2012届高考物理考点复习：核反应与核能

(3)如图所示．
【答案】 (1) (2)4.19 MeV 0.07 MeV (3)见解析图
【解析】 根据电荷数和质量数守恒，选项A中的X为正电子；选 项B中的X为α粒子；选项C中的X为质子；选项D中的X为中子．故C 正确．
【答案】 C
2．下列关于放射性现象的说法中，正确的是( ) A．原子核发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减 少了4 B．原子核发生α衰变时，生成核与α粒子的总质量等于原来的原子 核的质量 C．原子核发生β衰变时，生成核的质量数比原来的原子核的质量 数多1 D．单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的 【解析】 原子核发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中 子数减少了2，A错误；生成核与α粒子的总质量小于原来的原子核的 质量，B错误；原子核发生β衰变时，生成核的质量数与原来的原子 核的质量数相同，C错误；放射性元素的半衰期由原子核的内部因素 决定，跟元素的化学状态无关，所以单质的铀238与化合物中的铀 238的半衰期是相同的，D正确． 【答案】 D
10 次 β 衰变
【解析】 半衰期是由原子核的内部因素所决定的，与温度无关，A 错误；β 衰变所释放的电子是原子核内的一个中子变成质子释放出来 的，B 错误；在 α、β、γ 这三种射线中，穿透能力依次增强，电离能 力依次减弱，C 正确；铀核(23892U)衰变为铅核(28026Pb)的过程中，要经 过238－4 206＝8 次 α 衰变和 82＋8×2－92＝6 次 β 衰变，D 错误．故 C 正确． 【答案】 C
哪种射线)．
我锁着母亲，锁着她半年了。我把她的白发和叨唠锁在了四楼。她趴在阳台边，像一棵半枯的藤蔓，在阳光里呼吸，在风雨里憔悴。她，在淡然地承接着岁月的眷顾。 最让母亲不堪的，这座灰旧的小楼还不是我的家。在这个陌生的地方，母亲常独自诉说。那时的母亲是孤独而忧郁的，她的叨唠里，最大的心结是走不回月下的故乡了。
阳光满天时，母亲喜欢看云，喜欢看落在阳台上的麻雀，喜欢看楼下忙碌的人影；下雨天，阳台上的母亲叨唠更多了，我想母亲此时更落寞，一定在回想着她青春的往事。 每次上班，当我落锁的那一刻，母亲便走向了阳台，她会准时地守候在阳台边。她目送着我的离去，搜寻着我渐行渐远的轨迹。 我狠心地，有时是快速地逃离楼外那块平地。当我走入石楠树下时，我闭着眼，静静地站一会，我轻轻地说： “母亲，我会很快回来的” 有一种记忆可以很久，有一种思念可以很长，有一双手那手心的舒适和温暖，让我一生无法忘怀。 --题记
【答案】 (1)ABD (2)56天
【应用提示】 (1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方 程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．
(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守 恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．
(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．
【答案】 B
5．(1)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有( ) A．是原子核质量减少一半所需的时间 B．把放射性元素放在温度较高的环境中，可以减小其半衰期 C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的半衰
期 D．可以用来测定地质年代、生物年代等 (2)某考古队发现一古生物骸骨．考古专家根据骸骨中146C 的含量
【自主解答】 α衰变是放射出氦核的天然放射现象，A正确；β 衰变是放射出电子的天然放射现象，而B项是发现质子的原子核人 工转变，故B错；C项是轻核的聚变，D项是β衰变现象，故C对，D 错．
【答案】 AC
1.核力 (1)含义：原子核里的核子间存在互相作用的核力，核力把核子 紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核． (2)特点 ①核力是强相互作用的一种表现； ②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内．因此每个核子 只跟它的相邻核子间才有核力作用．
出能量为E＝0.09 MeV的光子．已知钚原子核的质量M0＝238.999 655 u，α 粒子的质量m＝4.001 509 u，反冲核的质量M＝234.993 470 u．取1 u·c2＝
931 MeV.
(1)写出衰变的核反应方程；
(2)α粒子和反冲核的动能各是多少？
(3)画出α粒子和反冲核在垂直于纸面向里匀强磁场中运动轨迹示意图．
2．核能 (1)质量亏损：组成原子核的核子质量与原子核的质量之差． (2)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和 它的质量成正比，即E＝mc2. 方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关 系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少． ①核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少 ，即ΔE＝Δmc2； ②原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm， 吸收的能量为ΔE＝Δmc2. 【应用提示】 根据ΔE＝Δmc2计算核能时，若Δm以千克为单位， “c”代入3×108 m/s，ΔE的单位为“J”；若Δm以“u”为单位，则由 1uc2＝931.5 MeV得ΔE＝Δm×931.5 MeV.
这是我工作的学校，现在也是母亲没有预计的旅店了。母亲常说，无事莫如三堂。三堂，就是学堂、庙堂、祠堂。年初，我连哄带骗、好说歹说，让母亲离开了她空巢的老家。短短几天，母亲便意兴萧索了。我知道，离巢的老人比老人空巢更加无助、冷清和落寞了。 锁着母亲，其实是我最大的心殇。年前，要强的母亲、88岁的母亲，终于用一根拐杖走上了暮年。她是摔伤的，卧病一年后又奇迹般地站起来了。只是她迈上几步，两腿颤颤巍巍的，让一边看的人更加着急。刚开始，母亲在我房间里走走，坐坐。一次，母亲居然一个人走下了四楼。我看见她的时候，她坐在一丛石楠树下，她和一个老婆婆在大声地闲聊。两位耳背的老人，大多听不清对方讲的什么，但这不影响她们交谈，她们聊得那么的开心。
【标准解答】 (1)由题意根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为
(2)设衰变后α粒子的速度为v，反冲核的速度为v′，根据动量守 恒和能量守恒，有mv＝Mv′
(M0－M－m)c2－E＝Ekα＋EkU≈4.26 MeV 由Ek＝2pm2 ，可整理得EEkkUα＝Mm 所以Ekα＝MM＋m×4.26 MeV＝23253＋5 4×4.26 MeV≈4.19 MeV EkU＝M＋m m×4.26 MeV ＝2354＋4×4.26 MeV≈0.07 MeV.
锁着母亲的日子，我回家更勤了。我怕她摔倒了，怕她烫着了，更怕她年迈的孤独了。有次，我出门，母亲明明是坐着的，可我走出楼道，偶一回头，母亲趴在阳台上了，她一动不动的看着我。这种情形，小时候母亲送我上学、迎我回家是常见的，可这时候她的目光里多了一份依赖和不舍。 母亲是听不见我的脚步声的，她一定在心里默数着我的步履，数着我走下四楼、三楼，再看我走出一楼的那一刻。我想母亲是老了，她能看见我一定是她最大的心安了。母亲眼睛不好，她的目光抵达不了远方，但她浑浊的目光总能锁住儿子的背影。即使人来人往，亲情这个坐标，母亲说什么也不会丢失的。
第三节 核反应与核能
1.三种射线的比较
2.衰变次数计算 (1)衰变方程 α衰变：AZX→AZ－－24Y＋24He β衰变：AZX→ AZ＋1Y＋ 0－1e (2)衰变实质 α衰变：211H＋201n→42He β衰变：10n→11H＋ 0－1e (3)衰变规律：电荷数守恒、质量数守恒． (4)衰变次数的计算 若：AZX→AZ′′Y＋n24He＋m 0－1e 则：A＝A′＋4n Z＝Z′＋2n－m 解以上两式即可求出m和n.
(2011·铜陵检测)(1)
(钍)经过一系列 α 衰变和 β 衰
变，变成
(铅)．以下说法正确的是
A．铅核比钍核少 8 个质子
B．铅核比钍核少 16 个中子
C．共经过 4 次 α 衰变和 6 次 β 衰变
D．共经过 6 次 α 衰变和 4 次 β 衰变
(2)约里奥—居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了 1935 年的诺贝尔化
MeV/c2.
(1)写出衰变方程；
(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．
【标准解答】 (1)衰变方程为29349Pu→29325U*＋42He 23925U*→29325U＋γ 或合起来有23994Pu→29325U＋42He＋γ (2)上述衰变过程的质量亏损为Δm＝mPu－mU－mα 由质能方程，得ΔE＝Δmc2 由能量守恒，得ΔE＝EU＋Eα＋Eγ 设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为vU和vα，则由动量守恒定
A．1036 kg B．1018 kg C．1013 kg D．109 kg
【解析】 根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，得Δm＝ΔcE2 ＝
4×1026 3×1082
kg≈109
kg.故D正确．
【答案】 D
核反应与其他知识的综合应用
一个钚的同位素
的原子核静止在匀强磁场中．某时
刻该原子核垂直于磁场方向放射出一个α粒子，变成铀的同位素，同时辐射
(2009·海南高考)钚的放射性同位素
239 94
Pu静止时衰变为铀
核激发态
235 92
U*和α粒子，而铀核激发态
235 92
U*立即衰变为铀核
235 92
U，并放
出能量为0.097
Hale Waihona Puke Baidu
MeV的γ光子．已知：
239 94
Pu、
235 92
U和α粒子的质量分别为
mPu＝239.052 1 u、mU＝235.043 9 u和mα＝4.002 6 u，1 u＝931.5
Pb＋
X1，
60 27
Co→
60 28
Ni＋X2，方程中的X1代表的是________，X2代表的是
______．
(2)如图14－2－2所示，铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射
性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，在图(a)、(b)中分
别画出射线运动轨迹的示意图(在所画轨迹上须标明是α、β和γ中的
3．关于天然放射现象，叙述正确的是( ) A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减短 B. β 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 C．在 α、β、γ 这三种射线中，γ 射线的穿透能力最强，α 射线
的电离能力最强 D．铀核(29328U)衰变为铅核(20862Pb)的过程中，要经过 8 次 α 衰变和
推断出了该生物死亡的年代．已知此骸骨中146C 的含量为活着的生物 中146C 的 1/4，146C 的半衰期为 5 730 年．该生物死亡时距今约______ 年．
【答案】 (1)D (2)11 460
6．(1)放射性物质
210 84
Po和
60 27
Co的核衰变方程分别为：
210 84
Po→
206 82
律，得mUvU＝mαvα 又由动能的定义知EU＝12mUvU2 ，Eα＝12mαv2α 联立解得Eα＝mUm＋Umα[(mPu－mU－mα)c2－Eγ] 代入题给数据得Eα＝5.034 MeV
(2010·北京高考)太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不 断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据爱因斯坦质 能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )
学奖，他们发现的放射性元素3105P 衰变成3104Si 的同时放出另一种粒子，这种粒子 是__________.3125P 是1350P 的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg 1352P 随时 间衰变的关系如图 14－2－1 所示，请估算 4 mg 的3125P 经多少天的衰变后还剩
0.25 mg?
3．对半衰期的理解 (1)根据半衰期的概念，可总结出公式 N余＝N原(12)t/τ，m余＝m原(12)t/τ 式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N
余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定 的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化 合物)无关．
可是有一回，我下班回家，母亲不见了。我找遍了整个校园，不见她的拐杖，也没听见那熟悉的叨唠声。我走出校门，看见母亲了。她坐在路边，正在揉着那条萎缩的腿脚。我很生气，大声地凶她：“谁叫你出来的？再摔一次怎么办？碰着车了怎么办？走丢了怎么办？” 母亲怯怯地看着我，像个做错事的孩子：“唉，再不出来了。我就想看看这条路能走到哪里。”我没听她细说，我一把驮起母亲。我直起身的一瞬，心里微微一疼。母亲是那么轻，好像我背着的是一片叶子，又像是我背着的小时候的女儿。 我背着她，轻轻地，走过一片艳阳，走过学生的目光。 这以后，母亲不出去而我上班时，我便锁着母亲了。