新教材高考物理一轮复习课时规范练45原子核及核反应含答案

这是一份新教材高考物理一轮复习课时规范练45原子核及核反应含答案，共5页。试卷主要包含了5 MeV，4 MeV，3 MeV等内容，欢迎下载使用。

1.(质能方程应用)用经过粒子加速器加速后的质子轰击静止的锂原子核,生成两个动能均为8.919 MeV的α粒子(24He),其核反应方程式为 11H+37Li24He+24He。已知质子质量为1.007 825 u, 锂原子核的质量为7.016 004 u,α粒子的质量为4.002 60 u,1 u相当于931 MeV。若核反应释放的能量全部转化为α粒子的动能,则入射质子的动能约为( )
A.0.5 MeV
B.8.4 MeV
C.8.9 MeV
D.17.3 MeV
2.(衰变、核反应方程)(2022江苏南京模拟)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 1326AlMg+Y,下列说法正确的是( )
A.Y是氮核
B.Y是质子
C.Y是中子
D.再经过72万年,现有的 1326Al衰变一半
3.(半衰期、三种射线)(2022四川南充期末)某校学生在进行社会实践活动时,收集并列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线,见下表,下列结论正确的是( )
A.放射性疗法(放疗)是临床治疗肿瘤的一种方法,其利用的是β射线
B.若取100个钴60原子核,经10年后还剩25个钴60原子核
C.将放射性元素钋210制成化合物后,放射性元素钋210的半衰期发生变化
D.临床上让患者口服碳13作为示踪原子制成的尿素片,检测是否感染幽门螺旋杆菌
4.(多选)(聚变反应)“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月,有“人造太阳”之称的东方超环实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破,获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件,朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步,已知“人造太阳”核聚变的反应方程为12H+13HHe+ZMX+17.6 MeV,关于此核聚变,以下说法正确的是( )
A.要使轻核发生聚变,就要利用粒子加速器,使轻核拥有很大的动能
B.Z=0,M=1
C.1 ml氘核和1 ml氚核发生核聚变,可以放出17.6 MeV的能量
D.聚变比裂变更安全、清洁
5.(衰变)94238Pu衰变为 92234U释放能量。已知94238Pu的质量为mPu,92234U的质量为mU,真空中的光速为c,下列说法正确的是( )
A. 94238Pu发生β衰变后产生的新核为 92234U
B.94238Pu衰变为 92234U,中子数减少2
C.温度升高时,94238Pu的衰变会加快
D.94238Pu衰变为 92234U释放的能量为(mPu-mU)c2
素养综合练
6.某烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅 95241Am来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时,镅 95241Am衰变所释放的射线会将它们电离,从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内,烟雾中的微粒会吸附部分射线,导致电流减小,从而触发警报。则( )
A.镅 95241Am放出的是X射线
B.镅 95241Am放出的是γ射线
C.1 mg的镅 95241Am经864年将有0.75 mg发生衰变
D.发生火灾时,烟雾探测器中的镅 95241Am因温度升高而半衰期变短
7.氘核 12H可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式612H224He+211H+201n+43.15 MeV表示。海水中富含氘,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个,若全都发生聚变反应,其释放的能量与质量为m的标准煤燃烧时释放的热量相等;已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J,1 MeV=1.6×10-13 J,则m约为( )
A.40 kg
B.100 kg
C.400 kg
D.1 000 kg
8.(多选)(2023山东滨州期末)在匀强磁场中,一个原来静止的 92238U原子核,衰变产生 90234Th原子核和X粒子,两粒子的径迹为相切圆,90234Th原子核径迹圆半径为r1,X粒子径迹圆半径为r2,92238U原子核、90234Th原子核和X粒子的质量分别为m、m1、m2,光速为c,衰变释放的能量全部转化为 90234Th原子核和X粒子的动能。下列说法正确的是( )
A.X粒子是电子
B.衰变释放能量为ΔE=(m1+m2-m)c2
C.90234Th原子核的动能为Ek=2119(m-m1-m2)c2
D.两粒子的径迹为外切圆,其半径比r1∶r2=1∶45
答案：
1.A 解析 该反应放出的能量ΔE=(1.007 825 u+7.016 004 u-2×4.002 60 u)×931 MeV/u=17.34 MeV,入射质子的动能EkH=2Ekα-ΔE=0.5 MeV,A项正确。
2.D 解析 根据电荷数守恒和质量数守恒可知Y的质量数A=26-26=0,电荷数Z=13-12=1,是正电子(10e),故A、B、C错误;再经过72万年,即经过一个半衰期,现有的 1326Al衰变一半,故D正确。
3.D 解析 放射性疗法(放疗)是临床治疗肿瘤的一种方法,其利用的是能量大的γ射线,故A错误;半衰期是针对大量放射性原子核衰变的统计规律,100个钴原子核没有统计意义,故B错误;半衰期由核内部自身的因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关,所以放射性元素钋210的半衰期不变,故C错误;临床上检测患者是否感染幽门螺旋杆菌时,可以让患者口服碳13作为示踪原子制成的尿素片,由于幽门螺旋杆菌可产生尿素酶,将碳13标记的尿素分解为氨气和二氧化碳,并随血液流至肺部,而碳13可发射β射线,所以通过仪器可以检测呼气时呼出的碳13,故D正确。
4.BD 解析 “人造太阳”是以超导磁场约束,通过加热,让等离子气体达到上亿摄氏度的高温而发生轻核聚变,故A错误;根据质量数和核电荷数守恒,可以求出 ZMX为中子 01n,即Z=0,M=1,故B正确;1个氘核和1个氚核发生核聚变,可以放出17.6 MeV的能量,故C错误;轻核聚变产生物为氦核,没有辐射和污染,所以聚变比裂变更安全、清洁,故D正确。
5.B 解析 94238Pu衰变为 92234U,根据质量数守恒与电荷数守恒可知衰变方程为 94238Pu 92234U+24He,则发生的是α衰变,其质量数减少4,核电荷数减少2,中子数减少2,A错误,B正确;半衰期与外界因素无关,即温度升高时, 94238Pu的衰变快慢不变,故C错误;核反应过程中的质量亏损为Δm=mPu-mU-mα,核反应的过程中释放的能量E=(mPu-mU-mα)c2,故D错误。
6.C 解析 镅 95241Am会释放出射线将空气分子电离,从而产生电流,而三种射线中α射线能使空气电离,故镅 95241Am放出的是α射线,故A、B错误;半衰期为432年,当经过864年时,发生两次衰变,1 mg的镅将衰变掉四分之三即0.75 mg,还剩下0.25 mg没有衰变,故C正确;半衰期由原子核本身的性质决定,与物理条件和化学状态均无关,则温度升高半衰期不变,故D错误。
7.C 解析 1 MeV=1.6×10-13 J,1 kg海水中氘核全都发生聚变反应释放的核能W=1.0×10226×43.15 MeV=1.15×1010 J,又标准煤的热值q=2.9×107 J/kg,则m=Wq=397 kg,约为400 kg,C正确,A、B、D错误。
8.CD 解析 X粒子质量数为4,电荷数为2,是α粒子,故A错误;衰变释放能量为ΔE=(m-m1-m2)c2,故B错误;因动量守恒,设 90234Th原子核和X粒子的速度分别为v1、v2,则m1v1=m2v2,ΔE=(m-m1-m2)c2=12m1v12+12m2v22,90234Th原子核的动能为Ek=m2m1+m2ΔE,解得Ek=2119(m-m1-m2)c2 ,故C正确;两粒子均带正电,衰变时速度相反,则径迹为外切圆,其半径r=mvqB∝1q,则r1r2=145 ,故D正确。同位素
放射线
半衰期
同位素
放射线
半衰期
同位素
放射线
半衰期
钋210
α
138天
锶90
β
28年
钴60
γ
5年
碳13
β
5 000年
锝90
γ
6小时
氡
α
3.8天