江苏省2013高考物理一轮复习精选精练专题十五 天然放射现象、核反应、核能.doc

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1、第十五章第2单元天然放射现象、核反应、核能1.随着现代科学的发展,大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识,下列有关原子、原子核的叙述正确的是________.(填选项前的编号)①卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构②天然放射现象表明原子核内部有电子③轻核聚变反应方程有:H+H―→He+n④氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级,前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长2.某核反应方程为H+H→He+X.已知H的质量为2.0136u,H的质量为3.0180u,He的质量为4.0026u,X的质量为1.

2、0087u.则(1)X是什么粒子?(2)该反应释放能量还是吸收能量?3.云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中,一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变,α粒子的质量为m,电荷量为q,其运动轨迹在与磁场垂直的平面内,且轨道半径为R,试求衰变过程中的质量亏损.(注:涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计)-7-4.一个静止的氡核Rn,放出一个α粒子后衰变为钋核Po,同时放出能量为E=0.26MeV的光子.假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能,不计光子的动量.已知M氡=222.08663u、mα=4.0026u、M钋=218.0766

3、u,1u相当于931.5MeV的能量.(1)写出上述核反应方程;(2)求出发生上述核反应放出的能量;(3)确定钋核与α粒子的动能.5.太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为一个氦核的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源.(1)写出这个核反应方程.(2)这一核反应能释放出多少能量?(3)已知太阳每秒释放能量为3.8×1026J,则太阳每秒减少的质量为多少kg?(4)若太阳质量减小万分之三,热核反应不能继续进行,计算太阳还能存在多少年?(mp=1.0073u,mα=4.0015u,me=0.00055u,太阳的质量为2×103

4、0kg)-7-6.(2009·江苏高考)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出.中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测.1953年,莱克斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中H的核反应,间接地证实了中微子的存在.(1)中微子与水中的H发生核反应,产生中子(n)和正电子(e),即中微子+H→n+e可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是________.(填写选项前的字母)A.0和0       B.0和1C.1和0D.1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以

5、转变为两个光子(γ),即e+e→2γ已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31kg,反应中产生的每个光子的能量约为________J.正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子,原因是________.7.(1)放射性物质Po和Co的核衰变方程分别为:Po→Pb+X1 Co→Ni+X2方程中的X1代表的是________,X2代表的是________.(2)如图15-2-1所示,铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质,在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B,在图(a)、(b)中分别画出射线运动轨迹的示意图.(在所画轨迹上须标明是α、β和γ

6、中的哪种射线)-7-8.一个钚的同位素Pu的原子核静止在匀强磁场中.某时刻该原子核垂直于磁场方向放射出一个α粒子,变成铀的同位素,同时辐射出能量为E=0.09MeV的光子.已知钚原子核的质量M0=238.999655u,α粒子的质量m=4.001509u,反冲核的质量M=234.993470u.取1u·c2=931MeV.(1)写出衰变的核反应方程.(2)α粒子和反冲核的动能各是多少?(3)画出α粒子和反冲核在垂直于纸面向里的匀强磁场中运动轨迹的示意图.-7-第十五章第2单元天然放射现象、核反应、核能【参考答案与详细解析】1.解析:卢瑟

7、福α粒子散射实验说明的是原子内部的结构而不是原子核内部的结构;天然放射现象说明原子核具有复杂的结构;氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级放出的光子能量大于从n=2能级跃迁到n=1能级放出的光子能量,故前者波长小于后者.答案:③2.解析:根据核反应前后质量数及电荷数守恒可得X为n(中子).反应前的总质量为m1=2.0136u+3.0180u=5.0316u,反应后的总质量为m2=4.0026u+1.0087u=5.0113u,由于m1>m2,故反应过程中释放能量.答案:(1)中子(n) (2)释放能量3.解析:设放出的α粒子的速率为v,它在

8、洛伦兹力作用下做半径为R的匀速圆周运动.由牛顿第二定律,知qvB=mv2/R则mv=qBR设衰变后剩余核的速度是v′,衰变过程中动量守恒(M-m)v′=mv.α粒子、剩余核的动能来源于亏损的质量,有Δmc2

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