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1一个氘核和一个氚核聚合成一个氦核的反应方程是hhhen，此反应过程产生的质量亏损为m.已知阿伏伽德罗常数为na，真空中的光速为c.若1 mol氘和1 mol氚完全发生核反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为()a. namc2 b. namc2 c. 2namc2 d. 5namc2【答案】 b【解析】由爱因斯坦质能方程求出一个氘和一个氚完全发生核反应生成氦释放的能量，1mol氘和1mol氚含有阿伏伽德罗常数个氘和氚，所以1mol氘和1mol氚完全发生核反应生成氦，在这个核反应中释放的能量为，b正确2一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b. 聚变反应中的质量亏损mm1m2m3c. 辐射出的光子的能量e(m3m1m2)c2d. 光子的波长【答案】 b【解析】核反应方程要遵循质量数和电荷数守恒；聚变反应后质量减小，放出能量；正确利用质能方程求释放的能量；掌握光子能量、频率、波长、光速之间关系该核反应方程质量数不守恒，a错误；聚变反应中的质量亏损，故b正确；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能量为e=（m1+m2-m3）c2，故c错误；根据，得光子的波长为： ，故d错误3典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子，即，铀235的质量为m1，中子的质量为m2，钡144的质量为m3，氪89的质量为m4，真空中的光速度为c.下列说法正确的是()a. 该核反应类型属于人工转变b. 该反应放出能量为(m1xm2m3m4)c2c. x的值是3d. 该核反应比聚变反应对环境的污染小【答案】 c4下列四幅图的有关说法中，正确的是()a. 若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vb. 射线甲是粒子流，具有很强的穿透能力c. 在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大d. 链式反应属于重核的裂变【答案】 cd【解析】两球若发生弹性碰撞，质量相等将交换速度；粒子是氦原子核，带正电，穿透能力较弱根据左手定则判断射线甲的电性；根据光电效应规律分析饱和光电流与入射光强度的关系；链式反应属于重核的裂变解：a、若两球质量相等，只有当两球发生弹性碰撞时，才交换速度，碰后m2的速度为v，若是非弹性碰撞，碰后m2的速度小于v故a错误b、由轨迹知，甲粒子所受的洛伦兹力方向向左，根据左手定则判断可知，该射线带负电，是粒子对于粒子是氦原子核，带正电，穿透能力较弱故b错误c、在光颜色保持不变的情况下，入射光的频率不变，截止电压不变，由图看出，入射光越强，单位时间内发射出的光电子越多，形成的饱和光电流越大故c正确d、核裂变是指重核发生链式反应由较大的核变成两个较小原子核的现象故d正确故选cd5一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b. 聚变反应中的质量亏损mm3(m1m2)c. 辐射出的光子的能量e(m3m1m2)c2d. 光子的波长【答案】 d【解析】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，由质量数守恒和电荷数守恒，可得核反应方程为，a错误；反应前的质量减去反应后的质量，即为质量的亏损，即为，b错误；聚变反应中亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，故光子能量为，c错误；根据，得光子的波长为，d正确6大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电，氘核聚变反应方程是，已知的质量为2.0136u，的质量为3.0150u，的质量为1.0087u，1u931mev/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为a. 0.93mev b. 2.7mev c. 3.3mev d. 3.7mev【答案】 c【解析】因氘核聚变的核反应方程为：；核反应过程中的质量亏损为m=2md-（mhe+mn）=0.0035u；释放的核能为e=mc2=0.0035uc2=3.3mev，故c正确，abd错误；故选c7一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为，下列说法正确的是a. 衰变后钍核与粒子的动能之比为1：1b. 衰变后钍核与粒子的动量大小之比为1：1c. 铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间d. 衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量【答案】 b点睛：本题考查了原子核的衰变，知道半衰期的定义，注意衰变过程中动量守恒，总动量为零，以及知道动量和动能的大小关系8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.9下列四幅图的有关说法中正确的是a. 若两球质量相等，碰后m2的速度一定为vb. 射线甲由粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷c. 在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大d. 该链式反应属于原子核的衰变【答案】 c【解析】甲图中，两球碰撞过程动量守恒，碰撞过程机械能不增加，如果两球质量相等，则碰撞后的速度不大于v，但不是一定等于v，故a错误；由左手定则可知，甲带负电，由电子组成，故b错误；图中光的颜色保持不变的情况下，光照越强，光电子数目越多，则饱和光电流越大，故c正确；链式反应属于重核裂变，故d错误10恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应核反应方程为.以下说法不正确的是( )a. 该核反应为聚变反应b. 热核反应中有质量亏损c. 热核反应会放出巨大能量d. 由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的【答案】 d点睛：此题考查核聚变与核裂变的定义，核聚变的核反应方程等多读课本，掌握聚变反应与裂变反应的特点以及它们的区别是解答的关键11质子的质量为mp，中子的质量为mn，氦核的质量为m，两个质子和两个中子聚变成一个氦核时，会释放出能量。下列关系正确的是a. m2mp2mn b. m2mp2mnc. m2mp2mn d. 以上关系都不对【答案】 a【解析】因反应释放能量，故反应物总质量大于生成物质量，即m2mp2mn，故选项a正确；bcd错误；故选a.12一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，普朗克常量为h，真空中的光速为c，若产生的核能全部被光子带走。下列说法正确的是_。a. 核反应方程是b. 聚变反应中的质量亏损c. 辐射出光子的能量d. 光子的波长【答案】 bd13下列说法正确的是（ ）a. 氢原子处于基态时，电子的轨道半径最小b. 氢原子在不同能量态之间跃迁时可以吸收任意频率的光子c. 光电效应和康普顿效应都说明光具有粒子性d. 裂变反应有质量亏损，质量数不守恒【答案】 ac【解析】a、根据电子轨道半径公式rn=n2r1，可知，处于基态时，电子的轨道半径最小，故a正确. b、根据跃迁时，吸收光子的能量差公式e=em-en，可知，跃迁时可以吸收特定频率的光子，故b错误；c、为解释光电效应现象爱因斯坦提出了光子说，说明光具有粒子性；康普顿效应深入地揭示了光的粒子性，遵守能量守恒和动量守恒，它表明光子不仅具有能量而且具有动量故c正确。d、使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，所以重核裂变一定伴随质量亏损，但质量数仍守恒，故d错误故选ac.【点睛】解决该题关键要掌握玻尔的原子理论主要内容，玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱线规律，注意轨道半径公式与能量公式的内容是解题的突破口14北京时间2010年12月27日消息，在南极洲8000英尺的冰层下，巨型望远镜冰立方中微子望远镜的建设工作已经完成。冰立方中微子望远镜是建在南极的一个巨型望远镜，它的目的是发现以光速穿过地球的中微子，这是一种令人难以捉摸的牙原子粒子。在衰变中常伴有一种称为中微子的粒子放出，中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个有大水槽和探测器组成是实验系统，利用中微子与水中的的核反应，间接地证实了中微子的存在。中微子与水中发生核反应，产生中子和正电子，即中微子。下列说法正确的是a. 中微子的质量数和电荷数分别为0和0b. 若上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子，即。已知正电子与电子的质量都为9.110-31kg，则反应中产生的每个光子的能量约为16.410-14jc. 若上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体，则正电子与电子相遇后可能只转变为一个光子d. 具有相同动能的中子和正电子，中子的物质波的波长小于正电子的物质波波长【答案】 ad【解析】根据质量数守恒、电荷数守恒，知中微子的质量数和电荷数为0和0，a正确；根据爱因斯坦质能方程知，解得光子能量，b错误；相遇前总动量为零，相遇后总动量也为零，故不可能转变为一个光子，c错误； ，联立两式得，粒子的动量物质波的波长，由于中子和电子的动能相等，中子的质量大于电子的质量，以中子的波长小于电子的波长，d正确15两个氘聚变产生个中子和一个氦核的过程中会发生通量亏损，释放出核能。已知a核的质量为2.0136,中子质量1.0087，的质量为3.0150.若亏损质量m：=l,则释放核能e=931.5mev.（1）写出上述反应的核反应方程式（2）计算上述核反应中释放的核能【答案】 （1）（2）3.26mev【解析】（1）根据质量数和电荷数守恒可得：（2）由题可知，反应过程中亏损的质量为=（2.01362-3.0150-1.0087）=0.0035则释放的核能为：mev0.0035=3.26mev16中子的发现是守恒定律在核反应过程中的重要应用,1930年发现用钋放出的射线轰击be核时产生一种射线,其贯穿能力极强,能穿透几厘米厚的铝板,当时著名物理学家居里夫人也不知道这是一种什么射线。1932年,英国青年物理学家查德威克用这种射线分别轰击氢原子和氮原子,结果打出了一些氢核和氮核。若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰,测出被打出的氢核最大速度为vh=3.5107 m/s,被打出的氮核的最大速度 vn=4.7106 m/s,假定正碰时无能量损失,设未知射线中粒子的质量为m,初速为v,被打出的核质量为m。(1)推导出被打出的核的速度v的表达式;(2)根据上述数据,推算出未知射线中粒子的质量m与质子质量之比。(氮核质量mn为氢核质量mh的14倍)【答案】 (1) (2) 【解析】(1)未知射线其实是中子流,中子与静止的核正碰过程中应遵守两个守恒定律,即系统动量守恒与机械能守恒。则据动量守恒有mv=mv+mv(v为中子的末速度)。据机械能守恒有联立两式解得： (2)据上式可得两式相除可得解得【点睛】本题考查了核反应方程和动量守恒定律的基本运用，在运用动量守恒定律解题时，注意动量的矢量性17中国科学院某实验室工作人员，用初速度为vo的粒子，轰击静止的氮原子核，产生了质子.若某次碰撞可看做对心正碰，碰后释放的核能全部转化为动能，新核与质子同方向运动，且垂直磁场方向，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为117.写出核反应方程.求出质子的速度. (质子中子的质量均为m)估算核反应中的质量亏损.【答案】 2v0【解析】根据质量数守恒和核电荷数守恒书写核反应方程由核反应中动量守恒求质子的速度根据能量守恒定律求出放出的核能，再根据爱因斯坦质能方程求质量亏损由质量数守恒及电荷数守恒可得：核反应方程为粒子、新核的质量分别为4m、17m，质子的速度为v，选取粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得： 解出核反应中放出的核能为由爱因斯坦质能方程有联立解得18一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