2019版高考物理一轮复习精选练习： 12.3放射性元素的衰变核能

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高考物理一轮计时双基练50 放射性元素的衰变核能

计时双基练放射性元素的衰变核能A级双基达标1．(多选题)下列说法中正确的是()A．天然放射现象说明原子核还具有复杂结构B．卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核有一定的结构C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子D．质子和中子也是具有复杂结构的解析天然放射现象是元素的原子核自发发出射线的现象，说明原子核还具有复杂结构，选项A正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子而非原子核有一定的结构，提出核式结构学说，选项B错误；查德威克在用粒子轰击铍核时发现了中子，选项C正确；质子和中子也不基本，可以再分，有自己复杂结构，选项D正确．答案ACD2．在下列4个核反应方程中，x表示质子的是()A.3015P→3014Si＋xB．238 92U→234 90Th＋xC.2713Al＋10n→2712Mg＋xD.2713Al＋42He→3015P＋x解析由核反应方程的质量数和电荷数守恒，可得各个选项中的x分别为正电子、α粒子、质子、中子．答案 C3．(多选题)(2013·广东高考)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n.下列说法正确的有()A．上述裂变反应中伴随着中子放出B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析从铀核裂变方程可以看出，反应中伴随着中子放出，A正确；铀块的体积必须大于临界体积才能发生链式反应，B错误；通过控制中子数可以控制链式反应，C正确；铀核的衰变半衰期与物理、化学状态无关，因此不受环境影响，D错误．答案AC4．放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为232 90Th→220 86Rn＋xα＋yβ，其中()A．x＝1，y＝3 B．x＝2，y＝3C．x＝3，y＝1 D．x＝3，y＝2解析由衰变方程：232 90Th→220 86Rn＋x42He＋y0－1e，由质量数守恒和电荷数守恒得：232＝220＋4x,90＝86＋2x－y，可解得：x＝3，y＝2.答案 D5．下列现象中，与原子核内部变化有关的是()A．α粒子散射现象B．天然放射现象C．光电效应现象D．原子发光现象解析α粒子散射现象是用α粒子轰击重金属核过程中产生的现象，与核内部的变化无关，A项错；天然放射现象是指放射性元素的原子核放出α、β、γ等射线后产生新核的过程，与原子核内部变化有关，B项正确；光电效应是核外电子吸收光子能量后变成光电子的过程，与核内变化无关，C项错；原子发光是核外电子从高能级跃迁到低能级的过程中产生的，与核内变化无关，D项错．答案 B6．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为11H ＋12 6C ―→13 7N ＋Q 1 11H ＋15 7N ―→12 6C ＋X ＋Q 2 方程式中Q 1、Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：A ．X 是32He ，Q 2>Q 1B ．X 是42He ，Q 2>Q 1C ．X 是32He ，Q 2<Q 1D ．X 是42He ，Q 2<Q 1解析 11H ＋12 6C ―→13 7N 中质量亏损为Δm 1＝1.007 8 u ＋12.000 u －13.005 7 u ＝0.002 1 u ，根据电荷数守恒和质量数守恒可知11H ＋15 7H ―→12 6C ＋X 中X 的电荷数为2、质量数为4，质量亏损为Δm 2＝1.007 8 u ＋15.000 1 u －12.000 0 u －4.002 6 u ＝0.005 3 u ，根据爱因斯坦的质能方程可知Q 1＝Δm 1c 2、Q 2＝Δm 2c 2，则Q 1<Q 2.答案 B7．14C 是一种半衰期为5 730年的放射性同位素．若考古工作者探测到某古木中14C 的含量为原来的14，则该古树死亡时间距今大约( ) A ．22 920年B ．11 460年C ．5 730年D ．2 865年解析因为m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T ，又14C 的含量为原来的14，可知经过两个半衰期，故所用时间5 730×2年＝11 460年．答案 B8．用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，生成氚核和α粒子，并放出4.8MeV 的能量．(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子与锂核是以等值反向的动量相碰，则氚核和α粒子的动能之比是多少？解析 (1)核反应方程为63Li ＋10n →31H ＋42He ＋4.8 MeV. (2)根据质能方程ΔE ＝Δmc 2，有Δm ＝ΔE c 2＝4.8931.5u ＝0.005 2 u. (3)当中子与锂核以等值反向的动量相碰时，由动量守恒定律得m αv α＋m H v H ＝0.则E α:E H ＝(m αv α)22m α:(m H v H )22m H＝m H :m α＝3:4. 答案 (1)63Li ＋10n →31H ＋42He ＋4.8 MeV(2)0.005 2 u(3)3:4B 级能力提升1．(多选题)天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如练图15－2－1所示，由此可推知( )练图15－2－1A．②来自于原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③照射食品可以杀死腐败的细菌D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子解析从题图可知三种射线的穿透能力由强到弱分别是③(γ射线)、②(β射线)、①(α射线)，其中α射线的电离作用最强，选项B 错；β射线是核内中子转化而来，选项A错误；γ射线是原子核从高能级到低能级跃迁产生的，电离作用最弱，选项D正确．答案CD2．原子核238 92U经放射性衰变①变为原子核234 90Th，继而经放射性衰变②变为原子核234 91Pa，再经放射性衰变③变为原子核234 92U.放射性衰变①②和③依次为()A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变解析根据核反应过程中的质量数守恒和电荷数守恒特点238 92U核与234 90Th核比较可知，核反应的另一产物为42He，所以衰变①为α衰变，B、C项排除；234 91Pa核与234 92U核比较可知，核反应的另一产物为0－1e，所以衰变③为β衰变，A项正确．答案 A3．(多选题)下列说法正确的是()A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构B．232 90Th衰变成208 82Pb要经过6次α衰变和4次β衰变C．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D．升髙放射性物质的温度，不可缩短其半衰期E．光电效应的实验结论是：对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，天然放射现象揭示了原子核有复杂的结构，所以选项A错误；232 90Th 经过6次α衰变和4次β衰变后生成核的质子数和电荷数分别为90－6×2－4×1＝82个和232－6×4＝208，即变成为稳定的原子核208 82Pb，选项B正确；β衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子变成质子和电子，产生的电子是从核内发出的，并不是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的，所以选项C错误；半衰期的大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟元素所处的物理状态(如压强、温度)或化学状态(如单质、化合物)无关，所以升高放射性物质的温度，其半衰期不变，选项D正确；在光电效应中，入射光子的频率越高，光电子的最大初动能越大，显然，选项E正确．答案BDE4．(多选题)核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，但安全是核电站面临的非常严峻的问题．核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，钚的危险性在于它对人体的毒性，与其他放射性元素相比钚在这方面更强，一旦侵入人体，就会潜伏在人体肺部、骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险．已知钚的一种同位素239 94Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为239 94Pu→X＋42He ＋γ，下列有关说法正确的是()A．X原子核中含有143个中子B．100个239 94Pu经过24 100年后一定还剩余50个C．由于衰变时释放巨大能量，根据E＝mc2，衰变过程中总质量增加D．衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析由衰变过程中核电荷数守恒得235 92X，其中中子数为235－92＝143，A项对．半衰期对大量原子核的衰变才有意义，B项错．衰变过程中核子总质量减小，质量必亏损，C项错．衰变后产生的巨大的能力以γ光子的形式释放，D项对．答案AD5．如练图15－2－2所示，静止在匀强磁场中的63Li核俘获一个速度为v0＝7.7×104 m/s的中子而发生核反应，63Li＋10n→31H＋42He，若已知He的速度为v2＝2.0×104m/s，其方向跟中子反应前的速度方向相同(已知m n＝1 u，m He＝4 u，m H＝3 u)．求：练图15－2－2(1)31H的速度是多大？(2)在图中画出粒子31H和42He的运动轨迹，并求它们的轨道半径之比．(3)当粒子42He旋转了3周时，粒子31H旋转几周？解析(1)63Li俘获10n的过程，系统动量守恒，则m n v0＝m H v1＋m He v2，即v1＝m n v0－m He v2m H.代入数据得v1＝－1.0×103 m/s，负号表示跟v0的方向相反．(2)运动轨迹如练答图15－2－1所示．练答图15－2－131H和42He在磁场中半径之比为r H:r He＝m H v1Bq1:m He v2Bq2＝3:40.(3)31H和42He的周期之比为T H:T He＝2πm HBq1:2πm HeBq2＝3:2，所以它们的转速之比为n H:n He＝T He:T H＝2:3. 当α粒子转3周时，氚核转动2周．答案(1)1.0×103 m/s，跟v0的方向相反(2)3:40(3)2。

高考物理一轮复习放射性元素的衰变核能课后练习(新题,含解析)

课时训练43 放射性元素的衰变核能一、选择题1．铀裂变的产物之一氪90(9036Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(9040Zr)，这些衰变是( )A ．1次α衰变，6次β衰变B ．4次β衰变C ．2次α衰变D ．2次α衰变，2次β衰变解析原子核每经过一次α衰变，质量数减4，核电荷数减2，每经一次β衰变，电荷数加1，质量数不变，设经过x 次α衰变和y 次β衰变，可列方程组⎩⎪⎨⎪⎧ 4x ＝90－90y －2x ＝40－36解得⎩⎪⎨⎪⎧ x ＝0y ＝4可知经过4次β衰变．故选项B 正确．答案 B2．下列说法中正确的是( )A ．光电效应现象揭示了光具有粒子性B ．汤姆生发现了电子，并首先提出原子的核式结构模型C ．贝克勒耳发现天然放射现象说明原子核是由质子和中子组成的D ．β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，且γ射线穿透本领比β射线强解析光电效应现象揭示了光的粒子性，选项A 正确；汤姆生发现了电子，提出原子的“枣糕模型\”，卢瑟福根据α粒子的散射现象，首先提出原子的核式结构模型，选项B 错误；贝克勒尔发现天然放射现象说明原子核具有复杂结构，选项C 错误；β射线的实质是高速电子流，γ射线的实质是电磁波，且γ射线穿透本领比β射线强，选项D 正确．答案 AD3．以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是( )A ．紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B ．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C ．重核的裂变过程质量增大，轻核的聚变过程有质量亏损D ．根据玻尔理论，氢原子的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E ．自然界中含有少量的14C ，14C 具有放射性，能够自发地进行β衰变，因此在考古中可利用14C 来测定年代解析光电子的能量只取决于频率，而与光的强度无关，A 错误；比结合能反应的是原子核结合的牢固程度，比结合能越大，说明该原子核越稳定，B 正确；重核的裂变与轻核的聚变质量都有亏损，C 错误；当氢原子从高能级向低能级跃迁时，以光子的形式释放能量，在向低能级跃迁过程中，电子的动能将增大，但电势能减小，D 正确；利用14C 的放射性，可以用来测定年代，E 正确．答案 BDE4．在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，都不同程度地含有放射性元素，有些含有铀、钍的花岗岩会释放出α、β、γ射线，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )A．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少2B．发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内中子数减少1C．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D．在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱解析α衰变是两个质子与两个中子作为一个整体从原来核中抛射出来，即211H＋210n→42 He，发生α衰变时，核内质量数减少4，选项A错误；β衰变是原子核内一个中子转化成－1e，发生β衰变时，核内中子数减少1，核子数不变，一个质子和一个电子，即10n→1H＋0选项B正确而C错误；由三种射线性质可得，选项D正确．答案BD5.[2014·上海质检]图中R是一种放射性物质，它能放出α、β、γ三种射线，虚线框内是竖直方向的匀强电场，LL′是纸板，MM′是荧光屏，实验时发现在荧光屏上只有O、P两点处有亮斑．下列说法正确的是( )A．电场方向竖直向下，到O点的是γ射线B．电场方向竖直向上，到O点的是γ射线C．电场方向竖直向下，到P点的是β射线D．电场方向竖直向上，到P点的是α射线解析粒子经过虚线框内的电场区域不偏转，且能穿透LL′而径直打到荧光屏上的O点，说明该粒子不带电，为γ射线；β射线具有较强的穿透能力，能够穿透纸板LL′，而α射线则不能，因此打在荧光屏上P点的必是β粒子，据此分析得出虚线框内电场方向竖直向上．故选项B正确．答案 B56 6.[2013·广东卷]铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是23592U＋10n→144 36Kr＋310n.下列说法正确的有( )Ba＋89A．上述裂变反应中伴随着中子放出B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析反应后的中子数多于反应前参与的中子数，所以该裂变反应中有中子放出，A项正确；铀块的大小是链式反应能否发生的重要因素，裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，且链式反应可人工控制，B项错误，C项正确；放射性元素的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件没有关系，D项错误．答案AC7.天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知( )A．②来自于原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用较强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子解析根据天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果判断，应该①是α射线，②是β射线，③是γ射线，γ射线的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子．故选D. 答案 D8．下列说法中正确的是( )7N→17 8O＋x，其中x一定是质子A．核反应方程：42He＋1456Ba＋9236Kr＋210n92U→141B．铀核裂变的核反应是235C．原子核经过一次α衰变，中子减少2个D．重核裂变过程会发生质量亏损，轻核聚变过程总质量会增加E．某金属在频率为ν的单色光束照射下发出光电子，其最大初动能可以等于hν解析根据电荷数、质量数守恒的原则，可判断x的电荷数、质量数均为1，x为质子，A56Ba＋9236Kr＋310n，消去10n，核反应就不对；铀核裂变的核反应是链式反应，为23592U＋10n→141能发生，B错；发生一次α衰变，电荷数减小2，中子数减小2，质量数减小4，C对；重核裂变和轻核聚变都放出能量，都存在质量亏损，D错；发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程hν＝W0＋Ekm，可知E错．答案AC9.[2014·虹口质检]下列反应中属于核裂变反应的是( )A．14 7N＋42He→17 8H＋1H38Sr＋136 54Xe＋1010nB．235 92U＋10n→90C．238 92U→234 90Th＋42HeD.21H ＋31H→42He ＋10n解析核裂变反应是重核分裂成两个或两个以上中等质量核的反应，故答案为B. 答案 B10．14C 测年法是利用14C 衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t 表示时间，纵坐标m 表示任意时刻14C 的质量，m0为t ＝0时14C 的质量．图中能正确反映14C 衰变规律的是( )解析设半衰期为τ，则剩余质量m ＝m02t τ，故m －t 图象是曲线．C 正确．答案 C二、非选择题11.[2013·上海卷]放射性元素210 84Po 衰变为206 82Pb ，此衰变过程的核反应方程是________________；用此衰变过程中发出的射线轰击19 9F ，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是________．解析核反应过程中，质量数和电荷数守恒，则有210 84Po→206 82Pb ＋42He ；42He ＋19 9F→2210Ne ＋1H.答案 210 84Po→206 82Po ＋42He 42He ＋19 9F→2210Ne ＋1H12.[2013·新课标全国卷Ⅰ]一质子束入射到静止靶核2713Al 上，产生如下核反应： p ＋2713Al→X＋n式中p 代表质子，n 代表中子，X 代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X 的质子数为________，中子数为________．解析根据电荷数守恒和质量数守恒可得，新核X 的质子数为14，中子数为13. 答案 14 1313.[2013·山东卷]恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K 时，可以发生“氦燃烧\”．(1)完成“氦燃烧\”的核反应方程：42He ＋________→84Be ＋γ.(2)84Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s ．一定质量的84 Be ，经7.8×10－16 s 后所剩84Be 占开始时的________．解析 (1)根据电荷数守恒和质量数守恒可知参加核反应的原子核质量数为4，电荷数为2，为42He.(2)7.8×10－16 s 为3个半衰期，剩余84Be 占原来的⎝ ⎛⎭⎪⎫123＝18. 答案 (1)42He 或α(2)18或12.5% 14.[2013·新课标全国卷Ⅱ]关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )A ．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B ．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C ．铯原子核(133 55Cs)的结合能小于铅原子核(208 82Pb)的结合能D ．比结合能越大，原子核越不稳定E ．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能解析核子结合为原子核时释放的能量叫做原子核的结合能，则原子核分解为核子时需要的最小能量等于结合能，A 项正确；重核衰变时，同时向外释放能量，因此衰变产物的结合能大于原来重核的结合能，B 项正确；铅原子核中的核子数量多，结合能也就大，C 项正确；比结合能越大，原子核越稳定，D 项错误；核子组成原子核时，质量亏损对应的能量等于原子核的结合能，E 项错误．答案 ABC。

2019版高考物理金榜一轮课时分层作业：三十五 12.3放射性元素的衰变核能 Word版含解析-

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课时分层作业三十五放射性元素的衰变核能(45分钟100分)选择题(本题共16小题,共100分。

1～10题为单选题,11～16题为多选题,1～12题每小题6分,13～16题每小题7分)1.关于原子核,下列说法中错误的是 ( )A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子时所吸收的能量B.所有核子之间都有核力C.核子结合成原子核时会出现质量亏损,质量亏损所对应的能量即为核反应释放的核能D.比结合能越大原子核越稳定【解析】选B。

原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需吸收的能量,故A项正确;核力是短程力,只有相邻核子之间才有核力,故B项错误;自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能,故C项正确;比结合能越大,原子核越稳定,故D项正确。

2.(2018·洛阳模拟)如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置,实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E,通过显微镜可以观察到,在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。

若撤去电场后继续观察,发现每分钟闪烁的亮点数没有变化;如果再将薄铝片移开,观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加,由此可以判断,放射源发出的射线可能为( )A.β射线和γ射线B.α射线和β射线C.β射线和X射线D.α射线和γ射线【解析】选D。

三种射线中α射线和β射线带电,进入电场后会发生偏转,而γ射线不带电,不受电场力,电场对它没有影响,在电场中不偏转。

由题,将电场撤去,从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化,可知射线中含有γ射线。

再将薄铝片移开,则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大为增加,根据α射线的特性:穿透本领最弱,一张纸就能挡住,分析得知射线中含有α射线,故放射源所发出的射线可能为α射线和γ射线,故D项正确。

【加固训练】(2018·庆阳模拟)如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图,图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图,请问图乙中的检查利用的是 ( )A.α射线B.β射线C.γ射线D.三种射线都可以【解析】选C。

2022届高考物理一轮复习经典题汇编31放射性元素的衰变含解析

放射性元素的衰变一．选择题（共21小题）1．如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是（）A．①④表示β射线，其穿透能力较强B．②⑤表示γ射线，其穿透能力最强C．③⑥表示α射线，其电离能力最强D．②⑤表示γ射线，是原子发生跃迁时产生2．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是（）A．γ射线的贯穿作用B．α射线的电离作用C．β射线的贯穿作用D．β射线的中和作用3．一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，强度减为原来的，而当用1cm厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小到几乎为零，由此可知，该放射源所射出的（）A．仅是α射线B．仅是β射线C．α射线和β射线D．是α射线和γ射线4．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图．则（）A．轨迹 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外B．轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外C．轨迹 1 是新核的，磁场方向垂直纸面向里D．轨迹 2 是新核的，磁场方向垂直纸面向里5．由天然放射性元素钋（Po）放出的α射线轰击铍（Be）时会产生A粒子流，用粒子流A 轰击石蜡时，会打出粒子流B．下述正确的是（）A．该实验核反应方程：Be+He→C+nB．该实验是查德威克发现质子的实验C．粒子A为中子，粒子B为质子D．粒子A为质子，粒子B为中子6．一个静止的放射性同位素的原子核15P衰变为14Si，另一静止的天然放射性元素的原子核Th衰变为Pa，在同一磁场中，得到衰变后粒子的轨迹为1、2、3、4，如图所示．轨迹1、2、3、4依次是（）A．Pa、电子、正电子、14SiB．Pa、电子、14Si、正电子C．14Si、正电子、电子、PaD．正电子、14Si、Pa、电子7．一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1：16，则以下说法正确的是（）A．该原子核发生了α衰变B．反冲核沿小圆做逆时针方向运动C．原静止的原子核的原子序数为17D．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同8．铀核U衰变为铅核Pb的过程中，要经过x次α衰变和y次β衰变，其中（）A．x=6，y=8 B．x=8，y=6 C．x=16，y=22 D．x=22，y=169．14C是碳元素的一种具有放射性的同位素，其半衰期约为5700年．在某次研究中，测得考古样品中14C的含量大约是鲜活生命体中14C含量的，则样品生活的年代约是（）A．11400年前B．17100年前C．22800年前D．45600年前10．一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m．铀发生一系列衰变，最终生成物为铅．已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的有（）A．经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了B．经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有发生了衰变C．经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩D．经过一个半衰期后该矿石的质量剩下11．放射性元素氡（）经α衰变成为钋，半衰期为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石，其原因是（）A．目前地壳中的主要来自于其它放射元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素的含量足够高C．当衰变产物积累到一定量以后，的增加会减慢的衰变进程D．主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期12．表示放射性元素碘131（53131I）β衰变的方程是（）A．53131I→51127Sb+24He B．53131I→54131Xe+﹣10eC．53131I→53130I+01n D．53131I→52130Te+11H13．核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137．碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变期时会辐射γ射线．下列说法正确的是（）A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有相同的质子数14．太阳内部持续不断地发生着4个质子（）聚变为1个氦核（He）的热核反应，核反应方程是4H→He+2X，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c．下列说法中正确的是（）A．方程中的X表示中子（n）B．方程中的X表示正电子（e）C．这个核反应中质量亏损△m=4m1﹣m2D．这个核反应中释放的核能△E=（4m1﹣m2﹣m3）c215．对以下的几个核反应方程，判断正确的是（）①H+H→He+n ②Na→Mg+ e ③U+n→Ba+Kr+n。

高考物理一轮复习核心素养测评三十五放射性元素的衰变核能(含解析)-人教版高三全册物理试题

放射性元素的衰变核能(45分钟100分)一、选择题(此题共9小题，每一小题6分，共54分，1～6题为单项选择题，7～9题为多项选择题)1.关于原子核的衰变，如下说法正确的答案是( )A.β射线是电子流，是原子核外电子的一种自发的放射现象B.对天然放射性元素加热，其半衰期将变短C.原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒D.任何元素都有可能发生衰变【解析】选C。

β射线是原子核发生β衰变产生的，是核内中子转化为质子时放出的负电子，不是原子核外电子电离产生的，A错误；半衰期的大小由原子核内部因素决定，与温度、压强等因素无关，B错误；原子核在衰变的过程中电荷数守恒、质量数守恒，C正确；有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，D错误。

2.重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从U开始到稳定的Pa为止)、Th232系列、U235系列与Np237系列(从Np开始到稳定的Bi为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237后才发现的，下面的说法正确的答案是( )A.U的中子数比Bi中子数少20个B.从Np到Bi，共发生7次α衰变和4次β衰变C.Np237系列中所有放射性元素的半衰期随温度的变化而变化D U与U是不同的元素【解析】选B U的中子数为238-92=146个Bi的中子数为209-83=126个，如此U的中子数比Bi的中子数多20个，A错误；根据质量数守恒有：237-209=4×7，知发生了7次α衰变，根据电荷数守恒有：93-83=2×7-4，知发生了4次β衰变，B正确；放射性物质的半衰期不受外界因素的影响，C错误U与U的质子数一样，中子数不同，它们是一样的元素，D错误。

3.(2020·泸州模拟)日本福岛核电站曾因大地震与海啸而产生核灾难，从而凸显出安全使用核能发电的重要性。

2019版高考物理金榜一轮高效演练创新预测： 12.3放射性元素的衰变核能 Word版含解析

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高考物理金榜：高效演练·创新预测1.(多选)关于天然放射性,下列说法正确的是( )A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强【解析】选B、C、D。

有些原子核不稳定,可以自发地衰变,但不是所有元素都可能发生衰变,故A项错误;放射性元素的半衰期由原子核自身内部因素决定,与外界的温度无关,故B项正确;放射性元素的放射性与核外电子无关,故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性,故C项正确;α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强,故D项正确。

2.放射性同位素钍Th经一系列α、β衰变后生成氡Rn,以下说法正确的是( )A.每经过一次α衰变原子核的质量数会减少2个B.每经过一次β衰变原子核的质子数会增加1个C.放射性元素钍Th的原子核比氡Rn原子核的中子数少4个D.钍Th衰变成氡Rn一共经过2次α衰变和3次β衰变【解析】选B 。

经过一次α衰变,电荷数少2,质量数少4,故A 项错误;经过一次β衰变,电荷数多1,质量数不变,质子数等于电荷数,则质子数增加1个,故B 项正确;元素钍Th 的原子核的质量数为232,质子数为90,则中子数为142,氡Rn 原子核的质量数为220,质子数为86,则中子数为134,可知放射性元素钍Th 的原子核比氡Rn 原子核的中子数多8个,故C 项错误;钍Th 衰变成氡Rn,可知质量数少12,电荷数少4,因为经过一次α衰变,电荷数少2,质量数少4,经过一次β衰变,电荷数多1,质量数不变,可知经过3次α衰变,2次β衰变,故D 项错误。

3.氡222经过α衰变变成钋218,t=0时氡的质量为m 0,任意时刻氡的质量为m,下列四幅图中正确的是 ( )【解析】选B 。

高三物理一轮总复习 (选修35)3.2 放射性元素的衰变核能课时作业新人教版

放射性元素的衰变核能D．在PET中，15 8O主要用途是参与人体的新陈代谢【解析】由题意知A、B正确，显像的原理是采集γ光子，即注入人体内的15 8O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为γ光子，因此15 8O主要用途是作为示踪原子，故C、D错．【答案】AB6．(多选)目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )A．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C．已知氡的半衰期为3.8天，若取1 g氡放在天平左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走0.75 砝码天平才能再次平衡D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2【解析】β衰变是原子核内的中子转化成质子同时释放一个电子，A正确，B错误．半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间，而不是原子核的质量减少一半，C错误．α粒子为氦原子核，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2，D正确．【答案】AD7．(多选)(2016·茂名模拟)从一个小孔射出的α、β、γ三种射线沿同一直线进入同一匀强磁场或匀强电场，这三种射线在场内的径迹情况有可能是( )A．三条重合B．两条重合C．三条分开D．α与β的径迹一定分开【解析】当三种射线沿磁场方向运动时，三种射线中粒子均不受洛伦兹力作用，保持匀速直线运动状态，三条径迹重合，A项正确；当三种射线入射方向与电场或磁场方向不同时，γ射线不偏转，α、β粒子电性相反，向相反方向偏转，三条径迹是分开的，C项正确．【答案】AC8．(多选)(2016·汕头模拟)热核反应方程：21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV，其中X表示某种粒子，则下列表述正确的是( )A．X是质子B．该反应需要吸收17.6 MeV的能量才能发生C．平均每个核子能释放3MeV以上能量D．(m21H＋m31H)>(m42He＋m X)【解析】由核反应中的质量数守恒和电荷数守恒可知X为中子，则选项A错误；该反应为轻核聚变，反应过程中应释放能量，则选项B错误；该反应共有5个核子，平均每个核子释放的能量为17.6 MeV/5＝3.52 MeV，则选项C正确；由于该反应释放能量，则反应前后存在质量亏损，反应前的质量应大于反应后的质量，则选项D正确．【答案】CD9．如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线【解析】α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，在如题图所示的电场中，α射线向右偏，β射线向左偏，γ射线不偏转；在如题图所示的磁场中，α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不偏转，选项C正确．【答案】C10．质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)( )A．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2D．(m1－m2－m3)c2【解析】根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，此核反应放出的能量ΔE＝(m1＋m2－m3)c2，故C正确．【答案】C11．14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量．图中能正确反映14C衰变规律的是( )【解析】设半衰期为τ，则剩余质量m＝m02tτ，故m－t图象是曲线．C正确．【答案】C二、非选择题12．(2016·咸阳联考)核能是一种高效的能源．(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳(见图甲)．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是________．(2)图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图乙分析工作人员受到了________射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了________射线的辐射．【答案】(1)混凝土(2)βγ或β和γ13．(2015·江苏卷)取质子的质量m p＝1.672 6×10－27kg，中子的质量m n＝1.674 9×10－27kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27kg，光速c＝3.0×108m/s.请计算α粒子的结合能．(计算结果保留2位有效数字)【解析】组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm＝(2m p＋2m n)－mα结合能ΔE ＝Δmc 2代入数据得ΔE≈4.3×10－12J【答案】 4.3×10－12J14．如图所示，静止在匀强磁场中的63Li 核俘获一个速度为v 0＝7.7×104m /s 的中子而发生核反应，63Li ＋10n →31H ＋42He ，若已知42He 的速度为v 2＝2.0×104m /s ，其方向跟中子反应前的速度方向相同(已知m n ＝1 u ，m He ＝4 u ，m H ＝3 u )．求：(1)31H 的速度是多大？(2)在图中画出粒子31H 和42He 的运动轨迹，并求它们的轨道半径之比．(3)当粒子42He 旋转了3周时，粒子31H 旋转几周？【解析】 (1)63Li 俘获10n 的过程，系统动量守恒，则m n v 0＝m H v 1＋m He v 2，即v 1＝m n v 0－m He v 2m H.代入数据得v 1＝－1.0×103m /s ，负号表示跟v 0的方向相反． (2)运动轨迹如图所示．31H 和42He 在磁场中半径之比为 r H：r He ＝m H v 1Bq 1：m He v 2Bq 2＝3：40.(3)31H 和42He 的周期之比为T H ：T He ＝2πm H Bq 1：2πm HeBq 2＝3：2，所以它们的转速之比为n H ：n He ＝T He ：T H ＝2：3. 当α粒子转3周时，氚核转动2周．【答案】 (1)1.0×103m /s ，跟v 0的方向相反 (2)3：40 (3)2。

2019届高考物理一轮复习练习：第十三章第2讲放射性元素的衰变、核能

板块三限时规范特训时间：45分钟100分一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。

其中1～6为单选，7～10为多选)1．关于原子核中质子和中子的说法，正确的是( )A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，如果不断地增大原子核，形成的核也一定是不稳定的答案 D解析自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多，A、B错误；天然放射性元素的原子核会衰变，并不稳定，C错误；核子间核力与电磁力都会随核子间距离的增大而减小，但核力减小得更快，由于核力作用范围有限，以及核力的饱和性，如果不断地增大原子核，大到一定程度时，相距较远的质子受到的核力不足以平衡它们之间的库仑力，原子核就不稳定了，D正确。

2.如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，计数器对α粒子、β粒子、γ光子均能计数。

若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则，x可能是( )A ．α、β和γ的混合放射源B ．纯α放射源C ．α和γ的放射源D ．纯γ放射源答案 C解析在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，即只有γ射线；综合可知放射源可能是α和γ的放射源，故选C 。

3．[2017·山东潍坊二模]下列说法正确的是( )A ．α粒子散射实验说明原子的能量是量子化的B ．玻尔的氢原子轨道理论认为电子运动的轨道是连续的C ．放射性元素的原子核能够发出β射线，说明原子核内有电子D ．两轻核发生聚变释放能量，生成核的比结合能增加答案 D解析 α粒子散射实验说明原子的中央有一个原子核，集中了原子几乎所有的质量和全部的正电荷，不能说明原子的能量是量子化的，A 错误；玻尔的氢原子轨道理论认为电子运动的轨道是量子化的，即不连续的，B 错误；放射性元素的原子核发出的β射线是中子转化为质子和电子时产生的，C 错误，D 正确。

高考物理一轮基础复习精选试题：放射性元素的衰变、核能(含解析)

放射性元素的衰变、核能一、选择题(每小题5分，共30分)1．关于天然放射现象，下列说法正确的是()A．α射线是由氦原子核衰变产生的B．β射线是由原子核外电子电离产生的C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生的D．通过化学反应不能改变物质的放射性解析Dα射线是原子核衰变中放出的氦核组成的粒子流，A项错误；β射线是原子核衰变中核内放出的高速电子流，它是由核内一个中子转化成一个质子时放出的，B项错误；γ射线是原子核衰变过程中，产生的新核具有过多的能量，这些能量以γ光子的形式释放出来，C项错误；化学反应只是原子间核外电子的转移，不改变原子核的结构，所以不能改变物质的放射性，D项正确．2．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病．根据有关放射性知识可知，下列说法正确是()A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了B．β衰变所释放的电子是核内的中子衰变成质子所产生的C．γ射线一般伴随着α和β射线产生的，在这3种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4解析BC由于半衰期是统计规律，A项错误；发生α衰变时．中子数减少2，D项错误，正确答案为B、C.3．下面是一核反应方程21H＋31H→42He＋X.用c表示光速，则()A．X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘c2B．X是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘c2C．X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘c2D．X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘c2解析D由质量数守恒及核电荷数守恒可得X为10n(中子)，再根据质能方程可得反应放出的能量为反应前后质量亏损与c2的乘积，故D项正确．4．表示放射性元素碘131(131 53I)β衰变的方程是()eA.131 53I→127 51Sb＋42HeB.131 53I→131 54Xe＋0－1C.131 53I→130 53I＋10nD.131 53I→130 52Te＋11H解析B原子核发生β衰变时，从原子核内部释放出一个电子，同时生成一个新核，选项B正确．5．浙江秦山核电站第3期工程两个60万千瓦发电机组已并网发电．发电站的核能来源于235 92U的裂变，下面说法正确的是()A.235 92U裂变时释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小B.235 92U的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为：235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋210nC.235 92U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短D．一个235 92U裂变能放出约200 MeV的能量，相当于3.2×10－11 J解析D235 92U裂变时，核子数、质子数守恒，只是重核的核子平均质量大于中等质量的核子平均质量，产生质量亏损，释放核能，故A项错．B项的反应方程式应为235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310n.故B项错.235 92 U的半衰期不会随环境温度的变化而改变，它是由核内部自身的因素决定的，故C项错.1 MeV＝1×106×1.6×10－19 J＝1.6×10－13 J，故D正确．6．关于放射性元素，下列说法正确的是()A．利用放射性同位素可作为示踪原子B．利用放射性同位素放出的α射线可以进行金属探伤C．放射性元素发生一次β衰变，质子数减少1D．放射性元素的半衰期随环境温度的升高而缩短解析A放射性同位素可作为示踪原子，A对；α射线贯穿本领弱，不能用于金属探伤，B错；放射性元素发生一次β衰变，由衰变规律知质子数增加1，C错；元素的半衰期只由核本身的因素决定，而与原子所处的物理状态或化学状态无关，D错，故选A.二、非选择题(共70分)7．(8分)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的字母).131I和137Cs原子核中的中子数分别是________和________．eA．X1→137 56Ba＋10n B．X2→131 54Xe＋0－1e D．X4→131 54Xe＋10pC．X3→137 56Ba＋0－1解析根据质量数守恒可判断，131I和137Cs的衰变方程分别为B和C.再根据核电荷数守恒，131I 和137Cs的质子数分别为53和55，则中子数分别为78和82.【答案】B C78828．(10分)用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现．天然放射性同位素只不过40多种，而目前人工制造的同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在农业、医疗卫生、科研等许多方面得到广泛应用．(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失，其原因是()A．射线的贯穿作用B．射线的电离作用C．射线的物理、化学作用D．以上3个选项都不是(2)右图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图，若工厂生产的是厚度1 mm的铝板，在α、β、γ 3种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是________射线．(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛结晶是同一物质．为此，曾采用放射性同位素14C作为________．【答案】(1)B(2)β(3)示踪原子9．(12分)核能具有能量密度大，地区适应性强的优势．在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．(1)核反应方程式235 92U＋n→141 56Ba＋9236Kr＋a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为________，a＝________.以m U、m Ba、m Kr分别表示235 92U、141 56Ba、9236Kr核的质量，m n、m p分别表示中子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝________.(2)有一座发电能力为P＝1.00×106 kW的核电站，核能转化为电能的效率η＝40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是本题(1)中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE＝2.78×10－11 J, 235 92U核的质量m U＝390×10－27 kg.求每年(1年＝3.15×107 s)消耗的235 92U的质量．解析(1)根据电荷数守恒和质量数守恒可判断X为中子(10n)，且a＝3，根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，有ΔE＝(m U－m Ba－m Kr－2m n)c2.(2)反应堆每年提供的核能E＝PT/η(其中T表示一年的时间)以M表示每年消耗的10n的质量，则M∶m U＝E∶ΔE，解得M＝m U PT/ηΔE.代入数据得M＝1.10×103 kg.【答案】(1)10n3(m U－m Ba－m Kr－2m n)c2(2)1.10×103 kg10．(12分)用速度为v0、质量为m1的42He核轰击质量为m2的静止的14 7N核，发生核反应，最终产生两种粒子A和B.其中A为17 8O核，质量为m3，速度为v3；B的质量为m4.(1)写出核反应方程式；(2)计算粒子B的速度v B；(3)粒子A 的速度符合什么条件时，粒子B 的速度方向与He 核的运动方向相反？解析 (1)42He ＋14 7N →17 8O ＋11H.(2)由动量守恒定律：m 1v 0＝m 3v 3＋m 4v B ，解得v B ＝m 1v 0－m 3v 3m 4.(3)B 的速度与He 核的速度方向相反，即m 1v 0－m 3v 3<0，解得v 3>m 1v 0m 3.【答案】 (1)42He ＋14 7N →17 8O ＋11H (2)m 1v 0－m 3v 3m 4 (3)v 3>m 1v 0m 311．(13分)太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量，这些能量以电磁辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达P 0＝3.8×1026 W.(1)估算一下太阳每秒钟损失的质量．(2)设太阳上的核反应都是411H →42He ＋2e ＋2ν＋28 MeV 这种形式的反应(ν是中微子，其质量远小于电子质量，是穿透能力极强的中性粒子)，地日距离L ＝1.5×1011 m ，试估算每秒钟太阳垂直照射在地球表面上每平方米有多少中微子到达．解析 (1)太阳每秒钟放出的能量：ΔE ＝Pt ＝3.8×1026 J ，由质能方程ΔE ＝Δmc 2可得：Δm ＝ΔE c 2＝3.8×1026(3×108)2kg ＝4.2×109 kg ＝4.2×106 t. (2)每秒钟聚变反应的次数：n ＝ 3.8×1026×128×106×1.6×10－19次＝8.48×1037次．每秒钟产生的中微子数为n 1，则n 1＝2n ＝16.96×1037个．距太阳L ＝1.5×1011 m 的球面积S ＝4πL 2＝4×3.14×(1.5×1011)2 m 2＝28.26×1022 m 2. 每平方米有n 2个中微子，则： n 2＝16.96×103728.26×1022个＝6×1014个．【答案】 (1)4.2×106 t (2)6×1014个12．(15分)已知氘核质量为2.013 6u、中子质量为1.008 7u，32He核的质量为3.015 0u.(1)写出两个氘核聚变成32He核的反应方程；(2)计算上述核反应中释放的核能．(3)若两氘核以相等的动能0.35 MeV作对心碰撞，即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的32He核和中子的动能各是多少？解析(1)由质量数和电荷数守恒可知：2H＋21H→32He＋10n1(2)由题设条件可求出质量亏损为：Δm＝2.013 6u×2－(3.015 0＋1.008 7)u＝0.003 5u所以释放的核能为：ΔE＝Δmc2＝931.5×0.003 5MeV＝3.26 MeV(3)因为该反应中释放的核能全部转化为机械能，即转化为He核和中子的动能．若设He核和中子的质量分别为m1、m2，速度分别为v1、v2.由动量和能量守恒有m1v1－m2v2＝0，E k1＋E k2＝2E k0＋ΔE.【答案】(1)21H＋21H→32He＋10n(2)3.26 MeV(3)见解析。

高三物理人教版一轮复习精品解析训练：放射性元素的衰变核能

第十三章第4讲(对应学生用书P311)考点题号错题统计原子核及其衰变1、6、7、8、10核反应及其方程2、3、4、5、9核能的计算12一、选择题1．(2013·天津高考)下列说法正确的是()A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关解析：选C原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量数守恒，所以A错误．α射线是高速He核流，β射线是高速电子流，γ射线是高速光子流，B错误．氢原子由高能态向低能态跃迁放出能量，即放出光子，C正确．由hν＝W＋E k可知，D错误．2．(2012·重庆高考)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y y＋14 7N→x＋17 8O y＋94Be→z＋12 6Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A．α粒子B．质子C．中子D．电子解析：选C将上述三个方程相加，整理后得73Li＋14 7N＋94Be→17 8O＋12 6C＋z，根据电荷数守恒和质量数守恒，z的质量数为1，电荷数为0，为中子，C正确．3．(2014·乌鲁木齐诊断)下列说法正确的是()A.157N＋11H→12 6C＋42He是α衰变方程B.42He＋2713Al→3015P＋10n是β衰变方程C.11H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程D.238 92U→234 90Th＋42He是核裂变反应方程解析：选C放射性元素的原子核发出α粒子，称之为α衰变，A选项错误；β衰变应产生0－1e，B选项错误；铀的裂变反应方程为238 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，D选项错误；只有C 选项正确．4．(2013·广东高考)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是235 92U＋10n→144 56Ba ＋8936Kr＋310n.下列说法正确的有()A．上述裂变反应中伴随着中子放出B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析：选AC由核反应方程可知，铀核裂变时释出了3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，A正确．当铀块体积小于其临界体积时链式反应将无法进行，B错误．核电站就是利用人工控制的链式反应来产生能源的，C正确．半衰期是由放射性元素的原子核内部本身因素决定的，与环境温度无关，D错误．5．(2013·重庆高考)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：235 92U ＋10n→a＋b＋210n，则a＋b可能是()A.140 54Xe＋9336KrB.141 56Ba＋9236KrC.141 56Ba＋9334SrD.140 54Xe＋9434Sr解析：选D根据核反应质量数、核电荷数守恒，则a＋b两种元素的质量数之和为(235＋1－2)＝234，电荷数之和为92，D项中两元素的质量数为(140＋94)＝234，电荷数为(54＋38)＝92，故D正确．6．(2014·徐州摸底)下列说法正确的是()A．温度越高，放射性元素的半衰期越长B．天然放射现象说明原子核内部是有结构的C．汤姆生通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构D．重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能解析：选BD放射性元素的半衰期不随温度变化，选项A错误；天然放射现象说明原子核内部是有结构的，选项B正确；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构，选项C 错误；重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能，选项D正确．7．核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是()A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有相同的质子数解析：选Dβ射线的本质是电子，并非氦核，A错误．γ光子的频率大于可见光光子的频率．由E＝hν可知，γ光子的能量大于可见光光子的能量，B错误．半衰期越小表示元素衰变越快，C错误．同位素中子数不同但含有相同的质子数，D正确．8．(2014·连云港摸底)核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设规模．核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏Pu的半衰期为24 100年，其衰变方细胞基因，提高罹患癌症的风险．已知钚的一种同位素23994程为239 94Pu→X＋42He＋γ，下列有关说法正确的是()A．X原子核中含有92个中子B．100个239 94Pu经过24 100年后一定还剩余50个C．由于衰变时释放巨大能量，根据E＝mc2，衰变过程总质量增加D．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析：选D根据核反应方程遵循的规律，X原子核中含有92个质子，235个核子，143个中子，A错误．半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，100个239 94Pu经过24 100年后不一定还剩余50个，B错误．由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减少，放出粒子的质量和生成新核的质量之和小于衰变前核的质量，C错误．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，D正确．二、非选择题9．(2013·新课标全国高考Ⅰ)一质子束入射到静止靶核2713Al上，产生如下核反应：p＋2713Al→X＋n式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为__________，中子数为__________．解析：设X的质子数为x，中子数为y，由电荷数守恒和质量数守恒可知1＋13＝x,1＋27＝x＋y＋1，解得x＝14，y＝13.答案：141310．(2013·山东高考)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K时，可以发生“氦燃烧”．(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：42He＋__________→84Be十γ.(2)84Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16s.一定质量的84Be，经7.8×10－16s后所剩84Be 占开始时的__________．解析：(1)由质量数守恒和电荷数守恒可推知，空白处的粒子为42He.(2)由题意知，84Be 经历的半衰期数为3，所以剩余的82Be 占开始时的⎝⎛⎭⎫123＝18. 答案：(1)42He (2)1811．(2014·聊城一中摸底)静止的锂核63Li 俘获一个速度为8×106m/s 的中子，发生核反应后若只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核42He ，它的速度大小是8×106m/s ，方向与反应前的中子速度方向相同，求反应后产生的另一个粒子的速度．解析：完成此核反应的方程式：63Li ＋10n →42He ＋31H 由动量守恒定律可知：m v 1＝4m v 2＋3m v 3 v 3＝－8×106 m/s即：反应后所产生的另一个粒子的速度大小为8×106 m/s ，方向与反应前的中子速度方向相反．答案：见解析12．海水中含有丰富的氘，完全可充当未来的主要能源．两个氘核的核反应为：21H ＋21H →32He ＋10n ，其中氘核的质量为2.013 6 u ，氦核的质量为3.015 0 u ，中子的质量为1.008 7 u(1 u ＝931.5 MeV/c 2)求：(1)核反应中释放的核能；(2)在两个氘核以相等的动能0.35 MeV 进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能．解析：(1)核反应中的质量亏损Δm ＝2m H －m He －m n ，由ΔE ＝Δmc 2可知释放的核能：ΔE ＝(2m H －m He －m n )c 2＝3.26 MeV .(2)把两个氘核作为一个系统，碰撞过程中系统的动量守恒，由于碰撞前两氘核的动能相等，其动量等大、反向，反应前后系统的总动量为零，即m He v He －m n v n ＝0.反应前后系统的总能量守恒，即12m He v 2He ＋12m n v 2n ＝ΔE ＋ΔE kH 又因为m He ∶m n ＝3∶1，所以v He ∶v n ＝1∶3由以上各式代入已知数据得：E n ＝2.97 MeV ，E He ＝0.99 MeV 答案：(1)3.26 MeV (2)2.97 MeV ；0.99 MeV。

高考物理一轮复习第13章原子结构原子核第2讲放射性元素的衰变核能课后限时训练新人教版

放射性元素的衰变核能一、选择题(本题共10小题，1～4题为单选，5～10题为多选)1．(2016·江苏物理)贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。

下列属于放射性衰变的是导学号 51343315( A )A.14 6C→14 7N＋ 0－1eB.235 92U＋10n→139 53I＋9539Y＋210nC.21H＋31H→42He＋10nD.42He＋2713Al→3015P＋10n[解析]一个放射性原子核自发地放出一个粒子变成新的原子核的过程为原子核的衰变，A项为原子核衰变，B项为重核的裂变，C项为轻核的聚变，D项为原子核的人工转变，因此A项正确。

2．(2017·湖南省五市十校高三联考)放射性原子核234 91Pa经过n次α衰变和m次β衰变，最终变为稳定的原子核206 82Pb，则导学号 51343316( A )A．n＝7，m＝5 B．n＝5，m＝7C．n＝9，m＝7 D．n＝7，m＝9[解析]本题中放射性原子核234 91Pa经过衰变，最终变为原子核206 82Pb；可知质量数减少28，质子数减少9；在衰变过程中根据质量数与电荷数守恒有4n＝28,2n－m＝9，得n＝7，m＝5，所以选项A正确。

3．(2017·吉林省重点中学第二次模拟考试)下列说法正确的是导学号 51343317 ( B )A．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和B．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律C．在天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的D．镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，也就是说，100个镭226核经过1620年后一定还剩下50个镭226没有发生衰变[解析]原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，选项A错误；在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律，选项B正确；在天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的，选项C错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，少量原子核衰变不能运用半衰期的统计规律，所以选项D错误。

高三物理第一轮复习光电效核反核能基础过关练习

准兑市爱憎阳光实验学校第二节光电效、核反、核能一、单项选择题1．(二模)钍核(234 90Th)有放射性，它能放出一个粒子变成镤核(234 91Pa)，并伴随该过程放出光子，以下说法正确的选项是( )A．光线可能是红外线，该粒子是正电子B．光线可能是X射线，该粒子是中子C．光线一是γ射线，该粒子是质子D．光线一是γ射线，该粒子是电子解析：选D.该反的核反方程为234 90Th→234 90Pa＋0－1e，放出的粒子为电子，伴随放出的射线为γ射线．2．()在以下两个核反方程中，X1、X2分别代表一种粒子．①238 92U→234 90Th＋X1②21H＋31H→42He＋X2，以下判断中正确的选项是( )A．①是重核裂变反B．②是轻核聚变反C．X1是α粒子，此种粒子形成的射线具有很强的贯穿本领D．X2是中子，X2的质量于21H与31H质量之和减去42He的质量解析：选B.①是α衰变，选项A错误；②是轻核聚变，选项B正确；X1是α粒子，但是α粒子的穿透本领不是很强，选项C错误；X2是中子，核反过程中反前后质量数守恒，但反前后质量不守恒，应选项D错误．3．(模拟)放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成原子核时，往往时伴随γ辐射．A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，经过t＝T1·T2时间后测得这两种放射性元素的质量相，那么它们原来的质量之比m A∶m B为( )A．(12)T2∶(12)T1B．1∶1C．2T1∶2T2D．2T2∶2T1解析：选D.放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成原子核时，原子核往往有多余的能量，亦即原子核处于激发态，这些能量再以γ光的形式放出，这就是γ衰变，γ衰变总是伴随着α衰变或β衰变．根据衰变公式：m＝m0(12)tT有：m A(12)tT1＝m B(12)tT2又因为t＝T1·T2所以m A∶m B＝2T2∶2T1.二、双项选择题4．(模拟)在以下四个核反方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子：①31H＋X1→42He＋10n②14 7N＋42He→17 8O＋X2③94Be＋42He→12 6C＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋X4以下判断中正确的选项是( )A．X1是质子B．X2是中子C．X3是中子D．X4是质子解析：选CD.由质量数和电荷数守恒可知：X1是21H(氘核)；X2是11H(质子)；X3是10n(中子)；X4是11H(质子)；应选项C、D正确．5．(一模)在居室装修中经常用到花岗岩、大理石装饰材料，都不同程度地含有放射性元素，有些含有铀、钍的花岗岩会释放出α、β、γ射线，根据有关放射性知识可知，以下说法正确的选项是( )A．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少2B．发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内中子数减少1C．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D．在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱解析：选BD.α衰变是两个质子与两个中子作为一个整体从原子核中抛射出来，即211H＋210n→42He，发生α衰变时，核内质量数减少4，选项A错误；β衰变是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，即10n→11H＋0－1e，发生β衰变时，核内中子数减少1，核子数不变，选项B正确而C错误；由三种射线性质可得，选项D正确．6．(模拟)奥运会场馆设施采用很多太阳能技术．太阳的能量来源于氢核的聚变，每次聚变反可以看成是4个氢核(11H)结合成1个氦核(42He)，同时放出正电子(01e)．氢核的质量为m p，氦核的质量为mα，正电子的质量为m e，真空中光速为c.以下关于氢核聚变的说法正确的选项是( )A．核反方程为411H→42He＋201eB．核反方程为411H→42He＋01eC．每次核反所释放的能量为(4m p－mα－2m e)c2D．每次核反所释放的能量为(4m p－mα－m e)c2解析：选AC.由质量数、电荷数守恒知，A对，B错；此核反的质量亏损为Δm＝4m p－mα－2m e，由质能方程，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝(4m p－mα－2m e)c2，C对，D错．7．(模拟)如下图，两个相切的圆表示一个静止原子核发生某种核变化后，产生的两种运动粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可能的是( )A．原子核发生了α衰变B．原子核发生了β衰变C．原子核放出了一个正电子D ．原子核放出了一个中子解析：选AC.两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变，由于无外力作用，动量守恒，说明原子核发生衰变后，核与放出的粒子速度方向相反，假设是它们带相同性质的电荷，那么它们所受的洛仑兹力方向相反，那么轨道是外切圆，假设它们所带电荷的性质不同，那么它们的轨道是内切圆．图示的轨迹说明是放出了正电荷，所以可能是α衰变或放出了一个正电子，故A 、C 两选项正确．三、非选择题8．(高考卷)历史上第一次利用加速器实现的核反，是用加速后动能为0.5 MeV 的质子11H 轰击静止的A Z X ，生成两个动能均为 MeV 的42He.(1 MeV ＝1.6×10－13J)(1)上述核反方程为________． (2)质量亏损为________kg.解析：(1)11H ＋73X→42He ＋42He 或11H ＋73Li→42He ＋42He.(2)Δmc 2＝E 末－E 初，所以Δm ＝E 末－E 初c 2＝2×－0.5×1.6×10－133×1082kg≈×10－29kg.答案：(1)11H ＋73X→42He ＋42He 或11H ＋73Li→42He ＋42He (2)×10－299．(高考卷)(1)在核反10n ＋X→31H ＋42He ＋ΔE 过程中，X 是未知核．由核反知识可以确X 核为__①__.假设10n 、X 核、31H 和42He 的静止质量分别为m 1、m X 、m 3和m 4，那么ΔE 的值为__②__.(2)核能、风能能源是近来能源开展的方向之一．与煤、传统能源相比拟，核能具有哪些优点和缺点？(3)有一座城市，经常受到和风沙的侵扰．为了合理使用能源，方案建造风能发电站或太阳能发电站．请用物理学知识，指出建造哪种类型的发电站更适宜，并请说明理由．解析：(1)由质量数和电荷数守恒可知，X 核是63Li 由爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2可得． (2)(3)见答案．答案：(1)①63Li ②ΔE ＝[(m 1＋m X )－(m 3＋m 4)]c 2(2)优点：核裂变产生的能源比使用煤和更加清洁；产能更多．缺点：核裂变反造成的核废料具有放射性，难处理；建造本钱高． (3)建风能发电站比拟合理理由：在使用风能发电时，根据能量守恒知识，风能一方面转化为电能，另一方面可以减弱风速，减小对城市的破坏．10．()(1)能使某金属产生光电效的极限频率为ν0.当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为________．当照射光的频率继续增大时，那么逸出功________(填“增大〞“减小〞或“不变〞)．(2)如下图，一个有界的匀强磁场，磁感强度B ＝0.50 T ，磁场方向垂直于纸面向里，MN 是磁场的左边界．在距磁场左边界MN 的1.0 m 处有一个放射源A ，内装放射物质22688Ra(镭)，22688Ra 发生α衰变生成核Rn(氡)．放在MN 左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN 方向射出的α粒子，此时接收器位置距直线OA 的距离为1.0 m.①试写出Ra 的衰变方程；②求衰变后Rn(氡)的速率．(质子、中子的质量为1.6×10－27kg ，电子电量e ＝1.6×10－19C)解析：(1)h ν0 不变 (2)①22688Ra→22286Rn ＋42He.②对α粒子qv αB ＝m v 2αr v α＝qBR m动量守恒得0＝mv α－Mvv ＝m M v α＝qBR M ＝2×1.6×10－19×1.0×0.5222×1.6×10－27m/s ＝×105m/s. 答案：见解析1.(模拟)238 92U 放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成210 83Bi ，而210 83Bi 可以经一次衰变变成210a X(X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b 81Ti ，210a X 和b 81Ti 最后都变成20682Pb ，衰变路径如下图，那么( )A ．a ＝82，b ＝211B.21083Bi→210a X 是β衰变，21083Bi→b81 Ti 是α衰变 C.21083Bi→210a X 是α衰变，21083Bi→b81Ti 是β衰变 D.b 81 Ti 经过一次α衰变变成20682Pb解析：选B.在21083Bi→210a X 中，质量数没有发生变化，一是β衰变，a ＝84，在210 83Bi→b 81Ti 中，质子数减少2，一是α衰变，b ＝206，所以B 正确.b 81Ti→20682Pb 是β衰变，所以D 错误．2．(模拟)雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(νe )而获得了度诺贝尔物理学奖．他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C 2Cl 4)溶液的巨桶．中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反方程为νe＋3717Cl→3718Ar ＋0－1e ，3717Cl 核的质量为35658 u ，3718Ar 核的质量为35691 u ，0－1e 的质量为0.00055 u ，1 u 质量对的能量为93 MeV.根据以上信息，可以判断( )A ．中微子不带电B ．中微子就是中子 C.3717Cl 和3718Ar 是同位素D ．参与上述反的中微子的最小能量约为0.82 MeV解析：选AD.在核反中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数是零，质量数是零，故A项正确，而中子的质量数是1，故B项错误；同位素是电荷数相，质量数不的同种元素，而3717Cl和3718Ar是两种不同的元素，故C 项错误；由爱因斯坦质能方程得中微子的质量m＝(0.00055＋35691－35658)u ＝0.00088 u，而1 u质量对的能量为93 MeV，所微子的最小能量是E＝93×0.00088 MeV≈0.82 MeV，故D项正确.。

全国通用近年高考物理一轮复习第十二章波粒二象性原子结构原子核课时作业三十五12.3放射性元素的衰变

（全国通用版）2019版高考物理一轮复习第十二章波粒二象性原子结构原子核课时分层作业三十五12.3 放射性元素的衰变核能编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（全国通用版）2019版高考物理一轮复习第十二章波粒二象性原子结构原子核课时分层作业三十五12.3 放射性元素的衰变核能）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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课时分层作业三十五放射性元素的衰变核能(45分钟100分)选择题(本题共16小题，共100分。

1～10题为单选题，11～16题为多选题,1～12题每小题6分,13～16题每小题7分）1。

关于原子核，下列说法中错误的是（）A.原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子时所吸收的能量B。

所有核子之间都有核力C。

核子结合成原子核时会出现质量亏损,质量亏损所对应的能量即为核反应释放的核能D.比结合能越大原子核越稳定【解析】选B。

原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需吸收的能量,故A项正确;核力是短程力,只有相邻核子之间才有核力,故B项错误;自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故C项正确;比结合能越大,原子核越稳定,故D项正确。

2。

(2018·洛阳模拟）如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E,通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。

若撤去电场后继续观察,发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断,放射源发出的射线可能为 ( ）A。

2019高考物理一轮复习课时作业12.3原子核

第十二章第三节原子核[基础落实课][限时45分钟；满分100分]一、选择题(每小题8分，满分64分)1.导学号：82211045(2019·上海模拟)由放射性元素放出的氦核流被称为A．阴极射线B．α射线C．β射线D．γ射线解析在天然放射现象中，放出α、β、γ三种射线，其中α射线属于氦核流，选项B 正确。

答案 B2.导学号：82211046(2019·上海模拟)在同位素氢、氘、氚的核内具有相同的A．核子数B．电子数C．中子数D．质子数解析同位素是指在原子核中的质子数相同而中子数不同的元素，故氢、氘、氚的核内具有相同的质子数，D项正确。

答案 D3．(2018·武昌调研)以下说法正确的是A．放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，但与外部条件有关导学号：82211047B．某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变C．根据玻尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小D．用一光电管进行光电效应实验时，当用某一频率的光入射，有光电流产生，若保持入射光的总能量不变而不断减小入射光的频率，则始终有光电流产生解析放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，与外部条件也无关，选项A 错误；某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，根据爱因斯坦光电效应方程，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变，选项B 正确；根据玻尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的势能减小，动能变大，总能量减小，选项C 错误；用一光电管进行光电效应实验时，当用某一频率的光入射，有光电流产生，若保持入射光的总能量不变而不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于金属的极限频率时，则不能发生光电效应，就没有光电流产生，选项D 错误。

高考物理人教选修3-5 16.2《放射性元素的衰变核能》同步练习

1.如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，计数器对α粒子、β粒子、γ光子均能计数.若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是（）A.α、β和γ的混合放射源B.纯α放射源C.α和γ的放射源D.纯γ放射源2. 关于放射性元素，下列说法正确的是（）A.利用放射性同位素可作为示踪原子B.利用放射性同位素放出的α射线可以进行金属探伤C.放射性元素发生一次β衰变，质子数减少1D.放射性元素的半衰期随环境温度的升高而缩短3.将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下图表示射线偏转情况中正确的是（）4. 对核子结合成原子核的下列说法正确的是（）A.原子核内的核子间均存在核力B.原子核内的质子间均存在核力和库仑力C.当n 个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时，其间“势能”一定减小D.对质子数较多的原子核，其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用5.14C 是一种半衰期为5 730年的放射性同位素.若考古工作者探测到某古木中14C 的含量为原来的41，则该古木死亡时间距今大约（） A.22 920年 B.11 460年C.5 730年D.2 865年6.关于放射性同位素应用的下列说法正确的是（）A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B.利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C.用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害7.关于重核的裂变，以下说法正确的是（）A.核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B.中子进入铀块中时，一定发生链式反应C.重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数量减少D.由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能8.为了直接验证爱因斯坦狭义相对论中著名的质能方程E=mc2，科学家用中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性.设捕获中子前的原子质量为m1，捕获中子后的原子质量为m2，被捕获的中子质量为m3，核反应过程放出的能量为ΔE，则这一实验需验证的关系式是（）A.ΔE=(m1-m2-m3)c2B.ΔE=(m1+m3-m2)c2C.ΔE=(m2-m1-m3)c2D.ΔE=(m2-m1+m3)c2【解析】反应前的质量总和为m1+m3，质量亏损Δm=m1+m3-m2，核反应释放的能量ΔE=(m1+m3-m2)c2，选项B正确.【答案】B9.放射性同位素146C被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖.（1）宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成146C（很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5 730年），放出射线.试写出有关的核反应方程.（2）若测得一古生物遗骸中146C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？10.太阳的能量来自下面的反应：四个质子（氢核）聚变成一个α粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子.若太阳辐射能量的总功率为P，质子11H、氦核42He、正电子1e的质量分别为m p、mα、m e，真空中光速为c，求：（1）写出核反应方程式；（2）核反应所释放的能量ΔE;（3）在t时间内参与上述核反应的质子数.。

高三物理一轮复习精品练习：16.2放射性元素的衰变核能(人教版选修3-5)

第二讲放射性元素的衰变核能1．居室装修中经常用到的花岗岩都不同程度地含有放射性元素(含轴、钍等)，会释放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道疾病．根据有关放射性知识判断下列说法中正确的是() A．α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4B．β射线是发生β衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数减少了1C．γ射线是发生γ衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了1D．在α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强、电离能力最弱解析α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2；β射线是发生β衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，质量数不变，中子数减少了1；γ射线是发生γ衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数不变，故选项A、B、C错误，D正确．答案 D2．某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为()A．11.4天B．7.6天C．5.7天D．3.8天解析根据⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ＝18，t τ＝3，因为t ＝11.4天，所以τ＝11.43＝3.8天，选项D 正确．答案 D3．科学家发现在月球上含有丰富的32He(氦3)．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料．其参与的一种核聚变反应的方程式为32He ＋32He →211H ＋42He.关于32He 聚变下列表述正确的是( ) A ．聚变反应不会释放能量B ．聚变反应产生了新的原子核C ．聚变反应没有质量亏损D ．目前核电站都采用32He 聚变反应发电解析轻核聚变生成质量较大(中等)的新核，并释放能量，有质量亏损．答案 B4．一个235 92U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为235 92U ＋10n →X ＋9438Sr ＋210n ，则下列说法正确的是( )A ．X 原子核中含有86个中子B ．X 原子核中含有141个核子C ．因为裂变释放能量，根据E ＝mc 2，所以裂变后的总质量数增加D ．因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少解析由质量数守恒和电荷数守恒知235＋1＝a ＋94＋2×1,92＝b ＋38，解得a ＝140，b ＝54，其中a 是X 的质量数，b 为X 的电荷数，X核中的中子数为a－b＝140－54＝86，由此可知A选项对，B选项错；裂变释放能量，由质能关系可知，其总质量减小，但质量数守恒，故C、D均错．答案 A5．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生并放出能量．这几种反应的总效果可以表示为621H→k42He＋d11H＋210n＋43.15meV，由平衡条件可知()A．k＝1，d＝4B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝3解析核反应的基本规律是质量数和电荷数守恒，所以6×2＝4k ＋d＋2,6×1＝2k＋d，解得k＝2，d＝2，因此B选项正确．答案 B6．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为11H＋126C→137N＋Q1，11H＋157N→126C＋X＋Q2方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：A．X是32He，Q2>Q1B．X是42He，Q2>Q1C．X是32He，Q2<Q1D．X是42He，Q2<Q1解析由核反应中质量数、电荷数守恒可确定X是α粒子．两个核反应中的质量亏损分别为Δm1＝(1.0078＋12.0000－13.0057)u＝0.0021u，Δm2＝(1.0078＋15.0001－12.0000－4.0026)u＝0.0053u，结合爱因斯坦质能方程Q＝Δmc2知Q1<Q2，故B正确．答案 B7．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是() A．核反应方程式为21H＋31H→42He＋10nB．这是一个裂变反应C．核反应过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3D．核反应过程中释放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2解析由氘核和氚核的结合以及电荷数、质量数守恒可知选项A 正确；该核反应为聚变反应，选项B错误；核反应过程中的质量亏损为Δm＝m1＋m2－m3－m4，选项C错误；由爱因斯坦质能方程可知核反应过程中释放的核能ΔE＝Δmc2，选项D正确．答案AD8．钍核(23490Th)具有放射性，它能放出一个电子衰变成镤核(23491Pa)，伴随该过程会放出γ光子，下列说法中正确的是()A．因为衰变过程中原子核的质量数守恒，所以不会出现质量亏损B．γ光子是衰变过程中镤核(23491Pa)辐射的C．给钍加热，钍的半衰期将变短D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的解析因衰变过程中原子核的质量数守恒，但是会出现质量亏损，则选项A错误；给钍加热，钍的半衰期不变，故选项C错误．答案BD9．三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y 核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核(42He)，则下列说法正确的是()A．X核比Z核多一个质子B．X核比Z核少一个中子C．X核的质量数比Z核质量数大3D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍解析设X核质量数为A，电荷数为m，根据题述的“X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核(42He)”可写出核反应方程如下A m X→A m－1Y＋01e，A m－1Y＋11H→A－3Zm－2＋42He，显然X核比Z核多2个质子，多一个中子，X核的质量数比Z 核质量数大3，A、B错误，C正确；X核与Z核的总电荷为m＋m－2＝2m－2，Y核电荷为m－1，所以X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍，D正确．答案CD10．“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核(称为子核)，并且放出一个中微子的过程．中微子的质量极小，不带电，很难被探测到，人们最早是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．关于一个静止的母核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下面的说法中正确的是() A．子核的动量与中微子的动量相同B．母核的电荷数大于子核的电荷数C．母核的质量数等于子核的质量数D．子核的动能大于中微子的动能解析子核的动量与中微子的动量大小相等，方向相反，由p＝2mE k可知，子核的动能小于中微子的动能，母核的电荷数大于子核的电荷数，中微子的质量极小，质量数为零．答案BC11．有些核反应过程是吸收能量的．例如，在X＋147N→178O＋11H 中，核反应吸收的能量Q＝[(m O＋m H)－(m X＋m N)]c2.在该核反应方程中，X表示什么粒子？X粒子以动能E k轰击静止的147N核，若E k＝Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由．解析本题考查核反应中质量数和电荷数守恒以及动量守恒知识，意在考查学生的分析推理能力．根据核反应中质量数和电荷数守恒，可求X粒子质量数和电荷数分别为4和2，所以粒子是42He；42He 粒子轰击静止的147N核，说明42He粒子具有动量，由动量守恒知，反应后总动量不为零，则系统剩有能量，所以这样的核反应不能发生．答案42He不能实现，因为不能同时满足能量守恒和动量守恒的要求12．一静止的氡核(22286Rn)发生α衰变，放出一个速度为v0、质量为m的α粒子和一个质量为M的反冲核钋(Po)，若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能．(1)写出衰变方程；(2)求出反冲核的速度；(3)求出这一衰变过程中亏损的质量．解析 (1)222 86Rn ―→218 84Po ＋42He.(2)设钋核的反冲速度大小为v ，由动量守恒定律有0＝m v 0－M v ，解得v ＝m v 0M .(3)衰变过程中产生的机械能为ΔE ＝12m v 20＋12M v 2＝(M ＋m )m v 202M由爱因斯坦质能方程有ΔE ＝Δmc 2产生这些机械能亏损的质量Δm ＝ΔE c 2＝(M ＋m )m v 202Mc 2. 答案 (1)222 86Rn ―→218 84Po ＋42He(2)m v 0M(3)(M ＋m )m v 202Mc 2。

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