【紅對(duì)勾】高三物理總復(fù)習(xí) 課時(shí)作業(yè)44 核反應(yīng) 核能.doc

課時(shí)作業(yè)44核反應(yīng)核能時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8864)1(2012天津理綜)下列說(shuō)法正確的是()a采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期b由玻爾理論知道氫原子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)放出光子c從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用紫外線良好的穿透能力d原子核所含核子單獨(dú)存在時(shí)的總質(zhì)量小于該原子核的質(zhì)量解析：半衰期由原子核內(nèi)部因素決定，不受原子所處物理、化學(xué)條件的影響，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；氫原子從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)，要放出光子，選項(xiàng)b正確；從高空對(duì)地面進(jìn)行遙感攝影是利用的紅外線的穿透能力，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；由于輕核聚變要釋放能量，根據(jù)質(zhì)能方程可知選項(xiàng)d說(shuō)法錯(cuò)誤答案：b2激光中子是由一重原子核吸收一光子后發(fā)射一中子而產(chǎn)生的，光子的極限能量大約是10 mev.假定中子從原子核上向外移開(kāi)距離1013 cm所受的力保持不變，則中子與原子核間的作用力的數(shù)量級(jí)是()a103n b10 nc103n d無(wú)法計(jì)算解析：10 mev1.61012j，而根據(jù)功的知識(shí)，f n1.6103n，比較接近c(diǎn)項(xiàng)答案：c3.“軌道電子俘獲”也是放射性同位素衰變的一種形式，它是指原子核(稱(chēng)為母核)俘獲一個(gè)核外電子，其內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶?，從而變成一個(gè)新核(稱(chēng)為子核)，并且放出一個(gè)中微子的過(guò)程中微子的質(zhì)量極小，不帶電，很難被探測(cè)到，人們最早是通過(guò)子核的反沖而間接證明中微子的存在的關(guān)于一個(gè)靜止的母核發(fā)生“軌道電子俘獲”，衰變?yōu)樽雍瞬⒎懦鲋形⒆?，下面的說(shuō)法中不正確的是()a子核的動(dòng)量與中微子的動(dòng)量相同b母核的電荷數(shù)大于子核的電荷數(shù)c母核的質(zhì)量數(shù)等于子核的質(zhì)量數(shù)d子核的動(dòng)能大于中微子的動(dòng)能解析：子核的動(dòng)量與中微子的動(dòng)量大小相等，方向相反，由p可知，子核的動(dòng)能小于中微子的動(dòng)能，母核的電荷數(shù)等于子核的電荷數(shù)，中微子的質(zhì)量極小，質(zhì)量數(shù)為零答案：abd4靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的u核，發(fā)生衰變后生成th核，衰變后的粒子速度方向垂直于磁場(chǎng)方向，則以下結(jié)論中正確的是()衰變方程可表示為：uthhe衰變后的th核和粒子的軌跡是兩個(gè)內(nèi)切圓，軌道半徑之比為1:45th核和粒子的動(dòng)能之比為2:117若粒子轉(zhuǎn)了117圈，則th核轉(zhuǎn)了90圈a bc d解析：衰變過(guò)程不可逆，不能用等號(hào)；衰變后的th核和粒子的軌跡是兩個(gè)外切圓，由于th核和粒子的動(dòng)量大小相等，因此動(dòng)能之比等于質(zhì)量比的倒數(shù)為2117，周期之比等于比荷比的倒數(shù)為11790，故粒子轉(zhuǎn)了117圈，則th核轉(zhuǎn)了90圈答案：d5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，放出能量這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為6 hk hed h2 n43.15 mev由平衡條件可知()ak1，d4 bk2，d2ck1，d6 dk2，d3解析：本題考查的是原子核反應(yīng)方程的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒這一知識(shí)點(diǎn)的理解和應(yīng)用能力；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：.解得k2，d2；故選b.答案：b6某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為hcnq1，hncxq2方程中q1、q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見(jiàn)下表：原子核hhehecnn質(zhì)量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推斷正確的是()ax是he，q2q1 bx是he，q2q1cx是he，q2q1 dx是he，q2q1.答案：b7一個(gè)u原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為unxsr2n，則下列說(shuō)法正確的是()ax原子核中含有86個(gè)中子bx原子核中含有141個(gè)核子c因?yàn)榱炎冡尫拍芰浚鶕?jù)emc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加d因?yàn)榱炎冡尫拍芰?，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)減少解析：由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知：2351a9421,92b38，解得a140，b54，其中a是x的質(zhì)量數(shù)，b為x的電荷數(shù)，x核中的中子數(shù)為ab1405486，由此可知a選項(xiàng)對(duì)，b選項(xiàng)錯(cuò)；裂變釋放能量，由質(zhì)能關(guān)系可知，其總質(zhì)量減小，但質(zhì)量數(shù)守恒，故c、d均錯(cuò)答案：a8.核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會(huì)釋放射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射射線下列說(shuō)法正確的是()a碘131釋放的射線由氦核組成b銫137衰變時(shí)輻射出的光子能量小于可見(jiàn)光光子能量c與銫137相比，碘131衰變更慢d銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)解析：射線的本質(zhì)是電子，并非氦核，a項(xiàng)錯(cuò)；光子的頻率大于可見(jiàn)光光子的頻率，由eh可知光子的能量大于可見(jiàn)光光子的能量，b項(xiàng)錯(cuò)誤；半衰期越小表示元素衰變?cè)娇?，c項(xiàng)錯(cuò)；同位素含有相同的質(zhì)子數(shù)但中子數(shù)不同，故d項(xiàng)正確答案：d二、計(jì)算題(31236)9某些建筑材料可產(chǎn)生放射性氣體氡，氡可以發(fā)生和衰變，如果人長(zhǎng)期生活在氡濃度過(guò)高的環(huán)境中，氡經(jīng)過(guò)人的呼吸道沉積在肺部，并放出大量射線，從而危害人體健康原來(lái)靜止的氡核(86rn)發(fā)生一次衰變生成新核釙(po)已知放出的粒子速度為v.(1)寫(xiě)出衰變方程；(2)求衰變生成的釙核的速度解析：(1)衰變方程為：rnpohe(2)放出的粒子速度方向?yàn)檎较?，設(shè)釙核和粒子的質(zhì)量分別為m、m由動(dòng)量守恒定律得mv1mv0，v1方向與粒子速度方向相反10云室處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一靜止的質(zhì)量為m的原子核在云室中發(fā)生一次衰變，粒子的質(zhì)量為m，電量為q，其運(yùn)動(dòng)軌跡在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi)現(xiàn)測(cè)得粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r，試求在衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損(注：涉及能量問(wèn)題時(shí)，虧損的質(zhì)量可忽略不計(jì))解析：令v表示粒子的速度，由洛侖茲力和牛頓定律可得qvbm令v表示衰變后剩余核的速度，在考慮衰變過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒時(shí)，因?yàn)樘潛p質(zhì)量小，可不予考慮，由動(dòng)量守恒可知(mm)vmv在衰變過(guò)程中，粒子和剩余核的動(dòng)能來(lái)自于虧損質(zhì)量即mc2(mm)v2mv2聯(lián)立式解得m.解析：要求虧損質(zhì)量，由emc2，可知應(yīng)先求核反應(yīng)中釋放的能量e，此問(wèn)題中e是以新核和粒子動(dòng)能形式釋放的要求新核和粒子動(dòng)能，應(yīng)求出兩者速度，由題意可知利用動(dòng)量守恒和向心力公式即可求得答案：11利用反應(yīng)堆工作時(shí)釋放出的熱能使水汽化以推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電，這就是核電站核電站消耗的“燃料”很少，但功率卻很大，目前，核能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，我國(guó)已具備了發(fā)展核電的基本條件(1)核反應(yīng)堆中的“燃料”是u，完成下面的核反應(yīng)方程式unsrxe10n；(2)一座100萬(wàn)千瓦的核電站，每年需要多少?lài)崫饪s鈾？已知鈾核的質(zhì)量為235.0439 u，中子質(zhì)量為1.0087 u，鍶(sr)核的質(zhì)量為89.9077 u，氙(xe)核的質(zhì)量為135.9072 u1 u1.661027 kg，濃縮鈾中鈾235的含量占2%.(3)同樣功率(100萬(wàn)千瓦)的火力發(fā)電站，每年要消耗多少?lài)崢?biāo)準(zhǔn)煤？(已知標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為2.93104 kj/kg)(4)為了防止鈾核裂變產(chǎn)物放出的各種射線對(duì)人體的危害和對(duì)環(huán)境的污染，需采取哪些措施？(舉兩種)解析：(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可得：質(zhì)量數(shù)為136，電荷數(shù)為38.(2)該反應(yīng)的質(zhì)量虧損是m235.0439 u1.0087 u89.9077 u135.9072 u101.0087 u0.1507 u根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程emc20.15071.661027(3108)2 j231011 j核電站每年放出的熱量qpt1.0109