强化提能作业十二

1、强化提能作业（十二）一、选择题1.（多选）一静止的原子核238U发生了某种衰变，衰变方程为238u-234Th+x,其中X是未知粒子，下 列说法正确的是（）A.锣U发生的是口衰变B.238U发生的是B衰变C.衰变后新核234Th和粒子X的动能相等D .衰变后新核234Th和粒子X的动量大小相等题目解析根据质量数守恒和电荷数守恒可知，未知粒子 X的质量数为4,电荷数为2,即未知粒子 X是4He,因此发生的是衰变，选项A正确，B错误；衰变前后动量守恒，即：0=pTh PX,即pTh=pX, 选项D正确；根据动量与动能的关系 P= /mEk,由于234Th和X的质量数不同，因此衰变后新核234Th和

2、 粒子X的动能不同，选项C错误.参考答案AD2.现有两动能均为Eo=0.35 MeV的汩 在一条直线上相向运动，两个 汩发生对撞后能发生核反应， 得到3He和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为 汩e和新粒子的动能.已知汩的质量为2.0141 u, 2He的质量为3.0160 u,新粒子白质量为1.0087 u,核反应时质量亏损1 u释放的核能约为931 MeV（如 果涉及计算，结果保留整数）.则下列说法正确的是（）A.核反应方程为2H+汨-3He + 1HB.核反应前后不满足能量守恒定律C.新粒子的动能约为3 MeVD.2He的动能约为4 MeV题目解析由核反应过程中的质量数和电荷数

3、守恒可知 2H+汩-3He + 0n,则新粒子为中子1n,所以 A错误；核反应过程中质量亏损，释放能量，亏损的质量转变为能量，仍然满足能量守恒定律，B错误；由题意可知AE = （2.0141 ux 2 3.0160 u-1.0087 u）X931 MeV/u=3.3 MeV,根据核反应中系统的能量守恒有EkHe + Ekn = 2Eo+ AE ,根据核反应中系统的动量守恒有PHepn=0,由Ek = ；P；,可知指詈=,解得EkHe2mEkn mHe=m(2E0+AE)=1 MeV, Ekn= mHe (2E0+AE) = 3 MeV,所以 C 正确，D 错误. mn + mHemn+mHe参

4、考答案C3. （2020广东佛山四模）一静止的原子核aX发生0c衰变，变成另一个新的原子核 Y,衰变后测得口粒子的速率为v,已知粒子的质量为m。，原子核Y的质量为M,下列说法正确的是（）A.原子核Y的符号表下为amen-2丫B.nX的比结合能一定大于Y核的比结合能c.原子核y的速率为mMv一 1cD.原子衰变过程中释放的核能为2m0v2题目解析本题考查比结合能、动量守恒定律、核能.质量数和质量不能混淆，原子核 Y的符号应表示为a二2丫，故a错误；因该核反应放出核能，则aX的比结合能小于丫核的比结合能，故b错误；根据动量守怛定律可得 m0v = Mv得vmv,故C正确；因原子核Y也有动能，则原子

5、衰变过程中释放的 10 参考答案C4. （2020长沙本II拟）运动的原子核核能iwte大于2m0v2,故D错法.X放出口粒子后变成静止的原子核Y.已知原子核X、0c粒子的质量分别是M、m, 0c粒子的动能为E,真空中的光速为c, 口粒子的速度远小于光速.则在上述核反应中的质量 亏损是（）M - mABEM -mB. Mc2 ED. M m c2ECE1 c .一. 一、一题目解析核反应中动量守怛，有：mva= Mvx, 0c粒子的动能为E = 2mv2s根据能量守恒得，AE =11M m2mv2c 2MvX,由爱因斯坦质能方程得，AE=2c2,联立解得Am=F/E,故B项正确，A、C、D三项

6、错误.参考答案B TOC o 1-5 h z 5. （2020南京模拟）匀强磁场中有一个静止的氮核174N,被与磁场方向垂直、速度为 v的口粒子击中形 成复合核，然后沿相反方向释放出一个速度也为v的质子，则以下说法正确的是（）质子与反冲核的动能之比为 17 ： 25质子与反冲核的动量大小之比为1 : 5质子与反冲核的动量大小之比为8： 17质子与反冲核在磁场中旋转频率之比为8 ： 17A.B.C.D.题目解析该过程的核反应方程为：4He + VN-1H + 187O口粒子撞击174N核形成复合核过程，遵循动量守恒定律，规定%粒子速度方向为正方向，有：mav = mHV + mov TOC o

7、1-5 h z 5v解得：反冲核速度v =方，质子与反冲核的动能之比为2x 1Xv2： 2x 17X 57 2= 17 25,故正确；质子与反冲核的动量大小之比1,1X v，一 、一、 一 271m1 ,彳为57=1 5,故正确，错误；质子与反冲核在磁场中旋转周期 丁=由，频率f=T，频率之比为8 =17x万方17 8,故错误.参考答案A6.（多选）（2020南京六校联考）中微子是一种不带电、质量很小的粒子.早在1942年我国物理学家王注 昌首先提出证实中微子存在的实验方案. 静止的钺核（4Be）可以从很靠近它的核外电子中俘获一个电子 （动能 忽略不计）形成一个新核并放出中微子，新核处于激发态

8、，放出 丫光子后回到基态.通过测量新核和 丫光子 的能量，可间接证明中微子的存在.则（）A.产生的新核是锂核（7Li）B.反应过程吸收能量C.中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等D.中微子的动能与处于激发态新核的动能相等题目解析根据题意可知发生的核反应方程为7Be+-0e3Li+与 所以产生的新核是锂核，反应过程 放出能量，故A正确，B错误；根据动量守恒可知中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等、方向相反，故C正确；因为中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，质量不等，根据Ek=2m，可知中微子的动能与处于激发态新核的动能不相等，故 D错误.参考答案AC（2020山东淄博模拟）静

9、止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度 方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示（a、b表示长度），不计所有粒子的重力及粒子间的相互作用力.那么碳 14的核反应方程可能是（）B.164C-0e+154BD.164C-2H +豚BA.164C74He+7BeC164C 0e+ 174N题目解析本题考查核反应方程、带电粒子在电场中的运动.由轨迹的弯曲方向可以看出，反冲核与放射的粒子所受电场力方向均与电场强度方向相同， 均带正电，根据运动学公式有v1t=a, 2Et2= 2a, v2t =b，2胃仔=43发生核反应前后动量守恒，即 mw1 = m2V2解

10、得q1 q2= 1 2,则核反应方程是1（4C4He +TBe,故A正确.参考答案A二、非选择题.（2020山西太原模拟）一个静止的铀核锣U（原子质量为232.0372 u）放出一个口粒子（原子质量为4.0026 u）后衰变成包核228Th（原子质量为228.0287 u）.（已知1 u=1.67X 10 27 kg,1 u相当于931 MeV）（1）写出核衰变反应方程；（2）算出该核衰变反应中释放出的核能；（3）假设核反应中释放出的核能全部转化为包核和0c粒子的动能，则包核获得的动能有多大？题目解析(1)赞U-208Th +4He.(2)质量亏损 ZSm = mu-m-mTh = 0.005

11、9 uAE = Amc2= 0.0059X 931 MeV = 5.49 MeV(3)原子核衰变过程中系统的动量守恒，即5h+p“= 0又由&=崇可知，曰什二亮，曰“二2m,又由题意可知， EkTh + Ek a= AEm “4解得包核获得的动能 EkTh = X AE =X AE = 0.095 MeVm“+ mTh 4+ 228参考答案(1)232U-228Th +4He (2)5.49 MeV(3)0.095 MeV.钵的放射性同位素 僦Pu静止时衰变为铀核激发态235U*和粒子，而铀核激发态235U*立即衰变为铀 核235U,并放出能量为0.097 MeV的丫光子，已知：敏Pu、292

12、5U和口粒子的质量分别为mPu= 239.0521 u、 mU = 235.0439 u和m0= 4.0026 u,1 u= 931.5 MeV/c2.衰变放出的丫光子的动量可忽略，求 粒子的动能.题目解析上述衰变过程的质量亏损为Am = mPu mU m 放出的能量为 AE=mc2AE是铀核的动能Eu、口粒子的动能Ea和丫光子的能量Ey之和，即 AE=Eu + E.+ E/D由式解得 Eu+ E“= (mPu mU m0c2 E设衰变后的铀核和粒子的速度分别为vu和V”，则由动量守恒得muvu = m w 又 Eu = 2muvUL 12fE a 2n n由式解得 詈=詈 E a 111 U

13、由式解得 E一m一(mPu mu m a)c2 ETmu + m a代入题给数据解得E a= 5.034 MeV.参考答案5.034 MeV.已知笊核质量为2.0136 u,中子质量为1.0087 u, 2He核的质量为3.0150 u.两个速率相等的笊核 对心碰撞聚变成3He并放出一个中子，释放的核能也全部转化为机械能.(质量亏损为1 u时，释放的能量为931.5 MeV.除了计算质量亏损外，汩e的质量可以认为是中子的3倍)(1)写出该核反应的反应方程式.(2)该核反应释放的核能是多少？(3)若测得反应后生成中子的动能是 3.12 MeV,则反应前每个笊核的动能是多少 MeV?题目解析(1)核反应方程为：汩+汩一 3He + on.(2)质量亏损为：Am = 2.0136X 2 u-(3.0150 u+ 1.0087 u)= 0.0035 u,释放的核能为：AE= Amc2= 931.5X 0.0035 MeV =