高中物理第十九章原子核1原子核的组成课时作业含解析新人教版选修351206194

高中物理第十九章原子核2放射性元素的衰变课时作业含解析新人教版选修351206195[A组素养达标]1．(多选)关于天然放射现象，下列说法正确的是( )A．α射线由氦原子核衰变产生B．β射线由原子核外电子电离产生C．β射线是从原子核中放射出来的D．通过化学反应不能改变物质的放射性解析：α射线是由原子核同时放出两个质子和两个中子产生的，选项A错误；β射线是由原子核内中子转化为质子和电子而放出的，选项B错误，C正确；放射性是原子核的固有属性，不受外界影响，选项D正确．答案：CD2．(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是( )A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强解析：原子序数小于83的元素有的可以发生衰变，有的不可以发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期与元素所处的物理、化学状态无关，B、C正确；三种射线α、β、γ穿透能力依次增强，D正确．答案：BCD3．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m4B.m8C.m16D.m32解析：根据半衰期公式将题目中的数据代入可得C正确，A、B、D错误．答案：C4．最近几年，研究原子核的科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核A Z X经过6次α衰变后的产物是253100Fm，由此可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( ) A．124,259 B．124,265C．112,265 D．112,277解析：α粒子的质量数和电荷数分别是4和2，故生成的超重元素的电荷数即原子序数等于6×2＋100＝112，质量数等于6×4＋253＝277.答案：D5．(多选)下列说法中正确的是( )A.226 88Ra衰变为222 86Rn要经过1次α衰变和1次β衰变B.238 92U衰变为234 91Pa要经过1次α衰变和1次β衰变C.232 90Th衰变为208 82Pb要经过6次α衰变和4次β衰变D.238 92U衰变为222 86Rn要经过4次α衰变和4次β衰变解析：α衰变放出的粒子是42He，β衰变放出的粒子是0－1e，由电荷数守恒和质量数守恒，可知A、D错误，B、C正确．答案：BC6．据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡．英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素(210 84Po).210 84Po的半衰期为138天，经过α衰变生成稳定的铅(206 82Pb)，经过276天，100 g 210 84Po已衰变的质量为( )A．25 g B．50 gC．75 g D．100 g解析：100 g Po经1个半衰期衰变的质量为50 g，再经过1个半衰期衰变的质量为25 g，所以经过2个半衰期衰变的质量为75 g，C正确．答案：C7．(多选)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会放出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是( )A．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢B．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核C．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强D．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的解析：衰变的快慢由放射性元素本身决定，与外部环境无关，A正确．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数几个原子核无意义，B错误．β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，故C错误．β衰变的实质是10n→11H＋0－1e，D正确．答案：AD8．天然放射性铀(238 92U)发生衰变后产生钍(234 90Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(23892U)核的速度为v ，衰变产生的钍(23490Th)核速度为v2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度． 解析：(1)23892U→23490Th ＋42He.(2)设另一新核的速度为v ′，铀核质量为238m ，由动量守恒定律得238mv ＝234m v2＋4mv ′，得v ′＝1214v .答案：(1)见解析 (2)1214v ，方向与铀核速度相同[B 组 素养提升]9．A 、B 两种放射性元素原来都静止在同一匀强磁场中，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a 、b 、c 、d 分别表示α粒子、β粒子以及两个剩余核的运动轨迹，则( )A ．a 为α粒子轨迹，c 为β粒子轨迹B ．b 为α粒子轨迹．d 为β粒子轨迹C ．b 为α粒子轨迹，c 为β粒子轨迹D ．a 为α粒子轨迹，d 为β粒子轨迹解析：两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变，由于无外力作用，动量守恒，所以原子核发生衰变后，新核与放出的粒子速度方向相反，若它们带相同性质的电荷，则它们所受的洛伦兹力方向相反，则轨道应是外切圆，故左图应该是原子核发生了α衰变，又因为r ＝mv Bq，半径大的应该是电荷量小的α粒子的运动轨迹，A 、D 错误．若它们所带电荷的性质不同，则它们的轨道应是内切圆；右图所示的轨迹说明是放出了与原子核电性相反的电荷，故应该是发生了β衰变，半径大的应该是电荷量小的电子的运动轨迹，故B 错误，C 正确． 答案：C10．(多选)地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅的含量来推算．测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图所示，图中N 为铀238的原子数，N 0为铀和铅的总原子数．由此可以判断出( )A ．铀238的半衰期为90亿年B ．地球的年龄大致为45亿年C ．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶4D ．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶3解析：半衰期是有半数原子核发生衰变所需要的时间，根据图象可知半数衰变的时间是45亿年，A 错，B 对；90亿年是铀核的两个半衰期，有34的铀原子核发生衰变，还有14的铀原子核没有发生衰变，根据衰变方程可知一个铀核衰变时产生一个铅核，故衰变后的铀、铅原子数之比约为1∶3，C 错，D 对． 答案：BD[C 组 学霸冲刺]11．一静止的23892U 核经α衰变成为23490Th 核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后23490Th 核的动能为多少？(保留一位有效数字)解析：据题意知，此α衰变的衰变方程为：23892U→234 90Th ＋42He ，根据动量守恒定律得m αv α＝m Th v Th ①式中，m α和m Th 分别为α粒子和Th 核的质量，v α和v Th 分别为α粒子和Th 核的速度， 由题设条件知： 12m αv 2α＋12m Th v 2Th ＝E k ② m αm Th ＝4234③ 式中E k ＝4.27 MeV 是α粒子与Th 核的总动能． 由①②③式得1 2m Th v2Th＝mαmα＋m ThE k④代入数据得，衰变后234 90Th核的动能12m Th v2Th≈0.07 MeV.答案：0.07 MeV。

1 原子核的组成主动成长夯基达标1.关于质子与中子，下列说法正确的是（ ）A.原子核由质子和中子组成B.质子和中子统称为核子C.卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在D.卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在思路解析：原子核内存在质子和中子，中子和质子统称为核子，卢瑟福只发现了质子，以后又预言了中子的存在.答案：ABC2.某种元素的原子核X A Z ，下列说法正确的是( )A.原子核的质子数为Z ，中子数为AB.原子核的质子数为Z ，中子数为A-ZC.原子核的质子数为A ，中子数为ZD.原子核的质子数为A-Z ，中子数为Z思路解析：明确原子核的符号的含义：A ——表示质量数，Z ——表示质子数，则中子数为A -Z ，所以B 正确.答案：B3.一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，强度减为原来的31，而当用1 cm 厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小到几乎为零.由此可知，该放射源所射出的( )A.仅是α射线B.仅是β射线C.是α射线和β射线D.是α射线和γ射线思路解析：三种射线中，γ射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，本题中用1 cm 厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含γ射线，用薄纸便可挡住部分射线,说明射线中含有贯穿本领较小的α射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有β射线.答案：C4.关于γ射线，下列说法正确的是（ ）A.它是处于激发状态的原子核放射的B.它是原子内层电子受到激发时产生的C.它是一种不带电的光子流D.它是波长极短的电磁波思路解析：γ射线是激发状态的原子核发出的波长极短的电磁波，是一种光子. 答案：ACD5.下列说法中正确的是（ ）A.玛丽·居里首先提出原子的核式结构学说B.卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子C.查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子D.爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说思路解析：原子的核式结构是卢瑟福提出的，A 选项错误.电子是汤姆孙发现的，B 选项错.查德威克在实验中发现了中子，证实了卢瑟福的猜想，C 选项正确.光子说是爱因斯坦受普朗克量子论的启发，为解释光电效应现象而提出的，D 选项正确.答案：CD6.质子和中子“牢牢抱成团”组成原子核靠的是（ ）A.万有引力B.库仑力C.核力D.万有引力和核力思路解析：质子带正电，中子不带电.故B 是错误的.根据估算可知由于质子和中子的质量很小，因而万有引力很小，不足以将质子和中子结合成“稳固”的原子核.答案：C7.原子核的表示符号为X AZ ，下列说法正确的是( )A.原子核的质子数为A 原子的质量数为AC.原子的质量数为ZD.原子核的质子数为Z思路解析：原子核的符号中A 表示质量数，Z 表示质子数.答案：D8.α粒子可表示为He 42，下列说法正确的是( )A.α粒子原子核内有4个质子 B.α粒子原子核内有2个中子 C.α粒子原子核内有2个质子 D.α粒子实际就是He 原子核思路解析：在原子核的表示符号X A Z 中：A 表示质量数，Z 表示质子数，X 表示元素符号.可见，B 、C 、D 正确.答案：BCD9.静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，如图19-1-4所示，则（ ）图19-1-4A.α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反B.原来放射性元素的原子核电荷数为90C.反冲核的核电荷数为88D.α粒子和反冲核的速度之比为1∶88思路解析：粒子之间相互作用的过程遵守动量守恒，由于初始总动量为零，则末动量也为零,即α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反.由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动. 由Rmv Bqv 2=得Bq mv R =,若原来放射性元素的核电荷数为Z ，则对于α粒子有eB p R 211⋅=，对反冲核 eB p R 222⋅= 由于p 1=p 2得R 1∶R 2=44∶1，得Z=90.它们的速度大小与质量成反比，D 错误，上述选项正确的为A 、B 、C.答案：ABC10天然放射现象的发现揭示了( )A.原子不可再分B.原子的核式结构C.原子核还可再分D.原子核由质子和中子组成思路解析：按照人们认识的发展过程，自汤姆孙发现电子并且原子是中性的这一事实，认为原子应由电子和带正电的部分组成,即原子还有结构，故A 错.卢瑟福由α粒子散射的现象，提出了原子的核式结构学说，并为人们接受，即B 亦不对.天然放射现象（贝克勒尔最早发现）表明原子核并非绝对稳定，也可以变化，即核还有结构，即C 正确.原子核中发现中子、质子是在人工转变条件下发现的，故D 也不正确.答案：C11氢原子半径是0.53×10-10m ，根据卢瑟福的原子模型，求：（1）电子所在轨道的电场强度；（2）电子绕核运动的速率、频率.思路解析：（1）由点电荷场强公式得2re k E ==9.0×109×21019)1053.0(106.1--⨯⨯N/C=5.13×1011 N/C. （2）由r v m re k 222=得 1030219921053.01091.0)106.1(100.9⨯⨯⨯⨯⨯⨯=--mr ke v m/s =2.2×106 m/s 由1061053.014.32102.22-⨯⨯⨯⨯==r v f πH z=6.6×1015 Hz. 答案：（1）5.13×1011 N/C (2)v =2.2×106 m/s f =6.6×1015 Hz。

课时作业(十六)[全员参与·基础练]1．中子比质子更容易击中原子核的原因是( )A．中子体积较小B．中子速度较大C．中子能量较大D．中子不带电【解析】由于中子不带电，与原子核之间不存在库仑斥力，所以，它比其他粒子更易接近原子核并打进内部去，D项正确．【答案】 D2．科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用．我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上是属于( )A．引力相互作用B．电磁相互作用C．强相互作用和弱相互作用的共同作用D．四种基本相互作用的共同作用【解析】分子力作用范围约在10－10 m数量级上．强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围在10－15 m和10－18 m之内，在分子力作用距离上都不存在．在分子力作用范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用．【答案】 B3．下列说法正确的是( )A．质子数与中子数相等的原子核最稳定B．若两个核子间的距离为1.2×10－15 m，则它们间的核力表现为引力C．两个核子间的核力一定为引力D．两个质子间的核力与库仑力一定是一对平衡力【解析】中等质量的原子核最稳定，但这些原子核内的质子数和中子数不一定相等，A错误；两个核子间的距离0.8×10－15 m<r<1.5×10－15 m时表现为引力，r<0.8×10－15 m时表现为斥力，B正确，C错误．一个质子可以受到多个质子对它的库仑力作用，而核力只发生在相邻的核子间，两个质子间的核力与库仑力不一定形成平衡力，D错误．【答案】 B4．(多选)对公式ΔE＝Δmc2的正确理解是( )A．如果物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少ΔmB．如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2C．Δm是某原子核在衰变过程中增加的质量D．在把核子结合成原子核时，若放出的能量是ΔE，则这些核子的质量和与组成原子核的质量之差就是Δm【解析】一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少Δm，即发生质量亏损，所以选项A、D正确．如果物体的质量增加了Δm，它的能量一定相应增加Δmc2，所以选项B正确．某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C 错误．【答案】ABD5．在下列判断中，正确的是( )A．组成238 92U核的核子中任何两个核子之间都存在不可忽略的核力作用B．组成238 92U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用C．组成238 92U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用D．组成238 92U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的核力作用【解析】核力属于短程力，由于组成238 92U核的核子较多，两核子之间的距离可能超过核力的作用范围，所以某些核子之间的作用力可能比较小，所以选项A、B、D错误，但两质子之间都存在库仑斥力的作用，所以选项C正确．【答案】 C6．(多选)对于核子结合成原子核的认识，下列说法正确的是( )A．原子核内的核子间均存在核力B．原子核内的质子间均存在核力和库仑力C．当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时，其间势能一定减小D．对质子数较多的原子核，其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用【解析】由于核力为短程力，只会发生在相邻核子之间，由此知A、B错误；当n个核子靠近到核力作用范围内，而距离大于0.8×10－15m，核力表现为引力，在此过程核力必做正功，其间势能必定减小，形成原子核后距离一般不小于0.8×10－15m，故C正确；对质子数较多的原子核，由于只有相邻的质子间才有核力，但各个质子间均有很强的库仑斥力．随着质子数的增加，其库仑斥力增加，对于稳定的原子核，必须存在较多的中子才能维系二者的平衡，故D正确．【答案】CD7．(多选)(2014·泉州高二检测)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，相应的能量ΔE＝Δmc2＝2.2 MeV是氘核的结合能．下列说法正确的是( )A．用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B．用能量等于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零【解析】氘核分解为一个质子和一个中子时，所需吸收的能量不能小于其结合能2.2 MeV，故A对；光子照射氘核时，光子和氘核组成的系统总动量不为零，由动量守恒定律得，光子被氘核吸收后，分解成的质子和中子的总动量不为零，故总动能也不为零，所以把氘核分解为质子和中子所需的能量应大于2.2 MeV，故D对，B、C错．【答案】AD8．已知氮核质量m N＝14.007 53 u，氧核质量m O＝17.004 54 u，氦核质量m He＝4.003 87 u，氢核质量m H＝1.008 15 u，试判断核反应147N＋42He―→178O＋11H是吸能反应还是放能反应？能量变化为多少？【解析】反应前总质量m N＋m He＝18.011 40 u反应后总质量m O＋m H＝18.012 69 u因为反应中质量增加，所以此反应是吸能反应，所吸能量为ΔE＝Δmc2＝[(m O＋m H)－(m N ＋m He)]c2＝(18.012 69－18.011 40)×931.5 MeV＝1.2 MeV.【答案】吸能反应 1.2 MeV[超越自我·提升练]图19­5­29．如图19­5­2所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是( )A．将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量B．将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量【解析】因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，出现质量亏损，故放出核能，故A错，同理可得B、D错，C正确．【答案】 C10．一个电子(质量为m、电荷量为－e)和一个正电子(质量为m、电荷量为e)以相等的初动能E k相向运动，并撞到一起，发生“湮灭”，产生两个频率相同的光子，设产生光子的频率为ν.若这两个光子的能量都为h ν，动量分别为p 和p ′，下面关系中正确的是( )A ．h ν＝mc 2，p ＝p ′B ．h ν＝12mc 2，p ＝p ′ C ．h ν＝mc 2＋E k ，p ＝－p ′D ．h ν＝12(mc 2＋E k )，p ＝－p ′ 【解析】 能量守恒和动量守恒为普适定律，故以相等动能相向运动发生碰撞而湮灭的正、负电子总能量为：2E k ＋2mc 2，化为两个光子后，总动量守恒，为零，故p ＝－p ′，且2E k ＋2mc 2＝2h ν，即h ν＝E k ＋mc 2，故C 正确．【答案】 C11．三个α粒子结合成一个碳12 6C ，已知碳原子的质量为12.000 0 u ，氦原子的质量为4.002 6 u ．(1 u ＝1.66×10－27 kg)(1)写出核反应的方程；(2)这个核反应放出的能量是多少焦？(3)这个能量合多少MeV?【解析】 (1)342He →12 6C ＋ΔE(2)Δm ＝3×4.002 6u －12.000 0 u ＝0.007 8 uΔm ＝0.007 8×1.66×10－27 kg ＝1.294 8×10－29 kg ΔE ＝Δmc 2≈1.165×10－12 J (3)ΔE ＝1.165×10－121.6×10－19 eV ≈7.28×106 eV ＝7.28 MeV 【答案】 (1)342He →12 6C ＋ΔE (2)1.165×10－12 J (3)7.28 MeV12．一个静止的铀核232 92U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核228 90Th(原子质量为228.028 7 u)．(已知原子质量单位1 u ＝1.67×10－27 kg ，1 u 相当于931.5 MeV 的能量)(1)写出铀核的衰变反应方程．(2)算出该衰变反应中释放出的核能．(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？【解析】 (1)232 92U ―→228 90Th ＋42He(2)质量亏损Δm ＝m U －m α－m Th ＝0.005 9 uΔE ＝Δmc 2＝0.005 9×931.5 MeV ＝5.50 MeV(3)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即p Th ＋(－p α)＝0p Th ＝p αE kTh ＝p 2Th 2m ThE k α＝p 2α2m αE kTh ＋E k α＝ΔE ，所以α粒子获得的动能E k α＝m Th m α＋m Th ·ΔE ＝2284＋228×5.5 MeV ＝5.41 MeV 【答案】 (1)232 92U ―→228 90Th ＋42He(2)5.50 MeV (3)5.41 MeV。

高中物理第十九章原子核6核裂变课时作业含解析新人教版选修351206198核裂变[A组素养达标]1．(多选)2016年8月12日，海南昌江核电项目一期工程全面建成投产．核电站与火电站相比较，其优势有( )A．核燃料释放出的能量远大于相等质量的煤放出的能量B．就可采储量来说，地球上核燃料所能提供的能量远多于煤炭所能提供的能量C．核电站造成的污染远小于相等发电能力的火电站D．核电站比火电站更容易建造解析：核电站与火电站相比，相等质量的核燃料放出的能量比煤放出的能量要大很多，地球上可采核燃料所能提供的能量远多于煤炭所能提供的能量，只要措施得当，核电站造成的污染很小，核能属于清洁能源，A、B、C正确；核电站的建造难度较大，D错误．答案：ABC2．铀核裂变时，对于产生链式反应的重要因素，下列说法中正确的是( )A．铀块的质量是重要因素，与体积无关B．为了使裂变的链式反应容易发生，最好直接利用裂变时产生的中子C．若铀235的体积超过它的临界体积，裂变的链式反应就能够发生D．能否发生链式反应与铀块的质量无关解析：要使铀核裂变产生链式反应，铀块的体积必须大于临界体积或铀块的质量大于临界质量，只要组成铀块的体积小于临界体积或质量小于临界质量就不会产生链式反应，裂变反应中产生的中子为快中子，这些快中子不能直接引发新的裂变．由此知A、B、D错误，C正确．答案：C3．在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是( )A．使用浓缩铀B．改变铀块的临界体积C．通过自动控制装置改变镉棒插入的深度，以改变中子数D．利用石墨与中子的碰撞，来改变中子的速度解析：控制核反应堆中核反应的速度是靠调节中子数来实现的．答案：C4．下列核反应中，表示核裂变的是( )A.238 92U→234 90Th＋42HeB.14 6C→14 7N＋0－1eC.235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310nD.94Be＋42He→12 6C＋10n解析：238 92U→234 90Th＋42He是α衰变，14 6C→14 7N＋0－1e是β衰变，94Be＋42He→12 6C＋10n是人工转变，只有C选项是重核裂变．答案：C5.235 92U吸收一个慢中子后，分裂成139 54Xe和9438Sr，同时还放出( )A．三个α粒子B．一个氘核C．三个中子D．两个中子解析：该裂变反应的方程为235 92U＋10n→139 54Xe＋9438Sr＋30Y，放出的粒子30Y只能是3个中子，故C正确．答案：C6．1个铀235吸收1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV 的能量，则1 g纯铀235完全发生核反应放出的能量为(N A为阿伏加德罗常数)( )A．N A×196 MeV B．235N A×196 MeVC．235×196 MeV D.N A235×196 MeV解析：1 g纯铀235有1235×N A个铀235的原子核，因此1 g纯铀吸收中子完全发生核反应，可以放出的能量为N A235×196 MeV，即D正确，A、B、C错误．答案：D7．一个235 92U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为235 92U＋10n→X＋9438Sr ＋210n，则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中含有141个核子C．因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少解析：由质量数和电荷数守恒可知，X原子核的质量数(即核子数)为140，电荷数(即质子数)为54，由中子数＝核子数－质子数，可知其中子数为86，故A选项正确，B项错误；核裂变时释放能量，有质量亏损，但总质量数不变，故C、D均错误．答案：A8．核反应堆的功率为104 kW,1 h消耗燃料8.75 g，已知每个铀235裂变时放出2×108 eV的能量，求该燃料中铀235的质量百分比．解析：该反应堆每小时输出的能量为E ＝Pt ＝107×3 600 J ＝3.6×1010 J设放出这些能量消耗的纯铀235的质量为m g ，则E ＝m235×6.02×1023×2×108×1.6×10－19J≈8.2×1010m J则纯铀235的质量m ＝3.6×10108.2×1010 g≈0.439 g该燃料中铀235的质量百分比是0.4398.75≈0.05＝5%.答案：5%[B 组 素养提升]9．贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染．人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病．下列叙述错误的是( )A ．铀238的衰变方程式为23892U→23490Th ＋42He B.23592U 和23892U 互为同位素C ．人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变D ．贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性解析：铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，A 正确．铀238和铀235质子数相同，互为同位素，B 正确．核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，C 正确．贫铀弹的穿甲能力很强，是因为它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成，袭击目标时产生高温化学反应，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，D 错误． 答案：D10．我国秦山核电站第三期工程中有两个60万千瓦的发电机组，发电站的核能来源于23592U 的裂变，现有四种说法：①23592U 原子核中有92个质子，143个中子；②23592U 的一种可能裂变为两个中等质量的原子核，反应方程式为23592U ＋10n→13954Xe ＋9538Sr ＋210n ； ③235 92U 是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期会缩短； ④一个23592U 裂变能放出200 MeV 的能量，合3.2×10－11J.以上说法中完全正确的是( ) A ．①②③B ．②③④C．①③④D．①②④解析：由235 92U的质量数和电荷数关系易知①正确；由核反应方程中电荷数守恒和质量数守恒知②正确；半衰期不受外界因素干扰，故③错误；通过计算知④正确．故答案为D.答案：D11．现有的核电站常用的核反应之一是：235 92U＋10n→143 60Nd＋Zr＋310n＋80－1e＋ν.(1)核反应方程中的ν是反中微子，它不带电，质量数为零，试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数；(2)已知铀核的质量为235.043 9 u，中子的质量为1.008 7 u，钕(Nd)核的质量为142.909 8 u，锆(Zr)核的质量为89.904 7 u，试计算1 kg铀235裂变释放的能量为多少？(1 u＝1.660 6×10－27 kg)解析：(1)锆的电荷数Z＝92－60＋8＝40，质量数A＝236－146＝90.核反应方程中用符号9040Zr表示．(2)1 kg铀235中铀核的个数为n＝1235.043 9×1.660 6×10－27≈2.56×1024(个)不考虑核反应中生成的电子质量，1个铀235核裂变产生的质量亏损为Δm＝0.212 u，释放的能量为ΔE＝0.212×931.5 MeV≈197.5 MeV则1 kg铀235完全裂变释放的能量为E＝nΔE＝2.56×1024×197.5 MeV≈8.1×1013 J.答案：(1)40 90 (2)8.1×1013 J[C组学霸冲刺]12．在各种能源中，核能具有能量密度大、地区适应性强的优势．在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能，核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．(1)核反应方程式235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋a X是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为________，a＝________.以m U、m Ba、m Kr分别表示235 92U、141 56Ba 、9236Kr 核的质量，m n 、m p 分别表示中子、质子的质量，c 为光在真空中的传播速度，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE ＝________.(2)有一座发电能力为P ＝1.00×106kW 的核电站，核能转化为电能的效率η＝40%.假定反应堆中发生的裂变反应为(1)中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能ΔE ＝2.78×10－11J ，235 92U 核的质量m U ＝390×10－27kg ，求每年(1年＝3.15×107 s)消耗的23592U 的质量．解析：(1)铀235裂变除生成14156Ba 和9236Kr 外，还产生适当数目的中子，即式中的X 为中子． 由电荷数和质量数守恒得产生的中子的个数为a ＝235＋1－141－92＝3.反应过程中的质量亏损 Δm ＝m U ＋m n －m Ba －m Kr －3m n ＝m U －m Ba －m Kr －2m n ，故放出的核能ΔE ＝Δmc 2＝(m U －m Ba －m Kr －2m n )c 2. (2)反应堆每年提供的核能E 总＝PTη， 其中T 表示1年的时间， 以M 表示每年消耗的23592U 的质量， 得M ∶m U ＝E 总∶ΔE ， 解得M ＝m U PTηΔE， 代入数据得M ≈1.10×103kg. 答案：(1)10n 3 (m U －m Ba －m Kr －2m n )c 2(2)1.10×103 kg。