《?？碱}》初中高中物理選修三《原子核》經(jīng)典題(課后培優(yōu))

一、選擇題以下說法正確的選項是〔 〕A．238U234

ThXX為電子，核反響類型為β衰變92 90B．2H+3H4

He+YY為中子，核反響類型為人工核轉(zhuǎn)變1 1 2C．235U+1n136

Xe+90Sr+K，其中K10個中子，核反響類型為重核裂變92 0 54 38D．14N+4He17

O+ZZ為氫核，核反響類型為輕核聚變7 2 8關(guān)于自然放射性，以下說法正確的選項是〔 〕全部元素都可能發(fā)生衰變α、β和γ三種射線，γ射線的穿透力最強(qiáng)C．放射性元素的半衰期與外界的溫度有關(guān)D．放射性元素與別的元素形成化合物時就沒有放射性4C發(fā)生放射性衰變變?yōu)镹，半衰期約為0年。植物存活期間，其體內(nèi)C與12C的比例不變；生命活動完畢后，14C的比例持續(xù)削減?，F(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。以下說法正確的選項是〔 〕A5700年B．12C、13C、14C具有一樣的中子數(shù)C．14C14Nα射線D．增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變以下說法正確的選項是〔 〕238U衰變?yōu)?22Rn4次2次衰變92 86衰變中產(chǎn)生的射線實際上是原子的核外電子擺脫原子核的束縛而形成的C．查德威克覺察了中子，并第一次實現(xiàn)了人工合成放射性同位素D．湯姆孫在爭論陰極射線時覺察了電子，并準(zhǔn)確測出了電子的電荷量鈷－60放射性的應(yīng)用格外廣泛，幾乎普及各行各業(yè)。在農(nóng)業(yè)上，常用于輻射育種、刺激增產(chǎn)、輻射防治蟲害和食品輻射保藏與保鮮等；在醫(yī)學(xué)上，常用于癌和腫瘤的放射治60原子核〔60Co〕β粒子后衰變成一個鎳核〔60Ni〕，并伴隨產(chǎn)生27 28γ605.27年，該反響中鈷核、β粒子、鎳核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3。以下說法正確的〔 〕A．核反響中釋放的能量為(m1—m2－m3)c2B．核反響中釋放出的γ射線的穿透本領(lǐng)比β粒子弱C16605.27860原子核D．β粒子是鈷原子核外的電子電離形成的6 ．靜止的一氡核222Rn放出一個αα粒子動能為E6 86的能量全部變?yōu)楹撕挺亮Ｗ拥膭幽?。真空中的光速為c，則該反響中的質(zhì)量虧損為〔 〕84 E

86 E

218 E

222 E α

α

α

α86 c2

84 c2

222 c2

218 c2依據(jù)有關(guān)放射性方面的學(xué)問可知，以下說法正確的選項是〔〕3.847.6天后就肯定剩下一個氡原子核自然放射現(xiàn)象的覺察，提醒了原子核是由質(zhì)子和中子組成的在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透力量最強(qiáng)，α射線的電離力量最強(qiáng)放射性元素發(fā)生衰變時所釋放的電子來源于核外電子如圖是核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象，以下說法中錯誤的選項是( )盧瑟福在α粒子散射試驗的根底上提出了原子的核式構(gòu)造模型B．自然放射性元素在衰變過程中核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，其放射線在磁場中不偏轉(zhuǎn)的是γ射線C．圖中原子核D和E聚變成原子核F要吸取能量D．圖中原子核A裂變成原子核BC要放出核能鈾〔238U〕經(jīng)過α、β衰變后形成穩(wěn)定的鉛〔206Pb〕，在衰變過程中，中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)92子的個數(shù)為〔 〕A．6個

82B．14個 C．22個 D．32個恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反響．核反響方程為2

2

8Be .以下說法正確的選項是( )4A．該核反響為裂變反響B(tài)．熱核反響中有質(zhì)量虧損C．由于核反響中質(zhì)量數(shù)守恒，所以質(zhì)量也是守恒的D．任意原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)總是相等的238U變成206Pb要經(jīng)過m次衰變、n次衰變，中子數(shù)削減的個數(shù)為q，則〔〕92 82A．m=8，n=6，q=32B．m=6，n=8，q=32C．m=8，n=6，q=22D．m=6，n=8，q=22貝克勒爾在120年前首先覺察了自然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用．以下屬于放射性衰變的是A．14C14N0e6 7 1B．235U1n139I95Y21n92 0 53 39 0C．2H+3H4He+1n1 1 2 0D．4He+27Al

30P+1n2 13 15 013．202311270415號機(jī)組首次并網(wǎng)成功，標(biāo)志著我國正式進(jìn)入核電技術(shù)先進(jìn)國家行列。華龍一號發(fā)電機(jī)利用的是鈾核裂變釋放的核能，其裂變方程為235U+1nX+95Sr+21n，則以下表達(dá)正確的選項是〔 〕92 0 38 0A．裂變后粒子的總核子數(shù)削減C．裂變反響前后質(zhì)量沒有變化14．以下說法中正確的選項是〔 〕

B．X85個中子D．裂變過程后核的比結(jié)合能比鈾核的小A．粒子散射試驗證明原子內(nèi)部的正電荷是均勻分布的B．氫原子的放射光譜是連續(xù)譜C．在電子的單縫衍射試驗中，狹縫變窄，電子動量的不確定量變小D．鎘棒在反響堆中的作用是掌握鏈?zhǔn)椒错懙乃俣鹊厍虻哪挲g到底有多大，科學(xué)家利用自然放射性元素的衰變規(guī)律，通過對目前覺察最古老的巖石中鈾和鉛含量來推算。測得該巖石中現(xiàn)含有的鈾是巖石形成初期時〔巖石形成初期時不含鉛〕238206238的相對含量隨時間變化規(guī)律如下圖N238的原子數(shù)，N0為鈾和鉛的總原子數(shù)。由此可以推斷出〔〕23890億年90億年被測定的巖石樣品在90億年時，鈾、鉛原子數(shù)之比約為1∶3D．依據(jù)鈾半衰期可知，20個鈾原子核經(jīng)過一個半衰期后就剩下10個鈾原子核二、填空題正電子放射計算機(jī)斷層顯像〔PET〕的根本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過程。15O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機(jī)處理后產(chǎn)生清楚的圖像。依據(jù)PET原理，答復(fù)以下問題：寫出15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式。〔 〕將放射性同位素15O注入人體，15O的主要用途是〔 〕A．利用它的射線B．作為示蹤原子C．參與人體的代謝過程D．有氧呼吸(3)PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng) ?！策x填“長”“短”或“長短均可”〕17．1956年李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄用60Co的衰變27來驗證，其核反響方程是60Co→ANi＋

。其中v

是反中微子，它的電荷量為零，27靜止質(zhì)量可認(rèn)為是零。

Z 1 e e在上述衰變方程中，衰變產(chǎn)物ANi的質(zhì)量數(shù)A是 ，核電荷數(shù)Z是 。Z在衰變前60Co核靜止，依據(jù)云室照片可以看出，衰變產(chǎn)物Ni和27

0e的運動徑跡不在一1條直線上，假設(shè)認(rèn)為衰變產(chǎn)物只有Ni和

0e，那么衰變過程將違反 守恒定律。1

60Co是典型的γ放射源，可用于作物誘變育種。我國應(yīng)用該方法培育出了很多農(nóng)作物27品種，如棉花高產(chǎn)品種“魯棉1號”，年種植面積曾到達(dá)3000多萬畝，在我國自己培育的棉花品種中栽培面積最大。γ射線處理作物后主要引起 ，從而產(chǎn)生可遺傳的變異。約里奧?居里夫婦因覺察人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎，他們覺察的放射性元素30Р衰變成30Si的同時放出另一種粒子。15 14這種粒子是？32Р是30P的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù)，1mg32Р隨時間衰變的關(guān)系如圖15 15 15154mg的32Р0.25mg。15約里奧·居里夫婦因覺察人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎。他們覺察的放射性元素30P衰變成30Si的同時放出另一種粒子，這種粒子是 。32P是30P的同位15 14 15 15素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù)，1mg32P4mg的30P經(jīng)15 15 0.25mg。自然放射性元素鈾可以放出三種射線，其中能被一張紙擋住的是 〔選填“α”“β”或“γ”〕射線。1934年，約里奧一居里夫婦用該射線去轟擊27Al，首次獲得了人工放射性13同位素30P，該核反響方程為 。15自然界里一些放射性重元素往往會發(fā)生一系列連續(xù)的衰變，形成放射系．圖是錒系圖．縱坐標(biāo)N表示 ，橫坐標(biāo)Z表示 ，從U→Pb有 次α衰變， β衰變．完成以下內(nèi)容238

U發(fā)生α衰變生成釷234 Th的核反響方程 92 90假設(shè)在該反響過程中釋放的核能為E，則該反響過程中質(zhì)量虧損為 (真空中的光速為c)．放射性元素X的半衰期是2天，2g該元素經(jīng)過4天還剩 g．2326α4β衰變后變成一種穩(wěn)定的元素，這種元素的原子量為 ，核電荷數(shù)為 ．用人工方法得到放射性同位素，這是一個很重要的覺察，自然的放射性同位素只不過40多種，而今日人工制造的放射性同位素已達(dá)1000多種，每種元素都有放射性同位素，放射性同位素在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和科學(xué)爭論的很多方面得到了廣泛的應(yīng)用．帶電的驗電器在放射線照耀下電荷會很快消逝．其緣由是〔 〕A．射線的貫穿作用B．射線的電離作用C．射線的物理、化學(xué)作用D．以上三個選項都不是以下圖是工廠利用放射線自動掌握鋁板厚度的裝置示意圖．假設(shè)工廠生產(chǎn)的是厚度為1毫米的鋁板，在α、β、γ三種射線中，你認(rèn)為對鋁板的厚度掌握起主要作用的是 射線．在我國首先用人工方法合成牛胰島素時，需要證明人工合成的牛胰島素結(jié)晶跟自然牛胰島素的結(jié)晶是同一種物質(zhì)，為此曾承受放射性同位素14C做 。中子的質(zhì)量為1.0087u，質(zhì)子的質(zhì)量為1.0073u，氘核的質(zhì)量為2.0136u．中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核時釋放的能量為 J．計算結(jié)果取兩位有效數(shù)字．1u=1.7×10﹣27kg．核電站的核心是原子核反響堆，核燃料〔如鈾〕釋放出大量的核能，是和平利用核能的重要途徑。我國的核電事業(yè)進(jìn)展快速，已經(jīng)建成幾座核電站，其中廣東大亞灣核電站每年發(fā)電量約1010kW?h，其中70%的電力供給香港，30%的電力供給廣東電網(wǎng)。據(jù)專家估量，通過核能發(fā)電，使得廣東和香港兩地每年削減燃煤消耗4.0109kg。核能作為一種型能源有著寬闊的前景。原子核是由 組成的。在反響堆中，核燃料〔如鈾〕發(fā)生 釋出大量的核能。煤的熱值2.9107J/kg，則4.0109kg煤完全燃燒時放出的熱量是多少 ？向大氣中排放過量的二氧化碳等溫室氣體是造成“溫室效應(yīng)”的主要緣由，大亞灣核電站與同等供電量的火力發(fā)電站相比，每年將少排放二氧化碳排放9.9109kg，通常狀況下二氧化碳?xì)怏w的密度為1.98kg/m3.則這些氣體通常狀況下的體積約為多少 ？設(shè)火力發(fā)電站在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的電能為E，它在這段時間內(nèi)所消耗的燃料完全燃燒產(chǎn)生的熱量為Q，則火力發(fā)電站的效率發(fā)電站的效率約為多少 ？三、解答題

E100%依據(jù)上述資料，可估算出通常的火力Q花崗巖、磚砂、水泥等建筑材料是室內(nèi)氡的最主要來源。人呼吸時，氡氣會隨氣體進(jìn)入肺臟，氡衰變放出的射線像小“炸彈”一樣擊肺細(xì)胞，使肺細(xì)胞受損，從而引發(fā)肺癌、白血病等。一靜止的氡核222Rn發(fā)生一次衰變生成核釙〔Po〕，此過程動量守恒且釋86放的能量全部轉(zhuǎn)化為m=218.0766u，1u931MeV的能量。寫出上述核反響方程；求上述核反響放出的能量E；

=222.0866u，m氡

α=4.0026u，m釙3 〔〕求粒子的動能 。3 ka1984年開工，1991年建成并投入運行。工程裝機(jī)容量為300MW，假設(shè)1g235U完全裂變時產(chǎn)生的能量為8.21010J，并且假定產(chǎn)生的能量都變成92了電能，那么每年要消耗多少千克235U？〔365天計算〕92一個氘核

2H和一個氚核1

3H 結(jié)合成一個氦核

4He ，同時放出一個中子，2氘核質(zhì)量為m1

2.0141u，氚核質(zhì)量為m2

3.0160u，氦核質(zhì)量為m3

4.0026u，中子質(zhì)量為m4

1.008665u，1u相當(dāng)于931.5MeV 的能量，求：寫出聚變的核反響方程；此反響