2011年原子核专题讲练

内部讲义第1页共7页Ttnn)21(原余Ttmm)21(原余《原子核》专题讲练专题一：天然放射性现象①天然放射现象：物质放射出α射线、β射线、γ射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。②三种射线的本质及特性：α射线：氦核流速度约为光速的1/10。贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强；β射线:高速运动的电子流。速度接近光速，贯穿本领很强。很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。γ射线：为波长极短的电磁波。性质非常象Ｘ射线，只是它的贯穿本领比Ｘ射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。③衰变规律：α衰变：eMZMZHYX4242β衰变：eYXMZMZ011④衰变内因：α射线、β射线、γ射线是由原子核中放射出来的。在放射性元素的原子核中，由于两个中子和两个质子结合的比较紧密，往往会作为一个整体从较大的原子核中被放射出来而形成α衰变.原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的.当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子，这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变.α衰变或β衰变后产生的新核往往处于高能级，不稳定，要向低能级跃迁．放出γ光子．γ射线是伴随着α射线和β射线产生的．放射性物质发生衰变时，有的发生α衰，有的发生β衰变，同时伴随γ射线．这时三种射线都有．⑤放射性元素的原子核衰变掉一半所用时间，叫放射性元素的半衰期.半衰期是对大量放射性原子核的统计规律，对单个或少量原子核无意义，元素的半衰期由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有关，跟元素所处的物理或化学状态无关.⑥放射性同位素的应用：利用放射线的贯穿本领或电离作用；作为示踪原子。【巩固练习题】1、下列说法正确的是（）A.衰变为要经过1次a衰变和1次衰变B.衰变为要经过1次哀变和1次衰变C.衰变为要经过6次。衰变和4次衰变D.衰变为要经过4次a衰变和4次衰变内部讲义第2页共7页2、本题中用大写字母代表原子核。E经衰变成为F，再经衰变成为G，再经衰变成为H。上述系列衰变可记为下式：另一系列衰变如下：SRQPHGFE已知P是F的同位素，则（）A．Q是G的同位素，R是H的同位素B．R是E的同位素，S是F的同位素C．R是G的同位素，S是H的同位素D．Q是E的同位素，R是F的同位素3、（2008年天津理综）一个氡核Rn22286衰变成钋核Po21884并放出一个粒子，其半衰期为3.8天。1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及Rn22286衰变成Po21884的过程放出的粒子是（）A.0.25g，α粒子B.0.75g，α粒子C.0.25g，β粒子D.0.75g，β粒子4、14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的41，则该古树死亡时间距今大约（）A.22920年B.11460C.5730年D.2865年5、（2010全国卷Ⅰ）原子核23892经放射性衰变①变为原子23490Th，继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa，再经放射性衰变③变为原子核23492。放射性衰变①、②和③依次为A．α衰变、β衷变和β衰变B．β衰变、α衷变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变6、（2010福建卷）（1）14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，0m为t＝0时0m的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是。（填选项前的字母）7、（2008·全国I理综)三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核（42He）,则下面说法正确的是（）内部讲义第3页共7页A.X核比Z核多一个质子B.X核比Z核少一个中子C.X核的质量数比Z核质量数大3D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍8、2008·宁夏理综·1）天然放射性元素23994Pu经过次衰变和次衰变，最后变成铅的同位素。（填入铅的三种同位素20682Pb、20782Pb、20882Pb中的一种）专题二：核反应与核能的计算①在核物理学中,原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应.原子核的人工转变（1）卢瑟福发现质子的核反应（1919年）（2）查德威克发现中子的核反应（1932年）②高中阶段的核反应分成四类：衰变反应、人工转变、重核裂变和轻核聚变。③质量亏损：组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差(或者参加核反应的原子核总质量与生成新原子核的总质量之差)叫质量亏损.④质能方程：爱因斯坦质能方程2mcE质量亏损放出能量2mcE⑤原子质量单位u1u＝１.6606×10－27kg相当于931.5Mev的能量【巩固练习题】1、下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是（）A．XCHeBe1264294B．XOHeN17842147C．XHPtnHg112027810204802D．XNpU23993239922、下面列出的是一些核反应方程()3015P→3014Si＋X94Be＋21H→105B＋Y42He＋42He→73Li＋Z其中A．X是质子，Y是中子，Z是正电子B．X是正电子，Y是质子，Z是中子C．X是中子，Y是正电子，Z是质子D．X是正电子，Y是中子，Z是质子3、为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”。对于爱因斯坦提出的质能方程E2=mc2，下列说法中不正确．．．的是（）A．E2=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据△E2=△mc2可以计算核反应中释放的核能C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损HOHeN1117842147nCHeBe101264294内部讲义第4页共7页D．E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能4、下面是一核反应方程XHeHH423121用c表示光速，则（）A．X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘c2B．X是中子，核反应放出的能量等于质子质量乘c2C．X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘c2D．X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氚核的质量和减去氦核与中子的质量和，再乘c25、雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中徽子(ve)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖．他探测中徽子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶．电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程式为eArClve0137183717已知Cl3717核的质量为36.95658u，Ar3718核的质量为36.95691u，e01的质量为0.00055u，1u质量对应的能量为931.5MeV．根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为（）A．0.82MeVB．0.31MeVC．1.33MeVD．0.51MeV6、（09·海南物理·19）(II)钚的放射性同位素23994Pu静止时衰变为铀核激发态23592U和粒子，而铀核激发态23592U立即衰变为铀核23592U，并放出能量为0.097MeV的光子。已知：23994Pu、23592U和粒子的质量分别为239.0521uPum、235.0439uum和4.0026um21931.5MeV/cu（1）写出衰变方程；（2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，球粒子的动能。内部讲义第5页共7页专题三：重核裂变与轻核聚变①裂变:重核分裂成质量较小的核释放出核能的反应,称为裂变。如上图示：A核的核子平均质量大，B、C核的核子平均质量小，故A核分裂成B核和C核会放出能量．物理学中把这样的过程叫做裂变。1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，铀核裂变的产物是多种多样的，其中一种典型的反应是nKrBanU1092361415610235923②轻核的聚变：把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应叫做轻核的聚变，简称聚变。常见的聚变反应有21H+21H→31H+11H+4MeV21H+31H→42He+10n+17.6MeV产生轻核聚变的条件：要使轻核发生聚变，必须使它们核子之间的距离接近到10-15m。聚变必须在高温下才能发生，所以轻核聚变又叫做热核反应。【巩固练习题】1、三个核反应：①2411Na→2412Mg＋01e②23592U＋10n→14156Ba＋36Kr＋310n③21H＋31H→42He＋10n下列说法正确的是（）A①是裂变，②是β衰变，③是聚变B①是聚变，②是裂变，③是β衰变C①是β衰变，②是裂变，③是聚变D①是β衰变，②是聚变，③是裂变2、某核反应方程为21H+31H→42He+X.已知21H的质量为2.0136u.31H的质量为3.018u,42He的质量为4.0026u,X的质量为1.0087u.则下列说法中正确的是()A.X是质子，该反应释放能量B.X是中子，该反应释放能量C.X是质子，该反应吸收能量D.X是中子，该反应吸收能量3、（09·广东物理）科学家发现在月球上含有丰富的32He（氦3）。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料其参与的一种核聚变反应的方程式为331422122HeHeHHe。关于32He聚变下列表述正确的是（）A．聚变反应不会释放能量B.聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应没有质量亏损D.目前核电站都采用32He聚变反应发电4、（09·重庆）某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为内部讲义第6页共7页11H+126C137N+1Q，11H+157N126C+X+2Q。方程式中Q1、2Q表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：（）AX是32He，21QQB.X是42He，21QQC,X是32He，21QQD.X是42He，21QQ5、（2008·全国Ⅱ理综）中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量2mcE=2.2MeV是氘核的结合能。下列说法正确的是()A.用能量小于2.2MeV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2.2MeV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2.2MeV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2.2MeV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专题四：人类对物质结构的认识例1、（2005全国卷1）已知π+介子、π—介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克u或反夸克d）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷。π+π—udud带电量+e－e+e32e31e32e31下列说法正确的是（）A．π+由u和d组成B．π+由d和u组成C．π—由u和d组成D．π—由d和u组成例2、最近几年，原子核科学在超重元素岛的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研内部讲义第7页共7页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XAZ经过6次衰变后的产物是Fm253100，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、259B．124、265C．112、265D．112、277例3、质子和中于是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的．两个强作用电荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐近自由”）；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力（导致所谓“夸克禁闭”）．作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用力F与它们之间的距离r的关系为：101220,0,0,rrFFrrrrr＜＜≤≤＞式中F0为大于零的常量，负号表示引力．用U表示夸克间的势能，令U0＝F0(r2—r1)，取无