（廣東專用）高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 第38講 核反應(yīng) 核能

課時作業(yè)(三十八)[第38講核反應(yīng)核能]eq\a\vs4\al\co1(基礎(chǔ)熱身)1．·麗水模擬如圖K38－1所示，由天然放射性元素釙(Po)放出的射線x1轟擊鈹(eq\o\al(9,4)Be)時會產(chǎn)生粒子流x2，用粒子流x2轟擊石蠟時會打出粒子流x3，經(jīng)研究知道()圖K38－1A．x1為α粒子，x2為質(zhì)子B．x1為α粒子，x3為質(zhì)子C．x2為質(zhì)子，x3為中子D．x2為質(zhì)子，x3為光子2．·丹東聯(lián)考“朝核危機(jī)”引起全球矚目，其焦點(diǎn)就是朝鮮核電站采用輕水堆還是重水堆．重水堆核電站在發(fā)電的同時還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239(eq\o\al(239,94)Pu)，這種钚239可由鈾239(eq\o\al(239,92)U)經(jīng)過n次β衰變而產(chǎn)生，則n為()A．2B．239C．145D．923．·深圳調(diào)研(雙選)下列核反應(yīng)方程及其表述完全正確的是()A.eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H是聚變反應(yīng)B.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是人工轉(zhuǎn)變C.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(92,36)Kr＋eq\o\al(141,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)n是裂變反應(yīng)D.eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e是裂變反應(yīng)4．·普陀二模如圖K38－2所示為α粒子穿過充滿氮?dú)獾脑剖視r拍攝的照片，在許多α粒子的徑跡中有一條發(fā)生了分叉，分叉后有一條細(xì)而長的徑跡和一條粗而短的徑跡，則()圖K38－2A．細(xì)而長的徑跡是α粒子B．細(xì)而長的徑跡是氧核C．粗而短的徑跡是氧核D．粗而短的徑跡是質(zhì)子5．·唐山模擬(雙選)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結(jié)合成中等質(zhì)量大小的核，核子的比結(jié)合能都會增加6．已知一個氫原子的質(zhì)量為1.6736×10－27kg，一個鋰原子的質(zhì)量為11.6505×10－27kg，一個氦原子的質(zhì)量為6.6467×10－27kg.一個鋰核受到一個質(zhì)子轟擊變?yōu)閮蓚€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.以下判斷正確的是()A．該核反應(yīng)屬于α衰變B．該核反應(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eq\a\vs4\al\co1(技能強(qiáng)化)7．·西安聯(lián)考(雙選)以下是有關(guān)近代物理內(nèi)容的若干敘述，其中正確的是()A．原子核發(fā)生一次β衰變，該原子外層就失去一個電子B．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能是因?yàn)檫@束光的光強(qiáng)太小C．按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，但原子的能量增大D．天然放射現(xiàn)象中發(fā)出的三種射線是從原子核內(nèi)放出的看不見的射線8．·淄博一模(雙選)一個質(zhì)子和一個中子聚變結(jié)合成一個氘核，同時輻射一個γ光子．已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常量為h，真空中的光速為c.下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程是eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋γB．聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3C．輻射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c2D．γ光子的波長λ＝eq\f(h,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m1＋m2－m3))c)9．·西平聯(lián)考(雙選)由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn)．只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)．已知eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi，下列論斷中正確的是()A.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28個中子B．衰變過程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變C．衰變過程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變D．衰變過程質(zhì)量數(shù)守恒10．·寧波聯(lián)考(雙選)下面說法中正確的是()A.eq\o\al(232,90)Th(釷)經(jīng)過一系列的α和β衰變，成為eq\o\al(208,82)Pb(鉛)，鉛核比釷核少12個中子B．β衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子C．γ射線的貫穿能力很強(qiáng)D．利用γ射線的電離作用，可檢查金屬內(nèi)部有無砂眼或裂紋11．法國科學(xué)家貝可勒爾(A·H·Becquerel)在1896年發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象．圖K38－3反映的是放射性元素鈾核衰變的特性曲線．由圖可知，鈾的半衰期為__________年；鈾核衰變方程為：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋________．圖K38－3eq\a\vs4\al\co1(挑戰(zhàn)自我)12．1905年愛因斯坦提出了著名的質(zhì)能關(guān)系式E＝mc2，其中E是能量，單位為焦耳(J)；m是質(zhì)量，單位是千克(kg)；c為光速，單位是米/秒(m/s)．質(zhì)能關(guān)系式說明了質(zhì)量與能量的對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)質(zhì)量發(fā)生變化時，能量也將發(fā)生變化，若質(zhì)量變化為Δm時，對應(yīng)的能量變化為ΔE，則根據(jù)質(zhì)能關(guān)系式有：ΔE＝Δmc2.太陽等恒星不斷向外輻射能量，是以內(nèi)部質(zhì)量的減少為代價的．在太陽內(nèi)部進(jìn)行著四個氫核eq\o\al(1,1)H轉(zhuǎn)變成一個氦核eq\o\al(4,2)He的核聚變反應(yīng)，發(fā)生核聚變反應(yīng)時釋放出一定的能量，并伴隨著一定質(zhì)量的減少．研究表明，1kg氫聚變時發(fā)生的質(zhì)量減少為7×10－3kg.由于只有太陽核心區(qū)的高溫才足以使氫核產(chǎn)生聚變反應(yīng)，所以處于太陽核心區(qū)的氫才是可利用的．太陽質(zhì)量為2.0×1030kg，太陽核心區(qū)氫的質(zhì)量約占太陽質(zhì)量的十分之一，太陽每秒鐘向太空輻射4.0×1026J能量，問：(1)太陽每年因向外輻射能量而減少的質(zhì)量約為多少千克？(2)太陽已發(fā)光了50億年，估算太陽還能發(fā)光多少年？

課時作業(yè)(三十八)1．B[解析]用從釙發(fā)出的α射線轟擊鈹時，會產(chǎn)生一種不受電場和磁場影響、穿透力很強(qiáng)的粒子流．如果用這種粒子流轟擊石蠟，能從石蠟中打出質(zhì)子；查德威克經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)這種粒子正是盧瑟福猜想的中子．由以上可知，x1為α粒子，x2為中子，x3為質(zhì)子，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯誤．2．A[解析]每經(jīng)過1次β衰變，核電荷數(shù)增加1，eq\o\al(239,94)Pu的核電荷數(shù)比eq\o\al(239,92)U的核電荷數(shù)大2，即钚239由鈾239經(jīng)過2次β衰變產(chǎn)生，選項(xiàng)A正確．3．AC[解析]eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H是氫核聚變，eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰變，eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(92,36)Kr＋eq\o\al(141,56)Ba＋3eq\o\al(1,0)n是重核裂變，eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e是β衰變．4．C[解析]α粒子的徑跡發(fā)生分叉，說明α粒子擊中了氮核發(fā)生了核反應(yīng)，生成氧核和質(zhì)子，因氧核的電離作用比質(zhì)子的強(qiáng)，質(zhì)子的貫穿能力比氧核強(qiáng)，由此可確定徑跡分叉后粗而短的是氧核，細(xì)而長的是質(zhì)子，選項(xiàng)C正確．5．AD[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錯誤；由結(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結(jié)合成中等質(zhì)量大小的核，核子的比結(jié)合能都會增加，選項(xiàng)D正確．6．C[解析]一個鋰核受到一個質(zhì)子轟擊變?yōu)閮蓚€α粒子，核反應(yīng)類型是人工核轉(zhuǎn)變，AB兩項(xiàng)均錯誤；反應(yīng)前一個氫原子和一個鋰原子共有8個核外電子，反應(yīng)后兩個氦原子也是共有8個核外電子，因此只要將一個氫原子和一個鋰原子的總質(zhì)量減去兩個氦原子的質(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錯誤．7．CD[解析]原子核發(fā)生一次β衰變，該原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)增加1，原子外層電子數(shù)不變，選項(xiàng)A錯誤；一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能是因?yàn)檫@束光的頻率太低，選項(xiàng)B錯誤；按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，但原子的能量增大，選項(xiàng)C正確；天然放射現(xiàn)象中發(fā)出的三種射線是從原子核內(nèi)放出的看不見的射線，選項(xiàng)D正確．8．BD[解析]根據(jù)核反應(yīng)過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知，核反應(yīng)方程是eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H＋γ，選項(xiàng)A錯誤；聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3，選項(xiàng)B正確；輻射出的γ光子的能量E＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，選項(xiàng)C錯誤；輻射出的γ光子的能量E＝heq\f(c,λ)，解得γ光子的波長λ＝eq\f(h,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(m1＋m2－m3))c)，選項(xiàng)D正確．9．BD[解析]eq\o\al(209,83)Bi的原子核含有的中子數(shù)為：209－83＝126，eq\o\al(237,93)Np的原子核含有的中子數(shù)為：237－93＝144，eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少的中子數(shù)為：144－126＝18，選項(xiàng)A錯誤；衰變過程中經(jīng)歷的α衰變的次數(shù)為eq\f(237－209,4)＝7，經(jīng)歷的β衰變的次數(shù)為83＋2×7－93＝4，選項(xiàng)C錯誤，選項(xiàng)B正確；衰變過程質(zhì)量數(shù)守恒，選項(xiàng)D正確．10．BC[解析]釷核有142個中子，鉛核有126個中子，鉛核比釷核少16個中子，選項(xiàng)A錯誤；利用γ射線的貫穿本領(lǐng)可檢查金屬內(nèi)部有無砂眼或裂紋，選項(xiàng)D錯誤．11．1620eq\o\al(4,2)He[解析]從圖中可以看出，經(jīng)過1620年有50%的原子核發(fā)生衰變，即鈾238的半衰期為1620年；由核反應(yīng)的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得，核反應(yīng)釋放的粒子的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4，即粒子為eq\o\al(4,2)He，衰變方程為eq\o\al(238,)92U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He.12．(1)1.4×1017[解析](1)太陽每年向外輻射的能量為：ΔE＝4.0×1026×3600×24×365J≈1.26×1034J太陽每年損失的質(zhì)量為：Δm＝