備戰(zhàn)2019年高考物理 考點一遍過 考點58 放射性、核反應、核能（含解析）

放射性、核反應、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)，說明原子核具有復雜的結構。（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，分別是射線、射線、射線。（4）放射性同位素的應用與防護放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學性質(zhì)相同。應用：消除靜電、工業(yè)探傷、作示蹤原子等。防護：防止放射性對人體組織的傷害。3原子核的衰變（1）衰變：原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。（2）分類衰變： 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、化學狀態(tài)無關。二、核力、結合能、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：核力是強相互作用的一種表現(xiàn)；核力是短程力，作用范圍在1.5×1015 m之內(nèi)；每個核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用。2結合能核子結合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結合能，亦稱核能。3比結合能（1）定義：原子核的結合能與核子數(shù)之比，稱做比結合能，也叫平均結合能。（2）特點：不同原子核的比結合能不同，原子核的比結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固，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m，這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能E=mc2。三、裂變反應和聚變反應、裂變反應堆、核反應方程1重核裂變（1）定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。（2）典型的裂變反應方程：。（3）鏈式反應：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應一代接一代繼續(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)生鏈式反應的最小體積及其相應的質(zhì)量。（5）裂變的應用：原子彈、核反應堆。（6）反應堆構造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護層。2輕核聚變（1）定義：兩輕核結合成質(zhì)量較大的核的反應過程。輕核聚變反應必須在高溫下進行，因此又叫熱核反應。（2）典型的聚變反應方程： 四、原子核的衰變和原子核的人工轉變1衰變規(guī)律及實質(zhì)（1）兩種衰變的比較衰變類型衰變衰變衰變方程衰變實質(zhì) 2個質(zhì)子和2個中子結合成一個整體射出中子轉化為質(zhì)子和電子衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒（2）射線：射線經(jīng)常是伴隨著衰變或衰變同時產(chǎn)生的。其實質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生衰變或衰變的過程中，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原子核的人工轉變用高能粒子轟擊靶核，產(chǎn)生另一種新核的反應過程。典型核反應：（1）盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應方程為：。（2）查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為：。（3）居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應方程為：。3確定衰變次數(shù)的方法（1）設放射性元素經(jīng)過n次衰變和m次衰變后，變成穩(wěn)定的新元素，則表示該核反應的方程為根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程A=A+4n，Z=Z+2nm（2）確定衰變次數(shù)，因為衰變對質(zhì)量數(shù)無影響，先由質(zhì)量數(shù)的改變確定衰變的次數(shù)，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定衰變的次數(shù)。4半衰期（1）公式：N余=N原()t/，m余=m原()t/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表示衰變時間，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)（如溫度、壓強）或化學狀態(tài)（如單質(zhì)、化合物）無關。5書寫核反應方程時應注意（1）必須遵守電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律。（2）核反應方程中的箭頭()表示核反應進行的方向，不能把箭頭寫成等號。（3）核反應類型及核反應方程的書寫類型可控性核反應方程典例衰變衰變自發(fā)衰變自發(fā)人工轉變?nèi)斯た刂疲ūR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，同時發(fā)現(xiàn)正電子重核裂變比較容易進行人工控制輕核聚變很難控制五、質(zhì)量虧損及核能的計算1核能（1）核子在結合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損m，其能量也要相應減少，即E=mc2。（2）原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應的質(zhì)量增加m，吸收的能量為E=mc2。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）較小的核結合成中等大小的核，核子的比結合能都會增加，都可以釋放能量。六、應用質(zhì)能方程解題的流程圖（1）根據(jù)E=mc2計算，計算時m的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，E的單位是“J”。（2）根據(jù)E=m×931.5 MeV計算。因1原子質(zhì)量單位（u）相當于931.5 MeV的能量，所以計算時m的單位是“u”，E的單位是“MeV”。發(fā)生放射性衰變?yōu)?，半衰期約為5 700年。已知植物存活其間，其體內(nèi)與的比例不變；生命活動結束后，的比例持續(xù)減少?，F(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^程中放出射線D增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速的衰變【參考答案】AC【詳細解析】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)過的時間為一個半衰期，即該古木的年代距今約為5 700年，選項A正確；、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B錯誤；根據(jù)核反應方程可知，衰變?yōu)榈倪^程中放出電子，即發(fā)出射線，選項C正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項D錯誤；故選AC。1（2018·黃陵中學期中）核電池又叫“放射性同位素電池”，一個硬幣大小的核電池可以讓手機不充電使用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%【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狀態(tài)無關。該放射性元素到火星上之后，半衰期不變。故A項錯誤，B項正確。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項錯誤，D項正確。2關于天然放射性，下列說法正確的是A所有元素都可能發(fā)生衰變B放射性元素的半衰期與外界的溫度無關C放射性元素與別的元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D、和三種射線中，射線的穿透能力最強【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，選項A錯。放射性元素的半衰期由原子核內(nèi)部的結構決定，與外界溫度無關，選項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)部原子核結構所以仍具有放射性，選項C對。、和三種射線中，射線能量最高，穿透能力最強，選項D對。（2018·泰安期末）大科學工程“人造太陽”主要是將氚核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電，氚核聚變反應方程是，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。由上述反應方程和數(shù)據(jù)可知，該反應中的質(zhì)量虧損為_u，釋放出的能量為_MeV(結果保留2位有效數(shù)字)?！緟⒖即鸢浮?.0035 3.3【詳細解析】“人造太陽”核聚變反應方程是，反應的質(zhì)量虧損。該反應中釋放的能量。1以下說法正確的是A當氫原子從n=3的狀態(tài)躍遷到n=1的狀態(tài)時，要吸收光子B藍光照射到某金屬板表面時能夠產(chǎn)生光電效應，則換用強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：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，要輻射能量，A錯；紫光的頻率比藍光大，因此藍光照射到某金屬板表面時能夠產(chǎn)生光電效應，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。2一個靜止的氡核放出一個粒子后衰變?yōu)獒暫耍瑫r放出能量為E=0.09 MeV的光子。假設放出的核能完全轉變?yōu)獒暫伺c粒子的動能，不計光子的動量。已知M氡=222.086 63 u、m=4.002 6 u、M釙=218.076 6 u，1 u相當于931.5 MeV的能量。（1）寫出上述核反應方程；（2）求出發(fā)生上述核反應放出的能量；（3）確定釙核與粒子的動能?！敬鸢浮浚?）RnPo+He+ （2）6.92 MeV （3）0.12 MeV 6.54 MeV【解析】（1）RnPo+He+（2）質(zhì)量虧損m=222.086 63 u4.002 6 u218.076 6 u=0.007 43 uE=mc2=0.007 43×931.5 MeV=6.92 MeV（3）設粒子、釙核的動能分別為Ek、Ek釙，動量分別為p、p釙，由能量守恒定律得：E=Ek+Ek釙+E不計光子的動量，由動量守恒定律得：0=p+p釙又，故Ek:Ek釙=218:4聯(lián)立解得Ek釙=0.12 MeV，Ek=6.54 MeV用中子轟擊鋰核（），發(fā)生的核反應為：，式中n代表中子，X代表核反應產(chǎn)生的新核，同時釋放出4.8 MeV的核能（l eV=1.6×l0 J）。則新核中的中子數(shù)為_，核反應過程中的質(zhì)量虧損為_kg（計算結果保留兩位有效數(shù)字）?！緟⒖即鸢浮? 【詳細解析】因為中子，根據(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個鐳226核經(jīng)過1620年的一定還剩下50個鐳226沒有發(fā)生衰變C在天然放射現(xiàn)象中放出的射線就是電子流，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躍遷，不吸收光子也能實現(xiàn)【答案】D【解析】A原子核的結合能是組成原子核的核子結合成原子核時放出的能量，故A錯誤；B半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對少量原子核來講是沒有意義的，故B錯誤；C衰變中生成的電子是一個中子轉化為一個質(zhì)子同時生成一個電子，故C錯誤；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當前，發(fā)電站溫室氣體排放問題引起了越來越多的關注，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，我國的核電技術已進入世界的先進行列，世界各地現(xiàn)在正在興建的核電反應堆達到57座，我國以20座名列第一。核電站的最核心部分是核反應堆，核反應堆中的燃料產(chǎn)生裂變，在短時間內(nèi)釋放出大量的核能可供人類利用。核反應堆中的鎘棒起_作用，核反應方程應為。若其質(zhì)量分別為mU=390.313 9×1027 kg，mn=1.674 9×1027 kg，mBa=234.001 6×1027 kg，mKr=152.604 7×1027 kg，核反應中釋放的能量為E=_J。【答案】吸收中子控制核反應速度 3.22×1011【解析】控制中子數(shù)可以控制反應速度；m=mU+mnmBamKr3mn=0.357 8×1027 kg，E=mc2=3.22×1011 J。1關于放射性同位素，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）在下列核反應的方程中，X是質(zhì)子的是A B C D 3下列哪些應用是把放射性同位素作為示蹤原子的A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ATh核發(fā)生一次衰變時，新核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4B太陽輻射的能量最主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應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間B當放射性元素的溫度升高時，其半衰期不變C放射性元素的原子核每放出一個粒子，就減少一個質(zhì)子，增加一個中子D、和三種射線中，射線的穿透能力和電離能力均最強6對放射性的應用，下列說法中正確的是A放射線能殺傷癌細胞或阻止癌細胞分裂，對人體的正常細胞不會有傷害作用B對放射性的廢料，要裝入特制的容器并埋入深地層進行處理C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放出一個粒子后變成原子核B，原子核B放出一個粒子后變成原子核C，可以肯定的是原子核A比A原子核B多2個中子B原子核C多2個中子C原子核B少1個質(zhì)子D原子核C少1個質(zhì)子8關于放射性同位素的應用，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C射線探傷利用了射線貫穿能力很強的性質(zhì)D射線探傷利用了射線電離能力很強的性質(zhì)9下列應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）熱核反應方程：，其中X表示某種粒子，則下列表述正確的AX是電子B該反應需要吸收17.6 MeV的能量才能發(fā)生C平均每個核子能釋放的能量大于3.84 MeVD(mm)(mmX)11關于放射性元素原子核的衰變，下列敘述中哪些是正確的A射線是伴隨射線或射線而發(fā)射出來的B半衰期的大小不隨化學狀態(tài)、溫度等變化而變。C某核放出一個粒子或粒子后，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，則經(jīng)一個半衰期后，一定有5個原子核發(fā)生了衰變12如果某放射性元素經(jīng)過X次衰變和Y次衰變，變成一種新原子核，則這個新原子核的質(zhì)子數(shù)比放射性元素原子核的質(zhì)子數(shù)減少A2x+y Bx+yCxyD2xy13（2018·安陽校級期中）關于電子的說法，正確的是A組成陰極射線的帶電粒子是電子B衰變中的電子是原子核外電子C衰變說明原子核里有電子D玻爾理論認為，氫原子中電子的軌道半徑是連續(xù)的14下列關于放射性元素衰變的描述，哪些是錯誤的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1B核衰變時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、壓強無關D衰變不改變元素在周期表上的位置15A、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，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A3:1B48:63C1:16D16:116（2018·渭南校級質(zhì)檢）氘核（H）和氚核（H）的核反應方程如下：，設氘核的質(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，則核反應過程中釋放的能量為A(m1m2m3)c2B(m1m2m3m4)c2C(m1m2m4)c2D(m3m4m1m2)c217下列關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)定元素結合成化合物D上述各種方法無法減緩放射性元素的衰變18設某放射性物質(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)過時間2T，A與B的原子核數(shù)目相同B經(jīng)過時間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用，下列有關放射線應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，因此達到消除有害靜電的目的B利用射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進行人體的透視C用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結果一定是成為更優(yōu)秀的品種D用射線治療腫瘤時一定要嚴格控制劑量，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，則我們應選用的同位素應是ASBQCPDR21關于半衰期，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，若有四個氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下一個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結合能是由于核子結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合能量大，相應原子核最穩(wěn)定D氘核的比結合能為W，光速為c，則質(zhì)子和中子結合成氘核過程中質(zhì)量虧損為W/c223下列核反應或核衰變方程中，符號“X”表示中子的是A B+XC D 242006年3月23日央視報道，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全超導的托克馬克試驗裝置并調(diào)試成功；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。在下列核反應方程中有可能是該裝置內(nèi)部所進行的核反應的是A B C D 25（2018·雞澤校級月考）下列說法正確的是A盧瑟福粒子散射實驗表明原子存在中子B外界溫度越高，放射性元素的半衰期越短C核聚變反應方程HHHeA中，A表示質(zhì)子DU原子核衰變?yōu)橐粋€Pb原子核的過程中，發(fā)生6次衰變26一放射源放射出某種或多種射線，當用一張薄紙放在放射源的前面時，強度減為原來的，而當用1 cm厚的鋁片放在放射源前時，射線的強度減小到幾乎為零。由此可知，該放射源所射出的A僅是射線B僅是射線C是射線和射線D是射線和射線27在勻強磁場中，一個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動方向。不計放出光子的能量，則下述說法中正確的是A發(fā)生的是衰變，b為粒子的徑跡B發(fā)生的是衰變，b為粒子的徑跡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）關于核電站和核輻射，下列說法中正確的是A核反應堆發(fā)生的是輕核聚變反應B核反應堆發(fā)生的是重核裂變反應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D放射性同位素的半衰期長短與地震、風力等外部環(huán)境有關29三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應后生成Z核并放出一個個氦（42He），則下面說法正確的是AX核比Z核多一個原子BX核比Z核少一個中子CX核的質(zhì)量數(shù)比Z核質(zhì)量數(shù)大3DX核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍30關于核反應，下列說法中正確的是A在核反應中，反應前后總質(zhì)量不變B在核反應中，反應前后電荷數(shù)不變C在核反應中，質(zhì)量會有改變，但質(zhì)量數(shù)不變D因為核反應總是放能的，所以反應中一定有質(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是核聚變反應方程C是核裂變反應方程D是原子核的人工轉變方程32已知：、的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4，則關于核反應：+，下列說法正確的是A這是個核聚變的過程B這是個核裂變的過程C該過程中放出的能量為(m3+m4m1m2)c2D該過程中放出的能量為(m1+m2m3m4)c233某科學家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應方程為H+CN+Q1，H+NC+X+Q2方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關的原子核質(zhì)量見下表：以下推斷正確的是AX是He，Q2>Q1BX是He，Q2>Q1CX是He，Q2<Q1DX是He，Q2<Q134（2018·銅仁期末）核電站利用原子核鏈式反應放出的巨大能量進行發(fā)電，是常用的核燃料。受一個中子轟擊后裂變成 和兩部分，并產(chǎn)生_個中子。要使鏈式反應發(fā)生，裂變物質(zhì)的體積要_（選填“大于”或者“小于”）它的臨界體積。35（2018·安陽校級期中）恒星向外輻射的能量來自于其內(nèi)部發(fā)生的各種熱核反應，當溫度達到108 K時，可以發(fā)生“氦燃燒”。（1）完成“氦燃燒”的核反應方程：_；（2）是一種不穩(wěn)定的粒子，其半衰期為2.6×1016 s。一定質(zhì)量的，經(jīng)7.8×1016 s后所剩占開始時的_。36（2018·上海校級期中）如圖所示，重核裂變時放出的中子引起其它重核的裂變，可以使裂變不斷進行下去，這種反應就是鏈式反應，_（填“是”或“不是”）任何鈾塊只要有中子進入都能發(fā)生上述反應，原因是_。37太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著4個質(zhì)子聚變?yōu)橐粋€氦核的熱核反應，這個核反應釋放出的大量能量就是太陽的能源。（1）寫出這個核反應方程。（2）這一核反應能釋放出多少能量？（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，熱核反應不能繼續(xù)進行，計算太陽還能存在多少年？（mp=1.007 3 u，m=4.001 5 u，me=0.000 55 u，太陽的質(zhì)量為2×1030 kg）38一個靜止的質(zhì)量為m1的鈾核，放出一個質(zhì)量為m2的粒子后，衰變成質(zhì)量為m3的釷核。（已知光速為c）（1）寫出核衰變反應方程（2）算出該核衰變反應中釋放出的核能（3）假設反應中釋放出的核能全部轉化為釷核和粒子的動能，則釷核獲得的動能有多大（用字母m1、m2、m3、c表示結果）39（2018·北京卷）在核反應方程中，X表示的是A質(zhì)子B中子C電子D粒子40（2018·新課標全國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能為1.281019 J。已知普朗克常量為6.631034 J·s，真空中的光速為3.00108 m·s1，能使鋅產(chǎn)生光電效應的單色光的最低頻率約為A11014 HzB81014 HzC21015 HzD81015 Hz41（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長到短，可以判定A對應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，則也一定能42（2018·天津卷）國家大科學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，可以為諸多領域的研究和工業(yè)應用提供先進的研究平臺，下列核反應中放出的粒子為中子的是A俘獲一個粒子，產(chǎn)生并放出一個粒子B俘獲一個粒子，產(chǎn)生并放出一個粒子C俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個粒子D俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生并放出一個粒子43（2018·新課標全國III卷）1934年，約里奧居里夫婦用粒子轟擊鋁核，產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X：。X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為A15和28B15和30C16和30D17和3144（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威機構認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻。下列核反應方程中屬于聚變反應的是A B C D 45（2017·新課標全國卷）大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是。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。氘核聚變反應中釋放的核能約為A3.7 MeVB3.3 MeVC2.7 MeVD0.93 MeV46（2017·江蘇卷）原子核的比結合能曲線如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷中正確的有A核的結合能約為14 MeVB核比核更穩(wěn)定C兩個核結合成核時釋放能量D核中核子的平均結合能比核中的大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域中有著廣泛應用。下列屬于放射性衰變的是ABCD48（2016·新課標全國卷）一靜止的鋁原子核俘獲一速度為m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核，下列說法正確的是A核反應方程為B核反應方程過程中系統(tǒng)動量守恒C核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒D核反應前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應物的質(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2B【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錯誤。所以B正確，ACD錯誤。 14AB【解析】核反應方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒以及核電荷數(shù)守恒，電子帶負電，質(zhì)量數(shù)為零，所以當原子核放出電子后，它的質(zhì)量數(shù)不變而電荷數(shù)卻增加1，即，A錯誤，射線屬于高速光子流，不帶電，靜止時質(zhì)量為零，所以衰變不改變元素在周期表上的位置，故B錯誤，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、壓強無關，C正確?！久麕燑c睛】核反應方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒以及核電荷數(shù)守恒，射線屬于高速光子流，不帶電，靜止時質(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、壓強無關。15D【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。16B【解析】核反應過程中質(zhì)量虧損：m=m1+m2m3m4，由愛因斯坦的質(zhì)能方程可知，核反應釋放的能量：E=mc2=(m1+m2m3m4)c2；故選B。17D【解析】放射性元素衰變的快慢由核內(nèi)部自身的因素決定，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系。18BD【解析】由半衰期的公式可以計算出本題正確答案BD。20A【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。21D【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)或化學狀態(tài)無關，又考慮到半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律，即給定的四個氡核是否馬上衰變會受到各種偶然因素的支配。因此，正確答案只有D。22C【解析】原子核的結合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故A錯誤；自由核子與自由核子結合成原子核時核力作正功，將放出能量，所以有質(zhì)量虧損，選項B錯誤；中等大小的核的比結合能量大，相應原子核最穩(wěn)定，選項C正確；氘核的比結合能為W，氘核中有2個核子，則結合能為2W，光速為c，則質(zhì)子和中子結合成氘核過程中質(zhì)量虧損為2W/c2，選項D錯誤；故選C。23AC【解析】由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，A、C兩項為中子，B項為質(zhì)子，D項為電子?！久麕燑c睛】核反應方程遵守核子數(shù)和核電荷數(shù)守恒的規(guī)律，屬于簡單題，應該熟練掌握。24B【解析】太陽內(nèi)部主要的輕核的聚變，從而釋放出巨大的能量，所以答案B正確。25D【解析】盧瑟福粒子散射實驗確定了原子核核式結構理論，選項A錯誤；放射性元素的半衰期與外界因素無關，選項B錯誤；核聚變反應方程中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C錯誤；原子核衰變?yōu)橐粋€原子核的過程中設經(jīng)過m次衰變，n次衰變，則有：4m=32，2m-n=10，解得：m=8，n=6選項D正確；故選D。26C【解析】三種射線中，射線貫穿本領最強，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，說明射線中不含射線，用薄紙便可擋住部分射線，說明射線中含有貫穿本領較小的射線，同時有大部分射線穿過薄紙，說明含有射線。【名師點睛】本題要求學生能熟記各種射線的性質(zhì)：、和三種射線中，帶正電、帶負電、不帶電，且粒子的穿透力最弱，無法穿過鋁箔。27AD【解析】從軌跡可以看出兩粒子的運動方向不同，但受力方向相同，說明電流方向相同，即發(fā)生了衰變，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選項正確。如果發(fā)生衰變時遵循動量守恒和能量守恒?！久麕燑c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大的作用力，使它們遵循了動量守恒定律，本題解題關鍵是動量守恒的應用，以及左手定則判斷洛倫茲力。29CD【解析】設原子核X的質(zhì)量數(shù)為x，電荷數(shù)為y，依題意寫出核反應方程，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y1，原子核Z的質(zhì)量數(shù)為x3，電荷數(shù)為y2。由此可得X核的質(zhì)子（y）比Z核的質(zhì)子（y2）多2個，A錯；由此可得X核的中子（xy）比Z核的中子（xy1）多1個，B錯；X核的質(zhì)量數(shù)（x）比Z核的質(zhì)量數(shù)（x3）多3個，C對；X核與Z核的總電荷（2y2）是Y核電荷（y1）的2倍，D對。30BC【解析】核反應不都是放能的。31BD【解析】A選項中在質(zhì)子的轟擊下發(fā)生的核反應，屬于人工轉變，A錯；C選項是衰變，不是裂變，C錯。32AD【解析】由小原子核組成較大的原子核過程為核聚變，A對。該反應的質(zhì)量虧損為(m1+m2)(m3+m4)故D對。33B【解析】由核反應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的兩個核反應中質(zhì)量虧損分別為0.002 1 u和0.005 3 u，故Q2>Q1，選項B正確。 3410 大于【解析】受一個中子轟擊后裂變成 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，所以中子個數(shù)為10。鏈式反應的條件：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 s，經(jīng)7.8×10-16 s，即3個半衰期，根據(jù)，經(jīng)7.8×1016 s后所剩占開始時的。36不是 只有鈾塊的體積大于臨界體積時，才發(fā)生鏈式反應【解析】不是任何鈾塊只要有中子進入都能發(fā)生上述反應，原因是只有鈾塊的體積大于臨界體積時，才發(fā)生鏈式反應。37（1）4HHe+2e （2）24.78 MeV （3）4.2×109 kg （4）4.5×109年（3）由E=mc2得每秒太陽質(zhì)量減少m= kg4.2×109 kg（4）太陽的質(zhì)量為2×1030 kg，太陽還能存在的時間為t= s1.4×1017 s即為4.5×109年38（1） （2）(m1 m2m3)c2 （3）【解析】（1）（2）核衰變反應中的質(zhì)量虧損m=m1 m2m3核衰變反應中釋放出的核能E=mc2=(m1 m2m3)c2（3）系統(tǒng)動量守恒，釷核和粒子的動量大小相等，則：由題知：即所以釷核獲得的動能： 39A【解析】設X為：，根據(jù)核反應的質(zhì)量數(shù)守恒：，則：，電荷數(shù)守恒：，則，即X為：為質(zhì)子，故選項A正確，BCD錯誤。40B【解析】知道光電效應方程；知道逸出功并結合兩個公式求解。由光電效應方程式得：，得：，剛好發(fā)生光電效應的臨界頻率為，則，代入數(shù)據(jù)可得：，故B正確。42B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知四個核反應方程分別為、，故只有B選項符合題意?！久麕燑c睛】核反應過程中，質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，應用質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒即可寫出核反應方程式。43B【解析】根據(jù)核反應遵循的質(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+271=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B正確。 25