高考总复习物理随堂课件与课后习题第十五章近代物理课时规范练44原子核及核反应.docx

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1、课时规范练44原子核及核反应 基础对点练1.(质能方程应用)(2021河北邢台高二月考)目前太阳向外辐射的能量是由太阳内部氢聚变产生的,大约在40亿年以后太阳内部将会启动另一种核反应,其核反应方程为24He+24He+24HeC。若24He的质量为m1,612C的质量为m2,真空中的光速为c,则该反应中释放的核能为()A.(m1-m2)c2B.(3m1-m2)c2C.(m1-m2)cD.(3m1-m2)c2.(衰变、结合能、半衰期、玻尔理论)下列说法正确的是()A.衰变所释放的电子来源于原子的最内层电子B.结合能越大,原子中核子结合得越牢固,原子核越稳定C.放射性元素的半衰期与原子所处的化学状

2、态和外部条件无关D.根据玻尔理论,氢原子核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能减小,电势能增大3.(核反应方程)1919年,卢瑟福用氦核轰击氮原子核,发现产生了另一种元素,该核反应方程可写为24He+714N8mX+n1Y。以下判断正确的是()A.m=16,n=1B.m=17,n=1C.m=16,n=0D.m=17,n=04.(多选)(聚变反应)“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月,有“人造太阳”之称的东方超环实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破,获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的

3、物理条件,朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步,已知“人造太阳”核聚变的反应方程为12H+13H24He+ZMX+17.6 MeV,关于此核聚变,以下说法正确的是()A.要使轻核发生聚变,就要利用粒子加速器,使轻核拥有很大的动能B.Z=0,M=1C.1 mol氘核和1 mol氚核发生核聚变,可以放出17.6 MeV的能量D.聚变比裂变更安全、清洁5.(衰变)(2021河北邢台高二月考)氢的同位素氚(13H)的半衰期为12.5年,衰变时会发射射线。下列有关氚衰变的说法正确的是()A.氚衰变时发射的粒子来自核外电子B.2 g氚经过25年还剩下0.5 gC.氚发生衰变后的生成物是24HeD.氚发生衰

4、变时要吸收能量素养综合练6.某烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅95241Am来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时,镅95241Am衰变所释放的射线会将它们电离,从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内,烟雾中的微粒会吸附部分射线,导致电流减小,从而触发警报。则()A.镅95241Am放出的是X射线B.镅95241Am放出的是射线C.1 mg的镅95241Am经864年将有0.75 mg发生衰变D.发生火灾时,烟雾探测器中的镅95241Am因温度升高而半衰期变短7.(2020全国卷)氘核12H可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式612H224He+211H+201n+

5、43.15 MeV表示。海水中富含氘,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.01022个,若全都发生聚变反应,其释放的能量与质量为m的标准煤燃烧时释放的热量相等;已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9107 J,1 MeV=1.610-13 J,则m约为()A.40 kgB.100 kgC.400 kgD.1 000 kg8.假设在NaCl蒸气中存在由钠离子Na+和氯离子Cl-靠静电相互作用构成的单个氯化钠分子,若取Na+和Cl-相距无限远时的电势能为零,一个NaCl分子的电势能为-6.1 eV。已知使一个中性钠原子Na最外层电子脱离原子核而形成钠离子Na+所需的能量(电离能)为5.1 eV

6、,使一个中性氯原子Cl结合一个电子形成Cl-所放出的能量(亲和能)为3.8 eV,由此可算出,在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中,外界提供的总能量为()A.4.8 eVB.15 eVC.2.8 eVD.7.4 eV参考答案课时规范练44原子核及核反应1.B解析 根据质能方程可知,该反应中释放的核能为E=mc2=(3m1-m2)c2,故选B。2.C解析衰变所释放的电子来源于原子核内的中子转化为质子时放出的电子,故A错误;比结合能越大,原子中核子结合得越牢固,原子核越稳定,故B错误;放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关,故C正确;根据玻尔理论

7、,氢原子核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小,故D错误。3.B解析由质量数和电荷数守恒可得4+14=m+1,2+7=8+n,解得m=17,n=1,故B正确,A、C、D错误。4.BD解析“人造太阳”是以超导磁场约束,通过加热,让等离子气体达到上亿摄氏度的高温而发生轻核聚变,故A错误;根据质量数和核电荷数守恒,可以求出ZMX为中子01n,即Z=0,M=1,故B正确;1个氘核和1个氚核发生核聚变,可以放出17.6 MeV的能量,故C错误;轻核聚变产生物为氦核,没有辐射和污染,所以聚变比裂变更安全、清洁,故D正确。5.B解析 氚衰变时发射的粒子来自原

8、子核内部的一个中子转化为一个质子同时生成一个电子,A错误;经过25年即2个半衰期,据半衰期公式m余=m122=0.5 g,B正确;根据质量数守恒与电荷数守恒可知,氚的衰变方程为13H23He+-10e,衰变后的生成物是23He,C错误;在衰变的过程中会释放能量,D错误。6.C解析镅95241Am会释放出射线将空气分子电离,从而产生电流,而三种射线中射线能使空气电离,故镅95241Am放出的是射线,故A、B错误;半衰期为432年,当经过864年时,发生两次衰变,1 mg的镅将衰变掉四分之三即0.75 mg,还剩下0.25 mg没有衰变,故C正确;半衰期由原子核本身的性质决定,与物理条件和化学状态

9、均无关,则温度升高半衰期不变,故D错误。7.C解析1 MeV=1.610-13 J,1 kg海水中氘核全都发生聚变反应释放的核能W=1.01022643.15 MeV=1.151010 J,又标准煤的热值q=2.9107 J/kg,则m=Wq=397 kg,约为400 kg,C正确,A、B、D错误。8.A解析设每一过程中,若吸收能量为正值(即E0),放出能量为负值(即E0),则一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中,有E1=+6.1 eV,E2=-5.1 eV,E3=+3.8 eV,故全过程外界供给的总能量E=E1+E2+E3=+4.8 eV,选项A正确,B、C、D错误。 3