教科版高中物理总复习巩固练习 天然放射性现象、原子核的人工转变

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高考物理总复习含答案:天然放射性现象、原子核的人工转变

高考物理总复习含答案:天然放射性现象、原子核的人工转变

【巩固练习】 一、选择题1、(2015 北京卷)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2、某种元素具有多种同位素,反映这些同位素的质量数A 与中子数N 关系的是图( )A A A AO N O N O N O N(A ) (B ) (C ) (D )3、以下是物理学史上3个著名的核反应方程( )x+73Li →2y y+147N → x+178O y+94Be →z+126C x 、y 和z 是三种不同的粒子,其中z 是A. α粒子 B .质子 C .中子 D .电子 4、(2015 北京卷)下列核反应方程中,属于α衰变的是( )A. H O He N 1117842147+→+ B.He Th U 422349023892+→C. n He H H 10423121+→+ D.e Pa Th 01-2349123490+→5、表示放射性元素碘131(13153I )β衰变的方程是A .131127453512I Sb He →+B .131131053541I Xe e -→+ C .131130153530I I n →+ D .131130153521I Te H →+6、在存放放射性元素时,若把放射性元素①置于大量水中;②密封于铅盒中;③与轻核元素结合成化合物.则( )A.措施①可减缓放射性元素衰变B.措施②可减缓放射性元素衰变C.措施③可减缓放射性元素衰变D.上述措施均无法减缓放射性元素衰变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,发生衰变期时会辐射γ射线。

2018届高考物理一轮总复习检测第十一章第4课时天然放射现象核反应核能Word版含答案

2018届高考物理一轮总复习检测第十一章第4课时天然放射现象核反应核能Word版含答案

一、天然放射现象、原子核的组成1.天然放射现象(1)天然放射现象.元素自发地放出射线的现象,首先由贝克勒尔发现.天然放射现象的发现,说明原子核还具有复杂的结构.(2)放射性和放射性元素.物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性.具有放射性的元素叫放射性元素.2.原子核(1)原子核的组成.①原子核由中子和质子组成,质子和中子统称为核子.②原子核的核电荷数=质子数,原子核的质量数=中子数+质子数.③X元素原子核的符号为A Z X,其中A表示质量数,Z表示核电荷数.(2)同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子,因为在元素周期表中的位置相同,同位素具有相同的化学性质.3.三种射线的比较二、原子核的衰变和半衰期1.原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变.(2)分类.2.半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间.半衰期由核内部本身的因素决定,跟原子所处的物理或化学状态无关.1.β射线是光子流.(×)2.原子核是由质子和中子组成的.(√)3.半衰期是一个统计规律,对少数原子核不适用.(√)4.人造放射性同位素被广泛地应用.(√)5.核力是弱相互作用力.(×)6.爱因斯坦质能方程反映了物质的质量就是能量,它们之间可以相互转化.(×)7.核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒,同时遵循电荷数守.(√)1.(2015·北京卷)下列核反应方程中,属于α衰变的是()A.147N+42He→178O+11HB.23892U→23490Th+42H eC.21H+31H→42He+10nD.23490Th→23491Pa+0-1e解析:α衰变是指某一原子核自发的变成另一种原子核,并放出α粒子的过程,可以看出选项B正确;选项A为人工转变方程;选项C为轻核聚变;选项D为β衰变.答案:B2.(2016·南京模拟)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:23592U+10n→a+b+210n,则a+b可能是()A.14054Xe+9336KrB.14156Ba+9236KrC.14156Ba+9338SrD.14054Xe+9438Sr解析:核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒,通过核反应前后的质量数和电荷数相等不难得出选项A、B、C错误,D正确.答案:D3.(2016·保定模拟)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.核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素,它可破坏细胞基因,提高罹患癌症的风险.已知钚的一种同位素23994Pu的半衰期为24 100年,其衰变方程为23994Pu→X+42He+γ,下列说法中正确的是()A.X原子核中含有92个中子B.100个23994Pu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:根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可得,X原子核中含有92个质子,235个核子,则中子数为235-92=143(个),选项A错误;半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,100个23994Pu 经过24 100年后不一定还剩余50个,选项B错误;由于衰变时释放巨大能量,衰变过程总质量减少,选项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,选项D正确.答案:D4.(2017·豫北六校联考)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量,该反应方程为:21H+31H→42He+x,式中x是某种粒子.已知:21H、31H、42He和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u;1u=931.5 MeV/c2,c是真空中的光速.由上述反应方程和数据可知,粒子x是________,该反应释放出的能量为________ MeV(结果保留3位有效数字).解析:根据电荷数守恒和质量数守恒可知,x的质量数为1,电荷数为零,故x为中子.质量亏损Δm=2.01 4 1u+3.016 1 u-(4.002 6 u+1.008 7 u)=0.018 9 u,E=Δmc2=0.018 9×931.5 MeV≈17.6 MeV.答案:10n(或中子)17.6一、单项选择题1.(2015·重庆卷)图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹,气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里.以下判断可能正确的是()A.a、b为β粒子的径迹B. a、b为γ粒子的径迹C. c、d为α粒子的径迹D. c、d为β粒子的径迹解析:γ射线是不带电的光子流,在磁场中不偏转,故选项B错误.α粒子为氦核带正电,由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转,故选项A、C错误,β粒子是带负电的电流,应向下偏转,选项D正确.答案:D2.(2014·北京卷)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:一个质子和一个中子结合成氘核时,质量亏损Δm=m1+m2-m3,根据质能方程,释放的能量ΔE=Δmc2=(m1+m2-m3)c2,选项C正确,A、B、D错误.答案:C3.(2016·太原模拟)如图所示,由天然放射性元素钋(Po)放出的射线x1,轰击铍(94Be)时会产生粒子流x2,用粒子流x2轰击石蜡时会打出粒子流x3,经研究知道()A.x1为α粒子,x2为质子B.x1为α粒子,x3为质子C.x2为质子,x3为中子D.x2为质子,x3为光子解析:用从钋发出的α射线轰击铍时,会产生一种不受电场和磁场影响、穿透力很强的粒子流.如果用这种粒子流轰击石蜡,能从石蜡中打出质子.查德威克经过研究,发现这种粒子正是卢瑟福猜想的中子.由以上可知x1为α粒子,x2为中子,x3为质子,B正确,A、C、D错误.答案:B4.(2014·重庆卷)碘131的半衰期约为8天,若某药物含有质量为m 的碘131,经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有( )A.m 4B.m8 C.m 16 D.m 32解析:由半衰期公式m ′=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t /τ可知,m ′=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫1232/8=116m ,故选项C 正确.答案:C5.(2017·吉林模拟)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 g 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4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,选项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,选项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,选项D错误.答案:A6.(2017·沈阳模拟)在匀强磁场中有一个静止的氡原子核(22286 Rn),由于衰变它放出一粒子,此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个互相外切的圆,大圆与小圆的直径之比为42∶1,如图所示,那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个()A.22286Rn→22287Fr+0-1eB.22286Rn→21884Po+42HeC.22286Rn→22286At+01eD.22286Rn→22285At+01e解析:氡核的衰变过程满足动量守恒定律,其放出的粒子与反冲核的动量大小相等,方向相反;带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,洛伦兹力提供向心力,即B v q=m v2r,所以r=m vBq,当粒子动量大小相同,磁感应强度恒定时,q∝1r,根据题意,放出的粒子与反冲核的电荷数之比为1∶42,据此可知,选项B正确.答案:B二、多项选择题7.(2015·山东卷)14C发生放射性衰变为14N,半衰期约为5 700年.已知植物存活其间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少.现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一.下列说法正确的是() A.该古木的年代距今约为5 700年B.12C、13C、14C具有相同的中子数C. 14C衰变为14N的过程中放出β射线D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析:因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一,则可知经过的时间为一个半衰期,即该古木的年代距今约为5 700年,选项A正确;12C、13C、14C具有相同的质子数,由于质量数不同,故中子数不同,选项B错误;根据核反应方程可知,14C衰变为14N的过程中放出电子,即发出β射线,选项C正确;外界环境不影响放射性元素的半衰期,选项D错误.答案:AC8.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(13355Cs)的结合能小于铅原子核(20882Pb)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:结合能是指核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解成核子时吸收的能量,选项A正确;由于重原子核变成α粒子和另一个新核的过程释放能量,而总能量守恒,因此,衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能,选项B正确;原子核的核子数越多,结合能越大,选项C正确;比结合能越大,原子核越稳定,选项D错误;自由核子结合成原子核时释放能量.因此,质量亏损对应的能量小于原子核的结合能,选项E错误.答案:ABC9.(2017·青岛模拟)由于放射性元素23793Np的半衰期很短,所以在自然界一直未被发现,只是在使用人工的方法制造后才被发现.已知237Np经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi,下列判断中正确的是93()A. 20983Bi的原子核比23793Np的原子核少28个中子B. 20983Bi的原子核比23793Np的原子核少18个中子C.衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D .衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变解析:209 83Bi 的中子数为209-83=126,237 93Np 的中子数为237-93=144,209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少18个中子,选项A 错误,B 正确;衰变过程中共发生了α衰变的次数为237-2094=7次,β衰变的次数是2×7-(93-83)=4次,选项C 正确,D 错误.答案:BC三、非选择题10.(2016·承德模拟)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2.6×10-16s.一定质量的84Be ,经7.8×10-16 s 后所剩84Be 占开始时的________.解析:(1)根据质量数守恒和电荷数守恒,可知参与反应的原子核质量数为4,电荷数为2,因此是42He.(2)原子核经过3个半衰期所剩原子核的质量是原来的18. 答案:(1) 42He (2)18或12.5%11.(2016·日照模拟)某些建筑材料可产生放射性气体—氡,氡可以发生α或β衰变,如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,那么氡会经过人的呼吸道沉积在肺部,并放出大量的射线,从而危害人体健康.原来静止的氡核(22286Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po),并放出一个能量E0=0.09 MeV的光子.已知放出的α粒子动能Eα=5.55 MeV;忽略放出光子的动量,但考虑其能量;1 u相当于931.5 MeV/c2.(1)写出衰变的核反应方程.(2)衰变过程中总的质量亏损为多少(结果保留三位有效数字)?解析:(1)发生α衰变,方程为22286Rn→21884Po+42He+γ.(2)忽略光子的动量,由动量守恒定律,有0=pα-p Po又E k=p22m,新核钋的动能E Po=4218Eα.由题意知,质量亏损对应的能量以光子的能量和新核钋、α粒子的动能形式出现,衰变时释放出的总能量ΔE=Eα+E Po+E0=Δmc2.则衰变过程中总的质量亏损Δm=0.006 16 u.答案:(1) 22286Rn→21884Po+42He+γ(2)0.006 16 u。

高考物理一轮复习考点规范练70天然放射现象核反应核能含解析新人教版

高考物理一轮复习考点规范练70天然放射现象核反应核能含解析新人教版

考点规范练70 天然放射现象、核反应、核能一、单项选择题1.(2018·北京西城模拟)放射性元素发生β衰变放出一个电子,这个电子()A.原来是原子的外层电子B.原来是原子的内层电子C.是在原子核内的质子转化为中子时产生的D.是在原子核内的中子转化为质子时产生的2.(2018·全国Ⅲ卷)1934年,约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核1327Al,产生了第一个人工放射性核素X:α+1327Al→n+X。

X的原子序数和质量数分别为()A.15和28B.15和30C.16和30D.17和313.已知氘核的比结合能为1.1 MeV,氦核的比结合能为7.1 MeV,则两个氘核结合成一个氦核时()A.释放出4.9 MeV的能量B.释放出6.0 MeV的能量C.释放出24.0 MeV的能量D.吸收4.9 MeV的能量4.(2018·河南豫南九校期中)一个静止在磁场中的放射性同位素原子核1530P,放出一个正电子后变成原子核1430Si,在图中近似反映正电子和Si核轨迹的图是()5.铀核(92235U)经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核(82207Pb),关于该过程,下列说法正确的是()A.m=5,n=4B.铀核(92235U)的比结合能比铅核(82207Pb)的比结合能小C.衰变产物的结合能之和小于铀核(92235U)的结合能D.铀核(92235U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关二、多项选择题6.一静止的铝原子核1327Al俘获一速度为1.0×107 m/s 的质子p后,变为处于激发态的硅原子核28Si,下列说法正确的是()14A.核反应方程为p+1327Al→1428SiB.核反应过程中系统动量守恒C.核反应过程中系统能量不守恒D.核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和E.硅原子核速度的数量级为105 m/s,方向与质子初速度的方向一致7.(2018·广东深圳罗湖外国语学校期中)下列说法正确的是()A.玻尔理论成功解释了所有原子的光谱B.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 g砝码天平才能再次平衡C.714N+24He→817O+11H是原子核的人工转变D.光电效应实验中,遏止电压与入射光的频率有关8.(2018·吉林辽源五中期末)关于核反应方程90234Th→91234Pa+X+ΔE(ΔE为释放出的核能,X为新生成粒子),已知90234Th的半衰期为T,则下列说法正确的是()A. 90234Th的半衰期T由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关B.91234Pa比90234Th少1个中子,X粒子是从原子核中射出的,此核反应为β衰变(N数值很大)C.N个90234Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为3NΔN4D.90234Th的比结合能为ΔN234三、非选择题9.(2018·江苏苏州常熟中学二模)室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。

高考物理复习 考题精选 天然放射现象衰变

高考物理复习 考题精选 天然放射现象衰变

拾躲市安息阳光实验学校高中物理考题精选(126)——天然放射现象衰变1、约里奥-居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元素P 衰变成Si的同时放出另一种粒子,这种粒子是________________,P 是P的同位素,被广泛应用于生物示踪技术,1 mg P随时间衰变的关系如图46-3所示,请估算4 mg 的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg.答案解析:P 衰变的方程:P→Si +e,即这种粒子为正电子.题图中纵坐标表示剩余P的质量,经过t天4 mg 的P还剩0.25 mg,也就是1 mg 中还剩mg=0.062 5 mg,由题图估读出此时对应天数为56天.答案:正电子56天(54~58天都算对)2、在匀强磁场里有一个原来静止的放射性元素碳14,它所放射的粒子与反冲核的径迹在磁场中是两个相切的圆,圆的直径之比为7∶1,如图46-2所示,那么,碳14的衰变方程是( )图46-2A.C―→He +BeB.C―→+1e +BC.C―→-1e +ND.C―→H +B答案解析:因r=mv/qB,由动量守恒可知,放出的粒子和反冲核满足m1v1=m2v2,所以=/,得=.答案:C3、放射性同位素Na的样品经过6 h还剩下1/8没有衰变,它的半衰期是( )A.2 h B.1.5 hC.1.17 h D.0.75 h答案解析:本题考查考生对半衰期的理解,我们知道,放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期,剩下的元素再经一个半衰期只剩下1/4,再经一个半衰期这1/4又会衰变一半只剩1/8,所以题中所给的6 h为三个半衰期的时间,因而该放射性同位素的半衰期应是2 h,也可根据m余=m 原·得=,T=2 h.答案:A4、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46-1所示,由此可推知( )图46-1A.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答案解析:本题考查学生对天然放射现象中三种射线的认知能力.由图可知:射线①贯穿能力最弱,为α射线,本质是氦核(He),其电离能力最强;射线③贯穿能力最强,为γ射线,本质是电磁波(光子流),其电离能力最弱;射线②为β射线,本质是电子流,综上所述,只有D正确.答案:D5、具有天然放射性的90号元素钍的同位素钍232经过一系列α衰变和β衰变之后,变成稳定的82号元素铅208。

高考物理复习:天然放射性现象、半衰期

高考物理复习:天然放射性现象、半衰期

高考物理复习:天然放射性现象、半衰期1.在一个23892U 原子核衰变为一个20682Pb 原子核的过程中,发生β衰变的次数为 ( )A .6次B .10次C .22次D .32次答案:A 解析:一个23892U 原子核衰变为一个20682Pb 原子核的过程中,发生α衰变的次数为(238-206)÷4=8次,发生β衰变的次数为2×8-(92-82)=6次,选项A 正确。

2.表示放射性元素碘131(I 13153)β衰变的方程是 ( ) A .He Sb I 421275113153+→ B .e Xe I 150131413153-+→C .n I I 101305313153+→ D .H Te I 113012513153+→答:B【解析】A 选项是α衰变,A 错误;B 选项是β衰变,B 正确;C 选项放射的是中子,C 错误;D 选项放射的是质子,D 错误。

3.23592U经过m 次α衰变和n 次β衰变Pb 20782,则 ( )A. m =7 ,n =3B. m =7, n =4C. m =14, n =9D. m =14, n =18 【解析】质量数减少为:4m =235-207=28, m =7. 核电荷数减少为:2m -n =92-82=10, n =4 【答案】B 4.Th 23290经过一系列α衰变和β衰变后变成Pb 20882,则Pb 20882比Th 23290少 ( A )(A )16个中子,8个质子 (B )8个中子,l6个质子 (C )24个中子,8个质子(D )8个中子,24个质子解析:Pb 20882比Th 23290质子数少90-82=8个,核子数少232-208=24个,所以中子数少24-8=16个,故A 正确,B 、C 、D 错误。

5.下列核反应方程中,属于α衰变的是 ( B )A .H O He N 1117842147+→+ B .He Th U 422349023892+→C .n He H H 10423121+→+ D .e Pa Th 01-2349123490+→解析: A 选项是人工核转变,选项A 错误; B 选项是原子核自发放射α粒子的核反应(α衰变),选项B 正确;C 选项是两个轻核结合成重核的反应(聚变),选项C 错误;选项D 为β衰变。

新高考物理通用版总复习一轮课件专题十二第2讲原子核

新高考物理通用版总复习一轮课件专题十二第2讲原子核

C.29349Pu 衰变过程中的 γ 光子是由29325U 原子核能级跃迁产生

D.29328U 吸收一个中子后生成29349Pu 的核反应过程是一个 α 衰 变过程
解析:由29349Pu 衰变过程放出 α 粒子,则其为 α 衰变过程, 故 A 错误;29349Pu 衰变过程质量发生亏损,由爱因斯坦质能方程 可知,衰变过程放出能量,故 B 错误;29349Pu 衰变过程中产生的 29325U 原子核不稳定而发生跃迁同时放出光子即释放能量,故 C 正确;29328U 吸收一个中子后生成29349Pu 的核反应过程没有放出 α 粒子,也不是一个 α 衰变过程,故 D 错误.
【典题 2】(多选)29302Th(钍)经过一系列 α 衰变和 β 衰变,变 成28028Pb(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
解析:钍核中共有 90 个质子,142 个中子,铅核中共有 82 个质子,126 个中子,故铅核比钍核少 8 个质子,少 16 个中子, A、B 均正确;29302Th 衰变为28028Pb 共经过的 α 衰变的次数为 232-4 208次=6 次,共经过的 β 衰变的次数为232-2 208+(82- 次=4 次,C 错误,D 正确.
答案:ABD
热点 2 半衰期
[热点归纳]
1.半衰期公式:
t
t
N
余=N

1 2
,m
余=m

1 2
.式中
N
原、m
原表示衰变前的
放射性元素的原子数和质量,N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰

人工核反应

人工核反应
• 核力是只在2.0×10-15米 距离内起作用的短程强相互 作用力。由于核子的大小约 为0.8×10-15米,故只有相邻 的核子之间才有核力作用。
• 核力的本质仍在研究中。
五、放射性同位素及应用
具有放射性的同位素叫放射性同位素 •利用它的射线:
根据射线、 射线、 射线的性质 •作为示踪原子:
检查地下输油管道漏油情况 进行诊断 确定植物生长过程中吸收肥料的规律
• 分析径迹的情况可以确定,分叉 后的细长径迹是质子的径迹,短 而粗的径迹是产生的新核的径迹, 碰撞后α粒子的径迹不再出现。
• 从质量数和电荷数守恒可知,产 生的新核是O17,核反应方程是:
14 7
N
4 2
He
178
O11H
上述实验以及后来用α粒子轰击氟、钠、铝 等元素的原子核都发生了类似的反应,并且都 产生了质子。


CA
S F

实验步骤及结果:
1、适当选择铝箔的厚度,使荧光屏恰好不出现闪光 2、然后充入氮气
氮气N2


CA
S F

实验步骤及结果:
1、适当选择铝箔的厚度,使荧光屏恰好不出现闪光入氮气后产生了穿透能力比 α粒子更强的新的粒子,这种粒子可以穿透铝箔,打 在荧光屏上,出现了闪光。
原子核
质子 中子
1 1
H
质子和中子统称为
1 0
n
原子核的电荷数= 质子数
原子核的质量数= 质子数 + 中子数
从放射性元素的原子核中释放出来的α射线就是两个质子和两个中子结合在一起放出的
具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称
如:
1 1
H
(氕)

《第一节 天然放射现象 原子核的衰变》(同步训练)高中物理选择性必修第三册_2024-2025学年

《第一节 天然放射现象 原子核的衰变》(同步训练)高中物理选择性必修第三册_2024-2025学年

《第一节天然放射现象原子核的衰变》同步训练(答案在后面)一、单项选择题(本大题有7小题,每小题4分,共28分)1、天然放射现象中,放出的三种射线具有不同的穿透能力,其中穿透能力最强的是:•A、α射线•B、β射线•C、γ射线•D、无法确定2、下列关于原子核衰变的说法不正确的是:•A、α衰变时,原子核释放一个氦核,其质量数减少4,质子数减少2。

•B、β衰变时,原子核放出一个电子或正电子,实际上是核内的中子转化为质子并放出电子的过程。

•C、γ衰变时,原子核放出电磁波,不需要改变核内的质子数和中子数。

•D、η衰变是一种特殊情况,其中中子转化为质子,并放出一个正电子和一个中微子。

3、以下关于放射性现象的说法中,错误的是:A、放射性物质的衰变过程是不依赖于外界条件的自发的原子核的衰变。

B、β衰变过程中,原子核会释放电子。

C、放射性元素的衰变速度与其所处的物理状态有关,即在固态、液态、气态下衰变速度不同。

D、α粒子和β粒子均可以引起氙气室内milky点迹的痕迹。

4、某放射性元素的半衰期为5年,那么该元素放射性强度减弱到原来的1/4需要多长时间?A、2.5年B、5年C、10年D、15年5、以下哪种现象不属于天然放射现象?()A、α衰变B、β衰变C、热辐射D、γ衰变6、一个原子核经过一次β衰变后,其质子数发生了以下哪种变化?()A、增加1B、减少1C、不变D、增加27、下列关于天然放射现象的说法中,哪一项是正确的?A、天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂结构B、α射线、β射线和γ射线都是高速运动的带电粒子流C、α、β、γ三种射线中,α射线的穿透能力最强D、α、β、γ射线都具有很强的电离作用二、多项选择题(本大题有3小题,每小题6分,共18分)1、下列关于天然放射现象的描述,正确的是()A、α射线穿透能力弱,易被纸张阻挡B、β射线穿透能力适中,可被铝板阻挡C、γ射线穿透能力最强,几乎能穿透任何物质D、α射线和β射线的电离能力强于γ射线E、β衰变是指原子核内的中子转变为质子,同时发射出一个电子2、关于原子核的衰变,以下说法正确的是()A、放射性元素的半衰期是固定的,不受外界环境影响B、放射源衰变过程中,子核与母核之间的能量差确定,因此每次衰变都会放出特定的能量C、放射性元素的半衰期与元素的数量成正比D、放射性物质在衰变过程中,核子数守恒E、放射性衰变分为α衰变、β衰变和γ衰变三种类型3、在以下关于天然放射现象和原子核衰变的描述中,哪些是正确的?A. 放射性元素的衰变过程是自发的,不受外界因素影响。

高中物理新高考考点复习48 天然放射现象、核反应、核能

高中物理新高考考点复习48 天然放射现象、核反应、核能

考点规范练48 天然放射现象、核反应、核能一、单项选择题1.下列说法正确的是( )A.人类第一次实现原子核的人工核转变是查德威克用α粒子轰击铍原子核,产生了碳原子核和一个中子B.患癌症的病人可以接受钴60的放射治疗,这是利用了细胞分裂越快的组织对射线的耐受力越强的特点C.强子是参与强相互作用的粒子,质子是最早发现的强子D.比结合能越大的原子核,核子的平均质量也越大2.2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年。

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 + 714N 8m X +n 1Y 。

以下判断正确的是( ) A.m=16,n=1 B.m=17,n=1 C.m=16,n=0 D.m=17,n=03.将能够释放出α、β、γ射线的放射性物质放在铅盒底部,放射线穿过窄孔O 射到荧光屏上,屏上出现一个亮点P ,如图所示。

如果在放射源和荧光屏之间加电场或磁场,并在孔O 附近放一张薄纸,则图中四个示意图正确的是( )4.一个静止在磁场中的放射性同位素原子核 1530P,放出一个正电子后变成原子核 1430Si,在图中近似反映正电子和Si 核轨迹的图是 ( )二、多项选择题 5.(2020·全国卷Ⅲ)1934年,约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔,首次产生了人工放射性同位素X,反应方程为 24He +1327Al X +01n 。

X 会衰变成原子核Y,衰变方程为X Y ++1 0e 。

则( )A.X 的质量数与Y 的质量数相等B.X 的电荷数比Y 的电荷数少1C.X 的电荷数比 1327Al 的电荷数多2D.X 的质量数与 1327Al 的质量数相等 6.(2020·浙江卷)太阳辐射的总功率约为4×1026 W,其辐射的能量来自聚变反应。

在聚变反应中,一个质量为1 876.1 MeV/c 2(c 为真空中的光速)的氘核(12H)和一个质量为2 809.5MeV/c 2的氚核(13H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c 2的氦核(24He),并放出一个X 粒子,同时释放大约17.6 MeV 的能量。

高考物理总复习 第3讲 放射性元素的衰变 核能

高考物理总复习 第3讲 放射性元素的衰变 核能

第3讲放射性元素的衰变核能【必备知识·自主排查】一、放射现象、原子核的组成、衰变1.天然放射现象:(1)天然放射现象:放射性元素________地发出射线的现象,首先由________发现.天然放射现象的发现,说明________具有复杂的结构.放出的射线有α射线、β射线、γ射线三种.(2)放射性同位素的应用与防护①放射性同位素:有________放射性同位素和________放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同.②应用:工业测厚、放射治疗、作为________等.③防护:防止放射性物质对环境的污染和对人体组织的伤害.2.三种射线的比较:名称构成符号电荷量质量电离能力穿透能力α射线氦核________4u________β射线________u____较强γ射线光子γ____0最弱____3.原子核的组成:(1)原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为________.质子带正电,中子不带电.(2)基本关系①核电荷数(Z)=质子数=元素的原子序数=________.②质量数(A)=________=质子数+中子数.(3)X元素的原子核的符号为,其中A表示________,Z表示核电荷数.4.放射性元素的衰变、半衰期:(1)原子核的衰变:①原子核放出________或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变.②规律:________和________都守恒.③分类α衰变:Y+________,例:β衰变:Y+________,例:+(2)半衰期①定义:放射性元素的原子核有________发生衰变所需的时间.②影响因素:放射性元素衰变的快慢是由核________自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件________关系.③公式:N=,m余=二、核力和核能1.核力(1)概念:原子核内部,________所特有的相互作用力.(2)特点:核力是强相互作用力、短程力,只发生在相邻的核子间.2.核能(1)质能关系:E=________(2)核能的释放:核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其释放的能量ΔE=________.(3)核能的吸收: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=________.三、重核裂变和轻核聚变1.重核裂变:(1)定义:质量数较________的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较________的原子核的过程.(2)特点①裂变过程中________巨大能量.②裂变的同时能够释放出2~3(或更多)个________.③裂变的产物不是唯一的.对于铀核裂变有二分裂、三分裂和四分裂形式,但三分裂和四分裂概率比较小.(3)典型的裂变反应方程235U+10n―→14456Ba+8936Kr+3____.92(4)链式反应:由重核裂变产生的________使裂变反应一代接一代继续下去的过程.(5)临界体积和临界质量:裂变物质能够发生________的最小体积及其相应的质量.(6)裂变的应用:________、核反应堆.(7)反应堆构造:核燃料、慢化剂、________、防护层.2.轻核聚变(1)定义:两个轻核结合成质量________的核的反应过程.轻核聚变反应必须在高温下进行,因此又叫________反应.(2)特点①产能效率高;②燃料的储量丰富;③安全、清洁.(3)典型的聚变反应方程n+17.6 MeV.【教材拓展】1.[人教版选择性必修第三册P109图5.2-2](1)β衰变中的电子来源于原子核外电子.()(2)天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分. ()(3)原子核是由质子和电子组成的. ()(4)人工放射性同位素被广泛地应用.()(5)发生β衰变时,新核的电荷数不变. ()(6)半衰期是一个统计规律.对少数原子核不适用. ()(7)三种射线,按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线. ()(8)目前核电站多数是采用核聚变反应发电. ()(9)轻核聚变比重核裂变的产能效率更高. ()2.(多选)钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素.已知钚的一种同位素23994Pu的半衰期为24100年,其衰变方程为23994Pu→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.80个23994Pu经过24100年后一定还剩余40个C.衰变发出的γ射线是频率很高的电磁波,具有很强的穿透能力D.由于衰变时释放出巨大能量,根据E=mc2可知,衰变过程总质量增加3.(多选)能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一,下列释放核能的反应方程,表述正确的有()A.n是核聚变反应B n是β衰变C n是核裂变反应D+4.大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电,氘核聚变反应方程是n,已知的质量为2.0136u,的质量为3.0150u,的质量为1.0087u,1u=931.5MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A.3.7MeVB.3.3MeVC.2.7MeVD.0.93MeV【关键能力·分层突破】考点一原子核的衰变、半衰期1.确定衰变次数的方法:(1)设放射性元素A Z X经过n次α衰变和m次β衰变后,变成稳定的新元素A′Z′Y,则表示该核反应的方程为→+He+m.根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程.(2)因为β衰变对质量数无影响,先由质量数的改变确定α衰变的次数,然后再根据衰变规律确定β衰变的次数.2.对半衰期的理解:(1)半衰期是统计规律,描述的是大量原子核衰变的规律.(2)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.3.α衰变、β衰变的比较衰变类型α衰变β衰变衰变过程Y+→+衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出1个中子转化为1个质子和1个电子+2→→+匀强磁场中的轨迹形状衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒例1[2021·河北卷,1]银河系中存在大量的铝同位素26Al.26Al核β+衰变的衰变方程为2613Al→+,测得26Al核的半衰期为72万年.下列说法正确的是()A.26Al核的质量等于26Mg核的质量B.26Al核的中子数大于26Mg核的中子数C.将铝同位素26Al放置在低温低压的环境中,其半衰期不变D.银河系中现有的铝同位素26Al将在144万年以后全部衰变为26Mg[解题心得]命题分析试题情境属于基础性题目,以放射性同位素铝26衰变为素材创设学习探索问题情境必备知识考查衰变方程、半衰期等知识关键能力考查理解能力、推理能力.理解放射性元素的衰变规律和半衰期知识学科素养考查物理观念中的物质观、科学思维.要求考生利用电荷数守恒和质量数守恒、半衰期分析判断【跟进训练】1.[2021·湖南卷,1]核废料具有很强的放射性,需要妥善处理.下列说法正确的是()A.放射性元素经过两个完整的半衰期后,将完全衰变殆尽B.原子核衰变时电荷数守恒,质量数不守恒C.改变压力、温度或浓度,将改变放射性元素的半衰期D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用,但辐射强度在安全剂量内则没有伤害2.[2021·广东卷,1]科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26.铝26的半衰期为72万年,其衰变方程为→+Y.下列说法正确的是()A.Y是氦核B.Y是质子C.再经过72万年,现有的铝26衰变一半D.再经过144万年,现有的铝26全部衰变3.[2021·全国甲卷,17]如图,一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后,生成稳定的原子核Y,在此过程中放射出电子的总个数为()A.6B.8C.10 D.14考点二核反应类型与核反应方程核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发→+β衰变自发→+人工转变人工控制+→+(卢瑟福发现质子)+→+(查德威克发现中子)+→+(约里奥·居里夫妇发现放射性同位素,同时探测到正电子) →+重核裂变比较容易进行人工控制+→++3+→++10轻核聚变很难控制+→+【跟进训练】4.[2021·浙江6月,14](多选)对四个核反应方程(1)→+;(2)→+;(3)+→+;(4)+→++17.6MeV.下列说法正确的是()A.(1)(2)式核反应没有释放能量B.(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程C.(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程D.利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一5.(多选)关于核衰变和核反应的类型,下列表述正确的是()A.→+是α衰变B.+→+是β衰变C.+→+是轻核聚变D.→+2是重核裂变6.(多选)新冠病毒是一种传染病毒,传染病的传播过程十分复杂,但是可以构建最简单的传播模型来描述,这个最简模型可称为链式模型,类似于核裂变链式反应模型.铀裂变核反应方程为+→++R,其中n表示中子.裂变后产生的中子能继续发生反应的次数称为链式反应的“传染系数”.下列说法正确的有()A.从铀裂变核反应方程看,“传染系数”R=2B.核反应堆中通过镉板吸收中子降低“传染系数”C.链式反应的临界值对应的实际“传染系数”为1D.核反应堆中的实际“传染系数”与铀浓度无关考点三核能及其计算1.核能的计算方法:―→(1)根据ΔE=Δmc2计算,计算时Δm的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,ΔE的单位是“J”.(2)根据ΔE=Δm×931.5MeV计算.因1原子质量单位(u)相当于931.5MeV的能量,所以计算时Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”.2.应用规律:例2[2022·苏州一模]一个静止的铀核(质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(质量为4.002 6 u)后衰变成钍核(质量为228.028 7 u),已知1 u相当于931 MeV的能量.下列说法正确的是()A.该核衰变反应方程为B.该核衰变反应中释放出的核能为0.059 MeVC.该反应产生的钍核和α粒子的动量相同D.假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能,则钍核获得的动能约为0.017 MeV【跟进训练】7.(多选)2021年1月30日,“华龙一号”全球首堆福建福清核电5号机组投入商业运行.这是中国核电发展的重大跨越,标志着我国在三代核电技术领域跻身世界前列,成为继美国、法国、俄罗斯等国家之后真正掌握自主三代核电技术的国家.“华龙一号”运用了先进的百万千瓦级压水堆核电技术,设某核反应方程为23592U+10n→14456Ba+8936Kr+310n,其中235U、14456Ba、8936Kr、10n的质量分别为m1、m2、m3、m4,光速为c.下列说法正确的是() 92A.此核反应为核聚变反应B.14456Ba及8936Kr的比结合能小于23592U的比结合能C.一次核反应释放的核能为E=(m1-m2-m3-2m4)c2D.核燃料需达到临界体积才能发生链式反应8.[2022·山东荷泽模拟]2019年8月我国已经建成了新托卡马克(EAST)装置——中国环流器二号M装置(HL-2M),为“人造太阳”创造了条件,其等离子温度有望超过2亿摄氏度,将中国的聚变堆技术提升到了新的高度.设该热核实验反应前氘核(21H)的质量为m1,氚核(31 H)的质量为m2,反应后氦核(42He)的质量为m3,中子()的质量为m4.关于聚变的说法正确的是()A.核裂变比核聚变更为安全、清洁B.由核反应过程质量守恒可知m1+m2=m3+m4C.两个轻核结合成质量较大的核,比结合能较聚变前减少D.HL-2M中发生的核反应方程式是第3讲放射性元素的衰变核能必备知识·自主排查一、1.(1)自发贝可勒尔原子核(2)天然人工示踪原子He2e最强较差电子-e较弱0最强3.(1)核子(2)中性原子的核外电子数核子数(3)质量数4.(1)α粒子电荷数质量数e(2)半数内部没有二、1.(1)核子2.(1)mc2(2)Δmc2(3)Δmc2三、1.(1)大小(2)释放出中子n(4)中子(5)链式反应(6)原子弹(7)镉棒2.(1)较大热核教材拓展1.答案:(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√(7)√(8)×(9)√2.解析:本题考查元素的衰变和质能方程.根据核反应前后电荷数守恒和质量数守恒得X的电荷数为94-2=92,质量数为239-4=235,则中子数为235-92=143,故A正确;半衰期具有统计规律,对大量的原子核适用,故B错误;衰变发出的γ射线是频率很高的电磁波,具有很强的穿透能力,故C正确;在衰变的过程中,根据质能方程知,有能量放出,则一定有质量亏损,故D错误.答案:AC3.解析:A、B所列反应是核聚变,不是β衰变,β衰变要放出电子,故A对,B错;C、D两种反应都是核裂变,故C对,D错.答案:AC4.解析:本题考查质能方程的计算.氘核聚变反应的质量亏损Δm=2m氘-m氦-m n=0.0035u,则该反应释放的核能ΔE=Δm×931.5MeV≈3.3MeV,故选B.答案:B关键能力·分层突破例1解析:26Al发生衰变的过程中释放正电子的同时还有核能释放,发生质量亏损,所以26Al核的质量大于26Mg核的质量,故A错误;26Al核的中子数n1=26-13=13,而26Mg 核的中子数n2=26-12=14,所以26Al核的中子数小于26Mg核的中子数,故B错误;半衰期是原子核固有的属性,与物理环境和化学状态无关,故C正确;铝同位素26Al的半衰期为72万年,所以经过144万年也就是两个半衰期后还剩下没有衰变,故D错误.答案:C1.解析:根据半衰期的定义可知,放射性元素经过两个完整的半衰期后,还剩原来的未衰变,A错误;原子核衰变时电荷数和质量数都守恒,B错误;放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系,因此改变压力、温度或浓度,放射性元素的半衰期不变,C错误;过量放射性辐射对人体组织有破坏作用,若辐射强度在安全剂量内则不会对人体组织造成伤害,D正确.答案:D2.解析:根据电荷数守恒与质量数守恒可知Y为正电子,A、B错误.经过一个半衰期,铝26衰变一半,经过两个半衰期,铝26还剩下四分之一,C正确,D错误.答案:C3.解析:根据图像可得其原子核分别为、,设经历α衰变x次,β衰变y次,由于β衰变不会改变原子核的质量数,则可根据衰变前后质量数的变化求解α衰变的次数,即x==8,根据电荷数守恒求β衰变的次数,即y=82+2x-92=6,而只有β衰变才放出电子,故β衰变6次,放出6个电子,故选项B、C、D错误,选项A正确.答案:A4.解析:(1)是α衰变,(2)是β衰变,均有能量放出,A错误;(3)是人工核转变,B错误;(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程,C正确;利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一,D正确.答案:CD5.解析:B选项是卢瑟福发现质子的核反应,B选项错误;D选项是β衰变,D选项错误.A、C选项正确.答案:AC6.解析:中子的电荷数Z=0,质量数A=1,核反应遵循电荷数守恒及质量数守恒,因此可计算得R=3,故A错误;核反应堆中通过镉板吸收中子,减少轰击铀核的中子数,最终起到降低实际“传染系数”的作用,所以B正确;在链式反应中,当实际“传染系数”R≥1时,反应才能持续发展下去,当实际“传染系数”R<1时,反应将趋于停滞,即R=1是链式反应持续下去的临界值,故C正确;核反应堆中还可以通过铀棒来控制核反应的速率,实际上就是通过调整铀浓度来控制实际“传染系数”,所以D错误.答案:BC例2解析:由题意可知,该核衰变反应方程为选项A正确;质量亏损Δm=0.005 9 u,释放出的核能ΔE=Δm×931 MeV=0.005 9×931 MeV≈5.49 MeV,选项B 错误;由该核衰变反应过程中系统动量守恒,可知反应后的钍核和α粒子的动量大小相等、方向相反,即p Th=-pα,E kTh=,E kα=,E kTh=E kα=ΔE,所以钍核获得的动能E kTh =×ΔE=×5.49MeV≈0.095MeV,选项C、D错误.答案:A7.解析:“华龙一号”压水堆核电技术利用的是核裂变反应,目前核聚变技术还不成熟,没有投入商用,A错误及是中等质量的核,其比结合能均大于重核的比结合能,B错误.根据爱因斯坦质能方程,可知一次核反应释放的核能为E=(m1-m2-m3-2m4)c2,C正确.原子核的体积非常小,原子内部的空隙很大,裂变反应时,核燃料需达到临界体积才能使中子有足够大的概率打中某个铀核,才能发生持续的核反应,D正确.答案:CD8.解析:轻核聚变比核裂变更为安全、清洁,选项A错误;棱反应过程中质量数守恒,但质量不守恒,核反应过程中存在质量亏损,因此m1+m2≠m3+m4选项B错误;两个轻核结合成质量较大的核,根据质量亏损与质能方程,则有聚变后比结合能将增大,选项C错误;根据质量数和电荷数守恒知HL-2M中发生的核反应方程式是n,选项D正确.故选D.答案:D。

高考物理总复习 天然放射现象讲与练配套课时作业 新课标

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课时作业45 天然放射现象时间:45分钟 满分:100分一、选择题(8×8′=64′)1.一个静止的天然放射性元素的原子核在匀强磁场中发生衰变,所产生的新核和所放出的粒子的运动方向均垂直于磁场方向,如下图所示,能正确反映其轨道的可能是( )解析:由r =,知α、β衰变的新核与对应的α或β粒子具有等大、反向的mv qB 动量,故r ∝,大圆为α或β粒子,小圆为新核的径迹,由左手定则可判断出A 、D 1q 正确.答案:AD2.由原子核的衰变规律可知( )A .放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线B .放射性元素发生β衰变时,新核的化学性质不变C .放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D .放射性元素发生正电子衰变时,新核质量数不变,核电荷数增加1解析:一次衰变不可能同时产生α射线和β射线,只可能同时产生α射线和γ射线或β射线和γ射线;原子核发生衰变后,新核的核电荷数发生了变化,故新核(新的物质)的化学性质理应发生改变;发生正电子衰变,新核质量数不变,核电荷数减少1.选C.答案:C3.放射性在技术上有很多应用,不同的放射源可用于不同目的.下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.元素射线半衰期元素射线半衰期钋210α138天锶90β28年氡222β 3.8天铀238α、β、γ4.5×103年某塑料公司生产聚乙烯薄膜,方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄,利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀,可利用的元素是( )A .钋210 B .氡222C .锶90 D .铀238解析:本题中测定聚乙烯薄膜的厚度,也就是要求射线可以穿透薄膜,因此α粒子就不合适了,射线穿透作用还要受薄膜厚度影响,γ射线穿透作用最强.薄膜厚度不会影响γ射线穿透,所以只能选用β射线,而氡222半衰期太小,铀238半衰期太长,所以只有选C 较合适.答案:C图14.如图1k -介子衰变的方程为k -→π-+π0,其中k -介子和π-介子带负的基元电荷,π0介子不带电.一个k -介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,其轨迹为圆弧AP ,衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB ,两轨迹在P 点相切,它们的半径R k -与R π-之比为2∶1.π0介子的轨迹未画出.由此可知π-介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为( )A .1∶1B .1∶2C .1∶3D .1∶6解析:根据题意,分别计算出带电粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径.根据动量的定义,分别求出两个介子的动量大小,再从图中确定两个介子动量的方向,最后运用动量守恒,计算出π0粒子的动量大小.qv k -B =m k -,R k -=v 2k -R k -=,R π-=,=,P k -=-P π-+P π0,m k -v 2k -qv k -B P k -qB P π-qB P k -P π-21P π0=3P π-.正确选项为C.答案:C5.用“γ刀”进行手术,可以使病人在清醒状态下经过较短的时间内完成手术,在此过程中,主要利用:①γ射线具有较强的穿透本领;②γ射线很容易绕过障碍物到达病灶区域;③γ射线具有很强的电离能力,从而使癌细胞电离而被破坏;④γ射线具有很高的能量.上述描述中正确的是( )A .①②B .②③C .①②③D .①④解析:用“γ刀”进行手术,利用的是γ射线具有较强的穿透本领能够进入病灶区,再利用γ射线具有很高的能量杀死癌细胞.γ射线的电离本领最弱.答案:D6.下列说法中正确的是( )A .利用射线的穿透性检查金属制品,测量物质的密度和厚度B .利用射线的电离本领削除有害的静电C .利用射线的生理效应来消毒杀菌和医治肿瘤D .利用放射性做示踪原子解析:利用射线的穿透性检查金属制品,测量物质的密度和厚度,是γ射线和β射线的应用;利用射线的电离本领消除有害的静电,这是α射线的应用;利用射线的生理效应来消毒杀菌和医治肿瘤,这是γ射线的应用;示踪原子是放射性同位素的应用.选ABCD.答案:ABCD图27.主要用于火灾报警的离子烟雾传感器如图2所示,在网罩1内有电极2和电极3,a、b端接电源,4是一小块放射性同位素镅241,它能放射出一种很容易使气体电离的粒子.平时镅放射出的粒子使两个电极间的空气电离,在a、b间形成较强的电流,发生火灾时,烟雾进入网罩内,烟尘颗粒吸收空气中的离子和镅发出的粒子,导致电流发生变化,电路检测到这种变化从而发生警报.下面有关报警器的说法正确的是( )A.镅241发出的是α粒子,有烟雾时电流增强B.镅241发出的是α粒子,有烟雾时电流减弱C.镅241发出的是β粒子,有烟雾时电流增强D.镅241发出的是β粒子,有烟雾时电流减弱答案:B8.(2011·全国卷Ⅰ)原子核92238U经放射性衰变①变为原子核90234Th,继而经放射性衰变②变为原子核91234Pa,再经放射性衰变③变为原子核92234U.放射性衰变①、②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:原子核92238U衰变为90234Th需要经历α衰变,继而经历β衰变可得到9123 4Pa,然后再经历一次β衰变可得到92234U,所以放射性衰变①②③依次为α衰变、β衰变、β衰变,本题只有选项A正确.答案:A二、计算题(3×12′=36′)9.人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程.请按要求回答下列问题.卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献.请选择其中的两位,指出他们的主要成绩.图3(1)__________________________.(2)__________________________.在贝克勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入研究,如图3为三种射线在同一磁场中的运动轨迹,请从三种射线中任选一种,写出它的名称和一种用途._________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ _______.答案:(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型 (2)玻尔把量子理论引入原子模型,并成功解释了氢光谱或查德威克发现了中子 2为γ射线,γ射线用于金属探伤等图410.在茫茫宇宙间存在大量的宇宙射线,对宇航员构成了很大威胁,现有一束射线(含有α、β、γ三种射线).(1)在不影响β和γ射线的情况下,如何用最简单的办法除去α射线.(2)余下这束β和γ射线经过一个使它们分开的磁场区域,画出β和γ射线在进入如图4所示磁场区域后轨迹的示意图.图5解析:(1)可以利用三种射线的穿透能力不同来解决.由于α粒子的穿透性很弱,所以用一张纸放在射线经过处,即可除去α射线.(2)γ射线不带电,垂直磁场进入磁场中不会受到洛伦兹力,故不偏转.由左手定则可判断出β射线进入磁场中时受竖直向上的洛伦兹力.轨迹示意图如图5所示.答案:见解析11.钍核90230Th 发生衰变生成镭核88226Ra 并放出一个粒子.设该粒子的质量为m 、电荷量为q ,它进入电势差为U 的带窄缝的平行平板电极S 1和S 2间的电场时,其速度为v 0,经电场加速后,沿Ox 方向进入磁感应强度为B 、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox 垂直平板电极S 2,当粒子从P 点离开磁场时,其速度方向与Ox 方向的夹角θ=60°,如图6所示,整个装置处于真空中.图6(1)写出钍核衰变方程;(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R ;(3)求粒子在磁场中运动所用时间t .解析:(1)衰变方程为 90230Th→24He +88226Ra①(2)设粒子离开电场时速度为v ,对加速过程有qU =mv 2-mv 02②1212粒子在磁场中有qvB =m ③v 2R 由②③得R =④m qB 2qU m +v 02(3)粒子做圆周运动的回旋周期T ==⑤2πR v 2πmqB粒子在磁场中运动时间t =T ⑥16由⑤⑥两式可以解得t =答案:(1) 90230Th→24He + 88226Ra (2)m qB 2qU m +v 02(3)。

高考物理一轮总复习检测:第十一章 第4课时 天然放射现象 核反应 核能 Word版含答案

高考物理一轮总复习检测:第十一章 第4课时 天然放射现象 核反应 核能 Word版含答案

一、天然放射现象、原子核的组成
1.天然放射现象
(1)天然放射现象.
元素自发地放出射线的现象,首先由贝克勒尔发现.天然放射现象的发现,说明原子核还具有复杂的结构.
(2)放射性和放射性元素.
物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性.
具有放射性的元素叫放射性元素.
2.原子核
(1)原子核的组成.
①原子核由中子和质子组成,质子和中子统称为核子.
②原子核的核电荷数=质子数,原子核的质量数=中子数+质子数.
③X元素原子核的符号为A Z X,其中A表示质量数,Z表示核电
荷数.
(2)同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子,因为在元素周期表中的位置相同,同位素具有相同的化学性质.
3.三种射线的比较
二、原子核的衰变和半衰期
1.原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为。

物理练习:天然放射现象_衰变_核反应_核能

物理练习:天然放射现象_衰变_核反应_核能

选择题部分共10小题,每小题6分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.1.关于α、β、γ三种射线,下列说法正确的是()A.α射线是原子核发射出的氦核,它的贯穿能力最强B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有中等的贯穿能力C.γ射线一般伴随着α射线或β射线产生,它的贯穿能力最强D.γ射线是电磁波,它的贯穿能力最弱答案:C2.正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是:将放射性同位素158O注入人体内,158O 在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对γ光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像.根据PET的原理,下列说法正确的是()A.158O在人体内的衰变方程是:158O→157N+01eB.正负电子的湮灭方程式是:01e+0-1e→2γC.在PET中,158O的主要用途是作为示踪原子D.在PET中,158O的主要用途是参与人体的代谢过程答案:ABC3.在北京奥运会场馆的建设中,大量采用了环保新技术,如场馆周围的路灯用太阳能电池供电,洗浴热水通过太阳能集热器产生等.太阳能产生于太阳内部的核聚变,其核反应方程是()A.411H→42He+201eB.147N+42He→178O+11HC.23592U+10n→13654Xe+9038Sr+1010nD.23892U→23490Th+42He答案:A4.下列说法正确的是()A.α射线的本质是高速氦核流B.γ射线是原子核发生γ衰变时发出的独有粒子流C.天然放射现象表明原子核也是可分的D.同一原子核在发生衰变时,会同时产生三种射线解析:α射线为氦核(42He)流.γ射线是伴随α、β衰变时放出的光子,没有所谓的γ衰变,故选项B错误.α、β射线都是从原子核放出的,说明原子核可以再分,故选项C正确.同一原子不会同时发生α衰变和β衰变,故选项D错误.答案:AC5.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.图乙中检查所利用的射线是()甲乙A.α射线B.β射线C.γ射线D.三种射线都可以解析:γ射线的穿透能力足够强,它能穿透薄金属板.答案:C6.在居室装修中经常使用到花岗岩、大理石等材料,这些材料都不同程度地含有放射性元素.比如,有一些含镭的材料会释放出放射性惰性气体氡,而氡产生后很快衰变成一系列放射性产物,最终成为稳定元素铅,这一过程会放出α、β、γ射线.根据有关放射性知识,下列说法正确的是()A.随着气温的升高,氡的半衰期会变小B.氡被吸入人体后,放射性衰变将会停止C.三种射线中,α粒子的质量最大,穿透能力最强D.三种射线中,γ射线的速度最大,穿透能力最强答案:D7.23892U放射性衰变有多种可能途径,其中一种途径是先变成21083Bi,而21083Bi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b81Ti,210X和b81Ti最后都变成20682Pb,衰变路径如图所示.可知图中()aA.a=82,b=206B.①是β衰变,放出电子,电子是由中子转变成质子时产生的C.②是β衰变,放出电子,电子是由中子转变成质子时产生的D.23892U可经过若干次衰变都放出同一种粒子生成新的原子核21083Bi解析:衰变①的方程式为:21083Bi―→21084X+0-1e,为β衰变,放出电子,选项B正确、A错误;衰变②的方程式为:21083Bi―→20681Ti+42He,为α衰变,故选项C错误;23892U需经过8次α衰变和6次β衰变后可生成新核20682Pb,故选项D错误.答案:B8.下列说法正确的是()A.如果地球表面没有大气层,太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些B.医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波能产生干涉的原理C.原子核能发生β衰变,说明原子核内含有电子D.在原子核的人工转变过程中,科学家常用中子(而不是质子)轰击原子核,这主要是因为中子是电中性的解析:光线经过大气层时发生折射,使得照亮地球的范围略大于半个地球表面,故选项A 错误;医院中用“B超”检查病情是利用“B型超声波”(一种机械波)的直线传播与反射原理,故选项B错误;β衰变是原子核中的中子放出一个电子后变成一个质子,原子核中不含有单独存在的电子,故选项C错误;由于中子不带电,它与原子核之间不存在电排斥力,因而用它来产生核反应时,比用其他带电高能粒子的效果好得多,故选项D正确.答案:D9.美国科研人员在研制一种新型镍铜长效电池,它采用了半衰期长达100年的放射性同位素镍63(6328Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料,利用镍63发生衰变时释放电子给铜片的特性,用镍63和铜片做电池的两极,为外接负载提供电能.下列有关该电池的说法正确的是()A.镍63的衰变方程是:6328Ni→0-1e+6327CuB.镍63的衰变方程是:6328Ni→0-1e+6429CuC.外接负载时,镍63的电势比铜片高D.该电池内电流的方向是从镍63到铜片解析:衰变前后质量数守恒、电荷量守恒,衰变方程应为:6328Ni→0-1e+6329Cu,故选项A、B错误;Ni原子放出一个电子后,变成29个质子、28个核外电子的Cu+.故选项C正确、D 错误.答案:C10.雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)的溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程为νe+3717Cl→3718Ar+0-1e,已知3717Cl的质量为36.95658 u,3718Ar的质量为36.95691 u,0-1e的质量为0.00055 u,1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上数据可知,参与上述反应的电子中微子的最小能量为()A.0.82 MeVB.0.31 MeVC.1.33 MeVD.0.51 MeV解析:核反应增加的质量为:Δm=36.95691 u+0.00055 u-36.95658 u=0.00088 u需吸收的能量ΔE=Δmc2=0.82 MeV.答案:A非选择题部分共3小题,共40分.11.(8分)1999年4月,人类在合成超重元素方面进入了一个新的里程,美国劳伦斯—柏克莱国家实验室的领导人、核化学家Kenneth E.Gregorieh宣布:在该实验室的88英寸回旋加速器上,研究者用高能8636Kr离子轰击20882Pb靶,氪核与铅核结合,放出1个中子,形成了一种新元素A;120 μs后,该A元素的原子核分裂出一个α粒子,衰变成另一种新元素B;600 μs后B元素又释放出一个α粒子,形成另一种新元素C.写出生成新元素A的原子核的核反应方程和新元素B的原子核发生衰变的衰变方程:,.答案:8636Kr+20882Pb→293118A+10n289116B→285114C+42He12.(15分)裂变反应是目前核能利用中常用的反应,以原子核为燃料的反应堆中,当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式,其中一种可表示为:235U+10n――→13954Xe+9438Sr+310n92235.0439 1.0087 138.917893.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量(以原子质量单位u为单位).已知1 u 的质量对应的能量为9.3×102 MeV,此裂变反应释放的能量是MeV.解析:由题中给出的核反应方程计算质量亏损Δm,即:Δm=m-m′=(235.0439+1.0087-138.9178-93.9154-3× 1.0087) u=0.1933 u所以释放的能量为:ΔE=Δmc2=0.193 3×9.3×102 MeV=1.8×102 MeV.答案:1.8×10213.(17分)核聚变能是一种具有经济性能好、安全可靠、无环境污染等优势的新能源.近年来,受控核聚变的科学可行性已得到验证,目前正在突破关键技术,最终将建成商用核聚变电站.一种常见的核聚变反应是由氢的同位素氘(又叫重氢)和氚(又叫超重氢)聚合成氦,并释放一个中子.若已知氘原子的质量为2.0141 u,氚原子的质量为3.0160 u,氦原子的质量为4.0026 u,中子的质量为1.0087 u,1 u=1.66×10-27 kg.(1)写出氘和氚聚合的反应方程.(2)试计算这个核反应释放出来的能量.(3)若建一座发电功率为3.0×105 kW的核聚变电站,假设聚变所产生的能量有一半转变成了电能,则每年要消耗多少千克氘?(一年按3.2×107s计算,光速c=3.0×108m/s,结果取两位有效数字)解析:(1)21H+31H →42He+10n.(2)质量亏损Δm=[(2.0141 u+3.0160 u)-(4.0026 u+1.0087 u)]=0.0188 u=3.12×10-29 kg产生的核能ΔE=Δmc2=2.8×10-12 J.(3)核电站在一年中产生的核能为:E=2E电=2Pt=1.92×1016 J1 mol的21H的质量m0=2 g,含有n=6.02×1023个21H原子所以一年中消耗的21H的质量为:M=EnΔE m0=1.92×1016×2×10-36.02×1023×2.8×10-12kg≈23 kg.答案:(1)21H+31H →42He+10n(2)2.8×10-12 J(3)23 kg。

2020届高考物理总复习第十五单元近代物理第3讲天然放射现象核反应核能教师用书含解析

2020届高考物理总复习第十五单元近代物理第3讲天然放射现象核反应核能教师用书含解析

第3讲 天然放射现象 核反应 核能1放射性元素的衰变 (1)原子核的组成①原子核的组成:原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子。

②原子核的符号③同位素:具有相同的质子数而中子数不同的原子核,在元素周期表中处于同一位置,它们互称为同位素。

例如,氢有三种同位素H H H 。

11、21、31(2)天然放射现象①天然放射现象元素自发地放出射线的现象,首先由贝克勒尔发现。

天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构。

②三种射线:放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线。

(3)原子核的衰变①衰变:原子核自发放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。

两类衰变的核反应方程分别为:α衰变X Y He :A Z →A-4Z-2+42β衰变X Ye:A Z →A Z+1+-1②半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。

半衰期由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关。

江西临川一中月考)(多选)关于天然放射性,下列说法正确的是( )。

A .放射性元素的半衰期与外界的温度无关B.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性C.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强D.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线【答案】ABC四川广安市考试)2011年3月11日,日本发生九级大地震,造成福岛核电站严重的核泄漏事故。

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的衰变过程,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 。

A.X1Ba nB.X2Xe e➝13756+10➝13154+0-1C.X3Ba eD.X4Xe p➝13756+0-1➝13154+11【答案】B C 78 822核力与结合能 (1)核力①定义:原子核内部,核子间所特有的相互作用力。

高考物理一轮复习同步练习(名师解析)15-专题3天然放射现象 衰变 核能

高考物理一轮复习同步练习(名师解析)15-专题3天然放射现象 衰变 核能

第十五章专题三课时提能·精炼1.下列反应中属于核聚变反应的是()A.23592U+10n―→14456Ba+8936Kr+310nB.23490Th―→23491Pa+0-1eC.23892U―→23490Th+42HeD.21H+31H―→42He+10n【答案】D2.如图所示,放射源放在铅块上的细孔中,铅块上方有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向外.已知放射源放出的射线有α、β、γ三种射线.下列判断正确的是()A.甲是α射线,乙是γ射线,丙是β射线B.甲是β射线,乙是γ射线,丙是α射线C.甲是γ射线,乙是α射线,丙是β射线D.甲是α射线,乙是β射线,丙是γ射线【解析】甲粒子受洛伦兹力方向向左,由左手定则可判断甲带负电,是β射线,同理判断丙带正电,是α射线,乙不偏转,不带电,是γ射线,B正确【答案】 B3.(2009·广东单科)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】轻核聚变而生成质量较大(中等)的新核.【答案】 B4.如图所示,R为放射源,虚线范围内有垂直于纸面的磁场,LL′为厚纸板,MN为荧光屏,今在屏上P点处发现亮斑,则到达P点处的放射性物质微粒和虚线范围内B的方向分别为()A.α粒子,B垂直于纸面向外B.α粒子,B垂直于纸面向里C.β粒子,B垂直于纸面向外D. β粒子,B垂直于纸面向里【解析】由于α粒子贯穿本领很弱,只能穿透几厘米空气,因此穿透厚纸板到达屏上P点的不可能是α粒子;由于γ粒子不带电,穿过B区域不会发生偏转,因此到达P点处的也不可能是γ粒子;由此可知,到达P点处的必定是β粒子.又由于β粒子带的是负电,因此用左手定则便可判断B的方向应该是垂直于纸面向里.【答案】 D5.2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器,通过4820Ca(钙48)轰击24998Cf(锎249)发生核反应,成功合成了第118号元素,这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素。

高中物理总复习之巩固练习 天然放射性现象、原子核的人工转变

高中物理总复习之巩固练习 天然放射性现象、原子核的人工转变

【巩固练习】 一、选择题1、(2015 北京卷)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2、某种元素具有多种同位素,反映这些同位素的质量数A 与中子数N 关系的是图( )(A ) (B ) (C ) (D )3、以下是物理学史上3个著名的核反应方程( )x+73Li →2y y+147N → x+178O y+94Be →z+126C x 、y 和z 是三种不同的粒子,其中z 是A. α粒子 B .质子 C .中子 D .电子4、(2015 北京卷)下列核反应方程中,属于α衰变的是( )A. H O He N 1117842147+→+ B.He Th U 422349023892+→C. n He H H 10423121+→+ D.e Pa Th 01-2349123490+→5、表示放射性元素碘131(13153I )β衰变的方程是A .131127453512I Sb He →+B .131131053541I Xe e -→+ C .131130153530I I n →+ D .131130153521I Te H →+6、在存放放射性元素时,若把放射性元素①置于大量水中;②密封于铅盒中;③与轻核元素结合成化合物.则( )A.措施①可减缓放射性元素衰变B.措施②可减缓放射性元素衰变C.措施③可减缓放射性元素衰变D.上述措施均无法减缓放射性元素衰变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。

高考物理总复习第十六章第2讲原子核物理精练(含解析)

高考物理总复习第十六章第2讲原子核物理精练(含解析)

第 2 讲 原子核物理A 组 基础巩固1. (2018 海淀零模 ) 关于天然放射性 ,下列说法正确的是 ( ) A. 天然放射现象说明原子是可分的 B. 放射性元素的半衰期与外界的温度有关 , 温度越高半衰期越短C. 放射性元素发生 β 衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D. 机场、车站进行安检时 ,能发现箱内危险物品 ,是利用了 α 射线较强的穿透能力 答案 C 天然放射现象说明原子核可分 ,A 错;半衰期与外界温度无关 ,B 错;机场、车站利用 X 射线穿透 物品进行安检 ,D 错误。

2. (2018 东城一模 ) 下列核反应方程中 , 属于核聚变的是 ( )AU Th He B Th Pa eC H H He n 答案 C A 项属于 α 衰变 ,B 项属于 β 衰变 ,D 项属于核裂变。

3. (2018 西城一模 ) 下列核反应方程中 , 属于 β 衰变的是 ( )答案 A A 是β衰变方程。

B 是轻核聚变方程。

C 是α衰变方程。

D 是人工转变发现质子的方程。

4. (2018 西城二模 ) 碳 12 的原子核是由 6 个质子和 6 个中子构成的 , 各质子之间存在着三种相互作用力 万有引力、库仑力和核力。

这三种相互作用力的大小由弱到强的顺序是 ( ) A. 万有引力、库仑力、核力A Th Pae B H H He nC U Th He DN He OD U n BaB. 万有引力、核力、库仑力C. 库仑力、万有引力、核力D. 核力、万有引力、库仑力答案 A 质子带正电荷 , 中子不带电 , 因此 , 原子核中的粒子之间必须有一个强大的引力才能将它们结 合在一起 ,否则质子间的库仑力会使原子核裂开 ,这个强大的引力不可能是万有引力 , 因为质子间的库仑 力比万有引力大许多。

而能将原子核中的核子结合在一起的力是核力 , 核力比库仑力大。

5. (2018 朝阳二模 ) 关于 α、β、γ 三种射线 ,下列说法正确的是 ( ) A. 三种射线都带电 B.三种射线都是电磁波C. α 射线的电离能力最强D.β 射线的穿透能力最强 答案 C α 射线是高速氦核流 ,β 射线是高速电子流。

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【巩固练习】 一、选择题1、(2015 北京卷)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2、某种元素具有多种同位素,反映这些同位素的质量数A 与中子数N 关系的是图( )(A ) (B ) (C ) (D )3、以下是物理学史上3个著名的核反应方程( )x+73Li →2y y+147N → x+178O y+94Be →z+126C x 、y 和z 是三种不同的粒子,其中z 是A. α粒子 B .质子 C .中子 D .电子4、(2015 北京卷)下列核反应方程中,属于α衰变的是( )A. H O He N 1117842147+→+ B.He Th U 422349023892+→C. n He H H 10423121+→+ D.e Pa Th 01-2349123490+→5、表示放射性元素碘131(13153I )β衰变的方程是A .131127453512I Sb He →+B .131131053541I Xe e -→+ C .131130153530I I n →+ D .131130153521I Te H →+6、在存放放射性元素时,若把放射性元素①置于大量水中;②密封于铅盒中;③与轻核元素结合成化合物.则( )A.措施①可减缓放射性元素衰变B.措施②可减缓放射性元素衰变C.措施③可减缓放射性元素衰变D.上述措施均无法减缓放射性元素衰变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.与铯133和铯137含有相同的质子数 8、一个氡核Rn 22286衰变成钋核Po 21884并放出一个粒子,其半衰期为3.8天。

1 g 氡经过7.6天衰变掉氡的质量,以及Rn 22286衰变成Po 21884的过程放出的粒子是( )A.0.25g ,α粒子B.0.75g ,α粒子C.0.25g ,β粒子D.0.75g ,β粒子 9、放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氧,其衰变方程为2322209080Th Rn x y αβ→++,其中 ( )A.1x =,3y =B. 2x =,3y =C.3x =,1y =D. 3x =,2y =10、铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应:n X He Al 10422713+→+.下列判断正确的是( )A .n 10是质子 B .n 10是中子 C .X 是Si 2814的同位素 D .X 是P 3115的同位素 11、在匀强磁场中有一个静止的氡核22286Rn ,由于衰变它放出一个粒子,此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个互相外切的圆,大圆与小圆的直径之比为42:1,如图所示,那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个( )A.22286Rn 2220871Fr e -→+ B .222218486842Rn Po He →+C .222222086851Rn Po e→+D .222222286851Rn At H →+12、静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核,当它放出一个α粒子后,其速度方向与磁场方向垂直,测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1,如图所示.则( )A.α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反B.原来放射性元素的原子核电荷数为90C.反冲核的核电荷数为88D.α粒子和反冲核的速度之比为1∶8813、原子核A经β衰变(一次)变成原子核B,原子核B再经α衰变(一次)变成原子核C,则下列说法哪些是正确的()A. 核A的中子数减核C的中子数等于2B. 核A的质子数减核C的质子数等于5C. 原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子中的电子数少1D. 核C的质子数比核A的质子数少1Kr)是不稳定的,它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90 14、铀裂变的产物之一氪90(9036Zr),这些衰变是()(9040A.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15、(2014 福建卷Ⅰ) 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.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射线二、填空题1、在贝克勒发现天然放射现象后,人们对放射线的研发进行了深入研究。

下图为放射线在同一磁场中运动轨迹,1是______射线;2是______射线;3是______射线。

2、天然放射性元素23994Pu 经过___次α衰变和____次β衰变最后变成铅的同位素____。

(填入铅的三种同位素20682Pb 、20782Pb 、20882Pb 中的一种)3、天然放射性元素放出的α、β、γ三种射线的贯穿本领和电离本领各不相同,图为这三种射线贯穿物体情况的示意图,①、②、③各代表一种射线.则①为______射线,它的贯穿本领很弱;③的贯穿本领最强,它的电离本领 ______(选填“最强”、“最弱”).4、放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会同时伴随______ 辐射.已知A 、B 两种放射性元素的半衰期分别为T 1和T 2,经过12t T T =⋅时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比:A B m m =______。

5、已知元素a 的半衰期为4天,元素b 的半衰期为5天,有相同质量的a 和b 经过20天后,剩下的质量之比:a b m m =______ 。

【答案与解析】 一、选择题1、【答案】D【解析】由动量守恒可知,原子核静止在磁场中,发生β衰变后的新核与电子的动量大小相等,方向相反。

由2mv qBv R = ,得mvR qB=,粒子运动的半径与电荷量成反比。

新核带电量大于电子,因此 R 较小,知轨迹 2 为新核轨迹,由左手定则可知,磁场方向垂直纸面向里。

【考点】β衰变,动量守恒,带电粒子在磁场中的圆周运动 2、【答案】B【解析】对于同位素,核电荷数相同,因而核电荷数等于A -N ,选项B 正确。

3、【答案】C【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒,题意中交代的三个核反应方程为1741322H Li He +→,4141172718He N H O +→+, 491122406He Be n C +→+. 其中x 是质子,y 是α粒子,其中z 为中子,正确选项为C 。

4、【答案】B 【解析】α衰变是指某一原子核自发的变成另一种原子核,同时放出α粒子的过程。

B 正确;A 选项为人工转变方程;C 选项为轻核聚变;D 选项为β衰变。

【考点】原子物理,放射—衰变 5、【答案】B【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒即可得出B 选项正确。

6、【答案】D【解析】放射性元素的半衰期是由原子核本身决定的,不随外界条件改变而改变,即与放射性元素所处的环境、位置、温度,状态、是单质还是化合物等无关,故将放射性物质存放在水中并不能增大它的半衰期,故只有D 正确。

7、【答案】D【解析】A 、β射线是高速电子流,α射线才是由氦核组成,故A 错误;B 、γ光子在所有电磁波中频率最高,能量最大,故B 错误;C 、半衰期越小衰变越快,应该是碘131衰变更快,故C 错误;D 、铯133和铯137是同位素,质子数相同中子数不同,故D 正确,故选D 。

8、【答案】B【解析】没有衰变的质量012n m m =7.6天为两个半衰期,2n =,没有衰变的质量等于总质量的四分之一,衰变掉的质量为四分之三,为0.75g 。

根据质量数和核电荷数守恒可以得出衰变方程222218486842Rn Po+He →,所以放出的粒子是α粒子,故选B 。

9、【答案】D【解析】由衰变方程:e y He Rn Th 01-422208623290++→x ,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,故选D 。

10、【答案】BD【解析】中子是中性粒子不带电,则n 10是中子。

根据质量数守恒和电荷数守恒X 是3015P ,所以X 是P 3115的同位素。

11、【答案】B【解析】由于粒子与反冲核的径迹是外切的,据左手定则可知,该粒子一定带正电。

由42∶1,所以粒子与反冲核的电量之比为1∶42,故B 正确。

12、【答案】ABC【解析】粒子之间相互作用的过程中遵守动量守恒,由于初始总动量为零,则末动量也为零,即α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反。

由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动它们的速度大小与质量成反比,D 错误,上述选项正确的为ABC ,故选ABC 。

13、【答案】CD【解析】写出衰变方程011mmn n A B e +-→+,44112m m n n B C He -+-→+,核A 的中子数为(m-n ),核C 的中子数为(m -4-n+1)=( m -n -3),A 的中子数比C 的中子数多3,A 错;A 的质子数为n ,C 的质子数为(n -1),二者质子数相差为1,B 错;核的质子数即为中性原子的电子数,A 的核外电子数为n ,B 的核外电子数为(n+1),选项C 对;C 的质子数为(n -1),A 的质子数为n ,D 对,故选CD 。

14、【答案】B【解析】根据题意可知:该原子核衰变前后质量数没变,因此只是发生了β衰变.根据电荷数守恒可得:发生β衰变的次数为:40-36=4次.ACD 错误,B 正确,故选B . 15、【答案】C【解析】 α射线带正电,β射线带负电,γ射线不带电.在匀强电场中,α射线与β射线分别在电场力的作用下发生偏转,α射线偏向负极板,β射线偏向正极板,γ射线不受电场力,不发生偏转;在磁场中,由左手定则可以判断α射线向左偏,β射线向右偏,γ射线不受洛伦兹力,不发生偏转.故C 项正确.二、填空题1、【答案】β射线;γ射线; α射线。

【解析】根据左手定则,α粒子带正电向右偏转,3是α射线;β粒子带负电,1是β射线;γ射线不带电,不偏转,2是γ射线。

2、【答案】8 420782Pb【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒进行简单计算23940948221Pu Pb x He y e -→++,因为铅的质量数为206、207、208,x 、y 为整数,所以铅的质量数为207,8x =,4y =。

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