（浙江專版）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第十二章 動(dòng)量守恒定律 波粒二象性原子結(jié)構(gòu)與原子核 第4課時(shí) 原子核學(xué)案

第4課時(shí)原子核一、原子核、天然放射現(xiàn)象1.原子核的組成(1)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，質(zhì)子是原子核的組成部分。(2)中子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福猜想原子核內(nèi)存在著一種質(zhì)量與質(zhì)子相同，但不帶電的粒子，稱為中子。查德威克利用云室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了中子的存在，中子是原子核的組成部分。(3)原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。(4)原子核的符號(hào)X元素符號(hào)原子核的質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核電荷數(shù)原子核的質(zhì)子數(shù)，即原子的原子序數(shù)(5)同位素：具有相同的質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，它們互稱為同位素。例如，氫有三種同位素H、H、H。2.天然放射現(xiàn)象(1)天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。(2)放射性和放射性元素物質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。(3)三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是射線、射線、射線。(4)放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。應(yīng)用：消除靜電、工業(yè)探傷、作示蹤原子等。防護(hù)：防止放射性對(duì)人體組織的傷害。3.原子核的衰變(1)衰變：原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變。(2)分類衰變：XYHe衰變：XYe(3)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。二、放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)1.應(yīng)用射線：應(yīng)用射線可以測(cè)厚度、醫(yī)療方面的放射治療、照射種子培育優(yōu)良品種等。2.示蹤原子：有關(guān)生物大分子的結(jié)構(gòu)及其功能的研究，要借助于示蹤原子。3.輻射與安全：人類一直生活在放射性的環(huán)境中，過量的射線對(duì)人體組織有破壞作用。要防止放射性物質(zhì)對(duì)水源、空氣、用具等的污染。三、核力與結(jié)合能1.核力：原子核內(nèi)部，核子間所特有的相互作用力。2.核力的特點(diǎn)(1)核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)；(2)核力是短程力，作用范圍在1.5×1015m之內(nèi)；(3)每個(gè)核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用。3.結(jié)合能：核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能。4.質(zhì)能方程、質(zhì)量虧損：愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小m，這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能Emc2。四、核裂變及核聚變1.重核裂變(1)定義：質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個(gè)質(zhì)量數(shù)較小的原子核的過程。(2)典型的裂變反應(yīng)方程：UnKrBa3n。(3)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。(4)臨界體積和臨界質(zhì)量：裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積及其相應(yīng)的質(zhì)量。(5)裂變的應(yīng)用：原子彈、核反應(yīng)堆。(6)反應(yīng)堆構(gòu)造：核燃料、減速劑、鎘棒、防護(hù)層。2.輕核聚變(1)定義：兩輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程。輕核聚變反應(yīng)必須在高溫下進(jìn)行，因此又叫熱核反應(yīng)。(2)典型的聚變反應(yīng)方程：HHHen17.6 MeV3.粒子和宇宙(1)“基本粒子”不基本直到19世紀(jì)末，人們稱光子、電子、質(zhì)子和中子是基本粒子。(2)發(fā)現(xiàn)新粒子1932年發(fā)現(xiàn)了正電子，1937年發(fā)現(xiàn)了子，1947年發(fā)現(xiàn)了K介子和介子及以后的超子等。(3)夸克模型上夸克、下夸克、奇異夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克；它們帶的電荷量分別為元電荷的或，每種夸克都有對(duì)應(yīng)的反夸克?！舅伎寂袛唷?.人們認(rèn)識(shí)原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)是從盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的( × )2.如果某放射性元素的原子核有100個(gè)，經(jīng)過一個(gè)半衰期后還剩50個(gè)( × )3.原子序數(shù)小于83的元素都沒有放射性( × )4.射線是一種高能粒子流，可以用來工業(yè)探傷( × )5.原子核發(fā)生衰變時(shí)放出一個(gè)電子，說明原子核內(nèi)有電子( × )6.愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化( × )7.核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，也遵循電荷數(shù)守恒( )8.輕核聚變須達(dá)到幾百萬攝氏度以上的高溫，自然界不存在輕核聚變( × )考點(diǎn)一放射性元素的衰變(/c)要點(diǎn)突破1.衰變和衰變的比較衰變類型衰變衰變衰變方程XYHeXMZ1Ye衰變實(shí)質(zhì)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)整體射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子2H2nHenHe衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒2.輻射：輻射是伴隨著衰變和衰變同時(shí)發(fā)生的，輻射不改變?cè)雍说碾姾蓴?shù)和質(zhì)量數(shù)。其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生衰變或衰變過程中，產(chǎn)生的新核由于具有過多的能量(核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子。3.半衰期：用N0、m0分別表示衰變前的原子核的數(shù)目和質(zhì)量，N、m分別表示衰變后剩余的原子核的數(shù)目和質(zhì)量，為半衰期，t表示衰變過程所經(jīng)歷的時(shí)間，則NN0()mm0()。典例剖析【例1】 在軋制鋼板時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)地監(jiān)測(cè)鋼板厚度，其檢測(cè)裝置由放射源、探測(cè)器等構(gòu)成，如圖所示。該裝置中探測(cè)器接收到的是()A.X射線 B.射線C.線射 D.射線解析放射源發(fā)出的只有、三種射線，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在、三種射線中，只有射線能穿過鋼板，故選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確。答案D【例2】 U衰變?yōu)镽n要經(jīng)過m次衰變和n次衰變，則m、n分別為()A.2、4 B.4、2 C.4、6 D.16、6解析由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：2382224m，92862mn，聯(lián)立解得：m4，n2。答案B針對(duì)訓(xùn)練1.(多選)對(duì)天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A.粒子帶正電，所以射線一定是從原子核中射出的B.粒子帶負(fù)電，所以射線有可能是核外電子C.粒子是光子，所以射線有可能是原子發(fā)光產(chǎn)生的D.射線、射線、射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的解析粒子是由原子核中2個(gè)質(zhì)子與2個(gè)中子相結(jié)合產(chǎn)生的，是氦核，因原子核外只有帶負(fù)電的電子，所以A正確；粒子是電子流，是核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)電子和質(zhì)子，電子是從核中射出的，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤；是光子，是原子核從高能態(tài)躍遷到低能態(tài)時(shí)輻射出來的，C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確；天然放射現(xiàn)象中放射出來的三種射線都是原子核內(nèi)部發(fā)生衰變時(shí)釋放出來的，故本題正確答案為A、D。答案AD2.碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有()A. B. C. D.解析設(shè)剩余質(zhì)量為m剩，則由m剩m()，得m剩m()，選項(xiàng)C正確。答案C考點(diǎn)二核力與結(jié)合能(/c)要點(diǎn)突破1.質(zhì)能方程的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)質(zhì)量虧損并不是質(zhì)量消失，只是靜止質(zhì)量變成了運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量；(2)質(zhì)量虧損也不是核子個(gè)數(shù)的減少，核反應(yīng)中核子個(gè)數(shù)是不變的；(3)質(zhì)量和能量這兩個(gè)量并不可以相互轉(zhuǎn)化，只是這兩個(gè)量在數(shù)值上有聯(lián)系。2.核能的計(jì)算方法(1)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程列式計(jì)算：即Emc2(m的單位：kg)。(2)根據(jù)1 u相當(dāng)于931.5 MeV，則Em×931.5 MeV(m的單位：u，1 u1.660 6×1027 kg)。(3)核反應(yīng)遵守動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，因此我們可以結(jié)合動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律來計(jì)算核能。典例剖析【例1】 (多選)關(guān)于質(zhì)能方程，下列哪些說法是正確的()A.質(zhì)量減少，能量就會(huì)增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量B.物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值C.物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系D.某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)系的解析質(zhì)能方程Emc2表明某一定量的質(zhì)量與一定量的能量是相聯(lián)系的，當(dāng)物體獲得一定的能量，即能量增加某一定值時(shí)，它的質(zhì)量也相應(yīng)增加一定值，并可根據(jù)Emc2進(jìn)行計(jì)算，故B、D正確。答案BD【例2】 已知Ra、Rn、He的原子質(zhì)量分別是226.025 4 u，222.017 5 u，4.002 6 u。求出Ra在衰變RaRnHe中放出的能量(以電子伏特為單位)。解析衰變后的質(zhì)量虧損為m(226.025 4222.017 54.002 6)u0.005 3 u。因?yàn)? u相當(dāng)于931.5 MeV，因此釋放的能量為E0.005 3×931.5 MeV4.937 0 MeV4.937 0×106 eV。答案4.937 0×106 eV針對(duì)訓(xùn)練1.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放的能量是(c表示真空中的光速)()A.(m1m2m1)c B.(m1m2m3)cC.(m1m2m3)c2 D.(m1m2m3)c2解析此核反應(yīng)方程為HnH，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程得Emc2(m1m2m3)c2，故選項(xiàng)C正確。答案C2.钚的放射性同位素Pu靜止時(shí)衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)U*和粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)U*立即衰變?yōu)殁櫤薝，并放出能量為0.097 MeV的光子。已知：Pu、U和粒子的質(zhì)量分別為mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u和m4.002 6 u，1 u的質(zhì)量相當(dāng)于931.5 MeV的能量。(1)寫出衰變方程；(2)已知衰變放出的光子的動(dòng)量可忽略，求粒子的動(dòng)能。解析(1)衰變方程為PuU*HeU*U或合起來有PuUHe(2)上述衰變過程的質(zhì)量虧損為mmPumUm放出的能量為Em×931.5 MeV此能量是鈾核U的動(dòng)能EU、粒子的動(dòng)能E和光子的能量E之和，即EEUEE設(shè)衰變后的鈾核和粒子的速度分別為vU和v，則由動(dòng)量守恒有mUvUmv又由動(dòng)能的定義知EUmUv，Emv聯(lián)立解得E5.034 MeV答案(1)見解析(2)5.034 MeV考點(diǎn)三核裂變、核聚變(/c)要點(diǎn)突破1.核反應(yīng)的四種類型類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變衰變自發(fā)UThHe衰變自發(fā)ThPae人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂芅HeOH(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)HeBeCn(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)AlHePn約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子PSie重核裂變比較容易進(jìn)行人工控制UnBaKr3nUnXeSr10n輕核聚變很難控制HHHen2.書寫核反應(yīng)方程時(shí)應(yīng)注意(1)必須遵守電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律。(2)核反應(yīng)方程中的箭頭()表示核反應(yīng)進(jìn)行的方向，不能把箭頭寫成等號(hào)。典例剖析【例1】 一個(gè)氘核和一個(gè)氚核經(jīng)過反應(yīng)后生成一個(gè)氦核和一個(gè)中子，同時(shí)放出一個(gè)光子。已知氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別為m1，m2，m3，m4，普朗克常量為h，真空中的光速為c。下列說法中正確的是()A.這個(gè)反應(yīng)的核反應(yīng)方程是HHHenB.這個(gè)反應(yīng)既不是聚變反應(yīng)也不是裂變反應(yīng)C.輻射出的光子的能量E(m3m4m1m2)c2D.輻射出的光子的波長(zhǎng)解析由電荷數(shù)守恒及質(zhì)量數(shù)守恒可知A正確；此反應(yīng)是輕核聚變反應(yīng)，B錯(cuò)誤；由質(zhì)能方程知此過程中釋放的核能為E(m1m2m3m4)c2，C錯(cuò)誤；若此核能全部以光子的形式釋放時(shí)，由Eh知，光子的波長(zhǎng)為，D錯(cuò)誤。答案A【例2】 在下列四個(gè)方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子：UnBaKr3X1PSiX2UThX3ThPaX4以下判斷中錯(cuò)誤的是()A.X1是中子 B.X2是中子C.X3是粒子 D.X4是電子解析由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知X1、X2、X3、X4依次為n、e、He、e，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B針對(duì)訓(xùn)練1.(多選)鈾核裂變是核電站核能的重要來源，其一種裂變反應(yīng)式是UnBaKr3n。下列說法正確的有()A.上述裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出B.鈾塊體積對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的發(fā)生無影響C.鈾核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可人工控制D.鈾核的半衰期會(huì)受到環(huán)境溫度的影響解析n表示中子，所以裂變反應(yīng)中伴隨著中子放出，A項(xiàng)正確；當(dāng)鈾塊體積小于臨界體積時(shí)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不會(huì)發(fā)生，B項(xiàng)錯(cuò)誤；通過控制慢中子數(shù)可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，C項(xiàng)正確；鈾核的半衰期與所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，因此不受環(huán)境溫度影響，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案AC2.(多選)能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一。下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有()A.HHHen是核聚變反應(yīng)B.HHHen是衰變C.92Un56BaKr3n是核裂變反應(yīng)D.92Un54XeSr2n是衰變解析衰變時(shí)釋放出電子(01e)，衰變時(shí)釋放出氦原子核(He)，可知選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；選項(xiàng)A中一個(gè)氚核和一個(gè)氘核結(jié)合成一個(gè)氦核并釋放出一個(gè)中子是典型的核聚變反應(yīng)；選項(xiàng)C中一個(gè)U 235原子核吸收一個(gè)中子，生成一個(gè)Ba原子核和一個(gè)Kr原子核并釋放出三個(gè)中子是核裂變反應(yīng)，A、C正確。答案AC1.(多選)氫有三種同位素，分別是氕(H)、氘(H)、氚(H)，則()A.它們的質(zhì)子數(shù)相等B.它們的核外電子數(shù)相等C.它們的核子數(shù)相等D.它們的化學(xué)性質(zhì)相同解析氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)均相同，都是1，中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)各不相同，A、B兩項(xiàng)正確；同位素化學(xué)性質(zhì)相同，只是物理性質(zhì)不同，D正確。答案ABD2.下列有關(guān)半衰期的說法正確的是()A.放射性元素的半衰期越短，表明有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時(shí)間越短，衰變速度越快B.放射性元素的樣品不斷衰變，隨著剩下未衰變的原子核的減少，元素的半衰期也變短C.把放射性元素放在密封的容器中，可以減慢放射性元素的衰變速度D.降低溫度或增大壓強(qiáng)，讓該元素與其他物質(zhì)形成化合物，均可減小衰變速度解析放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，它反映著放射性元素衰變速度的快慢，若衰變?cè)娇欤胨テ谠蕉?；某種元素的半衰期長(zhǎng)短由其本身因素決定，與它所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。答案A3.圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面向里。以下判斷可能正確的是()A.a、b為粒子的徑跡 B.a、b為粒子的徑跡C.c、d為粒子的徑跡 D.c、d為粒子的徑跡解析粒子不帶電，不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故B錯(cuò)誤；由左手定則可判定，a、b粒子帶正電，c、d粒子帶負(fù)電，又知粒子帶正電，粒子帶負(fù)電，故A、C均錯(cuò)誤，D正確。答案D4.醫(yī)學(xué)界通過14C標(biāo)記的C60發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物，在特定條件下可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則14C的用途是()A.示蹤原子 B.電離作用C.催化作用 D.貫穿作用解析用14C標(biāo)記C60來查明元素的行蹤，發(fā)現(xiàn)可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是作示蹤原子，故選項(xiàng)A正確。答案A5.(多選)科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：XYHeH4.9 MeV和HHHeX17.6 MeV，下列表述中，正確的是()A.X是中子B.Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C.兩個(gè)核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損D.氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)解析核反應(yīng)方程遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，則由HHHeX17.6 MeV知X為n，由XYHeH4.9 MeV知Y為L(zhǎng)i，其中Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)也是3，故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；兩個(gè)核反應(yīng)都釋放出核能，所以都有質(zhì)量虧損，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；nLiHeH4.9 MeV是原子核的人工轉(zhuǎn)變，HHHen17.6 MeV為輕核聚變，故選項(xiàng)D正確。答案AD基礎(chǔ)過關(guān)1.重核裂變和輕核聚變是人類利用原子能的兩種主要方法，下面有關(guān)它們的說法正確的是()A.裂變和聚變的過程都有質(zhì)量虧損B.聚變過程有質(zhì)量虧損，聚變過程質(zhì)量有所增加C.裂變過程質(zhì)量有所增加，聚變過程有質(zhì)量虧損D.裂變和聚變過程中質(zhì)量都有所增加解析重核裂變和輕核聚變都要釋放能量，也一定要發(fā)生質(zhì)量虧損，所以選項(xiàng)A正確。答案A2.下列說法正確的是()A.自由核子結(jié)合成原子核時(shí)，一定遵守質(zhì)量守恒B.在發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前物質(zhì)的總質(zhì)量一定等于反應(yīng)后所生成物質(zhì)的總質(zhì)量C.發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，若反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，這個(gè)反應(yīng)是放能反應(yīng)D.發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，若反應(yīng)前的總質(zhì)量大于反應(yīng)后的總質(zhì)量，這個(gè)反應(yīng)必定吸收能量解析當(dāng)自由核子結(jié)合成原子核時(shí)，一定存在質(zhì)量虧損；核反應(yīng)前后一般存在質(zhì)量的變化，若質(zhì)量減少則放出能量，反之吸收能量，由此知C正確，A、B、D錯(cuò)誤。答案C3.某核反應(yīng)方程 HHHeX。已知H的質(zhì)量為2.013 6 u，H的質(zhì)量為3.018 0 u，He的質(zhì)量為 4.002 6 u，X的質(zhì)量為1.008 7 u。則下列說法中正確的是()A.X是質(zhì)子，該反應(yīng)釋放能量B.X是中子，該反應(yīng)釋放能量C.X是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量D.X是中子，該反應(yīng)吸收能量解析據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒可判定X為中子，核反應(yīng)中有質(zhì)量虧損，則該反應(yīng)釋放能量，答案B正確。答案B4.U經(jīng)過m次衰變和n次衰變，變成Pb，則()A.m7，n3 B.m7，n4C.m14，n9 D.m14，n18解析衰變過程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。寫出核反應(yīng)方程：UPbmHene根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒列出方程2352074m，92822mn解得m7，n4，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤。答案B5.(多選)氘核、氚核、中子、氦核的質(zhì)量分別是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核結(jié)合生成氦核，則下列說法中正確的是()A.核反應(yīng)方程式為 HHHenB.這是一個(gè)裂變反應(yīng)C.核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損mm1m2m3D.核反應(yīng)過程中釋放的核能E(m1m2m3m4)c2解析由氘核和氚核的結(jié)合以及電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒可知選項(xiàng)A正確；該核反應(yīng)為聚變反應(yīng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為mm1m2m3m4，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程可知核反應(yīng)過程中釋放的核能Emc2，可知選項(xiàng)D正確。答案AD6.關(guān)于核聚變，以下說法不正確的是()A.與裂變相比輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔B.世界上已經(jīng)有利用核聚變能來發(fā)電的核電站C.要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到1015 m以內(nèi)，核力才能起作用D.地球聚變?nèi)剂系膬?chǔ)量十分豐富，從海水中可以提煉出大量核聚變所需的氘核解析與裂變相比，核聚變有下面的幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：(1)安全、清潔、輻射少；(2)核燃料儲(chǔ)量多；(3)核廢料易處理。但核聚變發(fā)電還沒有投入實(shí)際運(yùn)行。所以B項(xiàng)是不正確的。答案B7.(多選)(2017·浙江4月選考)下列說法正確的是()A.、射線都是電磁波B.原子核中所有核子單獨(dú)存在時(shí)，質(zhì)量總和大于該原子核的總質(zhì)量C.在LC振蕩電路中，電容器剛放電時(shí)電容器極板上電量最多，回路電流最小D.處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子，共能輻射出四種不同頻率的光子解析射線是高速移動(dòng)的電子流，屬于實(shí)物波，不屬于電磁波，故A錯(cuò)誤；在核子結(jié)合成原子核過程中需要釋放出結(jié)合能，根據(jù)質(zhì)能方程Emc2，所以結(jié)合原子核過程中存在質(zhì)量損失，故B正確；LC振蕩電路中放電之前屬于充電過程，電場(chǎng)能逐漸增大，磁場(chǎng)能逐漸減小，回路電流逐漸減小，剛剛開始放電時(shí)正好是電場(chǎng)能最大，磁場(chǎng)能最小的時(shí)刻，所以回路電流此時(shí)最小，故C正確；處于n4激發(fā)態(tài)的氫原子能釋放出C6種頻率的光子，故D錯(cuò)誤。答案BC8.靜止的氮核N被速度為v0的中子n擊中生成碳核C和另一種原子核甲，已知C與甲核的速度方向與碰撞前中子的速度方向一致，碰后C核與甲核的動(dòng)量之比為21。(1)寫出核反應(yīng)方程式；(2)求C與甲核的速度各是多大。解析(1)NnCH。(2)設(shè)中子質(zhì)量為m0，C核質(zhì)量為mC，甲核質(zhì)量為m甲，由動(dòng)量守恒得m0v0mCvCm甲v甲，即m0v012m0vC3m0v甲。又因?yàn)镃與甲核的動(dòng)量之比為21，所以mCvC2m甲v甲，即12m0vC2×3m0v甲，聯(lián)立解得：vC，v甲。答案(1)NnCH(2)能力提升9.(多選)下列說法正確的是()A.NHCHe是衰變方程B.HHHe是核聚變反應(yīng)方程C.UThHe是核裂變反應(yīng)方程D.HeAlPn是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程解析本題考查了核反應(yīng)的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)天然放射現(xiàn)象、重核裂變、輕核聚變、原子核的人工轉(zhuǎn)變等相關(guān)知識(shí)的記憶及分析判斷能力，選項(xiàng)A、D為原子核的人工轉(zhuǎn)變，選項(xiàng)B為輕核聚變，選項(xiàng)C為原子核的衰變，故選項(xiàng)B、D正確。答案BD10.(多選)下列核反應(yīng)或核衰變方程中，符號(hào)“X”表示中子的是()A.BeHe6CXB.7NHe8OXC.HgnPt2HXD.UNpX解析由于在核反應(yīng)中反應(yīng)前后滿足電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，可由已知粒子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)依據(jù)守恒原則確定未知粒子的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，由此確定該粒子。A項(xiàng)中反應(yīng)前、后電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別滿足660、94121。即X的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，即為中子，A正確；同理，C正確。答案AC11.某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為()HCNQ1，HNCXQ2方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表：原子核HHeHeCNN質(zhì)量/u1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1以下推斷正確的是()A.X是He，Q2>Q1 B.X是He，Q2>Q1C.X是He，Q2<Q1 D.X是He，Q2<Q1解析根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒容易求得新核X的質(zhì)量數(shù)為4、電荷數(shù)為2，即X是He；根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)，可以求得第2個(gè)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損大，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程必然有Q1<Q2。答案B12.三個(gè)粒子結(jié)合成一個(gè)碳C，已知碳原子的質(zhì)量為12.000 0 u，氦原子質(zhì)量為4.002 6 u。(1)寫出核反應(yīng)方程；(2)這個(gè)核反應(yīng)放出的能量是多少焦？(3)這個(gè)能量合多少M(fèi)eV?解析(1)3HeCE。(2)m3×4.002 6 u12.000 0 u0.007 8 u，m0.007 8×1.66×1027 kg12.948×1030 kg，Emc21.165×1012 J。(3)E eV7.28×106 eV7.28 MeV。答案(1)3HeCE(2)1.165×1012 J(3)7.28 MeV15