1、定時(shí)檢測(cè)二 放射性元素的衰變、核反應(yīng) 1.(2009廣東2)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富 的 He(氦3).它是一種高效、清潔、安全的核 聚變?nèi)剂?其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為 .關(guān)于 He聚變下列表述 正確的是 ( ) A.聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量 B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核 C.聚變反應(yīng)沒(méi)有質(zhì)量虧損 D.目前核電站都采用 He聚變反應(yīng)發(fā)電,解析 該聚變反應(yīng)釋放了能量,是因?yàn)榘l(fā)生了質(zhì) 量虧損,A、C錯(cuò);該聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新原子核 H, B對(duì);目前核電站都是用重核裂變發(fā)電的而不是 用輕核聚變,D錯(cuò). 答案 B,2.(2009浙江15)氦原子核由兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè) 中子組成,這兩個(gè)質(zhì)子之間存在著萬(wàn)有引

2、力、庫(kù) 侖力和核力,則3種力從大到小的排列順序是 ( ) A.核力、萬(wàn)有引力、庫(kù)倫力 B.萬(wàn)有引力、庫(kù)倫力、核力 C.庫(kù)倫力、核力、萬(wàn)有引力 D.核力、庫(kù)倫力、萬(wàn)有引力 解析 核力是核子之間的一種強(qiáng)相互作用,其相 互作用力巨大,兩質(zhì)子之間的萬(wàn)有引力極其微小, 所以我們?cè)谄綍r(shí)的計(jì)算時(shí)不考慮.,D,3.(2009安徽14)原子核聚變可望給人類(lèi)未來(lái) 提供豐富的潔凈能源.當(dāng)氘等離子體被加熱到適 當(dāng)高溫時(shí),氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生, 放出熱量.這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為 由平衡條件可知 ( ) A.k=1,d=4B.k=2,d=2 C.k=1,d=6D.k=2,d=3 解析 根據(jù)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量

3、數(shù)守恒和電荷數(shù) 守恒得,B,4.(2009天津6)下列說(shuō)法正確的是 ( ) A. 是衰變方程 B. 是核聚變反應(yīng)方程 C. 是核裂變反應(yīng)方程 D. 是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程 解析 原子核放出粒子是衰變,A項(xiàng)不是衰 變,C項(xiàng)是衰變,A、C兩項(xiàng)都錯(cuò)誤.,BD,5.(2009北京14)下列現(xiàn)象中,與原子核內(nèi)部變 化有關(guān)的是 ( ) A.粒子散射現(xiàn)象 B.天然放射現(xiàn)象 C.光電效應(yīng)現(xiàn)象 D.原子發(fā)光現(xiàn)象 解析 粒子散射現(xiàn)象表明了原子有核式結(jié)構(gòu); 光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明光的粒子性;原子發(fā)光現(xiàn)象是 原子中電子的躍遷;天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核具 有復(fù)雜結(jié)構(gòu),故選B.,B,6.鋁箔被粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng): .下列

4、判斷正確的是 ( ) A. n是質(zhì)子 B. n是中子 C.X是 Si的同位素 D.X是 P的同位素 解析 由核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守 恒知,X是 P,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確; n為中 子,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確.,BD,7.一個(gè)氡核 Rn衰變成釙核 Po并放出一個(gè)粒子, 其半衰期為3.8天.1 g氡經(jīng)過(guò)7.6天衰變掉氡的 質(zhì)量,以及 Rn衰變成 Po的過(guò)程放出的粒子是 ( ) A.0.25 g,粒子 B.0.75 g,粒子 C.0.25 g,粒子 D.0.75 g,粒子 解析 由半衰期公式得m=m0 ,所以 衰變掉的氡的質(zhì)量為 m0=0.25 g,衰變方程為: ,所以衰變出的粒子是

5、粒子.,B,8.三個(gè)原子核X、Y、Z,X核放出一個(gè)正電子后變?yōu)?Y核,Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一 個(gè)氦核( He),則下面說(shuō)法正確的是 ( ) A.X核比Z核多一個(gè)質(zhì)子 B.X核比Z核少一個(gè)中子 C.X核的質(zhì)量數(shù)比Z核質(zhì)量數(shù)大3 D.X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍 解析 設(shè)原子核X的符號(hào)為 ,則原子核Y為 , ,故原子核Z 為 .,CD,9.中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí),質(zhì)量虧損為m,相應(yīng) 的能量E=mc2=2.2 MeV是氘核的結(jié)合能.下 列說(shuō)法正確的是 ( ) A.用能量小于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí), 氘核不能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子 B.用能量等于2.2 MeV的光子

6、照射靜止氘核時(shí), 氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子,它們的 動(dòng)能之和為零 C.用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí), 氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子,它們的 動(dòng)能之和為零 D.用能量大于2.2 MeV的光子照射靜止氘核時(shí), 氘核可能分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子,它們的 動(dòng)能之和不為零,解析 根據(jù)核的結(jié)合能概念,核子結(jié)合成核所釋 放的核能與逆過(guò)程所需要的能量相等,A、D正確. 根據(jù)動(dòng)量守恒定律,用光子照射靜止氘核時(shí)總動(dòng) 量不為零,Ek= ,故照射后總動(dòng)能則不為零, B錯(cuò). 答案 AD,10.(2009江蘇12C)在衰變中常伴有一種稱(chēng) 為“中微子”的粒子放出.中微子的性質(zhì)十分特 別,因此在實(shí)

7、驗(yàn)中很難探測(cè).1953年,萊尼斯和柯 文建造了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的實(shí)驗(yàn)系 統(tǒng),利用中微子與水中 H的核反應(yīng),間接地證實(shí) 了中微子的存在. (1)中微子與水中的 H發(fā)生核反應(yīng),產(chǎn)生中子 ( n)和正電子( e),即中微子+ 可以判定,中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是 . (填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母) A.0和0 B.0和1 C.1和0 D.1和1,(2)上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇, 與電子形成幾乎靜止的整體后,可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€(gè) 光子(),即 已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.110-31 kg,反 應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為 J.正 電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)光子,原因 是 . (3)試

8、通過(guò)分析比較,具有相同動(dòng)能的中子和電 子的物質(zhì)波波長(zhǎng)的大小.,解析 (1)在核反應(yīng)中,由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒 可知A正確. (2)2mc2=2E E=mc2=8.210-14 J,在碰撞過(guò)程中遵循動(dòng)量守 恒,如果是產(chǎn)生一個(gè)光子,合動(dòng)量為零,光子的速 度為零,與實(shí)際光子的運(yùn)動(dòng)狀況矛盾. (3)粒子的動(dòng)量p= ,物質(zhì)波的波長(zhǎng)= 由mnme,知pnpe,則ne 答案 (1)A (2)8.210-14 遵循動(dòng)量守恒 (3)ne,11.(2009山東38)歷史上第一次利用加速器實(shí) 現(xiàn)的核反應(yīng),是用加速后動(dòng)能為0.5 MeV的質(zhì)子 H轟擊靜止的 ,生成兩個(gè)動(dòng)能均為8.9 MeV的 He.(1 MeV=1.6

9、10-13 J) (1)上述核反應(yīng)方程為 . (2)質(zhì)量虧損為 kg. 解析 (1) (2)設(shè)反應(yīng)前質(zhì)子的動(dòng)能為Ek0,反應(yīng)后 He的動(dòng) 能為Ek,由于質(zhì)量虧損而釋放的能量為,E=2Ek-Ek0=(28.9-0.5)MeV=17.3 MeV 根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程,有 m= kg=3.110-29 kg 答案 (1) (2)3.110-29,12.天然放射性元素 Pu經(jīng)過(guò) 次衰變和 次衰變,最后變成鉛的同位素 . (填入鉛的三種同位素 P、 Pb、 Pb中的 一種) 解析 設(shè)經(jīng)過(guò)m次衰變,質(zhì)量數(shù)守恒239-207= 4m,m=8,據(jù)電荷數(shù)守恒,設(shè)經(jīng)n次衰變,94-82= 2m-n,所以n=4,鉛

10、的同位素為 Pb. 答案 8 4 Pb,13.放射性元素的原子核在衰變或衰變生成新 原子核時(shí),往往會(huì)同時(shí)伴隨著 輻射.已知 A、B兩種放射性元素的半衰期分別為T(mén)1和T2,經(jīng) 過(guò)t=T1T2時(shí)間后測(cè)得這兩種放射性元素的質(zhì)量 相等,那么它們?cè)瓉?lái)的質(zhì)量之比mAmB= . 解析 放射性元素的原子核在發(fā)生衰變、 衰變時(shí),蘊(yùn)藏在核內(nèi)的能量會(huì)釋放出來(lái),使產(chǎn)生 的新核處于高能級(jí),這時(shí)它要向低能級(jí)躍遷,能 量以光子的形式輻射出來(lái),因此,射線(xiàn)經(jīng)常 是伴隨射線(xiàn)和射線(xiàn)產(chǎn)生的;設(shè)t時(shí)間后放射,性元素的質(zhì)量均為m,由衰變規(guī)律知:m=mA 答案 ,14.一個(gè)靜止的鈾核 U(原子質(zhì)量為232.037 2 u) 放出一個(gè)粒子(原子質(zhì)量為4.002 6 u)后衰變 成釷核 Th(原子質(zhì)量為228.028 7 u). (已知:原子質(zhì)量單位1 u=1.67 10-27 kg,1 u 相當(dāng)于931 MeV) (1)寫(xiě)出核衰變反應(yīng)方程. (2)算出該核衰變反應(yīng)中釋放出的核能. (3)假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和 粒子的動(dòng)能,則釷核獲得的動(dòng)能有多大