沪科版选修35 裂变及其应用 第1课时 作业.doc

5.2裂变及其应用1下列说法正确的是_。a.汤姆生发现了电子，并提出了原子的枣糕模型b.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应c.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的强度小d.将放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，该元索的半衰期将增大【答案】 ab【解析】电子是汤姆生发现的，并提出原子的栆糕模型；太阳辐射的能量是来自于轻核聚变释放的；当光的入射频率大于极限频率时，才能发生光电效应，与光的强度无关；半衰期与环境、及化合状或单质无关解：a、汤姆生发现了电子，并提出了原子的栆糕模型，故a正确；b、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，也是热核反应，故b正确；c、光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率小于极限频率，故c错误；d、放射性元素掺杂到其它稳定元素中，并降低其温度，但该元素的半衰期仍将不变，故d错误；故答案为：ab点评：考查原子的结构模型，掌握聚变与裂变的区别，理解光电效应的条件，注意半衰期不受环境因素影响2下列说法正确的是a. 光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性，都表明光子既有能量又有动量b. 一定量气体,在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而减少c. 折断的粉笔不能粘合在一起是因为受分子斥力的作用d. 组成原子核的核子的总质量大于该原子核的质量，这个现象是质量亏损【答案】 d【解析】光电效应说明光子具有能量，康普顿效应说明光子不仅具有能量还具有动量，a错误；气体的压强是由大量分子对器壁的碰撞而产生的，它包含两方面的原因：分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数和每一次的平均撞击力气体的温度降低时，分子的平均动能减小，所以，在压强不变时，分子每秒对器壁单位面积平均碰撞次数随着温度降低而增加，b错误；分子力是短程力，分子之间是存在作用力，但是分子间距离超过分子直径10倍时，分子间作用力几乎不存在了，c错误；组成原子核的核子的总质量大于该原子核的质量，这个现象是质量亏损，d正确3下列说法正确的是a. 氢原子的发射光谱是连续光谱b. 比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固c. 光子具有波粒二象性，其他的微观粒子不具有波粒二象性d. 氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，当氢核与中子结合为氘核时， 放出的能量为(m1m2m3)c2【答案】 d【解析】 氢原子的发射光谱是明线光谱，不是连续光谱，选项a错误； 比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，选项b错误； 光子具有波粒二象性，其他的微观粒子也具有波粒二象性，选项c错误； 氢核、中子和氘核的质量分别为m1、m2、m3，根据质能方程可知，当氢核与中子结合为氘核时， 放出的能量为(m1m2m3)c2，选项d正确；故选d.4以下说法正确的是a. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,当增大紫外线的照射强度时,从金属锌板表面逸出的光电子的最大初动能也增大b. 如果一个电子的德市罗意波长和一个中子的德布罗意波长相等，则它们的动量相等c. 现在很多手表的指针上涂有一种新型发光材料，白天外层电子吸收光子跃迁到高能级轨道，晚上向低能级轨道跃迁放出光子，其放出光子的波长一定吸收光子的波长相等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【答案】 b【解析】根据ekm=h-w，可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，与入射光的强度无关，故a错误；根据 可知，如果一个电子的德市罗意波长和一个中子的德布罗意波长相等，则它们的动量相等，选项b正确；原子由高能轨道向低能级辐射光子时，不止放出一种波长的光子，所以不是跟吸收的光的波长完全一致，故c错误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，故d错误；故选b.5下列说法正确的是（ ）a. 在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，则这种金属的逸出功越小b. 由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大c. 氡原子核的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天一定只剩下1个未发生衰变d. 是聚变反应【答案】 a【解析】由光电效应方程可知，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，则这种金属的逸出功越小，a正确由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，轨道半径减小，该过程中电场力做正功，所以电势能减小，同时辐射一定频率的光子，电子的动能增大，b错误；半衰期具有统计规律对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，c错误该反应是裂变反应d错误选a.【点睛】用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，则这种金属的逸出功越小；根据玻尔理论分析；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用；重核在吸收一个慢中子后分裂成两个中等质量的原子核的反应为裂变反应6下列关于原子核的说法中，正确的是a. 原子核衰变可同时放出、 、射线b. 核反应中电量和质量都守恒c. 利用某些放射性元素的半衰期可以推断古代文物的年代d. 在核电站中可以利用石墨来控制链式反应速度【答案】 c【解析】原子核衰变不能同时放出、射线，射线伴随衰变或衰变故a错误在核反应过程中，电荷数守恒、质量数守恒不是质量和电荷守恒，因为反应过程中有质量亏损故b错误半衰期为原子核有半数发生衰变所需的时间，利用某些放射性元素的半衰期可以推断古代文物的年代故c正确在核电站中可以利用镉棒来控制链式反应速度，镉棒可以吸收中子，减缓反应的速度，石墨是减速剂，让中子减速，保证中子能够与铀核相撞故d错误故选c.7铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是下列说法正确的有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【答案】 ac【解析】由核反应方程式可以看出该反应生成了2个中子，a正确；铀块体积需达到临界体积才能发生链式反应，所以铀块体积对链式反应的发生有影响b错误；铀核的链式反应可以通过控制棒进行人工控制，c正确；放射性物质的半衰期是元素本身的属性，与外界物理环境和化学环境均无关，d错误故选ac8下列五幅图的有关说法中不正确的是 ( )a. 原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的b. 发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小的空间范围c. 光电效应实验说明了光具有粒子性d. 射线甲由粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷e. 链式反应属于重核的裂变【答案】 ad9若u俘获一个中子裂变成sr及xe两种新核，且三种原子核的质量分别为235.043 9 u、89.907 7 u和135.907 2 u，中子质量为1.008 7 u(1 u1.660 61027 kg,1 u相当于931.50 mev)(1)写出铀核裂变的核反应方程_(2)求9.2 kg纯铀235完全裂变所释放的能量是_ (取两位有效数字)【答案】 unsrxe10n 3.31027 mev【解析】(1)根据核反应的质量数与质子数守恒，生成物中中子的个数：n=235+190136=10则核反应方程为：unsrxe10n(2)因为一个铀核裂变的质量亏损为m=(235.0439+1.0087)(89.9077+135.9072+101.0087)=0.1507u；所以e=m931.5=0.1507931.5mev=140.38mev；9.2 kg纯铀235完全裂变所释放的能量是： 10氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为： ，式中x是某种粒子。已知： 和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5mev/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是_，该反应释放出的能量为_ mev（结果保留3位有效数字）【答案】 中子 17.6mev【解析】由核电荷数守恒可知，x粒子的核电荷数为1+1-2=0，由质量数守恒可知，x粒子的质量数为2+3-4=1，则x粒子是中子；核反应过程中释放的能量为； 11物理学家们普遍相信太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应。根据这一理论，在太阳内部4个氢核（h）转化成1个氦核（he）和2个正电子（e）并放出能量。已知质子质量mp1.0073u，粒子的质量m4.0015u，电子的质量me0.0005u，1u的质量对应931.5 mev的能量，（1）写出该热核反应方程；（2）一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量（结果保留两位有效数字）【答案】 （1）； （2）25【解析】（1）411h24he+210e（2）m=4mp-m-2me=41.0073u-4.0015u-20.0005u=0.0267ue=0.0267u931.5mev/u25mev点睛：写核反应方程要注意两边的质量数和电荷数守恒；知道e=mc2中m是亏损质量，e是释放的核能注意有效数字的保留12一个锂核(73li)受到一个质子(11h)轰击变为2个粒子(42he)。已知质子的质量为1.672610-27kg,锂原子的质量为11.650510-27kg,一个粒子的质量为6.646710-27kg。(1)写出该核反应的方程。(2)该核反应释放的核能是多少?(真空中光速c=3.0108m/s)【答案】 （1）（2）2.67310-12j【解析】（1）（2）e=mc2解得：e=(11.650 510-27kg+1.672 610-27kg-26.646 710-27kg)(3108m/s)2=2.67310-12j13镭核发生衰变放出一个粒子变为氡核 。已知镭核226质量为226.025 4 u,氡核222质量为222.016 3 u,放出粒子质量为4.002 6 u。（1）写出核反应方程;（2）求镭核衰变放出的能量;（3）若衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能,求放出粒子的动能。【答案】 （1）（2）6.05mev（3）5.94 mev【解析】（1）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程；（2）根据爱因斯坦质能方程求出释放的核能；（3）根据动量守恒定律与能量守恒定律写出相应的方程，即可求出放出粒子的动能（1）由质量数与核电荷数守恒可知，该反应方程中放射出一个粒子；核衰变反应方程为： （2）该核衰变反应中质量亏损为： ，根据爱因斯坦质能方程得，释放出的核能；（3）衰变的过程中动量守恒，若衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能，选择粒子运动的方向为正方向，则： 联立方程，代入数据得14钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和a粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核，并放出能量为e的光子已知、和a粒子的质量分别为mpu、mu和ma写出衰变方程已知衰变放出的光子的动量可忽略，求a粒子的动能ea【答案】 【解析】根据质量数和电荷数守恒可得衰变方程为上述衰变过程的质量亏损为 放出的能量为此能量是的动能， 粒子的动能和光子的能量之和，故联立解得设衰变后的铀核和粒子的速度分别为，则由动量守恒有： 由动能的定义可知， 由解得： 由联立解得（3）1g铀235的摩尔数为： ；1kg铀235个数为： 个；因此1kg铀235完全裂变时释放的能量： ；答：（1）核反应方程为： （2）1个235u原子核在裂变中释放出的能量是2102 mev；（3）1g铀235完全裂变时释放的能量5.181023mev15h的质量是3.016 050 u，质子的质量是1.007 277 u，中子的质量是1.008 665 u则：一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？【答案】 放出能量 【解析】 (1)根据电荷数守恒、质量数守恒，一个质子和两个中子结合为氚核时得：h+2nh2个中子和1个质子结合成h时：m=2mn+mpmh=1.007277u+21.008665u3.016050u=0.008557u，发生了质量亏损，所以将放出能量；根据爱因斯坦质能方程,放出的能量为：e=mc2=0.008557931.5=7.97mev，16裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核为燃料的反应堆中，当俘获一个慢中子后发生的裂变可以有多种方式。其中一种可表