2019-2020年高考物理一轮复习 梯级演练 强技提能 3.2放射性元素的衰变核能 沪科版选修3-5.doc

2019-2020年高考物理一轮复习 梯级演练 强技提能 3.2放射性元素的衰变核能 沪科版选修3-51.(2011浙江高考)关于天然放射现象,下列说法正确的是()A.射线是由氦原子核衰变产生B.射线是由原子核外电子电离产生C.射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D.通过化学反应不能改变物质的放射性2.(xx重庆高考)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:Una+b+n,则a+b可能是()A.XeKrB.BaKrC.BaSrD.XeSr3.下列核反应方程中,X代表质子的是()AAlHeP+XB.NHeO+XC.UTh+XDH+XHen4.(多选)(xx广东高考)铀核裂变是核电站核能的重要来源,其一种裂变反应式是UnBaKr+n。下列说法正确的有()A.上述裂变反应中伴随着中子放出B.铀块体积对链式反应的发生无影响C.铀核的链式反应可人工控制D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响5.(多选)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3,普朗克常量为h,真空中的光速为c。下列说法正确的是()A.核反应方程是HnH+B.聚变反应中的质量亏损m=m1+m2-m3C.辐射出的光子的能量E=(m3-m1-m2)c2D.光子的波长=6.(多选)(xx银川模拟)下列说法正确的是()A.玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,成功地解释了氢原子光谱实验规律B.原子核内部某个中子转变为质子和电子,产生的电子从原子核中发射出来,这就是衰变C.铀核裂变的核反应为 D.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大E.质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3。质子和中子结合成一个粒子,释放的能量是(2m1+2m2-m3)c27.(xx潍坊模拟)核动力航母利用可控核裂变释放核能获得动力。核反应UnBa+Kr+yX是若干核反应的一种,其中X为待求粒子,y为X的个数,则X是(选填“质子”“中子”或“电子”),y=。若反应过程中释放的核能为E,光在真空中的传播速度为c,则核反应的质量亏损表达式为。8.(xx山东高考)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108K时,可以发生“氦燃烧”。(1)完成“氦燃烧”的核反应方程He+Be+。(2Be是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.610-16s。一定质量的Be,经7.810-16s后所剩Be占开始时的。9.(xx海南高考)一静止的U核经衰变成为Th核,释放出的总动能为4.27MeV。问此衰变后Th核的动能为多少MeV?(保留1位有效数字)10.(xx潍坊模拟)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核Li),发生核反应后生成氚核和粒子。生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反,氚核与粒子的速度之比为78,中子的质量为m,质子的质量可近似看作m,光速为c。(1)写出核反应方程;(2)求氚核和粒子的速度大小;(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为粒子和氚核的动能,求质量亏损。答案解析1.【解析】选D。射线是在衰变中产生的,本质是氦核,A错误;射线是在衰变中产生的,本质是高速电子束,B错误;射线是发生衰变和衰变时原子核发生能级跃迁而产生的电磁波,C错误;物质的放射性由原子核内部自身的因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关,D正确。2.【解析】选D。根据题中所给裂变反应方程,质量数守恒,电荷数守恒,故a+b的质量数应为235+1-2=234,电荷数应为92,故只有D选项正确。3.【解题指南】解答本题的关键是弄清质子的特点及核反应中的守恒规律。质子的质量数和核电荷数均为1,核反应中质量数守恒和电荷数守恒。【解析】选B。根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知,四个选项中的X分别代表nHHe和H。选项B正确。4.【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)裂变反应方程的特点及应用。(2)原子核的半衰期的决定因素。【解析】选A、C。核裂变反应是重核被中子轰击后分裂成两个中等质量的原子核并放出若干个中子的反应,A选项正确;铀块要发生链式反应需达到一定的体积,B选项错误;链式反应可人工控制用以建立核电站,C选项正确;原子核的半衰期由原子核本身的性质决定,与其所处的环境或状态无关,D选项错误。5.【解析】选B、D。由核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知,核反应方程是HnH+,选项A错误;聚变反应中的质量亏损m=m1+m2-m3,选项B正确;辐射出的光子的能量E=mc2=(m1+m2-m3)c2,选项C错误;辐射出的光子的能量E=,解得光子的波长=,选项D正确。【加固训练】太阳内部持续不断地发生着4个质子H)聚变为1个氦核He)的热核反应。核反应方程是HHe+2X,这个核反应释放出大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3,真空中的光速为c。下列说法中正确的是()A.方程中的X表示中子n)B.方程中的X表示电子e)C.这个核反应中质量亏损m=4m1-m2D.这个核反应中释放的核能E=(4m1-m2-2m3)c2【解析】选D。由质量数守恒和核电荷数守恒知：X为,A、B均错。该反应中质量亏损m=4m1-m2-2m3,C错。E=mc2=(4m1-m2-2m3)c2,D对。6.【解析】选A、B、E。根据玻尔理论的实际内容,A正确;衰变的实质是nH+,B正确;铀核在中子的轰击下才能发生裂变,C错误;光电子最大初动能与入射光的强度无关,D错误;根据核反应方程可得质量亏损和质能方程,E正确。7.【解析】根据核反应遵循的规律,X是中子,y=3。由爱因斯坦质能方程E=mc2,核反应的质量亏损表达式为m=。答案：中子38.【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析：(1)核反应方程与电荷守恒定律;(2)半衰期及剩余质量的计算方法。【解析】(1)根据核反应方程和电荷守恒定律可知,HeHeBe+。(2Be的半衰期为2.610-16s,经过7.810-16s后,也就是经过3个半衰期后剩余的质量为m=()nm=()3m,所剩Be占开始时的。答案：(1He(2)或12.5%9.【解析】据题意知,此衰变的衰变方程为UThHe根据动量守恒定律得mv=mThvTh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核的速度的大小,由题设条件知m+mTh=Ek=式中Ek=4.27MeV是粒子与Th核的总动能。由式得mTh=Ek代入数据得,衰变后Th核的动能mTh=0.07MeV答案：0.07MeV【总结提升】求解核能问题的三种技巧(1)根据质量亏损计算：E=mc2及1u相当于931.5MeV。(2)根据能量守恒和动量守恒计算。(3)在计算具有宏观质量的物质中所有原子核发生核反应所释放能量时常用到阿伏加德罗常数。10.【解析】(1)由题意可得,核反应方程为nLiHHe(2)由动量守恒定律得mv=-3mv1+4mv2由题意得v1v2=78,解得v1=v,v2=v(3)氚核和粒子的动能之和为Ek=3m+4m=mv2释放的核能为E=Ek-Ekn=mv2-mv2=mv2由爱因斯坦质能方程得,质量亏损为m=答案：(1nLiHHe(2)vv(3)