学教科版选修35 3.6核裂变 作业（5）.docx

2017-2018学年度教科版选修3-5 3.5核裂变 作业（5）1目前核电站利用的核反应是（ ）a. 裂变，核燃料为铀 b. 聚变，核燃料为铀c. 裂变，核燃料为氘 d. 聚变，核燃料为氘2下列说法正确的是（）a. 天然放射象的发现，证明了原子具有能级结构b. 氘核的质量严格等于一个独立质子的质量和一个独立中子质量的和c. 频率为v的光可以使某金属发生光电效应，那么频率小于v的光也一定能使该金属发生光电效应d. 氢原子只能吸收某些频率的光子，证明了氢原子的能级是不连续的3中子n、质子p、氘核d的质量分别为mn、mp、md现用光子能量为e的射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为+dp+n，若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（）a. （mdmpmn）c2e b. （mdmnmp）c2+ec. （mdmpmn）c2+e d. （md+mnmp）c2e4根据图象，下列叙述正确的是a. 图甲所示的远距离输电通常通过提高电压以减少电能损耗b. 图乙所示的行李安检仪采用射线来透视安检物品c. 图丙所示的照相机镜头上呈现的淡绿色是由光的偏振引起的d. 图丁所示的核反应堆可以通过调整插入镉棒的深度来控制核反应速度5下列说法正确的是（ ）a. 家用照明电路电压的峰值约为311vb. 衰变发出的射线来自原子外层电子c. 卢瑟福通过a粒子散射实验发现原子核具有复杂结构d. 在发生轻核聚变或重核裂变后，核子的平均质量均变小6下列说法正确的是a. 发生光电效应时，光电子的动能只与入射光的强度有关b. 玻尔认为，原于中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的c. 经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征d. 原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损7下列说法中正确的是a. 铀核裂变的核反应是92235u56141ba+5692kr+201nb. 已知质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m1+2m2m3)c2c. 铀（92235u）经过多次、衰变形成稳定的铅（82206pb）的过程中，有6个中子转变成质子d. 一个处于n=5能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能辐射10种不同频率的电磁波8下列有关说法正确的是a. 铀核发生衰变时，释放出粒子和一定的能量，目前核电站利用的就是这一自发释放的能量b. 如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应c. 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会释放出一定频率的光子d. 机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性9下列说法正确的是（ ）a. 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期b. 由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子c. 热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强d. 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量10下列说法正确的是（）a. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下1个原子核了b. 原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化 产生的电子发射到核外，就是粒子，这就是衰变的实质c. 光子的能量由光的频率所决定d. 只要有核反应发生，就一定会释放出核能e. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变11在磁感应强度为b的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变。放射出的粒子（24he）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为r。以m、q分别表示粒子的质量和电荷量。（1）放射性原子核用zax表示，新核的元素符号用y表示，写出该衰变的核反应方程。（2）粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。（3）设该衰变过程释放的核能都转为为粒子和新核的动能，新核的质量为m，求衰变过程的质量亏损m。12镭（ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知88226ra能自发地放出粒子而变成新核rn，已知88226ra的质量为m1，新核rn的质量为m2，粒子的质量为m，现有一个静止的88226ra核发生衰变，衰变后粒子的速度为v，光在真空中的速度为c。则：写出该核反应的方程式。此反应过程中放出的能量是多少？反应后新核rn的速度是多大？13一个锂受到一个质子的轰击，变成两个粒子。已知一个氦原子核的质量是6.646610-27kg,一个锂原子核的质量是1.1650610-26kg,一个氢原子核的质量是1.673610-27kg,（1）试写出这一过程的核反应方程； （2）计算这一过程中的质量亏损； （3）计算这一过程中所释放的核能。14一个静止的铀核23290u（原子质量为232.0372u）放出一个粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核 22890 th（原子质量为228.0287u）（已知原子质量单位1u=1.671027kg，1u相当于931.5mev的能量）（1）写出铀核的衰变反应方程；（2）求该衰变反应中释放出的核能为多少mev。15用中子轰击li发生核反应，生成氚核和粒子，并放出4.8 mev的能量(1 u相当于931.5 mev的能量)。(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和li是以等值反向的动量相碰,则生成的氚核和粒子的动能之比是多少?16三个粒子结合成一个碳，已知质量为， 粒子质量为， 。(1)写出上述核反应方程；(2)这个核反应放出的能量是多少?（答案保留三位有效数字）试卷第3页，总4页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1a【解析】核电站中的铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2-3个中子裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变如此持续进行从而产生大量热能用循环水导出的热量可以使水变成水蒸气，推动气轮机发电这就是目前核电站的工作原理故目前的核电站为的核裂变反应故a正确，故选a视频2d【解析】天然放射象的发现，证明了原子核具有能级结构，故a错误；依据质量亏损与质能方程，则氘核的质量小于一个独立质子的质量和一个独立中子质量的和，故b错误；根据光电效应发生条件，当频率为v的光可以使某金属发生光电效应，那么频率大于v的光也一定能使该金属发生光电效应，故c错误；氢原子只能吸收某些频率的光子，即有h=em-en，证明了氢原子的能级是不连续的，故d正确；故选d3b【解析】因质量亏损产生的能量为：e=（md-mp-mn）c2设质子、中子的动能为ek，根据能量守恒有：e+e=2ek联立解得：ek= ( mdmnmp)c2+e，故acd错误，b正确故选b4ad【解析】a. 远距离输电，可以通过提高输电电压、减小电流来降低输电线路上的能量损耗，故a正确；b. 行李安检仪采用x射线来透视安检物品，故b错误；c照相机镜头上呈现的淡绿色是由薄膜干涉引起的，故c错误；d. 镉棒可以吸收铀核裂变中产生的中子，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度，故d正确故选：ad。5ad【解析】a项：家用照明所用的电压为交流电压，有效值为220v，根据最大值与有效值的关系可知：em=2e=2201.414v=311v，故a正确；b项：衰变发出的射线是由原子核内的一个质子转化为中子和电子，故b错误；c项：天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故c错误；d项：在发生轻核聚变或重核裂变都要发生质量亏损，放出能量，故d正确。6bc【解析】发生光电效应时，光电子的动能只与入射光的频率有关，与光强无关，选项a错误；玻尔认为，原子中电子轨道是量子化的，能量也是量子化的，选项b正确；经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，选项c正确；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，选项d错误；故选bc.7bc【解析】铀核裂变时要用中子轰击铀核才能产生核反应，则选项a错误； 已知质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，因两个质子和两个中子结合成一个粒子，那么质子和中子结合成一个粒子，质量亏损为2m1+2m2-m3，释放的能量是2m1+2m2m3c2，选项b正确；根据质量数和电荷数守恒知：238-206=48，发生8次衰变；92=82+28-6，发生6次衰变，衰变的实质即为中子转化为质子同时释放电子，所以有6个中子转变成质子故c正确；一个处于n=5能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中最多能够辐射4种不同频率的电磁波故d错误故选bc.点睛：该题考查原子物理学的几个不同的知识点，都是记忆性的知识点，要牢记这其中，铀235的裂变是人工可控的核反应，该裂变有多种裂变的方式，但是每一种都要有慢中子的参与，这是该题中容易出错的地方另外选项d中，要注意“一个”与“一群”的差别8cd【解析】核电站利用的是铀核的裂变反应释放的能量，选项a错误；紫光的频率大于红光，如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光不一定能发生光电效应，选项b错误；氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会释放出一定频率的光子，选项c正确；机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性，选项d正确；故选cd.9bc【解析】a、半衰期只和元素本身有关，和物理或化学条件无关，故a错；b、从高能级向低能级跃迁，要释放能量，即以光子的形式释放出来，故b正确；c、热辐射的强度和温度有关，温度越高，辐射越强，故c对d、核子结合成原子核放出核能,因此原子核所含核子单独存在时的总质量大于核原子核的质量，故d错综上所述本题答案是：bc10bc【解析】半衰期是大量原子衰变时所表现出的统计规律，对少量原子核没有意义，a错误；衰变所释放的电子是由原子核内中子转化成质子后释放出的电子，b正确；根据光子能量计算公式e=h可知其能量由光子频率决定，c正确；只有存在质量亏损的核反应（核反应过程中比结核能下降）才会释放核能，d错误；按玻尔理论，氢原子吸收光子向高能级跃时，半径增大，电子运动的动能减小，系统势能增加，总能量增加，e错误；故选bc.11（1）zaxz2a4y+24he （2）2mqb q2b2m （3）(m+m)(qbr)22mmc2【解析】（1）根据核反应中质量数与电荷数守恒可知，该衰变的核反应方程为zaxz2a4y+24he（2）设粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v，由洛伦兹力提供向心力有qvb=mv2r根据圆周运动的参量关系有t=2rv得粒子在磁场中运动的周期t=2mqb根据电流强度定义式，可得环形电流大小为i=qt=q2b2m（3）由qvb=mv2r，得v=qbrm设衰变后新核y的速度大小为v，核反应前后系统动量守恒，有mvmv=0可得v=mvm=qbrm根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律有mc2=12mv2+12mv2解得m=(m+m)(qbr)22mmc2说明：若利用m=a44m解答，亦可。【名师点睛】（1）无论哪种核反应方程，都必须遵循质量数、电荷数守恒。（2）衰变的生成物是两种带电荷量不同的“带电粒子”，反应前后系统动量守恒，因此反应后的两产物向相反方向运动，在匀强磁场中，受洛伦兹力作用将各自做匀速圆周运动，且两轨迹圆相外切，应用洛伦兹力计算公式和向心力公式即可求解运动周期，根据电流强度的定义式可求解电流大小。（3）核反应中释放的核能应利用爱因斯坦质能方程求解，在结合动量守恒定律与能量守恒定律即可解得质量亏损。12 88226ra24he+86222rn e=mc2=(m1m2m)c2 v2=mv/m2 【解析】（1）核反应方程式为：88226ra24he+86222rn；（2）由质能方程知：e=mc2=（m1m2m）c2；（3）反应前后动量守恒：m2v2m=0所以v2=mm213（1）2；（2）3.110-29kg；（3）2.7910-12 j；【解析】（1）这一过程的核反应方程为： 2 （2）质量亏损： =11.650610-27kg+1.673610-27kg26.646610-27 kg=3.110-29kg （3）释放核能： =3.110-29(3108)2 j=2.7