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課時規(guī)范練39　原子核及核反應 基礎鞏固組 1.(原子核的衰變)(2017河南安陽殷都區(qū)期末)(多選)關于天然放射性,下列說法正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.所有元素都可能發(fā)生衰變 B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無關 C.放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性 D.α、β和γ三種射線中,γ射線的穿透能力最強 答案BCD 解析只有原子序數超過83的元素才能發(fā)生衰變,選項A錯誤;半衰期由原子核內部的結構決定,與外界溫度無關,與其所處的化學狀態(tài)無關,選項B、C正確;α、β、γ三種射線中,γ射線能量最高,穿透能力最強,選項D正確。 2.(原子核的衰變)放射性同位素釷(90232Th)經x次α衰變和y次β衰變會生成氡(86220Rn),則(　　) A.x=1,y=3 B.x=2,y=3 C.x=3,y=1 D.x=3,y=2 答案D 解析根據衰變方程左右兩邊的質量數和電荷數守恒,可列方程232=220+4x,90=86+2x-y,解得x=3,y=2,故選項D正確。 3.(多選)(核反應方程及核反應類型)科學家使用核反應獲取氚,再利用氘和氚的核反應獲得能量,核反應方程分別為X+Y→24He+13H+4.9 MeV和12H+13H→24He+X+17.6 MeV,下列表述正確的有(　　) A.X是中子 B.Y的質子數是3,中子數是6 C.兩個核反應都沒有質量虧損 D.氘和氚的核反應是核聚變反應 答案AD 解析核反應方程遵守核電荷數守恒和質量數守恒,則由給出的核反應方程知X的電荷數為0,質量數為1,是中子;Y的質子數是3,中子數也是3,即Y是36Li,選項A正確,選項B錯誤;兩個核反應都釋放出核能,故都有質量虧損,選項C錯誤;36Li+01n→24He+13H+4.9 MeV是原子核的人工轉變,12H+13H→24He+01n+17.6 MeV為輕核聚變,選項D正確。 4.(多選)(核力與核能)關于原子核的結合能,下列說法正確的是 (　　) A.原子核的結合能等于使其完全分開成自由核子所需的最小能量 B.一重原子核衰變成α粒子和另一原子核,衰變產物的結合能之和一定大于原來重核的結合能 C.銫原子核(55133Cs)的結合能小于鉛原子核(82208Pb)的結合能 D.比結合能越大,原子核越不穩(wěn)定 答案ABC 解析原子核分開成自由核子時,需要的最小能量就是原子核的結合能,選項A正確;重核衰變時釋放能量,衰變產物更穩(wěn)定,即衰變產物的比結合能更大,衰變前后核子數不變,所以衰變產物的結合能之和一定大于原來重核的結合能,選項B正確;銫核的核子數比鉛核的核子數少,其結合能也小,選項C正確;比結合能越大,原子核越穩(wěn)定,選項D錯誤。 5.(多選)(半衰期)14C發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約5 700年。已知植物存活期間,其體內14C與12C的比例不變;生命活動結束后,14C的比例持續(xù)減少?，F通過測量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是 (　　) A.該古木的年代距今約5 700年 B.12C、13C、14C具有相同的中子數 C.14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線 D.增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變 答案AC 解析因古木樣品中14C的比例正好是現代植物所制樣品的二分之一,則可知經過的時間為一個半衰期,即該古木的年代距今約為5 700年,選項A正確;12C、13C、14C具有相同的質子數,由于質量數不同,故中子數不同,選項B錯誤;根據核反應方程可知,14C衰變?yōu)?4N的過程中放出電子,即發(fā)出β射線,選項C正確;外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期,選項D錯誤。 6.(多選)(原子核的衰變　半衰期) 煙霧探測器使用了一種半衰期為432年的放射性元素镅95241Am來探測煙霧。當正?？諝夥肿哟┻^探測器時,镅95241Am會釋放出射線將它們電離,從而產生電流。煙塵一旦進入探測腔內,煙塵中的微粒會吸附部分射線,導致電流減小,從而觸發(fā)警報。則下列說法不正確的是(　　) A.镅95241Am發(fā)出的是α射線 B.镅95241Am發(fā)出的是β射線 C.镅95241Am發(fā)出的是γ射線 D.0.2 mg的镅95241Am經864年將衰變掉0.15 mg 答案BC 解析镅95241Am會釋放出射線將空氣電離,從而使電路中產生電流,則镅95241Am發(fā)出的是α射線,選項A正確,B、C不正確。0.2 mg的镅95241Am經864年(2個半衰期)將衰變掉0.15 mg,選項D正確。 7.(多選)(核反應方程及核反應類型)一靜止的鋁原子核1327Al俘獲一速度為1.0107 m/s 的質子p后,變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核1428Si,下列說法正確的是(　　) A.核反應方程為p+1327Al→1428Si B.核反應過程中系統(tǒng)動量守恒 C.核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒 D.核反應前后核子數相等,所以生成物的質量等于反應物的質量之和 E.硅原子核速度的數量級為105 m/s,方向與質子初速度的方向一致 答案ABE 解析核反應方程滿足質量數、電荷數守恒,選項A正確;核反應過程中遵循系統(tǒng)動量守恒和能量守恒,故選項B正確,C錯誤;核反應過程中有質量虧損,選項D錯誤;由mpv=mSiv得v=mpmSiv=3.5105 m/s,選項E正確。?導學號06400498? 能力提升組 8.用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核(36Li),發(fā)生核反應后生成氚核和α粒子,生成的氚核速度方向與中子的初速度方向相反,氚核與α粒子的速度之比為7∶8,中子的質量為m,質子的質量可近似看作m,光速為c。 (1)寫出核反應方程; (2)求氚核和α粒子的速度大小; (3)若核反應過程中放出的核能全部轉化為α粒子和氚核的動能,求出質量虧損。 答案(1)01n+36Li→13H+24He　(2)711v　811v　(3)141mv2121c2 解析(1)由題意可得,核反應方程為01n+36Li→13H+24He。 (2)由動量守恒定律得mv=-3mv1+4mv2 由題意得v1∶v2=7∶8 解得v1=711v,v2=811v。 (3)氚核和α粒子的動能之和為 Ek=123mv12+124mv22=403242mv2 釋放的核能為ΔE=Ek-Ekn=403242mv2-12mv2=141121mv2 由愛因斯坦質能方程得,質量虧損為Δm=ΔEc2=141mv2121c2。?導學號06400499? 9.室內裝修污染四大有害氣體是苯系物、甲醛、氨氣和氡。氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中,氡看不到,嗅不到,即使在氡濃度很高的環(huán)境里,人們對它也毫無感覺,氡進入人的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌,是除吸煙外導致肺癌的第二大因素,靜止的氡核86222Rn放出一個粒子X后變成釙核84218Po,釙核的動能為Ek1,若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動能。試回答以下問題: (1)寫出上述衰變的核反應方程(請用物理學上規(guī)定的符號表示粒子X)。 (2)求粒子X的動能Ek2。 答案(1)86222Rn→84218Po+24He　(2)109Ek12 解析(1)氫核86222Rn放出某種粒子X后變成釙核84218Po,根據核反應前后質量數守恒和電荷數守恒,可以判斷發(fā)生的是α衰變,衰變方程為86222Rn→84218Po+24He (2)設釙核的質量為m1、速度為v1,粒子X的質量為m2、速度為v2,根據動量守恒定律,有0=m1v1-m2v2 粒子X的動能:Ek2=(m2v2)22m2=m1v122m1m2=109Ek12