高考物理一轮复习课时分层作业（四十六）放射性元素的衰变核能含答案

课时分层作业(四十六)　放射性元素的衰变　核能

基础性题组

1.如图，X为未知的放射源，L为薄铝片．若在放射源和计数器之间加上L，计数器的计数率大幅度减小；在L和计数器之间再加上竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变．则X可能是(　　)

A．α和β的混合放射源       

B．纯α放射源

C．α和γ的混合放射源    

D．纯γ放射源

2．(多选)下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有(　　)

A．H＋H―→n＋X1

B．H＋H―→n＋X2

C．U＋n―→Ba＋Kr＋3X3

D．n＋Li―→H＋X4

3．[2021·山东卷，1]在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的Pb，其衰变方程为Pb―→Bi＋X.以下说法正确的是(　　)

A．衰变方程中的X是电子

B．升高温度可以加快Pb的衰变

C．Pb与Bi的质量差等于衰变的质量亏损

D．方程中的X来自于Pb内质子向中子的转化

4.

[2021·全国乙卷，17]医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的．对于质量为m0的113Sn，经过时间t后剩余113Sn质量为m，其 ­ t图线如图所示．从图中可以得到113Sn的半衰期为(　　)

A．67.3 d    B．101.0 d

C．115.1 d    D．124.9 d

5．有四个核反应方程如下：

①U＋n―→Sr＋Xe＋3x1

②H＋x2―→He＋n

③U→Th＋x3

④Mg＋He―→Al＋x4

下列说法正确的是(　　)

A．①是核聚变    B．x2为H

C．③是核裂变    D．x4为中子

6．(多选)近几年一些国家积极发展“月球探测计划”，该计划中的科研任务之一是探测月球上氦3的含量．氦3是一种清洁、安全和高效的核发电燃料，可以采用在高温高压下用氘和氦3进行核聚变反应发电．若已知氘核的质量为2.013 6 u，氦3的质量为3.015 0 u，氦核的质量为4.001 51 u，质子质量为1.007 83 u，中子质量为1.008 665 u，1 u相当于931.5 MeV.则下列说法正确的是   (　　)

A．一个氘和一个氦3的核聚变反应释放的核能约为17.9 MeV

B．氘和氦3的核聚变反应方程式：H＋He―→He＋X，其中X是质子

C．因为聚变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少

D．目前我国的秦山、大亚湾等核电站广泛使用氦3进行核聚变反应发电

综合性题组

7.[2022·潍坊模拟]威耳逊云室是能显示带电粒子径迹的实验装置，是研究微观粒子的重要器材．在真空云室中的矩形区域内存在着匀强磁场，在A点有一静止的原子核Th发生了某种衰变，生成的新核和释放出的粒子在磁场中的径迹如图中的曲线a、b所示，下列说法正确的是 (　　)

A．Th核发生的是α衰变

B．曲线a是新核的径迹

C．匀强磁场方向垂直纸面向里

D．曲线a、b的半径比与新核和粒子的质量有关

8.

如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中，静止的U发生α衰变，生成新原子核X，已知α粒子和新核X在纸面内做匀速圆周运动，则    (　　)

A．原子核X的电荷数为91，质量数为236

B．α粒子做顺时针圆周运动

C．α粒子和原子核X的周期之比为10∶13

D．α粒子和原子核X的半径之比为45∶2

课时分层作业(四十六)　放射性元素的衰变　核能

1．解析：由于α粒子的贯穿本领较小，在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明含有α粒子；在薄铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的是γ射线而不是β射线，因此放射源为α和γ的混合放射源．故正确选项为C.

答案：C

2．解析：根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项B中的X2质量数是4，电荷数是2，代表α粒子，B项正确；选项D中的X4质量数是4，电荷数是2，代表α粒子，D项正确；根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知选项A中的X1质量数是3，电荷数是2，A项错误；选项C中的X3质量数是1，电荷数是0，代表中子，C项错误．

答案：BD

3．解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，A正确；半衰期非常稳定，不受温度，压强，以及该物质是单质还是化合物的影响，B错误；与和电子X的质量差等于衰变的质量亏损，C错误；方程中的X来自于内中子向质子的转化，D错误．

答案：A

4．解析：题中给出的 ­ t图线是向下凹的曲线，＝时对应的时间小于 d＝124.85 d，且由数学知识知其与124.85 d相差不会太大，所以ABD选项错误，选项C正确．

答案：C

5．解析：根据质量数守恒与电荷数守恒可知，x1的质量数为＝1，而电荷数为＝0，所以x1是，①是核裂变反应，故A错误；x2的质量数为3＋1－2＝2，而电荷数为2－1＝1，所以x2是，故B正确；x3的质量数为238－234＝4，而电荷数为92－90＝2，所以x3是，③是α衰变，故C错误；x4的质量数为24＋4－27＝1，而电荷数为12＋2－13＝1，所以x4是，故D错误．

答案：B

6．解析：根据电荷数守恒和质量数守恒知X为质子，故B正确；根据质能方程知ΔE＝Δmc2＝(2.013 6 u＋3.015 0 u－4.001 51 u－1.007 83 u)×931.5 MeV/u≈17.9 MeV，故A正确；因为聚变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量减小，但是其总质量数不变，C错误；目前我国的秦山、大亚湾等核电站广泛使用重核裂变反应发电，D错误．故选A、B.

答案：AB

7．解析：衰变后生成的新核和释放的粒子的初速度反向，由题图可知新核和释放出的粒子在磁场中做圆周运动的方向相反，则新核和释放出的粒子的电性相反，所以核发生的是β衰变，其核反应方程为＋，故A错误；衰变后新核和粒子在磁场中做圆周运动，由qvB＝知r＝，衰变过程中动量守恒，新核和β粒子的动量大小相等，其轨迹半径比为新核和β粒子电荷量的反比，与质量无关，所以曲线a半径较大应是β粒子的径迹，故B、D错误；对于β粒子的轨迹曲线a，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，故C正确．

答案：C

8．解析：根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，原子核X的电荷数为92－2＝90，质量数为238－4＝234，选项A错误；α粒子带正电，由左手定则可知，α粒子做逆时针圆周运动，选项B错误；根据T＝可知，α粒子和原子核X的周期之比：＝＝，选项C正确；根据动量守恒定律，α粒子和原子核X的动量大小相同，r＝∝可知，α粒子和原子核X的半径之比为＝＝，选项D错误．

答案：C