2025版新教材高考物理全程一輪總復習課時分層作業(yè)58放射性元素的衰變核能

課時分層作業(yè)(五十八)放射性元素的衰變核能基礎(chǔ)強化練1．[2024·廣西桂林期末]下列說法中正確的是()A．β射線與γ射線都是電磁波B．光電效應說明光具有粒子性C．同種放射性元素在化合物中的半衰期比在單質(zhì)中長D．氡的半衰期為3.8天，若有四個氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下一個2．(多選)對四個核反應方程(1)eq\o\al(\s\up1(238),\s\do1(92))U→eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He；(2)eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th→eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(91))Pa＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e；(3)eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He→eq\o\al(\s\up1(17),\s\do1(8))O＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H；(4)eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n＋17.6MeV，下列說法正確的是()A．(1)(2)式核反應沒有釋放能量B．(1)(2)(3)式均是原子核衰變方程C．(3)式是人類第一次實現(xiàn)原子核轉(zhuǎn)變的方程D．利用激光引發(fā)可控的(4)式核聚變是正在嘗試的技術(shù)之一3．[2024·山西大同期末](多選)科幻大片《流浪地球》中描述的行星發(fā)動機為“重元素核聚變發(fā)動機”，通過燃燒石頭獲得能量，所謂“重元素核聚變”指的是兩個比較重(相對氘，氚)的核，產(chǎn)生聚變形成一個更重的核并放出能量的過程．影片中發(fā)動機燃燒石頭指的是石頭里的硅(Si)聚變生成鐵(Fe)，下列說法正確的是()A．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定B．Fe的比結(jié)合能比Si的比結(jié)合能大C．比結(jié)合能越大，原子核總的結(jié)合能也越大D．輕核聚變會釋放能量，重核裂變不會釋放能量4．[2024·浙江6月](多選)秦山核電站生產(chǎn)eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C的核反應方程為eq\a\vs4\al(eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N)＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\a\vs4\al(eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C)＋X，其產(chǎn)物eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C的衰變方程為eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C→eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(7))N＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e.下列說法正確的是()A．X是eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))HB．eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C可以用作示蹤原子C．eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e來自原子核外D．經(jīng)過一個半衰期，10個eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C將剩下5個5．[2024·廣東深圳模擬]2024年5月28日，有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變試驗裝置(EAST)創(chuàng)建新的世界紀錄，勝利實現(xiàn)可重復的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行．“人造太陽”裝置中的核反應主要是一個氘核(eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H)與一個氚核(eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H)反應生成一個新核，同時放出一個中子，釋放的核能為ΔE.已知真空中的光速為c，下列說法正確的是()A．eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H和eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H是兩種不同元素的原子核B．新核的比結(jié)合能為eq\f(ΔE,4)C．一個氘核與一個氚核反應過程中的質(zhì)量虧損為eq\f(ΔE,c2)D．一個氘核與一個氚核反應生成的新核中子數(shù)為36．[2024·北京卷]2024年5月，中國科學院全超導托卡馬克核聚變試驗裝置(EAST)取得新突破，勝利實現(xiàn)了可重復的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運行，創(chuàng)建托卡馬克試驗裝置運行新的世界紀錄，向核聚變能源應用邁出重要一步．等離子體狀態(tài)不同于固體、液體和氣體的狀態(tài)，被認為是物質(zhì)的第四態(tài)．當物質(zhì)處于氣態(tài)時，假如溫度進一步上升，幾乎全部分子或原子由于激烈的相互碰撞而離解為電子和正離子，此時物質(zhì)稱為等離子體．在自然界里，火焰、閃電、極光中都會形成等離子體，太陽和全部恒星都是等離子體．下列說法不正確的是()A．核聚變釋放的能量源于等離子體中離子的動能B．可以用磁場來約束等離子體C．盡管等離子體整體是電中性，但它是電的良導體D．提高托卡馬克試驗裝置運行溫度有利于克服等離子體中正離子間的庫侖斥力7．(多選)2024年12月30日，我國全超導托卡馬克核聚變試驗裝置實現(xiàn)了1056秒的長脈沖高參數(shù)等離子體運行，打破了自己保持的世界紀錄，標記著我國在可控核聚變探討上處于世界領(lǐng)先水平．已知該裝置內(nèi)部發(fā)生的核反應方程為eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→X＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，其中eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H、eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H、X和eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u，1u相當于931.5MeV/c2，c是真空中的光速，則下列說法中正確的是()A．X是氦核B．發(fā)生一次該核聚變反應釋放的能量約為19.6MeVC．該反應中生成物X的比結(jié)合能大于反應物eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H的比結(jié)合能D．該反應存在質(zhì)量虧損，依據(jù)ΔE＝mc2可知，部分質(zhì)量轉(zhuǎn)化成了能量實力提升練8．醫(yī)學治療中常用放射性核素113In產(chǎn)生γ射線，而113In是由半衰期相對較長的113Sn衰變產(chǎn)生的．對于質(zhì)量為m0的113Sn，經(jīng)過時間t后剩余113Sn質(zhì)量為m，其eq\f(m,m0)-t圖線如圖所示．從圖中可以得到113Sn的半衰期為()A．67.3dB．101.0dC．115.1dD．124.9d9.[2024·濰坊模擬]威耳遜云室是能顯示帶電粒子徑跡的試驗裝置，是探討微觀粒子的重要器材．在真空云室中的矩形區(qū)域內(nèi)存在著勻強磁場，在A點有一靜止的原子核eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th發(fā)生了某種衰變，生成的新核和釋放出的粒子在磁場中的徑跡如圖中的曲線a、b所示，下列說法正確的是()A．eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th核發(fā)生的是α衰變B．曲線a是新核的徑跡C．勻強磁場方向垂直紙面對里D．曲線a、b的半徑比與新核和粒子的質(zhì)量有關(guān)10．[2024·蘇州一模]一個靜止的鈾核eq\o\al(\s\up1(232),\s\do1(92))U(質(zhì)量為232.0372u)放出一個α粒子(質(zhì)量為4.0026u)后衰變成釷核eq\a\vs4\al(eq\o\al(\s\up1(228),\s\do1(90))Th)(質(zhì)量為228.0287u).已知1u相當于931MeV的能量．下列說法正確的是()A．該核衰變反應方程為eq\o\al(\s\up1(232),\s\do1(92))U→eq\o\al(\s\up1(228),\s\do1(90))Th＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))HeB．該核衰變反應中釋放出的核能為0.059MeVC．該反應產(chǎn)生的釷核和α粒子的動量相同D．假設反應中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和α粒子的動能，則釷核獲得的動能約為0.017MeV課時分層作業(yè)（五十八）1．解析：β射線是高速電子流，γ射線是高能電磁波，選項A錯誤．愛因斯坦勝利地說明了光電效應現(xiàn)象，說明光具有粒子的特點，故B正確．放射性元素的半衰期由元素原子核本身確定，與所處的物理、化學狀態(tài)無關(guān)，故C錯誤．半衰期是針對大量原子核的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核沒有意義，故D錯誤．答案：B2．解析：方程（1）是α衰變，方程（2）是β衰變，在反應過程中均有核能釋放，選項A錯誤；方程（3）是第一次實現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變，不是衰變方程，選項B錯誤，C正確；利用激光可引發(fā)方程（4）代表的核聚變，是正在嘗試的技術(shù)之一，選項D正確．答案：CD3．解析：比結(jié)合能越大，表示原子核中的核子結(jié)合越堅固，原子核越穩(wěn)定，A正確；由題中Si聚變生成Fe知，F(xiàn)e的比結(jié)合能比Si的比結(jié)合能大，B正確；比結(jié)合能是原子核的總結(jié)合能與核子數(shù)的比值，所以比結(jié)合能大，原子核總的結(jié)合能不肯定大，C錯誤；輕核聚變會釋放能量，重核裂變也會釋放能量，核電站就是利用重核裂變釋放的能量來發(fā)電的，D錯誤．答案：AB4．解析：依據(jù)核反應方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知X為質(zhì)子eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H，A正確；由于146C具有放射性，且C是構(gòu)成生物體的主要元素之一，所以146C可以用作示蹤原子，B正確；β衰變放出的電子eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e來自原子核，C錯誤；由于半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少量原子核不適用，所以經(jīng)過一個半衰期，10個146C不肯定剩下5個，D錯誤．答案：AB5．解析：氘核與氚核都是氫元素的原子核，A錯誤；ΔE是釋放的能量，不是新核的結(jié)合能，所以新核的比結(jié)合能不是eq\f(ΔE,4)，B錯誤；由質(zhì)量虧損方程ΔE＝Δmc2可得一個氘核與一個氚核反應過程中的質(zhì)量虧損為Δm＝eq\f(ΔE,c2)，C正確；一個氘核與一個氚核反應生成的新核是氦核，中子數(shù)為2，D錯誤．答案：C6．解析：核聚變釋放的能量源于原子核的質(zhì)量虧損，A錯誤；帶電粒子運動時，在勻強磁場中會受到洛倫茲力的作用而不飛散，故可以用磁場來約束等離子體，B正確；等離子體是各種粒子的混合體，整體是電中性的，但有大量的自由粒子，故它是電的良導體，C正確；提高托卡馬克試驗裝置運行溫度，增大了等離子體的內(nèi)能，使它們具有足夠的動能來克服庫侖斥力，有利于克服等離子體中正離子間的庫侖斥力，D正確．答案：A7．解析：依據(jù)核反應過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X是氦核，選項A正確；由愛因斯坦的質(zhì)能方程得發(fā)生一次該核聚變反應釋放的能量約為ΔE＝mc2＝（2.0141＋3.0161－4.0026－1.0087）×931.5MeV＝17.6MeV，選項B錯誤；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，又生成物比反應物更穩(wěn)定，所以生成物X的比結(jié)合能大于反應物eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H的比結(jié)合能，選項C正確；愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝mc2說明肯定的質(zhì)量與肯定的能量相對應，但質(zhì)量與能量之間并不能相互轉(zhuǎn)化，僅表示存在著數(shù)值關(guān)系，選項D錯誤．答案：AC8．解析：由圖可知從eq\f(m,m0)＝eq\f(2,3)到eq\f(m,m0)＝eq\f(1,3)恰好衰變了一半，依據(jù)半衰期的定義可知半衰期為T＝182.4d－67.3d＝115.1d，故選C.答案：C9．解析：衰變后生成的新核和釋放的粒子的初速度反向，由題圖可知新核和釋放出的粒子在磁場中做圓周運動的方向相反，則新核和釋放出的粒子的電性相反，所以eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th核發(fā)生的是β衰變，其核反應方程為eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(90))Th→eq\o\al(\s\up1(234),\s\do1(91))Pa＋eq\o\al(\s\up1(0),\s\do1(－1))e，故A錯誤；衰變后新核和粒子在磁場中做圓周運動，由qvB＝eq\f(mv2,r)知r＝eq\f(mv,qB)，衰變過程中動量守恒，新核和β粒子的動量大小相等，其軌跡半徑比為新核和β粒子電荷量的反比，與質(zhì)量無關(guān)，所以曲線a半徑較大應是β粒子的徑跡，故B、D錯誤；對于β粒子的軌跡曲線a，由左手定則可知磁場方向垂直紙面對里，故C正確．答案：C10．解析：由題意可知，該核衰變反應方程為eq\o\al(\s\up1(232),\s\do1(92))U→eq\o\al(\s\up1(228),\s\do1(90))Th＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He，選項A正確；質(zhì)量虧損Δm＝0.0