專題練習(xí) 放射性元素的衰變 核能

PAGEPAGE1專題練習(xí)(四十二)放射性元素的衰變核能1．(2012·上海高考)某種元素具有多種同位素，反映這些同位素的質(zhì)量數(shù)A與中子數(shù)N關(guān)系的是圖()解析：同位素的質(zhì)量數(shù)A越大，中子數(shù)N越大，當(dāng)質(zhì)量數(shù)為1時(shí)，中子數(shù)為零，選項(xiàng)B正確．答案：B2．(2013·福州質(zhì)檢)eq\o\al(235,92)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：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，則下列說法正確的是()A．X的原子核中含有141個(gè)核子B．X的原子核中含有86個(gè)中子C．因?yàn)榱炎冡尫拍芰浚霈F(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量減少D．隨著地球環(huán)境的不斷變化，eq\o\al(235,92)U的半衰期可能變短也可能變長(zhǎng)3．(2013·許昌聯(lián)考)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里有一個(gè)原來靜止的放射性碳14，它所放射的粒子與反沖核的徑跡是兩個(gè)相切的圓．圓的直徑比為7∶1，碳14的衰變方程是：()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)Be B.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,5)BC.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N D.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)B解析：由r＝mv/qB可知，圓的直徑與粒子電荷量成反比，選項(xiàng)C正確．答案：C4．下列說法正確的是()A．人類關(guān)于原子核內(nèi)部的信息，最早來自天然放射現(xiàn)象B．在α、β、γ三種射線中γ射線電離作用最強(qiáng)C．放射性元素的半衰期會(huì)隨著溫度的升高而縮短D．較重的核分裂成中等質(zhì)量大小的核或較輕的核合并成中等質(zhì)量大小的核，核子的比結(jié)合能都會(huì)增加解析：天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭開了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，人類關(guān)于原子核內(nèi)部的信息，最早來自天然放射現(xiàn)象，選項(xiàng)A正確；在α、β、γ三種射線中γ射線穿透能力最強(qiáng)，電離作用最弱，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期不隨原子核所處的物理化學(xué)狀態(tài)變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由比結(jié)合能曲線可知，較重的核分裂成中等質(zhì)量大小的核或較輕的核合并成中等質(zhì)量大小的核，核子的比結(jié)合能都會(huì)增加，選項(xiàng)D正確．答案：AD5．2006年美國(guó)和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋加速器，通過鈣48轟擊锎249發(fā)生核反應(yīng)，成功合成了第118號(hào)元素，這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素．實(shí)驗(yàn)表明，該元素的原子核先放出3個(gè)相同的粒子X，再連續(xù)經(jīng)過3次α衰變后，變成質(zhì)量為282的第112號(hào)元素的原子核，則上述過程中的粒子X是()A．中子 B．質(zhì)子C．電子 D．α粒子解析：鈣48轟擊锎249發(fā)生核反應(yīng)，反應(yīng)前質(zhì)量數(shù)為297；經(jīng)過3次α衰變后，變成質(zhì)量為282的第112號(hào)元素的原子核，質(zhì)量數(shù)為282＋3×4＝294，所以上述過程中的粒子X的質(zhì)量數(shù)為1.由第118號(hào)元素經(jīng)過3次α衰變后，變成質(zhì)量為282的第112號(hào)元素的原子核可知，上述過程中的粒子X的電荷數(shù)為零，所以上述過程中的粒子X是中子，選項(xiàng)A正確．答案：A6．如圖所示裝置處于真空中，S為能放出α、β和γ三種射線的放射源，虛線框內(nèi)是方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，L是1mm厚的紙板，M是熒光屏，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)在熒光屏上O、P處有亮斑．則以下判斷正確的是()A．如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則O點(diǎn)和P點(diǎn)分別為β和α射線形成的亮斑B．如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，則O點(diǎn)和P點(diǎn)分別為γ和β射線形成的亮斑C．如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則O點(diǎn)和P點(diǎn)分別為α和β射線形成的亮斑D．如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，則O點(diǎn)和P點(diǎn)分別為γ和α射線形成的亮斑解析：由于一張紙就可把α射線擋住，如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，則O點(diǎn)為γ射線形成的亮斑；如果磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，則O點(diǎn)和P點(diǎn)分別為γ和β射線形成的亮斑，選項(xiàng)B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B7．日本福島核電站泄漏事故中釋放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰變時(shí)會(huì)發(fā)出β射線與γ射線，碘131被人攝入后，會(huì)危害身體健康，由此引起了全世界的關(guān)注．下面關(guān)于核輻射的相關(guān)知識(shí)，說法正確的是()A．人類無法通過改變外部環(huán)境來改變碘131衰變的快慢B．碘131的半衰期為8.3天，則4個(gè)碘原子核經(jīng)16.6天后就一定剩下一個(gè)原子核．C．β射線與γ射線都是電磁波，但γ射線穿透本鄰比β射線強(qiáng)D．碘131發(fā)生β衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的8．已知一個(gè)氫原子的質(zhì)量為1.6736×10－27kg，一個(gè)鋰原子的質(zhì)量為11.6505×10－27kg，一個(gè)氦原子的質(zhì)量為6.6467×10－27kg.一個(gè)鋰核受到一個(gè)質(zhì)子轟擊變?yōu)?個(gè)α粒子，核反應(yīng)方程為eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(7,3)Li→2eq\o\al(4,2)He.根據(jù)以上信息，以下判斷正確的是()A．題中所給的核反應(yīng)屬于α衰變B．題中所給的核反應(yīng)屬于輕核聚變C．根據(jù)題中信息，可以計(jì)算核反應(yīng)釋放的核能D．因?yàn)轭}中給出的是三種原子的質(zhì)量，沒有給出核的質(zhì)量，故無法計(jì)算核反應(yīng)釋放的核能解析：一個(gè)鋰核受到一個(gè)質(zhì)子轟擊變?yōu)?個(gè)α粒子，核反應(yīng)類型是人工核轉(zhuǎn)變，A、B兩項(xiàng)均錯(cuò)誤，反應(yīng)前一個(gè)氫原子和一個(gè)鋰原子共有8個(gè)核外電子，反應(yīng)后兩個(gè)氦原子也是共有8個(gè)核外電子，因此只要將一個(gè)氫原子和一個(gè)鋰原子的總質(zhì)量減去兩個(gè)氦原子的質(zhì)量，得到的恰好是反應(yīng)前后核的質(zhì)量虧損，電子質(zhì)量自然消掉．由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2可以計(jì)算釋放的核能，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤．答案：C9．一個(gè)X核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)放出一個(gè)粒子Y，由于質(zhì)量虧損放出的能量為ΔE，核反應(yīng)方程是X＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋Y；Y可以通過釋放一個(gè)電子而轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，下列說法正確的是()A．X是中子B.eq\o\al(235,92)U可以俘獲Y發(fā)生裂變反應(yīng)C．核反應(yīng)X＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋Y中虧損的質(zhì)量大于ΔE/c2D．X＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋Y是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程解析：根據(jù)Y可以通過釋放一個(gè)電子而轉(zhuǎn)化為質(zhì)子可知Y是中子，eq\o\al(235,92)U可以俘獲Y發(fā)生裂變反應(yīng)，選項(xiàng)B正確；由核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得X時(shí)氘核，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；核反應(yīng)X＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋Y中虧損的質(zhì)量等于ΔE/c2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；X＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋Y是輕核聚變反應(yīng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B10．(2013·寶雞中學(xué)模擬)己知氦原子的質(zhì)量為MHeu，電子的質(zhì)量為meu，質(zhì)子的質(zhì)量為mpu，中子的質(zhì)量為mnu，u為原子的質(zhì)量單位，且由愛因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2可知：1u對(duì)應(yīng)于931.5MeV的能量，若取光速c＝3×108A.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2×mp＋mn－MHe))×931.5MeVB.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2×mp＋mn＋me－MHe))×931.5MeVC.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2×mp＋mn＋me－MHe))×c2JD.eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(2×mp＋mn－MHe))×c2J解析：核反應(yīng)方程為2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He，質(zhì)量虧損Δm＝2×(mp＋mn)－(MHe－2me)＝2×(mp＋mn＋me)－MHe，所以釋放的能量為ΔE＝Δm×9