高二物理人教版3-5配套试题：第十九章+原子核+专题整合·深化提升+专题三
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专题整合·深化提升 考点一 三种射线、衰变与半衰期 【典例】(多选)下列说法正确的是( ) A.Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核Pb B.β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的 C.在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强 D.将由放射性元素组成的化合物进行高温分解,会改变该放射性元素的半衰期 【解析】选A、C。发生α衰变时放出He,发生β衰变时放出电子e,设发生了x次α衰变和y次β衰变,则根据质量数和电荷数守有:2x-y+82=90,4x+208=232,解得x=6,y=4,故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变,A正确;β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成一个质子和一个电子,故B错误;在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强,故C正确;放射性元素的半衰期只由自身性质决定,与外界无关,故D错误。 【考点归纳】 1.三种射线的比较: 射线种类 α射线 β射线 γ射线 实质 高速氦子流 高速电子流 高速光子流 穿透性 最弱 居中 最强 电离性 最强 居中 最弱 偏转比较 α射线、β射线偏转方向相反,并且β射线的弯曲程度更大 2.确定衰变次数的方法: (1)设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后,变成稳定的新元素Y,则表示该核反应的方程为 根据核电荷数守恒和质量数守恒可列方程: A=A′+4n,Z=Z′+2n-m。 (2)确定衰变次数,因为β衰变对质量数无影响,先由质量数的改变确定α衰变的次数,然后根据衰变规律确定β衰变的次数。 3.半衰期: (1)影响因素:半衰期由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关。 (2)公式:根据半衰期的概念,可总结出公式
N余=N原(,m余=m原(。式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量, N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量,t表示衰变时间,τ表示半衰期。 (3)适用条件:半衰期是一个统计规律,是对大量的原子核衰变规律的总结,对于一个特定的原子核,无法确定何时发生衰变。 【对点训练】 1.(2015·重庆高考)图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是( ) A.a、b为β粒子的径迹 B.a、b为γ粒子的径迹 C.c、d为α粒子的径迹 D.c、d为β粒子的径迹 【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)熟悉α、β、γ粒子的带电情况。 (2)由粒子偏转的方向结合左手定则判断粒子的电性。 【解析】选D。因为α粒子带正电,由左手定则可知,α粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力方向平行于纸面向上,故α粒子向上偏转;因为β粒子带负电,由左手定则可知,β粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力方向平行于纸面向下,故β粒子向下偏转;综上可知,选项A、C错误,选项D正确。因为γ粒子不带电,所以在磁场中运动时不发生偏转,故选项B错误。 2.(多选)放射性元素X的衰变反应是XY+N,其中N是未知的射线,则下列说法正确的是( ) A.若此衰变为β衰变,则b=d+1 B.若此衰变为α衰变,则a=c+4 C.射线N是从Y核中放出的 D.若放射性元素X经过6h还剩下1/8没有衰变,则它的半衰期为2h 【解析】选B、D。核反应遵循质量数守恒与电荷数守恒,若此衰变为β衰变,则b=d-1,A错误;若此衰变为α衰变,则a=c+4,B正确;若N为
α或β射线,则其是从X核中放出的,C错误X经过6h还剩下没有衰变,则它的半衰期是2h,D正确。
考点二 核反应方程及核能计算 【典例】(多选)核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能。是反应堆中发生的许多核反应中的一种,X是某种粒子,a是X粒子的个数,用mU、mBa、mKr分别表示核的质量,mX表示X粒子的质量,c为真空中的光速,以下说法正确的是( ) A.X为中子,a=2 B.X为中子,a=3 C.上述核反应中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-2mX)c2 D.上述核反应中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-3mX)c2 【解析】选B、C。核反应中,质量数守恒,电荷数守恒,则知中X为n,a=3,则A错,B对。由ΔE=Δmc2可得:ΔE=(mU+mX-mBa-mKr-3mX)c2=(mU-mBa-mKr-2mX)c2,则C正确,D错误。 【考点归纳】 1.核反应方程式的书写: (1)熟记常见基本粒子的符号,是正确书写核反应方程的基础。如质子H)、中子n)、α粒子He)、β粒子(e)、正电子e)、氘核H)、氚核H)等。 (2)掌握核反应方程遵守的规律,是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据,由于核反应不可逆,所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向。 (3)核反应过程中质量数守恒,电荷数守恒。 2.对质能方程的理解: (1)一定的能量和一定的质量相联系,物体的总能量和它的质量成正比,即E=mc2。 方程的含义:物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系,物体的能量增大,质量也增大;物体的能量减少,质量也减少。 (2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm,其能量也要相应减少,即ΔE= Δmc2。 (3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量,相应的质量增加Δm,吸收的能量为ΔE=Δmc2。 3.核能的计算方法: (1)根据ΔE=Δmc2计算时,Δm的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,ΔE的单位是“J”。 (2)根据ΔE=Δm×931.5MeV计算时,Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”。 (3)根据核子比结合能来计算核能: 原子核的结合能=核子比结合能×核子数。 (4)根据动量守恒定律和能量守恒定律计算,应注意动量和动能关系式p2=2mEk的应用。 【对点训练】 1.贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象,如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是( )
【解析】选A。B属于裂变,C属于聚变,D属于人工转变,只有A属于放射性衰变。 2.原子质量单位为u,1u相当于931.5MeV的能量,真空中光速为c。当质量分别为m1(kg)和m2(kg)的原子核结合为质量为M(kg)的原子核时,释放出的能量 是( ) A.(M-m1-m2)·c2J B.(m1+m2-M)×931.5J C.(m1+m2-M)c2J D.(m1+m2-M)×931.5eV 【解析】选C。在计算核能时,如果质量单位是kg,则用ΔE=Δmc2进行计算,单位是J;若质量单位是u,则利用ΔE=Δm×931.5MeV进行计算,所以选项C正确。 【补偿训练】现有四个核反应: (1)________是发现中子的核反应方程,________是研究原子弹的基本核反应方程,________是研究氢弹的基本核反应方程。 (2)求B中X的质量数和中子数。 【解析】(1)人工转变方程的特点是箭头的左边是氦核与常见元素的原子核,箭头的右边也是常见元素的原子核。D是查德威克发现中子的核反应方程。B是裂变反应,是研究原子弹的核反应方程。A是聚变反应,是研究氢弹的核反应方程。 (2)由电荷数守恒和质量数守恒可以判定,X质量数为144,电荷数为56,所以中子数为144-56=88。 答案:(1)D B A (2)144 88
精美句子 1、善思则能“从无字句处读书”。读沙漠，读出了它坦荡豪放的胸怀；读太阳，读出了它普照万物的无私；读春雨，读出了它润物无声的柔情。读大海，读出了它气势磅礴的豪情。读石灰，读出了它粉身碎骨不变色的清白。 2、幸福幸福是“临行密密缝，意恐迟迟归”的牵挂； 幸福是“春种一粒粟，秋收千颗子”的收获. 幸福是“采菊东篱下，悠然见南山”的闲适；幸福是“奇闻共欣赏，疑义相与析”的愉悦。幸福是“随风潜入夜，润物细无声”的奉献；幸福是“夜来风雨声，花落知多少”的恬淡。幸福是“零落成泥碾作尘，只有香如故”的圣洁。幸福是“壮志饥餐胡虏肉，笑谈渴饮匈奴血”的豪壮。幸福是“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的胸怀。幸福是“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”的气节。 3、大自然的语言丰富多彩：从秋叶的飘零中，我们读出了季节的变换；从归雁的行列中，我读出了集体的力量；从冰雪的消融中，我们读出了春天的脚步；从穿石的滴水中，我们读出了坚持的可贵；从蜂蜜的浓香中，我们读出了勤劳的甜美。 4、成功与失败种子，如果害怕埋没，那它永远不能发芽。鲜花，如果害怕凋谢，那它永远不能开放。矿石，如果害怕焚烧（熔炉），那它永远不能成钢（炼成金子）。蜡烛，如果害怕熄灭（燃烧），那它永远不能发光。航船，如果害怕风浪，那它永远不能到达彼岸。 5、墙角的花，当你孤芳自赏时，天地便小了。 井底的蛙，当你自我欢唱时，视野便窄了。笼中的鸟，当你安于供养时，自由便没了。山中的石！当你背靠群峰时，意志就坚了。水中的萍！当你随波逐流后，根基就没了。空中的鸟！当你展翅蓝天中，宇宙就大了。空中的雁！当你离开队伍时，危险就大了。地下的煤！你燃烧自己后，贡献就大了 6、朋友是什么？ 朋友是快乐日子里的一把吉它，尽情地为你弹奏生活的愉悦；朋友是忧伤日子里的一股春风，轻轻地为你拂去心中的愁云。朋友是成功道路上的一位良师，热情的将你引向阳光的地带；朋友是失败苦闷中的一盏明灯，默默地为你驱赶心灵的阴霾。 7、一粒种子，可以无声无息地在泥土里腐烂掉，也可以长成参天的大树。 一块铀块，可以平庸无奇地在石头里沉睡下去，也可以产生惊天动地的力量。一个人，可以碌碌无为地在世上厮混日子，也可以让生命发出耀眼的光芒。 8、青春是一首歌，她拨动着我们年轻的心弦；青春是一团火，她点燃了我们沸腾的热血； 青春是一面旗帜，她召唤着我们勇敢前行；青春是一本教科书，她启迪着我们的智慧和心灵。
精美句子 1、善思则能“从无字句处读书”。读沙漠，读出了它坦荡豪放的胸怀；读太阳，读出了它普照万物的无私；读春雨，读出了它润物无声的柔情。读大海，读出了它气势磅礴的豪情。读石灰，读出了它粉身碎骨不变色的清白。 2、幸福幸福是“临行密密缝，意恐迟迟归”的牵挂； 幸福是“春种一粒粟，秋收千颗子”的收获. 幸福是“采菊东篱下，悠然见南山”的闲适；幸福是“奇闻共欣赏，疑义相与析”的愉悦。幸福是“随风潜入夜，润物细无声”的奉献；幸福是“夜来风雨声，花落知多少”的恬淡。幸福是“零落成泥碾作尘，只有香如故”的圣洁。幸福是“壮志饥餐胡虏肉，笑谈渴饮匈奴血”的豪壮。幸福是“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的胸怀。幸福是“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”的气节。
