课时规范练38 原子核及核反应
基础对点练
1.
(原子核的衰变、半衰期)(2019·广东兴宁月考)烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素
241镅 24195Am来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时,镅 95Am会释放出射线将它们电离,从而产生
电流。烟尘一旦进入探测腔内,烟尘中的微粒会吸附部分射线,导致电流减小,从而触发警报。则下列说法正确的是( )
A.镅 24195Am发出的是伦琴射线
B.镅 24195Am发出的射线是因为镅原子发生能级跃迁 C.镅 24195Am在发生火灾时,由于温度升高半衰期变短 D.0.2 g的镅 24195Am经864年将衰变掉0.15 g 2.
(核反应方程及核反应类型)(2018·天津卷,1)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,获得中子束流,可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是( )
17A. 147N俘获一个α粒子,产生 8O并放出一个粒子 3027B.13Al俘获一个α粒子,产生 15P并放出一个粒子 8C.115B俘获一个质子,产生 4Be并放出一个粒子 3D.63Li俘获一个质子,产生 2He并放出一个粒子
3.(多选)(核反应方程及核反应类型)关于核反应方程,下列说法正确的是( )
321A. 1H+1H→42He+0n是核聚变反应
141921B.铀核裂变的核反应为:23592??+56Ba→36Kr+20n
C.在衰变方程 23994Pu→X+He+γ中,X原子核的质量数是234
14171D.卢瑟福发现了质子的核反应方程为:42H+7N→ 8O+1H
4.(核能)下列说法正确的是( )
A.用能量等于氘核结合能的光子照射静止的氘核,可使氘核分解为一个质子和一个中子 B.质子和中子结合成原子核时不一定有质量亏损,但一定释放出能量 C.原子核的结合能越大,原子核越稳定
1
D.重核裂变前后质量数守恒,但质量一定减小
5.(质量亏损)(2019·陕西咸阳一模)首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是
14 73Li+1H→??2He,已知mLi=7.016 0,mH=4.002 6 u,则该核反应方程中的K值和质量亏损分别是( )
A.1和4.021 2 u C.2和0.018 6 u
B.1和2.005 6 u D.2和1.997 0 u
素养综合练
2206.放射性同位素钍 23290Th经一系列α、β衰变后生成氡 86Rn,以下说法正确的是( )
A.每经过一次α衰变原子核的质量数会减少2个 B.每经过一次β衰变原子核的质子数会增加1个
220C.放射性元素钍 23290Th的原子核比氡 86Rn原子核的中子数少4个 220D.钍 23290Th衰变成氡 86Rn一共经过2次α衰变和3次β衰变
7.(2019·广东肇庆模拟)2017年1月9日,大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生核反应的过程中都伴有中微子的产生,例如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法,正确的是
3234021234A. 1H+1H→42He+0n是α衰变方程,90Th→91Pa+-1e是β衰变方程
14171B.高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子,其核反应方程为 42He+7N→8O+0n 222C.23490Th衰变为 86Rn,经过3次α衰变,2次β衰变
1448911D.23592U+0n→56Ba+36Kr+30n是核裂变方程,也是氢弹的核反应方程
( )
8.
24(多选)(2019·辽宁大连模拟)在足够大的匀强磁场中,静止的钠的同位素 11Na发生衰变,沿与磁场垂直
的方向释放出一个粒子后,变为一个新核,新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆,如图所示,下列说法正确的是( )
24A.新核为 12Mg
B.轨迹2是新核的径迹
D.新核沿顺时针方向旋转
24C.11Na发生的是α衰变
9.(2019·福建厦门一模)钴-60放射性的应用非常广泛,几乎遍及各行各业。在农业上,常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照保藏与保鲜等;在医学上,常用于癌和肿瘤的放射治疗。一个钴-60原子核(60Co)放出一个β粒子后衰变成一个镍核(60Ni),并伴随产生了γ射线。已知钴-60的半衰期为5.27年,该反应中钴核、β粒子、镍核的质量分别为m1、m2、m3。下列说法正确的是 A.核反应中释放的能量为(m1+m2-m3)c2
B.核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强
C.若有16个钴-60原子核,经过5.27年后只剩下8个钴-60原子核 D.β粒子是钴原子核外的电子电离形成的
( )
2
10.(2019·河南郑州二模)1933年至1934年间,约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔时,发生的核反应方
30300271程为 13Al+42He→15P+0n,反应生成物 15P像天然放射性元素一样衰变,放出正电子 1e,且伴随产生中30280????微子 ??v,核反应方程为 15P→14Si+1e+??v。则下列说法正确的是( ) 30A.当温度、压强等条件变化时,放射性元素 15P的半衰期随之变化
B.中微子的质量数A=0,电荷数Z=0
C.正电子产生的原因可能是核外电子转变成的
D.两个质子和两个中子结合成一个α粒子,则质子与中子的质量之和一定等于α粒子的质量 11.(2019·广东广州一模)2018年11月12日中科院等离子体物理研究所发布消息:全超导托克马克装置EAST在实验中有了新的突破,等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度;其主要核反应方程
2为:①1H+ 1H→2He+X
2
3
②1H+Y→42He+X,则下列表述正确的是( ) A.X是质子 B.Y是氚核 C.X与Y是同位素
D.①②两个核反应都属于裂变反应
12.(2019·新疆二模)我国科幻电影《流浪地球》讲述的是由于太阳即将毁灭,人类带着地球一起逃离太阳系,寻找人类新家园的故事。该片剧情的背景是由于太阳内部的热核反应,释放大量能量,导致太阳质量亏损。若太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J,则一年内太阳质量亏损的数量级是( ) A.1015 kg C.1017 kg
参考答案
B.1016 kg D.1018 kg
2
课时规范练38 原子核及核反应
1.D 镅 24195Am会释放出射线将它们电离,从而产生电流,而三种射线中,α射线能使空气电离,故A错误;镅 24195Am发出的射线是因为镅原子核内部发生变化,而不是原子发生跃迁,故B错误;半衰期与外界因素无关,故C错误;半衰期为432年,当经864年,发生两次衰变,0.2 g的镅将衰变掉0.15 g,还剩下0.05 g没有衰变,故D正确;故选D。
3
2.B 本题考查核反应方程式的书写,根据质量数和核电荷数守恒可快速选出答案。根
3041714127
据质量数和核电荷数守恒可得:147N+2He→ 8O+1H,选项A错误;13Al+2He→ 15P+0n,
3184146
选项B正确;115B+ 1H→4Be+2He,选项C错误;3Li+1H→2He+2He,选项D错误。
213.AD 1H+1H→42He+0n是轻核变成质量较大的原子核,是核聚变反应,故A正确;铀核
3
裂变是铀核俘获一个中子后裂变成两个中等质量的原子核,故B错误;核反应中质量数守恒,电荷数守恒,He原子核的质量数为4,γ是电磁波,所以X原子核的质量数是235,故
14171
C错误;卢瑟福发现了质子的核反应方程为:42??+7N→8O+1H,故D正确。故选AD。 4.D 质子和中子结合成氘核前,需要有很大的动能,才能使它们的距离达到能够结合的程度,所以要使静止的氘核分解为质子和中子,除了要给它补充由于质量亏损释放的能量外,还需要给它们分离时所需的动能,选项A错误;质子和中子结合成原子核时一定有质量亏损,根据爱因斯坦质能方程知,有能量放出,选项B错误;原子核的比结合能越大,原子核越稳定,选项C错误;重核裂变过程遵循质量数和电荷数守恒,但裂变过程会释放出巨大的能量,由爱因斯坦质能方程可知,一定有质量亏损,选项D正确。
5.C 根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得:7+1=K×4,3+1=K×2,可得K=2;反应前的总质量:m前=mLi+mH=7.016 0 u+1.007 8 u=8.023 8 u,反应后的总质量:m后
=2mHe=2×4.002 6 u=8.005 2 u,反应前后质量亏损为:Δm=m前-m后=8.023 8 u-8.005 2 u=0.018 6 u,故ABD错误,C正确。
6.B 经过一次α衰变,电荷数少2,质量数少4,故A错误。经过一次β衰变,电荷数多1,质量数不变,质子数等于电荷数,则质子数增加1个,故B正确。元素钍 23290Th的原子核的质量数为232,质子数为90,则中子数为142,氡 22086Rn原子核的质量数为220,质子数为
22086,则中子数为134,可知放射性元素钍 23290Th的原子核比氡 86Rn原子核的中子数多8
220
个,故C错误。钍 23290Th衰变成氡 86Rn,可知质量数少12,电荷数少4,因为经过一次α衰变,电荷数少2,质量数少4,经过一次β衰变,电荷数多1,质量数不变,可知经过3次α衰变,2次β衰变,故D错误。故选B。
3234021234
7.C 核反应 1H+1H→42He+0n是核聚变方程,90Th→91Pa+-1e是β衰变方程,A错误。
高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子,其核反应方程为
234414171
2He+7N→8O+1H,B错误。90Th衰变为 22286Rn,设经过了
n次α衰变和m次β衰变,根
据质量数守恒和电荷数守恒可得234=222+4n,90=86+2n-m,联立解得n=3,m=2,故经过3
144891次α衰变,2次β衰变,C正确。92U+10n→56Ba+36Kr+30n是核裂变方程,不是氢弹核反
235
应方程,氢弹发生的反应为核聚变,D错误。
8.AB 根据动量守恒定律得知,放出的粒子与新核的速度方向相反,由左手定则判断得知,放出的粒子应带负电,是β粒子,所以发生的是β衰变,根据电荷数守恒、质量数守恒
242424
知,衰变方程为 11Na→ 12Mg+0-1e,可知新核为 12Mg,故A正确,C错误。由题意,静止的钠24核 12Na发生衰变时动量守恒,释放出的粒子与新核的动量大小相等,两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动,因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量,由半径公式
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