學(xué)魯科版選修35 4.2核裂變 作業(yè)（3）.docx

2017-2018學(xué)年度魯科版選修3-5 4.2核裂變 作業(yè)（3）1月球上含有豐富的h23e(氦3)，有它參與的一種核反應(yīng)的方程式為h23e+h23e2h11+x，如果h23e、h11、x質(zhì)量分別為m1、m2、m3，則下列說(shuō)法正確的是（ ）a. 該核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為m12m2m3b. 該反應(yīng)屬于裂變反應(yīng)c. 該核反應(yīng)吸收的能量為2m12m2m3c2d. 生成物中的x為h24e2在某些恒星內(nèi)，3個(gè)粒子結(jié)合成一個(gè)c612，c612原子的質(zhì)量是12.0000u，h24e原子的質(zhì)量是4.0026u，已知1u相當(dāng)于931.5mev，則此核反應(yīng)中釋放的核能約為a. 7.266ev b. 5.266ev c. 1.1610-12j d. 1.1610-9j3下列說(shuō)法中不正確的是a. 紫外線照射到金屬鋅板表面時(shí)能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強(qiáng)度時(shí)，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能不會(huì)發(fā)生改變b. 從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)，氫原子的能量減小，電子的動(dòng)能減小c. t90234h衰變?yōu)閞86222n，經(jīng)過(guò)3次衰變，2次衰變d. 在某些恒星內(nèi)，3個(gè)粒子結(jié)合成一個(gè)c612，c612原子的質(zhì)量是12.0000u，h24e原子的質(zhì)量是4.0026u，己知1u=931.5 mevc2，則此核反應(yīng)中釋放的核能約為1.1610-12j4鈾核裂變的產(chǎn)物是多樣的，一種典型的鈾核裂變的核反應(yīng)方程是92235u+01nx+3689kr+301n，則下列敘述正確的是a. x原子核中含有86個(gè)中子b. x原子核中含有144個(gè)核子c. 因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)減少d. 因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加5核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不可缺少，我國(guó)在完善核電安全基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)核泄漏中的钚（pu）是一種具有放射性的超鈾元素，它可破壞細(xì)胞基因，提高罹患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)已知钚的一種同位素 pu的半衰期為24100年，其衰變方程為 ，下列有關(guān)說(shuō)法正確的（ ）a. x原子核中含有143個(gè)中子b. 100個(gè)pu經(jīng)過(guò)24100年后一定還剩余50個(gè)c. 由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)e=mc2，衰變過(guò)程總質(zhì)量增加d. 衰變發(fā)出的 放射線是波長(zhǎng)很長(zhǎng)的光子，穿透能力較弱6中子、質(zhì)子、氘核的質(zhì)量分別為、，現(xiàn)用光子能量為的射線照射靜止的氘核使之分解，反應(yīng)方程為，若分解后的中子、質(zhì)子的動(dòng)能可視為相等，則中子的動(dòng)能是a. b. c. d. 7下列說(shuō)法正確的是a. 光電效應(yīng)顯示了光的粒子性b. 玻爾提出軌道量子化和能級(jí)，成功解釋了氮原子光譜c. t90234h發(fā)生衰變后新核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都增加1d. 核反應(yīng)方程h12+312hh24e+n01為核聚變方程8已知钚的一種同位素94239pu的半衰期為24100年，其衰變方程為94239pux+24he+，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（ ）a. x原子核中含有92個(gè)質(zhì)子。b. 100個(gè)94239pu經(jīng)過(guò)24100年后一定還剩余50個(gè)。c. 由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)e=mc2，衰變過(guò)程總質(zhì)量增加。d. 衰變發(fā)出的放射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力。9關(guān)于光的產(chǎn)生、本質(zhì)和應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（ ）a. 光是一份一份的，每一份叫做光子，每一個(gè)光子的能量是h，光子打在金屬板上，可能發(fā)生光電效應(yīng)b. 光子被u92235吸收，u92235會(huì)裂變，發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)生核能c. 當(dāng)大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生6種頻率的光子d. 能量為11ev的電子能讓處于基態(tài)的氫原子躍遷到較高能態(tài)10我國(guó)自主研發(fā)的釷基熔鹽是瞄準(zhǔn)未來(lái)2030年后核能產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的第四代核反應(yīng)堆，是一種夜態(tài)燃料堆，使用釷鈾核燃料循環(huán)，以氧化鹽為冷卻劑，將天然核燃料和可轉(zhuǎn)化核燃料熔融于高溫氯化鹽中，攜帶核燃料在反應(yīng)堆內(nèi)部和外部進(jìn)行循環(huán)。釷232不能直接使用，需要俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過(guò)2次衰變轉(zhuǎn)化成鈾233再使用，鈾233的一種典型裂變方程是u92233+n01b56142a+u3689+3n01.已知鈾233的結(jié)合能為e1、鋇142的結(jié)合能為e2、氪89的結(jié)合能為e3，則a. 鈾233 比釷232少一個(gè)中子b. 軸233、鋇142、氪89三個(gè)核中氪89的結(jié)合能最小，比結(jié)合能卻最大c. 軸233、鋇142、氪89三個(gè)核中鈾233的結(jié)合能最大，比結(jié)合能也最大d. 鈾233的裂變反應(yīng)釋放的能量為e=e1e2e311用速度為v的中子轟擊靜止的鋰核(l36i)，發(fā)生核反應(yīng)后生成氚核和粒子，生成的氚核速度方向與中子的初速度方向相反，氚核與粒子的速度之比為7:8,已知中子的質(zhì)量為m,質(zhì)子的質(zhì)量也可近似看作m,普朗克常量為h.寫(xiě)出核反應(yīng)方程；該核反應(yīng)中粒子對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波的波長(zhǎng)為多少?12靜止的鐳核r88224a發(fā)生衰變，放出一個(gè)粒子變?yōu)殡焙藃n，已知鐳核的質(zhì)量為224.0248u，氡核的質(zhì)量為220.0162u，粒子的質(zhì)量為4.0026u.（1u=931.5mev的能量）（1）寫(xiě)出核反應(yīng)方程（2）鐳核衰變放出多少mev的能量（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）（3）若衰變放出的能量全部轉(zhuǎn)變?yōu)殡焙撕土Ｗ拥膭?dòng)能，沿用第二問(wèn)的結(jié)果，求出氡核的動(dòng)能為多少mev（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）13已知氘核(h12)質(zhì)量為2.0136 u，中子(n01)質(zhì)量為1.0087 u，氦核(h23e)質(zhì)量為3.0150 u，1 u相當(dāng)于931.5 mev(1)寫(xiě)出兩個(gè)氘核聚變成h23e的核反應(yīng)方程；(2)計(jì)算上述核反應(yīng)中釋放的核能(保留三位有效數(shù)字)。14已知84210po原子核質(zhì)量為209.98287u，82206pb原子核的質(zhì)量為205.97446u，24he原子核的質(zhì)量為4.00260u，靜止的84210po核在衰變中放出粒子后變成82206pb，求：（1）在衰變過(guò)程中釋放的能量；（2）粒子從po核中射出的動(dòng)能。試卷第3頁(yè)，總3頁(yè)本卷由系統(tǒng)自動(dòng)生成，請(qǐng)仔細(xì)校對(duì)后使用，答案僅供參考。參考答案1d【解析】a、由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程知釋放能量伴隨質(zhì)量虧損，所以聚變過(guò)程會(huì)有質(zhì)量虧損，m=2m1m2m3，故a錯(cuò)誤；bc、該反應(yīng)屬于聚變反應(yīng)，要放出大量能量，e=mc2=(2m1m2m3)c2，故bc錯(cuò)誤；d、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得，x的質(zhì)量數(shù)3+3-2=4，電荷數(shù)為2+2-2=2，故生成物中的x為h24e，故d正確；故選d。2c【解析】由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程e=mc2e=34.0026u12.0000u=0.0078u=7.72657mev=7.726571061.61019j=1.161012j故c正確。點(diǎn)晴：解決本題應(yīng)注意單位的換算，1ev=1.61019j。3b【解析】光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)a正確；從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)，氫原子的能量減小，電子的動(dòng)能變大，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；在衰變的過(guò)程中，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，在衰變的過(guò)程中，電荷數(shù)多1，設(shè)經(jīng)過(guò)了m次衰變，則：4m=234-222=12，所以m=3；經(jīng)過(guò)了n次衰變，有：2m-n=90-86=4，所以n=2故c正確；d選項(xiàng)中該核反應(yīng)的質(zhì)量虧損m=4.00263-12.0000=0.0078u，則釋放的核能e=mc2=0.0078931.5mev=7.266mev=1.1610-12 j故d正確，此題選項(xiàng)錯(cuò)誤的選項(xiàng)，故選b.4b【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，則x的質(zhì)量數(shù)：m=235+1-89-3=144，可知x原子核中含有144個(gè)核子；根據(jù)核電荷數(shù)守恒，得：z=92-36=56；所以x中的中子數(shù)：n=m-z=144-56=88，可知x原子核中含有88個(gè)中子。故a錯(cuò)誤，b正確；在核反應(yīng)的過(guò)程中，質(zhì)量數(shù)是守恒的。總質(zhì)量數(shù)既不減小，也不增加。故c錯(cuò)誤，d錯(cuò)誤；故選b。點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，在重核裂變的過(guò)程中有質(zhì)量虧損，向外放出能量同時(shí)要明確，是所有的核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)是守恒的，但質(zhì)量不守恒，二者不可混淆5a【解析】a項(xiàng)：根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，x的電荷數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為235，則中子數(shù)為143,故a正確；b項(xiàng)：半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核適用，故b錯(cuò)誤；c項(xiàng)：由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)e=mc2，衰變過(guò)程總質(zhì)量減小，故c錯(cuò)誤；d項(xiàng)：衰變發(fā)出的 放射線是波長(zhǎng)很長(zhǎng)的光子，穿透能力很強(qiáng)，故d錯(cuò)誤。點(diǎn)晴：根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒守恒求出x的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，抓住質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和求出中子數(shù)半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于大量的原子核適用。6d【解析】因質(zhì)量增加消耗的能量為： 設(shè)質(zhì)子、中子的動(dòng)能為，根據(jù)能量守恒有： 聯(lián)立解得： ，故選d.7ad【解析】a項(xiàng)：光電效應(yīng)顯示了光的粒子性，故a正確；b項(xiàng)：玻爾提出軌道量子化和能級(jí)，只解釋了氫原子光譜，故b錯(cuò)誤；c項(xiàng)：衰變即放出一個(gè)電子（e10，所以新核的質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1，故c錯(cuò)誤；d項(xiàng)：核反應(yīng)方程h12+h12h24e+n01為核聚變方程，故d正確。8ad【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，x的電荷數(shù)為92，原子核中含有92個(gè)質(zhì)子。質(zhì)量數(shù)為235，則中子數(shù)為143故a正確。半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核適用。故b錯(cuò)誤。由于衰變時(shí)釋放巨大能量，根據(jù)e=mc2，衰變過(guò)程總質(zhì)量減小。故c錯(cuò)誤。衰變發(fā)出的放射線是波長(zhǎng)很短的光子，具有很強(qiáng)的穿透能力。故d正確。故選ad。點(diǎn)睛：此題關(guān)鍵要知道核反應(yīng)中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒守恒，質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于大量的原子核適用9acd【解析】光是一份一份的，每一份叫做光子，每一個(gè)光子的能量是h，光子打在金屬板上，可能發(fā)生光電效應(yīng)，故a正確；中子被u92235吸收，u92235會(huì)裂變，發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，產(chǎn)生核能，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；當(dāng)大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生c42=6種頻率的光子，選項(xiàng)c正確；n=1和n=2間的能級(jí)差為10.2ev，由于用電子撞擊基態(tài)的氫原子，部分電子動(dòng)能被吸收，則用能量為11ev的電子撞擊處于基態(tài)的氫原子，可以使氫原子躍遷到n=2的能級(jí)，故d正確。故選acd.點(diǎn)睛：此題要注意：能級(jí)間躍遷時(shí)輻射或吸收的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，注意吸收的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差時(shí)才能被吸收，發(fā)生躍遷；而吸收電子時(shí)，電子的能量要大于等于能級(jí)差即可10ab【解析】設(shè)釷的電荷數(shù)為a，則釷232俘獲一個(gè)中子后經(jīng)過(guò)2次衰變轉(zhuǎn)化成鈾233，則a=92-2=90，則釷中含有中子數(shù)為232-90=142；鈾233含有中子數(shù)：233-92=141；則鈾233 比釷232少一個(gè)中子，選項(xiàng)a正確；鈾233、鋇142、氪89三個(gè)核中氪89質(zhì)量數(shù)最小，結(jié)合能最小，因核子數(shù)較小，則比結(jié)合能卻最大，選項(xiàng)b正確，c錯(cuò)誤；鈾233的裂變反應(yīng)中釋放的能量等于生成物的結(jié)合能減去反應(yīng)物的結(jié)合能，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；故選ab.11n01+l36ih13+h24e11h32mv【解析】解：由題意可得，核反應(yīng)方程為 n01+l36ih13+h24e 由動(dòng)量守恒定律得 mv=-3mv1+4mv2 又v1:v2=7:8解得v1=711v，v2=811v粒子對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波的波長(zhǎng)為=hmhev2=h4m811v=11h32mv12(1) r88224ar86220n+h24e (2) 5.6mev (3) 0.1mev【解析】試題分析：根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫(xiě)出衰變方程；根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程即可求出釋放的能量；根據(jù)能量守恒定律以及動(dòng)量守恒定律即可求出氡核的動(dòng)能。（1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得r88224ar86220n+h24e （2）質(zhì)量虧損為：m=224.0248u-220.0162u-4.0026u=0.006u 釋放的核能為：e=mc2=0.006931.5mev=5.589mev=5.6mev（3）衰變過(guò)程中動(dòng)量守恒，放出的能量全部轉(zhuǎn)化為粒子和氡核的動(dòng)能衰變過(guò)程根據(jù)動(dòng)量守恒：mv1mrnv2=0能量關(guān)系為：12mv12+12mrnv22=e解得氡核的動(dòng)能為：ek=4224e=0.1mev點(diǎn)睛：本題主要考查了核反應(yīng)過(guò)程中電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒以及動(dòng)量守恒，以及掌握愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程、能量守恒定律以及動(dòng)量守恒定律才能正確解答。13（1）h12+h12h23e+n01 （2）3.26 mev【解析】解析：(1)根據(jù)題中條件，可知核反應(yīng)方程為h12+h12h23e+1n0 (2)質(zhì)量虧損m=2mh(mhe+mn)=2.0136u2(3.0150u+1.0087u)=0.0035u由于1 u的質(zhì)量與931.5 mev的能量相對(duì)應(yīng)，所以核反應(yīng)中釋放的核能為e=0.0035931.5mev=3.26mev14（1）5.412mev（2）