粤教版选修35 裂变和聚变 第1课时 作业.doc

5.2裂变及其应用1下列说法错误的是a. 铯137进行衰变时，往往同时释放出射线， 射线具有很强的穿透能力，甚至能穿透几厘米厚的铅板b. 光是电磁波的一种，它和射线本质相同c. 中子被吸收， 会裂变，发生链式反应，产生核能d. 氢原子会辐射光子，形成氢光谱，它只包含有可见光、紫外线，【答案】 d【解析】a、铯137进行衰变时释放出射线，射线具有很强的穿透能力，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故a正确；b、光和射线本质相同，都是电磁波的一种，故b正确；c、吸收中子后会裂变，发生链式反应，释放核能，故c正确；d. 氢原子光谱为不连续的明线光谱，自无线电波、微波、红外光、可见光、到紫外光区段都有可能有其谱线，故d错误。本题选择错误答案，故选：d。2已知质子、中子、氘核的质量分别是m1、m2、m3，光速为c在质子和中子结合成氘核的过程中（）a. 释放的能量为（m1+m2+m3 ）c2b. 释放的能量为（m1+m2-m3）c2c. 吸收的能量为（ml+m2+m3）c2d. 吸收的能量为（ml+m2-m3 ）c2【答案】 b【解析】在质子和中子结合成氘核的过程中存在质量亏损,根据爱因斯坦质能方程可知,e=mc2=(m1+m2m3)c2，故b正确，acd错误。故选：b。3下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )a. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大b. 射线是高速运动的电子流c. 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变d. bi的半衰期是5天，100gbi经过10天后还剩下50g【答案】 a【解析】氢原子辐射光子后，原子的能级降低，核外电子的半径减小，则根据，则，则其绕核运动的电子动能增大，选项a正确；射线是高速运动的电子流，选项b错误； 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核的聚变，选项c错误； 的半衰期是5天，100g 经过10天后还剩下，选项d错误；故选a.4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5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6下列说法中正确的是（ ）a. 根据爱因斯坦质能方程，物体具有的能量和它的质量之间存在着正比关系b. 核反应方程属于裂变c. 卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构d. 衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的【答案】 a【解析】根据爱因斯坦质能方程，物体具有的能量和它的质量之间存在着正比关系，选项a正确； 核反应方程属于衰变方程，选项b错误； 卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子的核式结构理论，选项c错误； 衰变中产生的射线实际上是原子核中的中子转化为质子时放出的电子而形成的，选项d错误；故选a.7下列说法中，不正确的是 ( )a. 康普顿认为x射线的光子与晶体中的电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律，才能解释散射射线中有波长大于入射射线波长的现象。b. 由e=mc2可知，质量与能量是可以相互转化的。c. 用能量等于氘核结合能的光子照射静止的自由的氘核，可使氘核分解为一个质子和一个中子。d. 因在核反应中能释放核能，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒【答案】 bcd【解析】康普顿认为x射线的光子与晶体中的电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律，才能解释散射射线中有波长大于入射射线波长的现象，故a正确；由质能方程可知，质量与能量相对应，故b错误；核子结合成原子核与原子核分解为核子是逆过程，质量的变化相等，能量变化也相等，故用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，还要另给它们分离时所需要的足够的动能（光子方向有动量），所以不可能使氘核分解为一个质子和一个中子，故c错误；核反应中，质量数守恒、能量也守恒故d错误此题选择错误的选项，故选bcd.8关于核聚变，以下说法不正确的是()a与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁b世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站c要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到1015 m以内，核力才能起作用d地球聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核答案b解析与裂变相比，核聚变有下面的几个优势：(1)安全、清洁、辐射少；(2)核燃料储量多；(3)核废料易处理但核聚变发电还没有投入实际运行所以b项是不正确的9重核裂变和轻核聚变是人们获得核能的两个途径，下列说法中正确的是()a裂变过程质量增加，聚变过程质量亏损b裂变过程质量亏损，聚变过程质量增加c裂变过程和聚变过程都有质量增加d裂变过程和聚变过程都有质量亏损答案d10一个中子和一个质子能结合成一个氘核，请写出该核反应方程式：_；已知中子的质量是mn，质子的质量是mp，氘核的质量是md，光在真空的速度为c，氘核的结合能的表达式为_【答案】 (mn+mp-md)c2【解析】核反应方程为：氘核的结合能等于中子和质子结合成氘核释放的能量，根据质能方程知，e=（mn+mp-md）c211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用中子轰击锂核()发生核反应，产生氚和粒子并放出4.8 mev的能量（1）写出核反应方程式；（2）求上述反应中的质量亏损为多少(保留两位有效数字)；（3）若中子与锂核是以等大反向的动量相碰，则粒子和氚的动能之比是多少？【答案】 (1) linhhe4.8 mev.(2) 8.51030 kg. (3) 34【解析】（1）根据质量数和电荷数守恒可正确书写出该核反应方程（2）依据，算出亏损质量（3）根据动量守恒方程可正确求解粒子和氚的动能之比（1）根据质量数和电荷数守恒可得（2）质量亏损为（3）设m1、m2、v1、v2分别为氦核、氚核的质量和速度，由动量守恒定律得.氦核、氚核的动能之比14镭（ra）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知能自发地放出粒子而变成新核rn，已知的质量为，新核rn的质量为，粒子的质量为m，现有一个静止的核发生衰变，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？【答案】 15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16一个静止的铀核23290u（原子质量为232.037 2u）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228.028 7u）（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)算出该衰变反应中释放出的核能；(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则粒子的动能为多少？【答案】 23290u22890 th+24he 5.50 mev 5.4 mev【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒23290u22890 th+24he质量亏损m=mummth=0.0059 ue=mc2=0.0059931.5 mev=5.50 mev系统动量守恒，钍核和粒子的动量大小相等，即根据动量守恒定律得，pth=p根据动能与动量的关系： ekth+ek=e所以钍核获得的动能解得：e=5.50 mev0.09 mev=5.4 mev17一静止的核衰变为核时，放出一个粒子，已知的质量为m1， 的质量为m2， 粒子质量为m3，光在真空中的速度为。若释放的核能全部转化为系统的动能，请写出衰变方程并求出粒子的动能。【答案】 【解析】根据质量数守恒和电子数守恒，可得核反应方程为根据动量守恒定律由能量守恒解得， 粒子的动能18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。其中一种可表示为：反应前后原子核的静止质量分别为mu = 235.0439u, mn =