高考物理一轮总复习第15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)用经过粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核,生成两个动能均为8.919 MeV的粒子(24He),其核反应方程式为11H+37Li24He+24He。已知质子质量为1.007 825 u, 锂原子核的质量为7.016 004 u,粒子的质量为4.002 60 u,1 u相当于931 MeV。若核反应释放的能量全部转化为粒子的动能,则入射质子的动能约为()A.0.5 MeVB.8.4 MeVC.8.9 MeVD.17.3 MeV2.(衰变、核反应方程)(2022江苏南京模拟)科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26,铝26的半衰

2、期为72万年,其衰变方程为1326AlMg+Y,下列说法正确的是()A.Y是氮核B.Y是质子C.Y是中子D.再经过72万年,现有的1326Al衰变一半3.(半衰期、三种射线)(2022四川南充期末)某校学生在进行社会实践活动时,收集并列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线,见下表,下列结论正确的是()同位素放射线半衰期同位素放射线半衰期同位素放射线半衰期钋210138天锶9028年钴605年碳135 000年锝906小时氡3.8天A.放射性疗法(放疗)是临床治疗肿瘤的一种方法,其利用的是射线B.若取100个钴60原子核,经10年后还剩25个钴60原子核C.将放射性元素钋210制成化合物

3、后,放射性元素钋210的半衰期发生变化D.临床上让患者口服碳13作为示踪原子制成的尿素片,检测是否感染幽门螺旋杆菌4.(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+13HHe+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

4、.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)94238Pu衰变为92234U释放能量。已知94238Pu的质量为mPu,92234U的质量为mU,真空中的光速为c,下列说法正确的是()A.94238Pu发生衰变后产生的新核为92234UB.94238Pu衰变为92234U,中子数减少2C.温度升高时,94238Pu的衰变会加快D.94238Pu衰变为92234U释放的能量为(mPu-mU)c2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

5、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.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+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

6、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,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

7、,外界提供的总能量为()A.4.8 eVB.15 eVC.2.8 eVD.7.4 eV答案：课时规范练44原子核及核反应1.A解析:该反应放出的能量E=(1.007825u+7.016004u-24.00260u)931MeV/u=17.34MeV,入射质子的动能EkH=2Ek-E=0.5MeV,A项正确。2.D解析:根据电荷数守恒和质量数守恒可知Y的质量数A=26-26=0,电荷数Z=13-12=1,是正电子(10e),故A、B、C错误;再经过72万年,即经过一个半衰期,现有的1326Al衰变一半,故D正确。3.D解析:放射性疗法(放疗)是临床治疗肿瘤的一种方法,其利用的是能量大的射线,故A

8、错误;半衰期是针对大量放射性原子核衰变的统计规律,100个钴原子核没有统计意义,故B错误;半衰期由核内部自身的因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关,所以放射性元素钋210的半衰期不变,故C错误;临床上检测患者是否感染幽门螺旋杆菌时,可以让患者口服碳13作为示踪原子制成的尿素片,由于幽门螺旋杆菌可产生尿素酶,将碳13标记的尿素分解为氨气和二氧化碳,并随血液流至肺部,而碳13可发射射线,所以通过仪器可以检测呼气时呼出的碳13,故D正确。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

9、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17.6MeV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:94238Pu衰变为92234U,根据质量数守恒与电荷数守恒可知衰变方程为94238Pu92234U+24He,则发生的是衰变,其质量数减少4,核电荷数减少2,中子数减少2,A错误,B正确;半衰期与外界因素无关,即温度升高时,94238Pu的衰变快慢不变,故C错误;核反应过程中的质量亏损为m=mPu-mU-m,核反应的过程中释放的能量E=(mPu-mU-m)c2,故D错误。6.C解析:镅95241Am

10、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,1mg的镅将衰变掉四分之三即0.75mg,还剩下0.25mg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均无关,则温度升高半衰期不变,故D错误。7.C解析:1MeV=1.610-13J,1kg海水中氘核全都发生聚变反应释放的核能W=1.01022643.15MeV=1.151010J,又标准煤的热值q=2.9107J/kg,则m=Wq=397kg,约为400kg,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=+6.1eV,E2=-5.1eV,E3=+3.8eV,故全过程外界供给的总能量E=E1+E2+E3=+4.8eV,选项A正确,B、C、D错误。