鲁科版（2019）高中物理选择性必修第三册 第5章《原子核与核能》复习提升练习

2024鲁科版高中物理选择性必修第三册同步本章复习提升易混易错练　　　　　　　　　　　　　　　易错点1　误认为有α粒子出现就是α衰变1.现有三个核反应:①1124Na→1224Mg+−10e　②92235U+ 01n→56141Ba+3692Kr+301n　③12H+13H→24He+01n。下列说法正确的是 (　　)A.①是裂变,②是β衰变,③是聚变B.①是聚变,②是裂变,③是β衰变C.①是β衰变,②是裂变,③是聚变D.①是β衰变,②是聚变,③是裂变2.“人造太阳”实验中的可控热核反应的聚变方程是 12H+13H→24He+01n,反应原料氘(12H)富存于海水中,氚(13H)可以用中子轰击锂核(36Li)得到,则关于中子轰击锂核(36Li)产生一个氚(13H)和一个新核,下列说法正确的是 (　　)A.该核反应方程为 36Li+01n→23He+13HB.核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领,但穿透能力较弱C.在中子轰击锂核(36Li)的核反应生成物中出现α粒子,故该核反应属于α衰变D.核聚变的条件是要达到高温高压的热核反应状态,故核聚变过程不能释放出核能易错点2　不能正确理解和应用半衰期公式3.(2022河南鹤壁浚县第一中学月考)一块含铀的矿石质量为M,其中铀元素的质量为m,铀发生一系列衰变,最终生成物为铅。已知铀的半衰期为T,那么下列说法中正确的是　 (　　)A.经过2个半衰期后,这块矿石中基本不再含有铀B.经过2个半衰期后,原来所含的铀元素的原子核有m4发生了衰变C.经过3个半衰期后,铀元素的质量还剩m8D.经过1个半衰期后该矿石的质量剩下M2易错点3　不能灵活应用公式计算核能4.原子质量单位为u,1 u相当于931.5 MeV的能量,真空中光速为c,当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是 (　　)A.(M-m1-m2)c2B.(m1+m2-M)×931.5 JC.(m1+m2-M)c2D.(m1+m2-M)×931.5 eV5.两个氘核结合成一个氦核,已知氘核质量为2.014 u,氦核质量为4.002 u。(1)写出相应的核反应方程;(2)求出1 kg氘完全结合成氦时释放出的能量。已知:阿伏伽德罗常数NA为6.0×1023 mol-1,氘核的摩尔质量为2 g/mol,1 u相当于931.5 MeV的能量。(结果保留两位有效数字)思想方法练思想方法一　实验探究法方法概述　　在探究三种射线过程中,用三种射线粒子在电场和磁场所做的运动判断各射线粒子的性质。1.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射线思想方法二　“守恒”思想方法概述　　原子物理中的守恒思想主要是:(1)核反应方程中的质量数守恒和电荷数守恒。(2)核反应过程中动量守恒、能量守恒。2.下列核反应方程中X表示α粒子的是 (　　)A.12H+X→24He+01nB.92238U→90234Th+XC.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+3XD.24He+1327Al→1530P+X3.铀原子核既可发生衰变,也可发生裂变。其衰变方程为 92238U→ 90234Th+X,裂变方程为 92235U+01n→Y+3689Kr+301n,其中 92235U、01n、Y、3689Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4,光在真空中的传播速度为c。下列叙述正确的是 (　　)A.92235U衰变是α衰变,α射线可以用来测量钢板的厚度B.92235U裂变时释放的能量为(m1-2m2-m3-m4)c2C.若升高温度,92235U的半衰期将会变小D.Y原子核中含有56个中子思想方法三　“数形结合”法方法概述　　在半衰期的有关计算中,常常涉及图像表示衰变后质量随时间的变化关系,根据图像可得出半衰期。4.如图所示,纵坐标表示放射性元素氡222在某时刻的质量m与t=0时刻的质量m0的比值,则下列说法正确的是 (　　)A.氡的半衰期为3.8天B.若温度降低,分子、原子等粒子的运动将变慢,氡的半衰期将增大C.一个氡222原子核要经过3.8天才发生衰变D.10个氡222原子核经过3.8天一定还剩5个本章复习提升易混易错练1.C　原子核自发地放出某种粒子成为新的原子核,称为衰变,①为β衰变。原子序数较大的重核分裂成原子序数较小的原子核,叫作重核裂变,②为裂变。原子序数较小的原子核聚合成原子序数较大的原子核,叫作轻核聚变,③为聚变。故正确答案为C。2.B　根据题意以及质量数守恒和核电荷数守恒可得中子轰击锂核的核反应方程为 36Li+01n→24He+13H,A错误;核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领,但穿透能力较弱,B正确;天然放射现象中产生α粒子的核反应才是α衰变,而中子轰击锂核(36Li)的核反应是原子核的人工转变,故C错误;核反应中释放的核能来源于核反应过程中的质量亏损,与核反应的条件无关,故D错误。3.C　经过2个半衰期后矿石中剩余的铀应该有m4,故选项A、B错误;经过3个半衰期后矿石中剩余的铀还有m8,故选项C正确;因为衰变产物大部分仍然留在该矿石中,所以矿石质量没有太大的改变,选项D错误。4.C　在核能计算时,如果质量的单位是kg,则用ΔE=Δmc2进行计算,如果质量的单位是u,则利用1 u相当于931.5 MeV的能量计算,即ΔE=Δm×931.5 MeV进行计算,故C正确,A、B、D错。5.答案　(1)12H+12H→24He　(2)3.6×1027 MeV解析　(1)核聚变反应的方程为 12H+12H→24He。(2)两个氘核结合成一个氦核时释放的能量为ΔE=Δmc2=(2×2.014 u-4.002 u)c2=0.026×931.5 MeV≈24.22 MeV由于1 kg氘中含有一对的氘核数为n=12×mM氘×NA=12×1 0002×6.0×1023=1.5×10261 kg氘完全结合成氦时可以释放出的能量为E=nΔE=1.5×1026×24.22 MeV≈3.6×1027 MeV。思想方法练1.C　γ射线为电磁波,在电场、磁场中均不偏转,故②和⑤表示γ射线,A、B、D项错;α射线中的α粒子为氦的原子核,带正电,在匀强电场中沿电场方向偏转,故③表示α射线,由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏,故④表示α射线,C项对。2.B　由核反应前后质量数和核电荷数守恒知,A选项中X的质量数为4+1-2=3,电荷数为2-1=1,X是 13H,故A错误;B选项中X的质量数为238-234=4,电荷数为92-90=2,X是 24He,即α粒子,故B正确;C选项中X的质量数为235+1−144−893=1,电荷数为92-56-36=0,X是中子,故C错误;D选项中X的质量数为4+27-30=1,电荷数为2+13-15=0,X是中子,故D错误。故选B。3.B　根据质量数守恒和核电荷数守恒可得X为 24He,发生的是α衰变,α射线贯穿能力弱,不能用来测量钢板的厚度,故A错误;由于裂变时释放能量,由爱因斯坦质能方程得ΔE=Δmc2=(m1-2m2-m3-m4)c2,故B正确;半衰期与原子核所处的物理、化学状态没有关系,故C错误;根据核反应前后质量数和核电荷数均守恒知,Y原子核中含有144个核子和56个质子,中子数为144-56=88,故D错误。故选B。4.A　由题图和半衰期的定义可知氡的半衰期为3.8天,故A正确;放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定,与外界因素(如温度、压强等)无关,也与物态变化无关,B错误;半衰期具有统计意义,对大量的原子核适用,对少数的原子核不适用,故C、D错误。1.C2.B3.C4.C1.C2.B3.B4.A