2012高考物理 第16章第2讲 放射性元素的衰变 核能③课后限时作业 新人教版

用心 爱心 专心 1 放射性元素的衰变放射性元素的衰变 核能核能 一 选择题 每小题 5 分 共 20 分 1 太阳每年辐射到地球上的能量相当于 1 813 亿吨标准煤 是全世界年需能量总和的 5 000 倍 是地球上最大的能源 太阳内部有多种热核反应 其中的一个反应方程是 H 2 1 若已知的质量为 m1 的质量为 m2 的质量为 m3 的质量H 3 1 He 4 2 n 1 0 H 2 1 H 3 1 He 4 2 n 1 0 为 m4 则下列说法中正确的是 A 是中子n 1 0 B 和是两种不同元素的原子核H 2 1 H 3 1 C 和在常温下就能够发生聚变H 2 1 H 3 1 D 这个反应释放的核能为 E m1 m2 m3 m4 c2 解析 是中子 A 正确 和是同位素 它们是同种元素 B 错误 n 1 0 H 2 1 H 3 1 在常温下是不可能发生聚变的 C 错误 根据质能方程 可以得到 D 正确 H 2 1 答案 A D 2 目前 在居室装修中经常用到花岗岩 大理石等装饰材料 这些岩石都不同程度地含 有放射性元素 比如有些含有铀 钍的花岗岩等会释放出放射性气体氡 而氡会发生放射性 衰变 放射出 射线 这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病 根据 有关放射性知识可知 下列说法正确是 A 氡的半衰期为 3 8 天 若取 4 个氡原子核 经 7 6 天后就一定剩下一个原子核了 B 衰变所释放的电子是核内的中子衰变成质子所产生的 C 射线一般伴随着 和 射线产生的 在这 3 种射线中 射线的穿透能力最强 电离能力最弱 D 发生 衰变时 生成核与原来的原子核相比 中子数减少了 4 解析 由于半衰期是统计规律 A 项错误 发生 衰变时 中子数减少 2 D 项错误 正确答案 B C 答案 B C 3 浙江秦山核电站第 3 期工程两个 60 万千瓦发电机组已并网发电 发电站的核能来源 于U 的裂变 下面说法正确的是 23592 A U 裂变时释放出大量能量 产生明显的质量亏损 所以核子数要减小 23592 B U 的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核 反应方程式为 U n 23592235921 0 用心 爱心 专心 2 解析 放射性同位素可作为示踪原子 A 对 射线贯穿本领弱 不能用于金属探伤 B 错 放射性元素发生一次 衰变 由衰变规律知质子数增加 1 C 错 元素的半衰期只由核 本身的因素决定 而与原子处的物理状态或化学状态无关 D 错 故选 A 答案 A 二 非选择题 共 80 分 5 10 分 用人工方法得到放射性同位素 这是一个很重要的发现 天然放射性同位素 只不过 40 多种 而目前人工制造的同位素已达 1 000 多种 每种元素都有放射性同位素 放 射性同位素在农业 医疗卫生 科研等许多方面得到广泛应用 1 带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失 其原因是 A 射线的贯穿作用 B 射线的电离作用 C 射线的物理 化学作用 D 以上 3 个选项都不是 2 右图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图 若工厂生产的是厚度 1 mm 的铝板 在 3 种射线中 你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是 射线 3 在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时 需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天 然牛胰岛结晶是同一物质 为此 曾采用放射性同位素作为 C 14 答案 1 B 2 3 示踪原子 6 12 分 某核反应方程为 X 已知的质量为 2 013 6 u 的H 2 1 H 3 1 He 4 2 H 2 1 H 3 1 质量为 3 018 0 u 的质量为 4 002 6 u X 的质量为 1 008 7 u He 4 2 1 X 是什么粒子 2 该反应释放能量还是吸收能量 解析 本题考查了核反应方程中质量数 核电荷数守恒及核能的相关知识 同时考查 对核反应方程和质能方程的综合应用能力 根据核反应前后质量数及电荷数守恒 可得 X 为 n 1 0 用心 爱心 专心 3 反应前的总质量为 m1 2 013 6 u 3 018 u 5 031 6u 反应后的总质量为 m2 4 002 6 u 1 008 7 u 5 011 3 u 由于 m1 m2 反应过程中释放能量且释放的能量可由质能方程求得 解析 1 根据电荷数守恒和质量数守恒可判断 X 为中子 且 a 3 n 1 0 根据爱因斯坦质能方程 E mc2 有 E mU mBa mkr 2mn c2 2 反应堆每年提供的核能 E PT 其中 T 表示一年的时间 以 M 表示每年消耗的的质量 n 1 0 则 M mU E E 解得 M mUPT E 代入数据得 M 1 10 103 kg 答案 1 3 mU mBa mkr 2mn c2 2 1 10 103 kgn 1 0 8 12 分 用速度为 v0 质量为 m1的核轰击质量为 m2的静止的核 发生核反He 4 2 N 14 7 应 最终产生两种粒子 A 和 B 其中 A 为核 质量为 m3 速度为 v3 B 的质量为 m4 O 17 8 1 写出核反应方程式 2 计算粒子 B 的速度 vB 3 粒子 A 的速度符合什么条件时 粒子 B 的速度方向与 He 核的运动方向相反 解析 1 He 4 2 N 14 7 O 17 8 H 1 1 2 由动量守恒定律 m1v0 m3v3 m4vB 解得 vB 4 3301 m vmvm 3 B 的速度与 He 核的速度方向相反 即 3301 vmvm 3 01 m vm 用心 爱心 专心 4 答案 1 4 2 106 t 2 6 1014个 10 17 分 浙江秦山核电站第 3 期工程两个 60 万千瓦发电机组已并网发电 1 发电站的核能来源于的裂变 现有 4 种说法 U 235 92 A 裂变时释放出大量能量 产生明显的质量亏损 所以核子数要减小U 235 92 B 的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核 反应方程式为 U 235 92 U 235 92 n 1 0 3Ba 141 56 Kr 92 36 n 1 0 C 是天然放射性元素 常温下它的半衰期约为 45 亿年 升高温度半衰期缩短U 235 92 D 一个裂变能放出约 200 MeV 的能量 含 3 2 10 11 JU 235 92 以上说法中正确的是 2 已知铀 235 的质量为 235 043 9 u 钡 141 的质量为 140 913 9 u 氪 92 的质量为 91 897 3 u 每个中子质量为 1 008 7 u 1 kg 铀 235 发生 1 中的铀核裂变反应所放出的能 量相当于多少优质煤完全燃烧时放出的能量 1 kg 优质煤完全燃烧时能产生 3 36 107 J 的热量 3 这座核电站核能转化为电能的效率为 40 假定反应堆