2013届高考物理一轮复习知能演练 15.2 原子核 沪科版

1 20132013 届高考物理一轮复习知能演练届高考物理一轮复习知能演练 15 215 2 原子核原子核 沪科版沪科版 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 13153 A I Sb He B I Xe e213153131540 1 C I I n D I Te H013153130521 1 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 0 1 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 P Si X B U Th X 301530142389223490 C Al n Mg X D Al He P X 27131 0271227134 23015 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I Xe E 试问 1315313154 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 1315313153 I 核 13153 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 0 1 2 根据N N0可得 N N0 1 2 t T 1 2 16 8 N0 4 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 0 1 N0 4 为了安全 放置固体废料时要先进行冷却处理 一 选择题 2 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E h 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 N H C He 是 衰变方程 15 71 112 64 2 B H H He 是核聚变反应方程 1 12 13 2 C U Th He 是核裂变反应方程 23892234904 2 D He Al P n 是原子核的人工转变方程 4 2271330151 0 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 Z2 1 A A 2 Z 1 B A 2 Z 2 C A 3 Z 3 D A 3 Z 2 解析 选 D 根据核反应方程中 质量数电荷守恒有方程A 2 4 1 Z 1 2 1 解得 A 3 Z 2 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Th Rn x y 2329022086 其中 A x 1 y 3 B x 2 y 3 C x 3 y 1 D x 3 y 2 解析 选 D 由衰变方程 Th Rn xHe ye 由质量数守恒和电荷数守恒得 23290220864 20 1 232 220 4x 90 86 2x y可解得x 3 y 2 7 在下列两个核反应方程中 X1 X2分别代表一种粒子 U Th X1 H H He X2 23892234902 13 14 2 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 3 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 2 13 14 2 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 H C N Q1 H N C X Q2 1 112 613 71 115 712 6 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 H 1 1 He 3 2 He 4 2 C 12 6 N 13 7 N 15 7 质量 u 1 00783 01604 002612 000013 005715 0001 以下推断正确的是 A X 是 He Q2 Q1 B X 是 He Q2 Q1 3 24 2 C X 是 He Q2 Q1 D X 是 He Q2 Q1 3 24 2 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 0078 12 0000 13 0057 u 0 0021 u m2 1 0078 15 0001 12 0000 4 0026 u 0 0053 u 结合爱因斯坦质能方程 Q mc2知Q1 Q2 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 4 1026 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 kg C 1013 kg D 109 kg 解析 选 D 由爱因斯坦质能方程 E mc2知 m kg 4 109 kg E c2 4 1026 3 108 2 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U n Cs Rb 2 n 235921 01375596371 0 C 放射性碘 131I 发生的 衰变方程为I Xe e1 D 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 23592 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 U n Ba Kr 3 n B 错 放射性碘衰变方程与选项 C 相符 故 C 正确 每 235921 01415692361 0 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 3 107 m s 的中子 发生核反应后若只产生了两个新粒子 14 7 其中一个粒子为氦核 He 它的速度大小是 8 0 106 m s 方向与反应前的中子速度方向 4 2 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 N n B He 14 71 011 54 2 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 1 04 2 m1v1 m2v2 m3v3 代入数值 得v3 8 2 105 m s 即反应后生成的新核的速度大小为 8 2 105 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E1 m1v 1 22 1 反应后的总动能E2 m2v m3v 1 22 2 1 22 3 4 经计算知E1 E2 故可知反应中发生了质量盈余 没有亏损 答案 1 N n B He 8 2 105 m s 与反应前中子的速度方向相反 2 见解析 14 71 011 54 2 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 239942359223592 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 235922399423592 的质量分别为mpu 239 0521 u mU 235 0439 u 和m 4 0026 u l u 931 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 Pu U 2399423592 U U 2359223592 或合起来有Pu U 2399423592 2 上述衰变过程的质量亏损为 m mPu