高考物理一轮复习知能演练 15.2 原子核 沪科版.doc

2013届高考物理一轮复习知能演练 15.2 原子核 沪科版1. (2011高考浙江理综卷)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解析: 选 d.射线是氦核流, a错; 射线是原子核内的一个中子变成一个质子而放出的, b错; 射线是原子核受激发而产生的, c错; 物质的放射性和半衰期与温度以及化合状态等无关, 由核本身的性质决定, 故d项正确. 2. (2011高考北京理综卷)表示放射性元素碘131(i)衰变的方程是()a.isbheb.ixeec.iin d.iteh解析: 选 b.衰变的实质是放射出电子(e), 由核反应过程中质量数和电荷数守恒可知b正确. 3. (2011高考上海单科卷)在存放放射性元素时, 若把放射性元素置于大量水中; 密封于铅盒中; 与轻核元素结合成化合物. 则()a. 措施可减缓放射性元素衰变b. 措施可减缓放射性元素衰变c. 措施可减缓放射性元素衰变d. 上述措施均无法减缓放射性元素衰变解析: 选 d.放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定, 与外界因素无关, 所以a、b、c错误, d正确. 4. 在下列4个核反应方程中, x表示质子的是()a.psix b.uthxc.alnmgx d.alhepx解析: 选c.根据电荷数和质量数守恒, 选项a中的x为正电子; 选项b中的x为粒子; 选项c中的x为质子; 选项d中的x为中子. 故c正确. 5. (2011高考浙江卷)(1)在核反应堆中, 铀核吸收中子会发生裂变, 裂变的产物是多样的, 所生成的核往往还会衰变, 其中一个衰变过程可表述为ixe_e.试问式中空格应为何种粒子？(2)i的半衰期为8天. 开始时核废料中有n0个i核, 经过16天, 还有_个i核. (3)核电站的固体废料放射性比较强, 要在核电站内的专用废物库放置5年, 且在放置的初始阶段要对固体废料进行冷却处理. 请简述需要进行冷却处理的理由. 解析: (1)根据核反应中的质量数守恒及电荷数守恒可知粒子为e, 也叫做粒子. (2)根据nn0可得: nn0.(3)核电站中的核反应在现阶段均为重核裂变, 反应时会释放大量的结合能使反应区温度升高. 利用水等流体在反应堆外循环流动, 可以把热量传输出去, 用于发电, 同时也使反应堆冷却. 若处理反应堆废料, 为了安全要先进行冷却再置于废料库存放, 并且要存放5年以上. 答案: (1)或e(2)(3)核电站中的核燃料裂变时释放的能量使反应区温度升高, 为了安全, 放置固体废料时要先进行冷却处理. 一、选择题1. 放射性污染的防护措施有()a. 将废弃的放射性物质沉入深海b. 将废弃的放射性物质倒在下水道里c. 接触放射性物质的人员穿上铅防护服d. 严格和准确控制放射性物质的放射剂量解析: 选acd.因为放射性残存的时间太长, 且具有辐射性, 故应将其放入特别的容器内沉入深海或深埋地下, a对, b错. 铅具有一定的防止放射性的能力, 接触放射性物质的人员穿上铅防护服, 并要控制一定的放射量, 故c, d对. 2. (2011高考重庆理综卷)核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天, 会释放射线; 铯137是铯133的同位素, 半衰期约为30年, 发生衰变时会辐射射线. 下列说法正确的是()a. 碘131释放的射线由氦核组成b. 铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量c. 与铯137相比, 碘131衰变更慢d. 铯133和铯137含有相同的质子数解析: 选 d.射线的本质是电子, 并非氦核, a项错; 光子的频率大于可见光光子的频率, 由eh可知光子的能量大于可见光光子的能量, b项错误; 半衰期越小表示元素衰变越快, c项错; 同位素含有相同的质子数但中子数不同, 故d项正确. 3. 下列说法正确的是()a.nhche是衰变方程b.hhhe是核聚变反应方程c.uthhe是核裂变反应方程d.healpn是原子核的人工转变方程解析: 选bd.核反应类型分四种, 核反应的方程特点各有不同, 衰变方程的左边只有一个原子核, 右边出现或粒子. 聚变方程的左边是两个轻核反应, 右边是中等原子核. 裂变方程的左边是重核与中子反应, 右边是中等原子核. 人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子核反应, 右边也是常见元素的原子核, 由此可知b、d两选项正确. 4. (2010高考全国卷)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()a. a2, z1 b. a2, z2c. a3, z3 d. a3, z2解析: 选 d.根据核反应方程中, 质量数电荷守恒有方程a241, z121.解得a3, z2, d正确. 5. (2010高考上海单科卷)某放射性元素经过11.4天有7/8的原子核发生了衰变, 该元素的半衰期为()a. 11.4天 b. 7.6天c. 5.7天 d. 3.8天解析: 选 d.本题考查原子核的半衰期. 意在考查考生对半衰期的理解. 由题意, 该放射性元素经过11.4天经历了3个半衰期, 所以该放射性元素的半衰期是3.8天, d正确; 答案为d.6. 放射性同位素钍232经、衰变会生成氡, 其衰变方程为thrnxy, 其中()a. x1, y3 b. x2, y3c. x3, y1 d. x3, y2解析: 选 d.由衰变方程: thrnxheye, 由质量数守恒和电荷数守恒得: 2322204x,90862xy可解得x3、y2.7. 在下列两个核反应方程中, x1、x2分别代表一种粒子. uthx1hhhex2, 以下判断中正确的是()a. 是重核裂变反应b. 是轻核聚变反应c. x1是粒子, 此种粒子形成的射线具有很强的穿透本领d. x2是中子, x2的质量等于h与h质量之和减去he的质量. 解析: 选 b.是衰变, a错误; 是轻核聚变, b正确; x1是粒子, 但是粒子的穿透本领不是很强, c错误; x2是中子, 核反应过程中反应前后质量数守恒, 但反应前后质量不守恒, 故d错误; 答案为b.8. (2012榆林高三检测)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论, 其中的两个核反应方程为hcnq1hncxq2方程中q1、q2表示释放的能量, 相关的原子核质量见下表: 原子核hhehecnn质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推断正确的是()a. x是he, q2q1 b. x是he, q2q1c. x是he, q2q1 d. x是he, q2q1解析: 选 b.由核反应中质量数、电荷数守恒可确定x是粒子. 两个核反应中的质量亏损分别为m1(1.007812.000013.0057) u0.0021 u, m2(1.007815.000112.00004.0026) u0.0053 u, 结合爱因斯坦质能方程qmc2知q1q2, 故b正确. 9. (2012江西师大附中)太阳因核聚变释放出巨大的能量, 同时其质量不断减少. 太阳每秒钟辐射出的能量约为41026 j, 根据爱因斯坦质能方程, 太阳每秒钟减少的质量最接近()a. 1036 kg b. 1018 kgc. 1013 kg d. 109 kg解析: 选 d.由爱因斯坦质能方程emc2知: m kg4109 kg, d正确. 10. (2012河北石家庄一模)2011年3月11日, 日本近海发生了9.0级地震, 引发海啸与核泄漏危机, 大量放射性物质外泄. 放射性物质铯(137cs)和碘(131i)进入大气, 该地区水源、空气和生活环境被污染. 下列说法正确的是()a. 核反应堆中的废料具有很强的放射性, 需装入特制的容器, 深埋地下或海底b. 铀核裂变的一种可能核反应是uncsrb2nc. 放射性碘(131i)发生的衰变方程为ixeed.u裂变形式有多种, 每种裂变产物不同质量亏损也不同, 但释放的能量一定相同解析: 选ac.核反应堆中的废料具有很强的放射性, 必须装入特制容器深埋地下或海底, a对; unbakr3n, b错; 放射性碘衰变方程与选项c相符, 故c正确; 每种裂变产物不同质量亏损不同, 因而释放的能量不同, d错. 二、非选择题11. 氮核n俘获一个速度为2.3107 m/s的中子, 发生核反应后若只产生了两个新粒子, 其中一个粒子为氦核(he), 它的速度大小是8.0106 m/s, 方向与反应前的中子速度方向相同. (1)写出此核反应的方程, 求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向; (2)此反应过程中是否发生了质量亏损, 说明依据. 解析: (1)nnbhe用m1、m2和m3分别表示中子(n)、氦核(he)和新核的质量, 由动量守恒定律得m1v1m2v2m3v3代入数值, 得v38.2105 m/s即反应后生成的新核的速度大小为8.2105 m/s方向与反应前中子的速度方向相反. (2)反应前的总动能e1m1v反应后的总动能e2m2vm3v经计算知e1e2, 故可知反应中发生了质量盈余, 没有亏损. 答案: (1)nnbhe8.2105 m/s与反应前中子的速度方向相反(2)见解析12. 钚的放射性同位素pu静止时衰变为铀核激发态u*、粒子, 而铀核激发态u*立即衰变为铀核u, 并放出能量为0.097 mev的光子. 已知: pu、u和粒子的质量分别为mpu239.0521 u、mu235.0439 u和m4.0026 u, l u931.5 mev/c2.(1)写出衰变方程; (2)已知衰变放出的光子的动量可忽略, 求粒子的动能. 解析: (1)衰变方程为puu*u*u