方程(2)中d1解析本题考查核反应方程(1)式为典型的裂变方程，故A选项错误(2)为聚变反应，故B项正确根据质量数守恒和电荷数守恒定律可得k10，d1，故C选项正确答案BC7(2012河北石家庄市模拟)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素O注入人体，O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图象则根据PET原理判断下列表述正确的是()A.O在人体内衰变的方程是ONeB正、负电子湮灭的方程是ee2C在PET中，O主要用途是作为示踪原子D在PET中，O主要用途是参与人体的新陈代谢解析由题意知A、B正确，显像的原理是采集光子，即注入人体内的O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为光子，因此O主要用途是作为示踪原子，故C对，D错答案ABC8(2011天津理综)回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子碳11可由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还会产生另一粒子，试写出核反应方程若碳11的半衰期为20 min，经2.0 h剩余碳11的质量占原来的百分之几？(结果取2位有效数字)解析核反应方程为NHCHe设碳11原有质量为m0，经过t12.0 h，剩余的质量为mr，根据半衰期定义有答案NHCHe1.6%9.U放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成Bi，而Bi可以经一次衰变变成X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成Ti，X和Ti最后都变成Pb，衰变路径如右图所示则图中()Aa84，b206B是衰变，是衰变C是衰变，是衰变D.Ti经过一次衰变变成Pb解析由Bi衰变为X，质量数没有变化，所以是衰变，根据核电荷数守恒，同时可判断a84；由Bi衰变为Ti，因为核电荷数减2，可判断为衰变，根据质量数守恒，同时可判断b206，所以A、B正确，C项错误；Ti经过一次衰变变成Pb，D项错误答案AB10(2012山西太原市调测)钴60是金属元素钴的放射性同位素之一，其半衰期为5.27年它会通过衰变放出能量高达315 keV的高速电子衰变为镍60，同时会放出两束射线，其能量分别为1.17 MeV及1.33 MeV.钴60的应用非常广泛，几乎遍及各行各业在农业上，常用于辐射育种、食品辐射保藏与保鲜等；在工业上，常用于无损探伤、辐射消毒、辐射加工、辐射处理废物以及自动控制等；在医学上，常用于癌症和肿瘤的放射治疗关于钴60下列说法正确的是()A衰变方程为CoNieB利用钴60对人体肿瘤进行放射治疗是利用其衰变放出的电子流C钴60可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收D钴60衰变过程中不会有质量亏损解析据质量数守恒及电荷数守恒，可判断A项正确钴60半衰期太长，且衰变放出的高能粒子对人体伤害太大，不能作为药品的示踪原子，C项不正确；利用钴60对人体肿瘤进行放射治疗是利用其衰变放出的射线，因为衰变释放能量，必然存在质量亏损，B、D两项都不正确答案A11太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射已知氘核质量为2.0136 u，氦核质量为3.0150 u，中子质量为1.0087 u,1 u的质量相当于931.5 MeV的能量则：(1)完成核反应方程：HH_n.(2)求核反应中释放的核能(3)在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能解析(1)He(2)Emc2(22.0136 u3.0150 u1.0087 u)931.5 MeV3.26 MeV.(3)两核发生碰撞时：0Mv1mv2由能量守恒可得：E2EkMvmv由以上两式解得：EHeMv0.99 MeV，E中mv2.97 MeV答案(1)He(2)3.26 MeV(3)0.99 MeV297 MeV12(2012浙江金丽衢联考)如右图所示，有界的匀强磁场磁感应强度为B0.05 T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界在磁场中A处放一个放射源，内装Ra，Ra放出某种射线后衰变成Rn.(1)写出上述衰变方程(2)若A处距磁场边界MN的距离OA1.0 m时，放在MN左侧边缘的粒子接收器收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA的直线1.0 m求一个静止Ra核衰变过程中释放的核能有多少？(取1 u1.61027 kg，e1.61019 C，结果保留三位有效数字)解析(1)RaRnHe(2)衰变过程中释放的粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径R1.0 m，由2evB得粒子的速度v，衰变过程中系统动量守恒，Rn、He质量分别为222 u、4 u，则222 uv4 uv，得Rn的速度vv，释放的核能E222 uv24 uv2代入数据解得E2.041014 J.答案(1)RaRnHe(2)2.041014 J