備戰(zhàn)2019年高考物理 考點(diǎn)一遍過 考點(diǎn)58 放射性、核反應(yīng)、核能（含解析）

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1、放射性、核反應(yīng)、核能 一、原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期、放射性同位素 1．原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。 2．天然放射現(xiàn)象 （1）天然放射現(xiàn)象 元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 （2）放射性和放射性元素 物質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。 （3）三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是α射線、β射線、γ射線。 （4）放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù) ①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素

2、的化學(xué)性質(zhì)相同。 ②應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作示蹤原子等。 ③防護(hù)：防止放射性對人體組織的傷害。 3．原子核的衰變 （1）衰變：原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。 （2）分類 α衰變： β衰變： （3）半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。 二、核力、結(jié)合能、質(zhì)量虧損 1．核力 （1）定義： 原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力。 （2）特點(diǎn)： ①核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)； ②核力是短程力，作用范圍在1.5×10–15 m之內(nèi)； ③每個(gè)核子只跟它

3、的相鄰核子間才有核力作用。 2．結(jié)合能 核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能。 3．比結(jié)合能 （1）定義： 原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。 （2）特點(diǎn)： 不同原子核的比結(jié)合能不同，原子核的比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。 4．質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損 愛因斯坦質(zhì)能方程E=mc2，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小Δm，這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能ΔE=Δmc2。 三、裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆、核反應(yīng)方程 1．重核裂變 （1）定義：質(zhì)量數(shù)較大的原

4、子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。 （2）典型的裂變反應(yīng)方程： 。 （3）鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。 （4）臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量。 （5）裂變的應(yīng)用：原子彈、核反應(yīng)堆。 （6）反應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層。 2．輕核聚變 （1）定義：兩輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行，因此又叫熱核反應(yīng)。 （2）典型的聚變反應(yīng)方程： 四、原子核的衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變 1．衰變規(guī)律及實(shí)質(zhì) （1）兩種衰變的比較 衰變類型 α衰

5、變 β衰變 衰變方程 衰變實(shí)質(zhì) 2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出 中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子 衰變規(guī)律 電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒 （2）γ射線：γ射線經(jīng)常是伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)產(chǎn)生的。其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變的過程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量（核處于激發(fā)態(tài)）而輻射出光子。 2．原子核的人工轉(zhuǎn)變 用高能粒子轟擊靶核，產(chǎn)生另一種新核的反應(yīng)過程。 典型核反應(yīng)： （1）盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：。 （2）查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為： 。 （3）居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)方程為： 。 。 3．確定衰變次數(shù)的方

6、法 （1）設(shè)放射性元素經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素，則表示該核反應(yīng)的方程為 根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程 A=A′+4n，Z=Z′+2n–m （2）確定衰變次數(shù)，因?yàn)棣滤プ儗|(zhì)量數(shù)無影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。 4．半衰期 （1）公式：N余=N原()t/τ，m余=m原()t/τ 式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，τ表示半衰期。 （2）影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)（

7、如溫度、壓強(qiáng)）或化學(xué)狀態(tài)（如單質(zhì)、化合物）無關(guān)。 5．書寫核反應(yīng)方程時(shí)應(yīng)注意 （1）必須遵守電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律。 （2）核反應(yīng)方程中的箭頭(→)表示核反應(yīng)進(jìn)行的方向，不能把箭頭寫成等號。 （3）核反應(yīng)類型及核反應(yīng)方程的書寫 類　型 可控性 核反應(yīng)方程典例 衰變 α衰變 自發(fā) β衰變 自發(fā) 人工轉(zhuǎn)變 人工控制 （盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子） （查德威克發(fā)現(xiàn)中子） 約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子 重核裂變 比較容易 進(jìn)行人工 控制 輕核聚變 很難控制 五、質(zhì)量虧損及核能的計(jì)算 1．核能 （1）核子

8、在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損Δm，其能量也要相應(yīng)減少，即ΔE=Δmc2。 （2）原子核分解成核子時(shí)要吸收一定的能量，相應(yīng)的質(zhì)量增加Δm，吸收的能量為ΔE=Δmc2。 2．核能釋放的兩種途徑的理解 （1）使較重的核分裂成中等大小的核。 （2）較小的核結(jié)合成中等大小的核，核子的比結(jié)合能都會(huì)增加，都可以釋放能量。 六、應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖 （1）根據(jù)ΔE=Δmc2計(jì)算，計(jì)算時(shí)Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”。 （2）根據(jù)ΔE=Δm×931.5 MeV計(jì)算。因1原子質(zhì)量單位（u）相當(dāng)于931.5 MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”，ΔE的單位

9、是“MeV”。 發(fā)生放射性衰變?yōu)椋胨テ诩s為5 700年。已知植物存活其間，其體內(nèi)與的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，的比例持續(xù)減少。現(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中的比例正好是現(xiàn)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為5 700年 B．、、具有相同的中子數(shù) C．衰變?yōu)榈倪^程中放出β射線 D．增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速的衰變 【參考答案】AC 【詳細(xì)解析】因古木樣品中的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過的時(shí)間為一個(gè)半衰期，即該古木的年代距今約為5 700年，選項(xiàng)A正確；、、具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根

10、據(jù)核反應(yīng)方程可知，衰變?yōu)榈倪^程中放出電子，即發(fā)出β射線，選項(xiàng)C正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選AC。 1．（2018·黃陵中學(xué)期中）核電池又叫“放射性同位素電池”，一個(gè)硬幣大小的核電池可以讓手機(jī)不充電使用5 000年。若將某種放射性元素制成核電池，帶到火星上去工作．已知火星上的溫度、壓強(qiáng)等環(huán)境因素與地球有很大差別，下列說法正確的有 A．該放射性元素到火星上之后，半衰期發(fā)生變化 B．該放射性元素到火星上之后，半衰期不變 C．若該放射性元素的半衰期為T年，經(jīng)過2T年，該放射性元素還剩余75% D．若該放射性元素的半衰期為T年，經(jīng)過2T年，該放射性元素還剩余25

11、% 【答案】BD 【解析】AB：放射性元素的半衰期是由原子核內(nèi)部自身決定的，與外界的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。該放射性元素到火星上之后，半衰期不變。故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。CD：若該放射性元素的半衰期為T年，經(jīng)過2T年，該放射性元素還剩余半數(shù)的半數(shù)即25%，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。 2．關(guān)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(guān) C．放射性元素與別的元素與別的元素形成化合物時(shí)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(qiáng) 【答案】BCD 【解析】并不是所有的元素都能衰變，只有原子序號超過83的元素才都能發(fā)生衰變，

12、選項(xiàng)A錯(cuò)。放射性元素的半衰期由原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定，與外界溫度無關(guān)，選項(xiàng)B對。放射性元素其放射性來自于原子核內(nèi)部的，與其他元素形成化合物并沒有改變其內(nèi)部原子核結(jié)構(gòu)所以仍具有放射性，選項(xiàng)C對。α、β和γ三種射線中，γ射線能量最高，穿透能力最強(qiáng)，選項(xiàng)D對。 （2018·泰安期末）大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氚核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電，氚核聚變反應(yīng)方程是，已知的質(zhì)量為2.013 6 u，的質(zhì)量為3.015 0 u，的質(zhì)量為1.008 7 u，l u=931 MeV/c2。由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知，該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為_______u，釋放出的能量為_______MeV(結(jié)果保留2位有

13、效數(shù)字)。 【參考答案】0.0035 3.3 【詳細(xì)解析】“人造太陽”核聚變反應(yīng)方程是，反應(yīng)的質(zhì)量虧損。該反應(yīng)中釋放的能量。 1．以下說法正確的是 A．當(dāng)氫原子從n=3的狀態(tài)躍遷到n=1的狀態(tài)時(shí)，要吸收光子 B．藍(lán)光照射到某金屬板表面時(shí)能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，則換用強(qiáng)度較低的紫光照射也可發(fā)生 C．原子序數(shù)大于83的原子核都具有放射性 D．核反應(yīng)：中X為中子，a=3 【答案】BCD 【解析】氫原子從n=3的狀態(tài)躍遷到n=1的狀態(tài)時(shí)，要輻射能量，A錯(cuò)；紫光的頻率比藍(lán)光大，因此藍(lán)光照射到某金屬板表面時(shí)能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，紫光也可以，B對；原子序數(shù)大于83的原子核都具有放射性，C對，根

14、據(jù)核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可得D對，所以本題選擇BCD。 2．一個(gè)靜止的氡核放出一個(gè)α粒子后衰變?yōu)獒暫?，同時(shí)放出能量為E=0.09 MeV的光子。假設(shè)放出的核能完全轉(zhuǎn)變?yōu)獒暫伺cα粒子的動(dòng)能，不計(jì)光子的動(dòng)量。已知M氡=222.086 63 u、mα=4.002 6 u、M釙=218.076 6 u，1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量。 （1）寫出上述核反應(yīng)方程； （2）求出發(fā)生上述核反應(yīng)放出的能量； （3）確定釙核與α粒子的動(dòng)能。 【答案】（1）Rn→Po+He+γ （2）6.92 MeV （3）0.12 MeV 6.54 MeV 【解析】（1）Rn→Po+He+γ （2）質(zhì)量

15、虧損Δm=222.086 63 u–4.002 6 u–218.076 6 u=0.007 43 u ΔE=Δmc2=0.007 43×931.5 MeV=6.92 MeV （3）設(shè)α粒子、釙核的動(dòng)能分別為Ekα、Ek釙，動(dòng)量分別為pα、p釙， 由能量守恒定律得：ΔE=Ekα+Ek釙+E 不計(jì)光子的動(dòng)量，由動(dòng)量守恒定律得：0=pα+p釙 又，故Ekα:Ek釙=218:4 聯(lián)立解得Ek釙=0.12 MeV，Ekα=6.54 MeV 用中子轟擊鋰核（），發(fā)生的核反應(yīng)為：，式中n代表中子，X代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核，同時(shí)釋放出4.8 MeV的核能（l eV=1.6×l0 J）。則新

16、核中的中子數(shù)為_______，核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為__________kg（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。 【參考答案】2 【詳細(xì)解析】因?yàn)橹凶?，根?jù)質(zhì)量數(shù)及電荷數(shù)守恒可知，新核X中的中子數(shù)為2；根據(jù)質(zhì)能方程可知，核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為。 1．（2018·湖北聯(lián)考）下列說法正確的是 A．原子核的結(jié)合能是組成原子核的所有核子的能量總和 B．鐳226衰變?yōu)殡?22的半衰期為1620年，也就是說100個(gè)鐳226核經(jīng)過1620年的一定還剩下50個(gè)鐳226沒有發(fā)生衰變 C．在天然放射現(xiàn)象中放出的β射線就是電子流，該電子是原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后輻射出來的 D．原子從低能級向高能級

17、躍遷，不吸收光子也能實(shí)現(xiàn) 【答案】D 【解析】A．原子核的結(jié)合能是組成原子核的核子結(jié)合成原子核時(shí)放出的能量，故A錯(cuò)誤；B．半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對少量原子核來講是沒有意義的，故B錯(cuò)誤；C．β衰變中生成的電子是一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子同時(shí)生成一個(gè)電子，故C錯(cuò)誤；D、原子從低能級向高能級躍遷需要獲得能量，可以通過吸收光子或碰撞等形式獲得，故D正確。故選D。 2．當(dāng)前，發(fā)電站溫室氣體排放問題引起了越來越多的關(guān)注，相比煤炭等傳統(tǒng)能源，核電能夠大幅降低二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和粉塵等物質(zhì)的排放，已成為世界快速發(fā)展的電力工業(yè)。經(jīng)廣大科技工作者的不懈努力，我國的核電技術(shù)已進(jìn)入世界的先進(jìn)行列，世界各地現(xiàn)在

18、正在興建的核電反應(yīng)堆達(dá)到57座，我國以20座名列第一。核電站的最核心部分是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆中的燃料產(chǎn)生裂變，在短時(shí)間內(nèi)釋放出大量的核能可供人類利用。核反應(yīng)堆中的鎘棒起________作用，核反應(yīng)方程應(yīng)為。若其質(zhì)量分別為mU=390.313 9×10–27 kg，mn=1.674 9×10–27 kg，mBa=234.001 6×10–27 kg，mKr=152.604 7×10–27 kg，核反應(yīng)中釋放的能量為ΔE=________J。 【答案】吸收中子控制核反應(yīng)速度 3.22×10–11 【解析】控制中子數(shù)可以控制反應(yīng)速度；Δm=mU+mn–mBa–mKr–3mn=0.357 8

19、×10－27 kg，ΔE=Δmc2=3.22×10–11 J。 1．關(guān)于放射性同位素，下列說法正確的是 A．放射性同位素與放射性元素一樣，都具有一定的半衰期，衰變規(guī)律一樣 B．放射性同位素衰變可以生成另一種新元素 C．放射性同位素只能是天然衰變時(shí)產(chǎn)生的，不能用人工方法測得 D．以上說法都不對 2．（2018·攀枝花校級檢測）在下列核反應(yīng)的方程中，X是質(zhì)子的是 A． B． C． D． 3．下列哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子的 A．γ射線探傷儀 B．利用含有放射性碘131的油，檢測地下輸油管的漏油情況 C．利用鈷60治療腫瘤等疾病 D．把含有放射

20、性元素的肥料施給農(nóng)作物，用檢測放射性的辦法確定放射性元素在農(nóng)作物內(nèi)轉(zhuǎn)移和分布情況，找出合理施肥的規(guī)律 4．（2018·高考信息卷）下列說法正確的是 A．Th核發(fā)生一次α衰變時(shí)，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4 B．太陽輻射的能量最主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應(yīng) C．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期可能變小 D．用14 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子，可使其電離 5．關(guān)于放射性元素，下列說法中正確的是 A．半衰期是指放射性元素樣品質(zhì)量減少一半所需的時(shí)間 B．當(dāng)放射性元素的溫度升高時(shí)，其半衰期不變 C．放射性元素的原子核每放出一個(gè)β粒子，就減少一個(gè)質(zhì)子，增加一個(gè)中子 D．

21、α、β和γ三種射線中，γ射線的穿透能力和電離能力均最強(qiáng) 6．對放射性的應(yīng)用，下列說法中正確的是 A．放射線能殺傷癌細(xì)胞或阻止癌細(xì)胞分裂，對人體的正常細(xì)胞不會(huì)有傷害作用 B．對放射性的廢料，要裝入特制的容器并埋入深地層進(jìn)行處理 C．γ射線探傷儀中的放射源必須存放在特制的容器里，而不能隨意放置 D．對可能產(chǎn)生放射性污染的場所或物品進(jìn)行檢測是很有必要的 7．（2018·鹽城期末）放射性的原子核A放出一個(gè)β粒子后變成原子核B，原子核B放出一個(gè)α粒子后變成原子核C，可以肯定的是原子核A比 A．原子核B多2個(gè)中子 B．原子核C多2個(gè)中子 C．原子核B少1個(gè)質(zhì)子 D．原子核C少1個(gè)質(zhì)子

22、 8．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法中正確的是 A．作為示蹤原子是利用了放射性同位素貫穿能力很強(qiáng)的性質(zhì) B．作為示蹤原子是利用了放射性同位素放出的射線可被儀器探測到的特點(diǎn) C．γ射線探傷利用了γ射線貫穿能力很強(qiáng)的性質(zhì) D．γ射線探傷利用了γ射線電離能力很強(qiáng)的性質(zhì) 9．下列應(yīng)用中把放射性同位素作為示蹤原子的是 A．利用鉆60治療腫瘤等疾病 B．射線探傷 C．利用含有放射性碘131的油，檢測地下輸油管的漏油情況 D．把含有放射性同位素的肥料施給農(nóng)作物用以檢測其吸收養(yǎng)分的情況 10．（2018·青銅峽一中期中）熱核反應(yīng)方程：，其中X表示某種粒子，則下列表述正確的 A．X是電子

23、 B．該反應(yīng)需要吸收17.6 MeV的能量才能發(fā)生 C．平均每個(gè)核子能釋放的能量大于3.84 MeV D．(m＋m)＞(m＋mX) 11．關(guān)于放射性元素原子核的衰變，下列敘述中哪些是正確的 A．γ射線是伴隨α射線或β射線而發(fā)射出來的 B．半衰期的大小不隨化學(xué)狀態(tài)、溫度等變化而變。 C．某核放出一個(gè)β粒子或α粒子后，都變成一種新元素的原子核。 D．若原來有某種放射性元素的原子核10個(gè)，則經(jīng)一個(gè)半衰期后，一定有5個(gè)原子核發(fā)生了衰變 12．如果某放射性元素經(jīng)過X次α衰變和Y次β衰變，變成一種新原子核，則這個(gè)新原子核的質(zhì)子數(shù)比放射性元素原子核的質(zhì)子數(shù)減少 A．2x+y B．x

24、+y C．x–y D．2x–y 13．（2018·安陽校級期中）關(guān)于電子的說法，正確的是 A．組成陰極射線的帶電粒子是電子 B．β衰變中的電子是原子核外電子 C．β衰變說明原子核里有電子 D．玻爾理論認(rèn)為，氫原子中電子的軌道半徑是連續(xù)的 14．下列關(guān)于放射性元素衰變的描述，哪些是錯(cuò)誤的 A．原子核放出電子后，它的質(zhì)量數(shù)不變而電荷數(shù)卻減少1 B．核衰變時(shí)放出的射線都是由帶電粒子所組成的 C．半衰期表示放射性元素衰變的快慢，它和外界的溫度、壓強(qiáng)無關(guān) D．γ衰變不改變元素在周期表上的位置 15．A、B兩種放射性元素，它們的半衰期分別為tA=10天，tB=30天，經(jīng)60天后，

25、測得兩種放射性元素的質(zhì)量相等，那么它們原來的質(zhì)量之比為 A．3:1 B．48:63 C．1:16 D．16:1 16．（2018·渭南校級質(zhì)檢）氘核（H）和氚核（H）的核反應(yīng)方程如下：，設(shè)氘核的質(zhì)量為m1，氚核的質(zhì)量為m2，氦核的質(zhì)量為m3，中子的質(zhì)量為m4，則核反應(yīng)過程中釋放的能量為 A．(m1＋m2－m3)c2 B．(m1＋m2－m3－m4)c2 C．(m1＋m2－m4)c2 D．(m3＋m4－m1－m2)c2 17．下列關(guān)于可以減緩放射性元素衰變的說法中，正確的是 A．把該元素放置在低溫處 B．把該元素密封在很厚的鉛盒子里 C．把該元素同其他的穩(wěn)定元素結(jié)合成化合

26、物 D．上述各種方法無法減緩放射性元素的衰變 18．設(shè)某放射性物質(zhì)A的半衰期為T，另一種放射性物質(zhì)B的半衰期為2T，在初始時(shí)刻，A的原子核數(shù)目為B的原子核數(shù)目的4倍，則 A．經(jīng)過時(shí)間2T，A與B的原子核數(shù)目相同 B．經(jīng)過時(shí)間2T，A的原子核數(shù)目大于B的原子核數(shù)目 C．經(jīng)過時(shí)間3T，A的原子核數(shù)目大于B的原子核數(shù)目 D．經(jīng)過時(shí)間4T，A與B的原子核數(shù)目相同 19．（2018·內(nèi)蒙古校級期中）放射性同位素發(fā)出的射線在科研、醫(yī)療、生產(chǎn)等諸多方面得到了廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)放射線應(yīng)用的說法中正確的有 A．放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達(dá)到消除有害靜電的目的 B．利用γ

27、射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視 C．用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種 D．用γ射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的危害 20．放射性同位素可做示蹤原子，在醫(yī)學(xué)上可以確定腫瘤位置等用途，今有四種不同的放射性同位素R、P、Q、S，它們的半衰期分別為半年、38天、15天和2天，則我們應(yīng)選用的同位素應(yīng)是 A．S B．Q C．P D．R 21．關(guān)于半衰期，以下說法正確的是 A．同種放射性元素在化合物中的半衰期比單質(zhì)中長 B．升高溫度可以使半衰期縮短 C．氡的半衰期為3.8天，若有四個(gè)氡原子核，經(jīng)過7.6

28、天就只剩下一個(gè) D．氡的半衰期為3.8天，4克氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下1克 22．（2018·景德鎮(zhèn)校級期中）下列說法正確的是 A．結(jié)合能是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量 B．核子組成原子核過程中不存在質(zhì)量虧損 C．中等大小的核的比結(jié)合能量大，相應(yīng)原子核最穩(wěn)定 D．氘核的比結(jié)合能為W，光速為c，則質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核過程中質(zhì)量虧損為W/c2 23．下列核反應(yīng)或核衰變方程中，符號“X”表示中子的是 A． B．++X C． D． 24．2006年3月23日央視報(bào)道，中科院離子物理所經(jīng)過八年的艱苦奮斗努力，終于率先建成了世界上第一個(gè)全超導(dǎo)的托克馬克試驗(yàn)裝置并調(diào)試

29、成功；這種裝置被稱為“人造太陽”（如圖所示），它能夠承受上億攝氏度高溫且能夠控制等離子態(tài)的核子發(fā)生聚變并穩(wěn)定持續(xù)的輸出能量，就像太陽一樣為人類提供無限清潔的能源。在下列核反應(yīng)方程中有可能是該裝置內(nèi)部所進(jìn)行的核反應(yīng)的是 A． B． C． D． 25．（2018·雞澤校級月考）下列說法正確的是 A．盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子存在中子 B．外界溫度越高，放射性元素的半衰期越短 C．核聚變反應(yīng)方程H＋H→He＋A中，A表示質(zhì)子 D．U原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)Pb原子核的過程中，發(fā)生6次β衰變 26．一放射源放射出某種或多種射線，當(dāng)用一張薄紙放在放射源的前面時(shí)，強(qiáng)度減為原來的，

30、而當(dāng)用1 cm厚的鋁片放在放射源前時(shí)，射線的強(qiáng)度減小到幾乎為零。由此可知，該放射源所射出的 A．僅是α射線 B．僅是β射線 C．是α射線和β射線 D．是α射線和γ射線 27．在勻強(qiáng)磁場中，一個(gè)原來靜止的原子核發(fā)生衰變，得到兩條如圖中所示的徑跡，圖中箭頭表示衰變后粒子的運(yùn)動(dòng)方向。不計(jì)放出光子的能量，則下述說法中正確的是 A．發(fā)生的是β衰變，b為β粒子的徑跡 B．發(fā)生的是α衰變，b為α粒子的徑跡 C．磁場方向垂直紙面向外 D．磁場方向垂直紙面向內(nèi) 28．（2018·昌吉期末聯(lián)考）關(guān)于核電站和核輻射，下列說法中正確的是 A．核反應(yīng)堆發(fā)生的是輕核聚變反應(yīng) B．核反應(yīng)堆發(fā)生的

31、是重核裂變反應(yīng) C．放射性同位素的半衰期長短是由核內(nèi)部本身決定，與外部條件無關(guān) D．放射性同位素的半衰期長短與地震、風(fēng)力等外部環(huán)境有關(guān) 29．三個(gè)原子核X、Y、Z，X核放出一個(gè)正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一個(gè)個(gè)氦（42He），則下面說法正確的是 A．X核比Z核多一個(gè)原子 B．X核比Z核少一個(gè)中子 C．X核的質(zhì)量數(shù)比Z核質(zhì)量數(shù)大3 D．X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍 30．關(guān)于核反應(yīng)，下列說法中正確的是 A．在核反應(yīng)中，反應(yīng)前后總質(zhì)量不變 B．在核反應(yīng)中，反應(yīng)前后電荷數(shù)不變 C．在核反應(yīng)中，質(zhì)量會(huì)有改變，但質(zhì)量數(shù)不變 D．因?yàn)楹朔磻?yīng)總是放能

32、的，所以反應(yīng)中一定有質(zhì)量虧損 31．（2018·汕頭校級期中）下列說法正確的 A．是衰變方程 B．是核聚變反應(yīng)方程 C．是核裂變反應(yīng)方程 D．是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程 32．已知：、、、的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，則關(guān)于核反應(yīng)：+→+，下列說法正確的是 A．這是個(gè)核聚變的過程 B．這是個(gè)核裂變的過程 C．該過程中放出的能量為(m3+m4–m1–m2)c2 D．該過程中放出的能量為(m1+m2–m3–m4)c2 33．某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為 H+C→N+Q1，H+N→C+X+Q2 方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子

33、核質(zhì)量見下表： 以下推斷正確的是 A．X是He，Q2>Q1 B．X是He，Q2>Q1 C．X是He，Q2

34、穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.6×10－16 s。一定質(zhì)量的，經(jīng)7.8×10－16 s后所剩占開始時(shí)的________。 36．（2018·上海校級期中）如圖所示，重核裂變時(shí)放出的中子引起其它重核的裂變，可以使裂變不斷進(jìn)行下去，這種反應(yīng)就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，________（填“是”或“不是”）任何鈾塊只要有中子進(jìn)入都能發(fā)生上述反應(yīng)，原因是___________________________________________________。 37．太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個(gè)質(zhì)子聚變?yōu)橐粋€(gè)氦核的熱核反應(yīng)，這個(gè)核反應(yīng)釋放出的大量能量就是太陽的能源。 （1）寫出這個(gè)核反應(yīng)方程。 （2）這一核反應(yīng)

35、能釋放出多少能量？ （3）已知太陽每秒釋放能量為3.8×1026 J，則太陽每秒減少的質(zhì)量為多少kg? （4）若太陽質(zhì)量減小萬分之三，熱核反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行，計(jì)算太陽還能存在多少年？（mp=1.007 3 u，mα=4.001 5 u，me=0.000 55 u，太陽的質(zhì)量為2×1030 kg） 38．一個(gè)靜止的質(zhì)量為m1的鈾核，放出一個(gè)質(zhì)量為m2的α粒子后，衰變成質(zhì)量為m3的釷核。（已知光速為c） （1）寫出核衰變反應(yīng)方程 （2）算出該核衰變反應(yīng)中釋放出的核能 （3）假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和α粒子的動(dòng)能，則釷核獲得的動(dòng)能有多大（用字母m1、m2、m3、c表示結(jié)果）

36、 39．（2018·北京卷）在核反應(yīng)方程中，X表示的是 A．質(zhì)子 B．中子 C．電子 D．α粒子 40．（2018·新課標(biāo)全國II卷）用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.2810–19 J。已知普朗克常量為6.6310–34 J·s，真空中的光速為3.00108 m·s–1，能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為 A．11014 Hz B．81014 Hz C．21015 Hz D．81015 Hz 41．（2018·天津卷）氫原子光譜在可見光區(qū)域內(nèi)有四條譜線，都是氫原子中電子從量子數(shù)n>2的能級躍遷到n=2的能級發(fā)出的光，它們在真空中的波長由

37、長到短，可以判定 A．對應(yīng)的前后能級之差最小 B．同一介質(zhì)對的折射率最大 C．同一介質(zhì)中的傳播速度最大 D．用照射某一金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，則也一定能 42．（2018·天津卷）國家大科學(xué)過程——中國散裂中子源（CSNS）于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進(jìn)的研究平臺，下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是 A．俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子 B．俘獲一個(gè)α粒子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子 C．俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子 D．俘獲一個(gè)質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個(gè)粒子 43．（2018·新課標(biāo)全國III卷）1934年，約里奧–居里夫婦

38、用α粒子轟擊鋁核，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為 A．15和28 B．15和30 C．16和30 D．17和31 44．（2017·天津卷）我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，這是我國對國際熱核聚變項(xiàng)目的重大貢獻(xiàn)。下列核反應(yīng)方程中屬于聚變反應(yīng)的是 A． B． C． D． 45．（2017·新課標(biāo)全國Ⅰ卷）大科學(xué)工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應(yīng)釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應(yīng)方程是。已知的質(zhì)量為2.013 6 u，的質(zhì)量為3.015 0 u，的質(zhì)量為1.008 7 u，1 u=931 MeV/c2。氘

39、核聚變反應(yīng)中釋放的核能約為 A．3.7 MeV B．3.3 MeV C．2.7 MeV D．0.93 MeV 46．（2017·江蘇卷）原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷中正確的有 A．核的結(jié)合能約為14 MeV B．核比核更穩(wěn)定 C．兩個(gè)核結(jié)合成核時(shí)釋放能量 D．核中核子的平均結(jié)合能比核中的大 47．（2016·江蘇卷）貝克勒爾在120年前首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，如今原子核的放射性在眾多領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。下列屬于放射性衰變的是 A． B． C． D． 48．（2016·新課標(biāo)全國Ⅲ卷）一靜止的鋁原子核俘獲一速度為m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩?/p>

40、發(fā)態(tài)的硅原子核，下列說法正確的是 A．核反應(yīng)方程為 B．核反應(yīng)方程過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒 C．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒 D．核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和 E．硅原子核速度的數(shù)量級為m/s，方向與質(zhì)子初速度方向一致 2．B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，則，X的質(zhì)量數(shù)為0，質(zhì)子數(shù)為-1，X是電子，故A錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，則，X的質(zhì)量數(shù)為1，質(zhì)子數(shù)為1，X是質(zhì)子，故B正確；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，則，X的質(zhì)量數(shù)為4，質(zhì)子數(shù)為2，X是氦核，故C錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，則，X的質(zhì)量數(shù)為1，質(zhì)子數(shù)為0，X是中子，故D錯(cuò)誤。所以B正確，ACD

41、錯(cuò)誤。 14．AB【解析】核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒以及核電荷數(shù)守恒，電子帶負(fù)電，質(zhì)量數(shù)為零，所以當(dāng)原子核放出電子后，它的質(zhì)量數(shù)不變而電荷數(shù)卻增加1，即，A錯(cuò)誤，γ射線屬于高速光子流，不帶電，靜止時(shí)質(zhì)量為零，所以γ衰變不改變元素在周期表上的位置，故B錯(cuò)誤，D正確，半衰期表示放射性元素衰變的快慢，它和外界的溫度、壓強(qiáng)無關(guān)，C正確。 【名師點(diǎn)睛】核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒以及核電荷數(shù)守恒，γ射線屬于高速光子流，不帶電，靜止時(shí)質(zhì)量為零，半衰期表示放射性元素衰變的快慢，它和外界的溫度、壓強(qiáng)無關(guān)。 15．D【解析】經(jīng)過60天后A元素剩余的質(zhì)量為，B元素剩余的質(zhì)量為，故，所以，D正確。 16．B【解

42、析】核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損：△m=m1+m2?m3?m4，由愛因斯坦的質(zhì)能方程可知，核反應(yīng)釋放的能量：E=△mc2=(m1+m2?m3?m4)c2；故選B。 17．D【解析】放射性元素衰變的快慢由核內(nèi)部自身的因素決定，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。 18．BD【解析】由半衰期的公式可以計(jì)算出本題正確答案BD。 20．A【解析】根據(jù)題中信息可得，放射性同位素的衰變周期越短越好，所以A正確。 21．D【解析】考慮到放射性元素衰變的快慢是跟原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，又考慮到半衰期是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，即給定的四個(gè)氡核是否馬上衰變會(huì)受到各種偶然因素的支配。因此，正確答案只有D。

43、 22．C【解析】原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故A錯(cuò)誤；自由核子與自由核子結(jié)合成原子核時(shí)核力作正功，將放出能量，所以有質(zhì)量虧損，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；中等大小的核的比結(jié)合能量大，相應(yīng)原子核最穩(wěn)定，選項(xiàng)C正確；氘核的比結(jié)合能為W，氘核中有2個(gè)核子，則結(jié)合能為2W，光速為c，則質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核過程中質(zhì)量虧損為2W/c2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C。 23．AC【解析】由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，A、C兩項(xiàng)為中子，B項(xiàng)為質(zhì)子，D項(xiàng)為電子。 【名師點(diǎn)睛】核反應(yīng)方程遵守核子數(shù)和核電荷數(shù)守恒的規(guī)律，屬于簡單題，應(yīng)該熟練掌握。 24．B【解析】太陽內(nèi)部主要的輕核的聚變，從而釋放出巨大的

44、能量，所以答案B正確。 25．D【解析】盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)確定了原子核核式結(jié)構(gòu)理論，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期與外界因素?zé)o關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；核聚變反應(yīng)方程中A的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為2+3-4=1，故A表示中子，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)原子核的過程中設(shè)經(jīng)過m次α衰變，n次β衰變，則有：4m=32，2m-n=10，解得：m=8，n=6．選項(xiàng)D正確；故選D。 26．C【解析】三種射線中，γ射線貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板，本題中用1 cm厚的鋁片即能擋住射線，說明射線中不含γ射線，用薄紙便可擋住部分射線，說明射線中含有貫穿本領(lǐng)較小的α射線，同時(shí)有大部分射線穿過薄紙，說明含有β射線。

45、 【名師點(diǎn)睛】本題要求學(xué)生能熟記各種射線的性質(zhì)：α、β和γ三種射線中，α帶正電、β帶負(fù)電、γ不帶電，且α粒子的穿透力最弱，無法穿過鋁箔。 27．AD【解析】從軌跡可以看出兩粒子的運(yùn)動(dòng)方向不同，但受力方向相同，說明電流方向相同，即發(fā)生了β衰變，在磁場中受力向上，由左手定則可判斷出磁場方向垂直紙面向內(nèi)，A、D選項(xiàng)正確。如果發(fā)生α衰變時(shí)遵循動(dòng)量守恒和能量守恒。 【名師點(diǎn)睛】衰變屬于天然放射現(xiàn)象，生成的新核和釋放的氦核之間強(qiáng)大的作用力，使它們遵循了動(dòng)量守恒定律，本題解題關(guān)鍵是動(dòng)量守恒的應(yīng)用，以及左手定則判斷洛倫茲力。 29．CD【解析】設(shè)原子核X的質(zhì)量數(shù)為x，電荷數(shù)為y，依題意寫出核反應(yīng)方

46、程，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得原子核Y的質(zhì)量數(shù)為x，電荷數(shù)為y–1，原子核Z的質(zhì)量數(shù)為x–3，電荷數(shù)為y–2。由此可得X核的質(zhì)子（y）比Z核的質(zhì)子（y–2）多2個(gè)，A錯(cuò)；由此可得X核的中子（x–y）比Z核的中子（x–y–1）多1個(gè)，B錯(cuò)；X核的質(zhì)量數(shù)（x）比Z核的質(zhì)量數(shù)（x–3）多3個(gè)，C對；X核與Z核的總電荷（2y–2）是Y核電荷（y–1）的2倍，D對。 30．BC【解析】核反應(yīng)不都是放能的。 31．BD【解析】A選項(xiàng)中在質(zhì)子的轟擊下發(fā)生的核反應(yīng)，屬于人工轉(zhuǎn)變，A錯(cuò)；C選項(xiàng)是α衰變，不是裂變，C錯(cuò)。 32．AD【解析】由小原子核組成較大的原子核過程為核聚變，A對。該反應(yīng)的質(zhì)量虧損

47、為(m1+m2)–(m3+m4)故D對。 33．B【解析】由核反應(yīng)過程中必須遵守的質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒知X是He。放出熱量分別為Q1和Q2的兩個(gè)核反應(yīng)中質(zhì)量虧損分別為0.002 1 u和0.005 3 u，故Q2>Q1，選項(xiàng)B正確。 34．10 大于 【解析】受一個(gè)中子轟擊后裂變成?和兩部分，根據(jù)根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒有：92=54+38，235+1=136+90+x×1，解得x=10，所以中子個(gè)數(shù)為10。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：大于臨界體積。 35．（1） （2） 【解析】（1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，未知粒子的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，為。 （2）半衰期為2.6×10-16

48、 s，經(jīng)7.8×10-16 s，即3個(gè)半衰期，根據(jù)，經(jīng)7.8×10－16 s后所剩占開始時(shí)的。 36．不是 只有鈾塊的體積大于臨界體積時(shí)，才發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 【解析】不是任何鈾塊只要有中子進(jìn)入都能發(fā)生上述反應(yīng)，原因是只有鈾塊的體積大于臨界體積時(shí)，才發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 37．（1）4H→He+2e （2）24.78 MeV （3）4.2×109 kg （4）4.5×109年 （3）由ΔE=Δmc2得每秒太陽質(zhì)量減少 Δm== kg≈4.2×109 kg （4）太陽的質(zhì)量為2×1030 kg，太陽還能存在的時(shí)間為 t== s≈1.4×1017 s 即為4.5×109年 38．

49、（1） （2）(m1– m2–m3)c2 （3） 【解析】（1） （2）核衰變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm=m1– m2–m3 核衰變反應(yīng)中釋放出的核能ΔE=Δmc2=(m1– m2–m3)c2 （3）系統(tǒng)動(dòng)量守恒，釷核和α粒子的動(dòng)量大小相等，則： 由題知：即 所以釷核獲得的動(dòng)能： 39．A【解析】設(shè)X為：，根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒：，則：，電荷數(shù)守恒：，則，即X為：為質(zhì)子，故選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤。 40．B【解析】知道光電效應(yīng)方程；知道逸出功并結(jié)合兩個(gè)公式求解。由光電效應(yīng)方程式得：，得：，剛好發(fā)生光電效應(yīng)的臨界頻率為，則，代入數(shù)據(jù)可得：，故B正確。 42．B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知四個(gè)核反應(yīng)方程分別為、、，，故只有B選項(xiàng)符合題意。 【名師點(diǎn)睛】核反應(yīng)過程中，質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒即可寫出核反應(yīng)方程式。 43．B【解析】根據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為2+13=15，質(zhì)量數(shù)為4+27–1=30，根據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知X的原子序數(shù)為15，質(zhì)量數(shù)為30，選項(xiàng)B正確。 25