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双基限时练(十七)
探测射线的方法、放射性的应用与防护
1．威尔逊云室、气泡室、盖革－米勒计数器是探测放射线的三种装置．关于这三种装置，下列说法正确的是( )
A．三种装置都能区分射线的种类
B．三种装置都能记录射线粒子的数量
C．把气泡室放在磁场中，能从粒子径迹的弯曲情况判断粒子的电性
D．盖革－米勒计数器可用来记录射线粒子的数量，也能区分射线的种类
答案 C
2．医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是( )21·cn·jy·com
A．示踪原子 B．电离作用21世纪教育网
C．催化作用 D．贯穿作用
解析 用14C标记C60来查明元素的行踪，发现可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是作示踪原子，故A项正确．2-1-c-n-j-y
答案 A
3．在威尔逊云室中，关于放射源产生的径迹，下列说法中正确的是( )
A．由于γ射线的能量大，容易显示其径迹
B．由于β粒子的速度大，其径迹粗而长
C．由于α粒子速度小，不易显示其径迹
D．由于α粒子的电离作用强，其径迹直而粗
解析 云室中显示粒子径迹是利用粒子的电离作用，因为α粒子的电离作用强，质量大，飞行方向不易改变，故D选项正确．
答案 D
4．(多选题)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为He＋N→O＋H，下列说法中正确的是( )
A．通过此实验发现了质子
B．实验中利用了放射源放出的γ射线
C．实验中利用了放射源放出的α射线
D．原子核在人工转变过程，电荷数可能不守恒21世纪教育网
答案 AC
5．(多选题)关于衰变和核反应，下列说法正确的是( )
A．原子核自发地放出粒子的现象叫衰变
B．衰变的实质是粒子对核撞击后释放出α粒子或β粒子
C．核反应的实质是粒子对核撞击而打出新粒子使核变为新核
D．核反应的实质是粒子打入核内使原子核发生了变化
解析 由于衰变是指原子核自发地放出粒子而变为新核，并非外界因素，故A选项正确，B错误；核反应的实质是指粒子轰击原子核，与核发生反应，而非撞击打出新粒子使核发生变化，故C选项错误，D选项正确．21cnjy.com
答案 AD
6．(多选题)下列关于放射线的探测说法正确的是( )
A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线原理类似
B．由气泡室内射线径迹可以分析粒子的带电、动量、动能等情况21世纪教育网
C．盖革—米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领
D．盖革—米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的种类
解析 气泡室探测射线原理与云室类似 ( http: / / www.21cnjy.com )，不同的是气泡室里装的是液体，故A选项正确；由气泡室内径迹中气泡的多少及径迹在磁场中的弯曲方向等，可以分析射线的带电、动量、能量等情况，故B选项正确；盖革—米勒计数器利用射线的电离作用，产生电脉冲进而计数，所以C选项正确；由于不同射线产生的脉冲现象相同，因此，计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，所以D选项错误．
答案 ABC
7．(多选题)下列核反应或核衰变方程中，符号X表示中子的是( )[来源:21世纪教育网]
A. Be＋He→C＋X
B.N＋He→O＋X
C.Hg＋n→Pt＋2H＋X
D.U→Np＋X
解析 在反应前后满足质量数和电荷数守 ( http: / / www.21cnjy.com )恒，可由已知粒子的电荷数和质量数依据两个守恒来确定未知粒子的电荷数和质量数，由此可确定未知粒子，选项A中反应后的X的电荷数为6－6＝0，质量数9＋4－12＝1，故A选项正确，同理可确定C选项正确．
答案 AC
8．用α粒子照射充氮的云室，摄得如图所示的照片，下列说法中正确的是( )
A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹
B. B是α粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径迹
C. C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹
D. B是α粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹
解析 α粒子轰击氮的核反应方程为He＋N→O＋H，入射的是α粒子，即B是α粒子的径迹，质量大电离作用强的新核O的径迹粗而短，故A是O的径迹，质子的电离作用弱一些，贯穿作用强，所以细而长的径迹是质子的径迹，即C是质子径迹，故D选项正确．www.21-cn-jy.com
答案 D
9．某原子核X吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子．由此可知( )
A．A＝7，Z＝3 B．A＝7，Z＝4
C．A＝8，Z＝3 D．A＝8，Z＝4
答案 A
10．2006年美国和俄 ( http: / / www.21cnjy.com )罗斯的科学家利用回旋加速器，通过Ca(钙48)轰击Cf(锎249)发生核反应，成功合成第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素．实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中粒子x是( )
A．中子 B．质子
C．电子 D．α粒子
解析 由于最终经3次α衰变成原子核Y，由此可知原来的核应为Y，而该核是由某原子核放出3个x粒子形成的，而Ca和Cf的总质子数为118，质量数为297，由此可知Ca＋Cf→Z Y→Y＋3n，故A正确．21世纪教育网版权所有
答案 A
11．(多选题)有关放射性同位素P的说法，正确的是( )
A.P与X互为同位素
B.P与其同位素有相同的化学性质
C．用P制成化合物后它的半衰期变长
D.P能释放正电子，可用其作示踪原子，观察磷肥对植物的影响
解析 同位素具有相同的质子数，不同的质量数，故A选项错误；同位素有相同的化学性质，故B选项正确；半衰期与物理和化学状态无关，故C选项错误；P为放射性同位素，可做示踪原子，故D选项正确．2·1·c·n·j·y
答案 BD
12．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.
元素 射线 半衰期
钋210 α 138天
氡222 β 3.8天
锶90[21世纪教育网 β 28年
铀238 α、β、γ 4.5×109年
某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让 ( http: / / www.21cnjy.com )厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是( )【来源：21·世纪·教育·网】
A．钋210 B．氡222
C．锶90 D．铀238
解析 要测定聚乙烯薄膜的 ( http: / / www.21cnjy.com )厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222 半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．
答案 C
13．某实验室工作人员，用初速度v0＝0.09c(c为真空的光速)的α粒子，轰击静止的氮原子核N，产生了质子H，若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核与质子同方向运动，垂直磁场方向射入磁场，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1?20，已知质子质量为m.21教育网
(1)写出核反应方程；
(2)求出质子的速度v.
解析 (1)He＋N→O＋H
(2)设α粒子、新核质量分别为4m、17m，质子速度为v
由于对心碰撞，满足动量守恒，故4mv0＝17m＋mv
解得v＝0.20c
答案 (1)He＋N→O＋H
(2)0.20c
14．正电子发射计算机断层(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供了全新手段．PET在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13作示踪剂．氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的．反应中同时还产生另一种粒子，试写出核反应方程．21·世纪*教育网
解析 由题意可知：氧16(O)在质子(H)的轰击下产生了氮13(N)和另一种粒子，由质量数和电荷数守恒可知另外一种粒子是He，所以核反应方程为：www-2-1-cnjy-com
O＋H→N＋He.
答案 O＋H→N＋He
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双基限时练(十九) 核裂变
1．(多选题)关于裂变反应，下列说法中正确的是( )
A．用中子轰击铀核发生裂变，一定分裂为质量差不多的两块
B．铀核裂变为中等质量的原子核一定释放能量
C．铀核发生裂变时可能产生二、三或四部分
D．所有重核元素用中子轰击均能发生裂变反应
答案 BC
2．为使链式反应平稳进行，可采用下列的办法( )
A．铀块可分制成任何的体积
B．铀核裂变释放的中子可直接去轰击另外的铀核
C．通过慢化剂将产生的中子减速
D．用镉棒可作为慢化剂使中子减速
解析 由于使铀块发生链式反应的体积大于临界体积，故A选项错误；铀核裂变产生的中子为快中子，不能直接去轰击铀核，必须使用慢化剂减速，而镉棒是用来控制中子数量的，故C选项正确，B、D选项错误．www.21-cn-jy.com
答案 C21世纪教育网
3．核反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要有哪四部分组成( )
A．核燃料、减速剂、冷却系统、控制调节系统
B．核燃料、减速剂、发热系统和传热系统
C．核燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统
D．核燃料、中子源、核能聚存系统和输送系统[来源:21世纪教育网]
答案 A
4．裂变反应中释放的能量来自于( )[21世纪教育网]
A．核子消失转化为能量
B．原子中电子与原子核的电势能减小
C．入射的中子消失转化为能量
D．原子核的比结合能变大，释放出能量
答案 D
5．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等，在下列核反应中属于裂变反应的是( )
A.B＋n→Li＋He
B.U→Th＋He
C.N＋He→O＋H
D.U＋n→Ba＋Kr＋3n
答案 D
6．一个U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U＋n→X＋Sr＋2n，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 X原子核中的核子数为( ( http: / / www.21cnjy.com )235＋1)－(94＋2)＝140个，B项错误．中子数为140－(92－38)＝86个，A项正确．裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，C、D项错．
答案 A
7．利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为( )
A．它比较容易发生链式反应
B．能自动裂变，与体积无关
C．铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能
D．铀235价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多
解析 核电站利用核能发电，它的核 ( http: / / www.21cnjy.com )心设施是核反应堆．反应堆中的核反应主要是铀235吸收慢中子后发生的裂变，反应堆利用浓缩铀制成铀棒，作为核燃料，选项A正确．21cnjy.com
答案 A21世纪教育网
8．(多选题)当一个重核裂变时，它所产生的两个核( )
A．含有的质子数较裂变前重核的质子数减少
B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少
C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量
D．可能是多种形式的两个核的组合
答案 BD
9．1个铀235吸收1个中子发生核反 ( http: / / www.21cnjy.com )应时，大约放出196 MeV的能量，则1 g纯铀235完全发生反应放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)( )21·cn·jy·com
A．NA×196 MeV B．235NA×196 MeV
C．235×196 MeV D.×196 MeV
解析 由于1 mol铀的质量为235 g,1 g铀235的摩尔数为，因此1 g铀235释放的能量为×196 MeV，故D选项正确．
答案 D
10．关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是( )
A．镉棒能释放中子，依靠释放的多少控制反应速度
B．用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量
C．利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量
D．镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度
解析 镉棒并不能释放中子，也不能使中 ( http: / / www.21cnjy.com )子减速，对铀核裂变也没有阻碍作用，而是利用其对中子吸收能力强的特点，控制中子数量的多少而控制核反应速度，故C项正确．21世纪教育网版权所有
答案 C
11．1个铀235吸收1个中子发生 ( http: / / www.21cnjy.com )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(NA为阿伏加德罗常数)( )2·1·c·n·j·y
A．NA×196 MeV B．235NA×196 MeV
C．235×196 MeV D.×196 MeV
11．贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器 ( http: / / www.21cnjy.com )，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( )【来源：21·世纪·教育·网】
A．铀238的衰变方程式为：U→Th＋He
B.U和U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项正确；铀238和铀235质子数相同，互为同位素，B项正确；核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，C项正确；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项错．21教育网
答案 D
12．(多选题)为应对能源危机和优化能源结构，提高清洁能源的比重，我国制定了优先选择核能，其次加快发展风电和再生能源的政策，在《核电中长期发展规划》中，要求2020年核电运行装机总容量达到4 000万千瓦的水平，请根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是( )www-2-1-cnjy-com
A．核能发电对环境的污染比火力发电要小
B．核能发电对环境的污染比火力发电要大
C．所有核电站都只利用重核裂变释放大量的原子能
D．核电站中既有重核裂变，又有轻核聚变释放大量的原子能
解析 目前核电站都是用核裂变释放能源的，它的原料是铀，在不发生核泄漏的情况下，核能属于比较清洁的能源．
答案 AC
13．曾落在日本广岛的原子弹，相当于2万吨TNT炸药放出的能量．原子弹放出的能量约8.4×1013 J，试问有多少个U原子核进行分裂？该原子弹中含铀U的质量最小限度为多少千克？(一个铀U原子核分裂时所产生的能量约为200 MeV)21·世纪*教育网
解析 一个U原子核分裂时所产生的能量约为
200 MeV＝200×106 eV＝2.0×108×1.6×10－19 J
＝3.2×10－11 J.
设共有n个U核发生裂变：
n＝个≈2.6×1024个，
铀的质量m＝235×10－3× kg≈1.015 kg.
答案 2.6×1024个 1.015 kg
14．原子反应堆的功率为104 k ( http: / / www.21cnjy.com )W,1 h消耗的核燃料为8.75 g，已知一个铀235裂变时放出200 MeV的核能，求该铀燃料中铀235所占的百分比．2-1-c-n-j-y
解析 反应堆每小时产生的能量为：
E＝Pt＝107×3600 J＝3.6×1010J
每个铀核裂变释放的能量
E1＝200×106×1.6×10－19 J
＝3.2×10－11J
每小时需要铀235的质量为21世纪教育网
m＝
＝ g＝0.44 g
所占比例×100%＝5%.
答案 5%
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双基限时练(二十) 核聚变、粒子和宇宙
1．关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是( )
A．一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多
B．聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大
C．聚变反应中粒子的比结合能小
D．聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加
解析 在一次聚变反应中释放的能量 ( http: / / www.21cnjy.com )不一定比裂变反应多，但平均每个核子释放的能量一定大，故A选项错误，B正确；由于聚变反应中释放巨大的能量则比结合能一定增加，质量发生亏损，故C、D选项错误．www.21-cn-jy.com
答案 B
2．关于核能的利用，下列说法正确的是( )
A．现在的核电站既有裂变反应堆，也有聚变反应堆
B．在地球上，人类还无法实现聚变反应[来源:21世纪教育网]
C．当人类实现了“受控核聚变”稳定输出核能时，世界就会克服“能源危机”
D．世界现有核电站能够进行聚变反应而输出核能
解析 现在的核电站均为重核裂变反应堆，而聚变反应现在还不能实现大规模的受控热核反应，由于地球上储备了大量的聚变材料，一旦实现了受控核聚变，世界将不再存在“能源危机”，故C选项正确．21世纪教育网版权所有
答案 C
3．重核裂变和轻核聚变是人类利用原子能的两种主要方法，下面关于它们的说法正确的是( )
A．裂变和聚变都有质量亏损
B．裂变过程有质量亏损，聚变过程有质量增加
C．裂变过程有质量增加，聚变过程有质量亏损[来源:21世纪教育网]
D．裂变和聚变过程质量都有所增加
答案 A
4．科学家发现在月球上含有丰富的 ( http: / / www.21cnjy.com )He(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He＋He―→2H＋He.关于He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He聚变反应发电
解析 聚变反应发生了质量 ( http: / / www.21cnjy.com )亏损，释放出巨大的能量，产生了新的原子核，故A、C选项错误，B选项正确；目前核电站采用的是裂变反应，而不是聚变反应，故D选项错误．21cnjy.com
答案 B
5．关于粒子下列说法正确的是( )
A．电子、质子、中子是组成物质的不可再分的最基本粒子
B．强子都是带电的粒子
C．夸克模型是探索三大类粒子结构的理论
D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
解析 由于质子、中子是由不同夸 ( http: / / www.21cnjy.com )克组成的，它们不是最基本的粒子，不同夸克构成不同的强子，有的强子带电，有的强子不带电，故A、B选项错误；夸克模型是研究强子结构的理论，不同夸克带电不同，分别为±e和±，说明电子电荷不再是电荷的最小单位，故C错误，D正确． 21*cnjy*com
答案 D
6．(多选题)下列说法正确的是( )21世纪教育网
A.N＋H―→C＋He是α衰变方程
B.H＋H―→He＋γ是核聚变反应方程
C.U―→Th＋He是核裂变反应方程
D.He＋Al―→P＋n是原子核的人工转变方程
解析 A、D反应是原子核的人工转变，B反应是为聚变反应，C为原子核的衰变，故B、D选项正确．
答案 BD
7．氘和氚发生聚变反应的方程式 ( http: / / www.21cnjy.com )是H＋H→He＋n＋17.6 MeV，若有2 g氘和3 g氚全部发生聚变，NA为阿伏加德罗常数，则释放的能量是( )【来源：21cnj*y.co*m】
A．NA×17.6 MeV B．5NA×17.6 MeV21世纪教育网
C．2NA×17.6 MeV D．3NA×17.6 MeV
答案 A21世纪教育网
8．(多选题)关于聚变反应下列说法中正确的是( )
A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功
B．轻核聚变需要几百万摄氏度的高温，因此聚变又叫做热核反应
C．原子弹爆炸能产生几百万摄氏度的高温，所以氢弹利用原子弹引发热核反应
D．太阳和许多恒星内部都在进行激烈的热核反应
答案 ABCD
9．(多选题)如图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( )【出处：21教育名师】
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、C一定释放能量
D．将原子核D、E结合成原子核F一定释放能量
9．K－介子衰变的方程为：K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子带负的基元电荷，π0介子不带电．一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切如图所示，它们的半径RK－与Rπ－之比为2?1.π0介子的轨迹未画出．由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为( )【版权所有：21教育】
A．1:1 B．1:2
C．1:3 D．1：6
解析 由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律知：
轨道半径R＝＝∝p，
所以＝＝
即pπ－＝pK－.
又由动量守恒定律pK－＝pπ0－pπ－.
得pπ0＝pK－＋pπ＝pK－
所以＝.
答案 C
10．中子内有一个电荷量为＋e的上夸克和两个电荷量为－e的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如右图所示．下图所示的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是( )21教育网
A
B
C
D
解析 考查的是库仑力的大小、方向及力的合 ( http: / / www.21cnjy.com )成，明确每个夸克皆受两个力的作用．电荷量为＋e的上夸克受两个下夸克的吸引力，合力的方向一定向下，对其中一个下夸克，受力如图所示，其中F2＝F1，由力的合成可知F1与F2的合力竖直向上，B项正确．
答案 B
11．(多选题)质子—质子循环发 ( http: / / www.21cnjy.com )生的核反应被认为是恒星能量的一种可能来源，具体的一个循环过程是这样的：两个质子(H)发生聚变，生成一个氘核(H)，生成的氘核(H)再与一个质子(H)聚变生成一个氦核(He)，接下来两个氦核(He)发生聚变，生成氦的同位素(He)同时再产生两个质子(H)，这两个质子(H)再度发生聚变……进入下一个循环反应，成为恒星不竭之能量源泉．对于这种质子—质子循环发生的核反应，下列说法正确的是( )2·1·c·n·j·y
A．两个质子(H)发生聚变，可表示为H＋H→H＋e
B．两个质子(H)发生聚变，可表示为H＋H→2H
C．一个完整的质子—质子循环核反应可表示为3H→He＋e
D．一个完整的质子—质子循环核反应可表示为6H→He＋2e＋2H
解析 由题意及核反应中的质量数与电荷数 ( http: / / www.21cnjy.com )守恒可得两个质子(H)发生聚变，可表示为H＋H→H＋e，A项正确、B项错误；由题意可知一个完整的质子—质子循环反应可表示为6H→He＋2e＋2H，C项错误、D项正确．【来源：21·世纪·教育·网】
答案 AD
12．如下一系列核反应是在恒星内部发生的：
p＋C→N，N→C＋e＋＋ν，
p＋C→N，p＋N→O，
O→N＋e＋＋ν，p＋N→C＋α，其中p为质子，α为α粒子，e＋为正电子，ν为一种中微子．
已知质子的质量为mp＝1.672 648×10－27 kg，α粒子的质量为mα＝6.644 929×10－27 kg，正电子的质量为me＝9.11×10－31 kg，中微子的质量可忽略不计．真空中的光速c＝3.00×108 m/s.试计算该系列核反应完成后释放的能量．21·cn·jy·com
解析 为求出系列反应后释放的能量，将题中所给的核反应方程左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系列反应最终等效为4p→α＋2e＋＋2ν21·世纪*教育网
设反应后释放的能量为Q，根据质能关系和能量守恒得
Q＝(4mp－mα－2me)c2
代入数值可得：Q≈3.95×10－12 J.
答案 3.95×10－12 J
13．太阳内部的核聚变反应可以释放出大量的能量，这些能量以电磁波辐射的形式向四面八方辐射出去，其总功率达P＝3.8×1026 W.
(1)估算太阳每秒钟的质量亏损．
(2)设太阳上的核反应都是4H→He＋2e＋2ν＋28 MeV这种形式的反应(ν是中微子，其质量远小于电子质量，是穿透力极强的中性粒子)，地日距离L＝1.5×1011 m，试估算每秒钟太阳垂直照射地面上每平方米有多少中微子到达．www-2-1-cnjy-com
(3)假设原始太阳全部由质子 ( http: / / www.21cnjy.com )和电子组成，并且只有10%的质子可供“燃烧”，试估算太阳的寿命(太阳的质量为2.0×1030 kg，质子的质量为1.67×10－27 kg)．2-1-c-n-j-y
解析 (1)太阳每秒钟释放的能量为ΔE＝Pt＝3.8×1026 J，由质能方程ΔE＝Δmc2可得
Δm＝＝ kg＝4.2×109 kg.
(2)设E0＝28 MeV，每秒钟的核反应的次数为：
n＝＝＝8.48×1037次
每秒钟产生的中微子为n1＝2n＝1.696×1038个
建一个以L为半径的球模型，球的表面积为
S＝4πL2＝2.826×1023 m2
则每平方米上有中微子的个数为：
n2＝＝＝6×1014个．
(3)能发生反应的总质量 ( http: / / www.21cnjy.com )为m1＝M×10%＝2.0×1030×10% kg＝2.0×1029 kg，每次聚变用四个质子，每秒钟用的质子数为n3＝4n＝4×8.48×1037个，质子的质量mp＝1.67×10－27 kg，
太阳的寿命为：
t＝＝ s
＝3.53×1017 s≈112亿年．
答案 (1)4.2×109 kg (2)6×1014个
(3)112亿年
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双基限时练(十八) 核力与结合能
1．对核力的认识，下列说法中正确的是( )
A．任何物体之间均存在核力
B．核力存在于原子核内各核子之间
C．核力只发生在相距1.5×10－15 m的核子之间，大于0.8×10－15 m为吸引力，而小于0.8×10－15 m为斥力21世纪教育网版权所有
D．核力只存在于质子与质子之间
答案 C
2．核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( )
A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力
B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力
C．核子间存在着强大的核力
D．核子间存在着复杂的磁力
答案 C
3．关于原子核中质子和中子的说法，正确的是( )21世纪教育网
A．原子核中质子数和中子数一定相等
B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多
C．原子核都是非常稳定的
D．由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在
解析 原子核中质子数和中子数不一定相等 ( http: / / www.21cnjy.com )，特别是原子序数越大的原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子稳定，故A、B、C选项错误．又由于核力是极短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大，故D选项正确．
答案 D
4．对于公式ΔE＝Δmc2下列说法正确的是( )
A．能量可以转化成质量
B．质量可以转化成能量
C．能量的转化与质量的转化是成比例的
D．在核反应中，能量与质量都不守恒
答案 C
5．质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，那么质子和中子结合成氘核时放出的能量是( )
A．m3c2 B．(m1＋m2)c2
C．(m1＋m2－m3)c2 D．(m3－m1－m2)c221世纪教育网
答案 C
6．下列关于结合能和比结合能的说法中正确的是( )
A．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能
B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大
C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大
D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
解析 核子结合成原子核时放出能量，原子核拆解成核子时吸收能量，A项错；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核小，B、C项错；中等质量原子核的比结合能比轻核的大，它的原子核内核子数又比轻核多，因此它的结合能也比轻核大，D项正确．21教育网
答案 D
7．下列说法中正确的是( )
A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化21世纪教育网
B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系
C．核反应中发现的 “质量亏损”是消失的质量转变成为能量
D．因在核反应中能产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒
解析 E＝mc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，并不是说明了能量和质量之间存在相互转化的关系，A项错误，B项正确．核反应中的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变成能量，C项错误．在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变成动质量，D项错误．21cnjy.com
答案 B
8．如图所示是描述原子核核子的平均质量与原子序数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，放出核能，故A项错；同理可得B、D项错，C项正确．21·cn·jy·com
答案 C
9．(多选题)对于结合能、比结合能的认识，下列说法正确的是( )
A．一切原子核均具有结合能
B．自由核子结合成原子核，可能吸收能量
C．结合能越大的原子核越稳定
D．比结合能越大的原子核越稳定
解析 自由核子结合成原子核的过程，核力做 ( http: / / www.21cnjy.com )正功，释放出能量，反之，将原子核分开变为自由核子，它将赋予相应的能量，该能量即为结合能，故A正确，B错误；对核子较多的原子核结合能越大，但它的比结合能不一定大，比结合能越大的原子核越稳定，故C选项错误，D选项正确．2·1·c·n·j·y
答案 AD
10．关于核力的说法正确的是( )
A．核力同万有引力没有区别，都是物体间的作用21世纪教育网
B．核力与电荷有关
C．核力是弱相互作用，作用力很小
D．核力是强相互作用，是强力
答案 D
11．(多选题)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，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www.21-cn-jy.com
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【来源：21·世纪·教育·网】
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零21·世纪*教育网
解析 中子和质子结合成氘核所释放的能量 ( http: / / www.21cnjy.com )或氘核分解成质子和中子所吸收的能量都相等，即为此反应的结合能，根据动量守恒，用光子照射静止的氘核，系统的总动量不为零，故照射后总动量也不能为零，则总动能亦不能为零，故A、D选项正确．
答案 AD
12．原子质量单位为u,1 u相当于931. ( http: / / www.21cnjy.com )5 MeV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( )www-2-1-cnjy-com
A．(M－m1－m2) u·c2 (J)
B．(m1＋m2－M) u×931.5 (J)
C．(m1＋m2－M) c2 (J)
D．(m1＋m2－M)×931.5 (eV)[来源:21世纪教育网]
解析 在核能计算时，如果质量单 ( http: / / www.21cnjy.com )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×931.5 MeV进行计算，则选项C正确．2-1-c-n-j-y
答案 C
13．2个质子和1个中子结合成氦3(He)反应方程式为：2H＋n→He.已知每个质子质量为1.007277u，中子质量为1.008665u，氦核的质量为3.002315u，求He的结合能．(已知1u＝1.6606×10－27kg)
解析 求出反应过程中的质量亏损，再由爱因斯坦的质能方程即可求解．粒子结合前后的质量亏损Δm＝2mH＋mn－mα＝0.020904u
由质能方程ΔE＝Δmc2＝0.020904×1.6606×10－27×(3.00×108)2J＝3.1198×10－12 J. 21*cnjy*com
答案 3.1198×10－12 J
14．一个原来静止的锂核(Li)俘获一个速度为7.7×104 m/s的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1. 0×103 m/s，方向与中子的运动方向相反．【来源：21cnj*y.co*m】
(1)试写出核反应方程．
(2)求出氦核的速度．
(3)若让一个氘和一个氚核发生聚变 ( http: / / www.21cnjy.com )，可产生一个氦核同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量，(已知氘核质量mD＝2.014102u，氚核质量为mT＝3.016050u，氦核的质量mα＝4.002603u，中子质量mn＝1.008665u，1u＝1.6606×10－27 kg)．
解析 (1)Li＋n→H＋He.
(2)由动量守恒
mnv0＝－mTv1＋mαv2
v2＝
＝ m/s
＝2×104 m/s.
(3)质量亏损为Δm＝mD＋mT－mα－mn＝0.018884u＝3.136×10－29 kg
根据爱因斯坦质能方程
ΔE＝Δmc2＝3.136×10－29×(3×108)2 J＝2.82×10－12 J.
答案 (1)Li＋n→H＋He
(2)2×104 m/s
(3)2.82×10－12 J
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双基限时练(十六) 放射性元素的衰变
1．下列有关半衰期的说法中正确的是( )
A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快
B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核减少，半衰期也变长
C．把放射性元素放在闭封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度
D．降低温度和增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度
答案 A
2．如果某种元素发生β衰变，那么下列说法中正确的是( )
A．质量数发生变化
B．质子数增加1，中子数不变
C．质子数不变，中子数增加
D．质子数增加，中子数减少
解析 由于原子核放出一个高速电子，对质 ( http: / / www.21cnjy.com )量的影响非常小，质量数不发生变化，A错误；原子核内放的电子是来自原子核内中子释放一个电子而转变为一个质子的反应，因此，质子数增加中子数减少，核子数保持不变，故D选项正确，B、C选项错误．
答案 D
3．(多选题)关于半衰期，下列说法正确的是( )
A．放射样品的质量减少一半所用的时间
B．放射性元素的质量减少一半所用的时间
C．放射性元素的原子核减少一半所用的时间
D．放射样品的原子核减少一半所用的时间[来源:21世纪教育网]
解析 由半衰期的定义可知，半衰期指的是某种放射性元素，有半数衰变为新原子核所用的时间，并非样品中所有原子核都减半，故B、C选项正确．21世纪教育网版权所有
答案 BC
4．(多选题)下列说法正确的是( )
A．α射线和γ射线都是电磁波
B. β射线为原子核内的中子变成质子，放出电子形成的电子流
C. 用加温、加压或改变化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期
D. 原子核经衰变生成新核，新核的质量等于原核的质量
答案 BC
5．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全 ( http: / / www.21cnjy.com )球的瞩目，其焦点问题是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电站在发电的同时还可以产生出可供研究核武器的钚239(Pu)，这种Pu可由铀239(U)经过n次β衰变而产生，则n为( )21教育网
A．2 B．239
C．145 D．92
答案 A
6．若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，相同质量的A、B经过20天后，没有衰变的A的质量mA和没有衰变的B的质量mB之比mA：mB为( )www.21-cn-jy.com
A．20:31 B．31:30
C．1:2 D．2:1
解析 设原来A、B的质量为m，则20天后没有衰变的质量分别为mA、mB，由半衰期公式mA＝m()＝m()52·1·c·n·j·y
mB＝m()＝m()4
则mA:mB＝.
答案 C
7.U衰变为Rn，要经过m次α衰变和n次β衰变，则m、n分别为( )
A．2、4 B．4、2
C．4、6 D．16、6
解析 由质量数和电荷数守恒得 238＝222＋4m①
92＝86＋2m－n②
联立①②解得m＝4，n＝2.
答案 B
8．(多选题)有关原子核的衰变规律，下列说法正确的是( )
A．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制
B．可以用放射性元素的半衰期来测定地质年代、生物年代等
C．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变
D．放射性元素一次衰变不可能同时产生α射线和β射线[来源:21世纪教育网]21世纪教育网
解析 放射性元素的半衰期只由放射性元素的原子核本身决定，故A选项正确；利用半衰期可以测定地质年代等，故B选项正确；放射性元素原子核发生β衰变后，生成了一个新核，化学性质理应发生变化，故C选项错误；放射性元素衰变一次时，不可能同时产生α、β射线，故D选项正确．21cnjy.com
答案 ABD
9．14C是一种半衰期为5 730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，则该古树死亡时间距今大约( )21·cn·jy·com
A．22 920年 B．11 460年
C．5 730年 D．2 865年
解析 假设古木死亡时14C的质量为m0，现在的质量为m，由死亡至今所含14C经过了n个半衰期，由题意可知＝()n＝，所以n＝2，即古木死亡的时间为5730×2年＝11460年，应选B.
答案 B
10．一个原来静止的U原子核，辐射出α ( http: / / www.21cnjy.com )粒子，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下图中的(图中半径大小没有按比例画)( )21·世纪*教育网
解析 由于发生α衰变，产物是两个带正电的粒子 ( http: / / www.21cnjy.com )，根据动量守恒可知衰变后α粒子和新核具有大小相等、方向相反的动量，受到洛伦兹力方向相反，即轨迹为外切圆，再利用左手定则判断洛伦兹力的方向，可知选项D正确．www-2-1-cnjy-com
答案 D
11．建材中的放射物质，衰变成放射性 ( http: / / www.21cnjy.com )的氡气，会导致肺癌，其中建材中放射性元素中含有很多的是钋222(Po)，它经过多少次β衰变能生成氡222(Rn)( )2-1-c-n-j-y
A．222次 B．136次
C．2次 D．86次21世纪教育网
解析 钋(222)衰变成氡(222)质量数没有变，故仅发生了β衰变，次数为86－84＝2次，故A、B、D项错， C项对．
答案 C
12．(多选题)Th(钍)经过一系列的α衰变和β衰变，成为Pb(铅)( )
A．铅核比钍核少8个质子
B．铅核比钍核少16个中子
C．共经过4次α衰变和6次β衰变21世纪教育网
D．共经过6次α衰变和4次β衰变
解析 根据核符号X的物理意义可知，Z为质子数，A为质量数，中子数＝质量数－质子数．经计算可知A、B选项正确．根据衰变规律，只有α衰变影响质量数的变化(每一次α衰变质量数减少4)．所以先分析α衰变次数x＝(232－208)/4＝6次．再从电荷数变化分析β衰变次数．每一次α衰变电荷数少2，每一次β衰变电荷数加1.设发生y次β衰变，应满足90－2×6＋1×y＝82，解得：y＝4.即6次α衰变4次β衰变．【来源：21·世纪·教育·网】
答案 ABD
13．若干Bi放在天平左盘上，右盘放420 g砝码，天平平衡．当铋发生衰变经过1个半衰期(发生α衰变)，欲使天平平衡，应从右盘中取出砝码的质量为( ) 21*cnjy*com
A．210 g B．105 g
C．4 g D．2 g
解析 有人选A，认为420 g铋经过1个半衰期元素质量减为原来的，即210 g，所以应取走砝码210 g．这是错误的．其实，原有的2 mol Bi经一个半衰期后，有1 mol发生衰变生成1 mol新的原子核Ti，这种新元素质量为206 g．此时左盘中还有210 g未发生衰变的放射性元素，所以左盘中的总质量为416 g，应从右盘取走砝码4 g，选C.【出处：21教育名师】
答案 C
14．钋210经α衰变成为稳定的铅，半 ( http: / / www.21cnjy.com )衰期为138天．质量为64 g的钋210(Po)经276天后，还剩余多少克钋？生成了多少克铅？写出核反应方程．【版权所有：21教育】
解析 核反应方程：Po→Pb＋He
276天为钋的2个半衰期，剩余Po的质量
mPo＝64×()2＝16 g
另有的钋衰变成了铅，则生成铅的质量
mPb＝×64×＝47.09 g
答案 剩余16 g钋，生成47.09 g的铅
核反应方程为Po→Pb＋He
15．一小瓶含有某种放射性同位素的溶液， ( http: / / www.21cnjy.com )它每分钟衰变6 000次，将它注射到一个病人的血液中，经15小时，从病人身上取出10 cm3的血样，测得每分钟衰变2次．已知这种放射性同位素的半衰期为5小时，试根据上述数据，计算人体血液的总体积．
解析 每分钟衰变的次数跟含有这种放 ( http: / / www.21cnjy.com )射性同位素的物质的量成正比，即跟放射性同位素的质量成正比，设人体中含有x的血液，经过15小时放射性同位素的质量为m0，原来一瓶放射性同位素的质量为m，则m0＝m()3＝，＝，其中N为注射放射性同位素经15小时血液中放射性同位素每分钟总的放射次数，则N＝750次，＝，得x＝3 750 cm3.【来源：21cnj*y.co*m】
答案 3 750 cm3
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《原子核》章末测试
(时间：60分钟 满分：100分)
??一、选择题(每小题4分，共40分，把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1．硼10俘获1个α粒子，生成氮13，放出x粒子，而氮13是不稳定的，它放出y粒子变成碳13，那么，x粒子和y粒子分别为( )
A．中子和正电子 B．中子和电子
C．质子和正电子 D．质子和中子
解析 由核反应方程B＋He→N＋n，N→C＋e，所以A选项正确．
答案 A
2．以下几个核反应方程式中，x代表质子的是( )
A.F＋He→Ne＋x
B.Hg＋n→Pt＋2H＋x[来源:21世纪教育网]
C.H＋H→n＋x21世纪教育网
D.Na→Mg＋x
答案 A
3．一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m.铀发生一系列衰变，最终生成物为铅．已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的有( )21教育网
A．经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了
B．经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m/4发生了衰变
C．经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m/8
D．经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M/2
解析 经过两个半衰期后矿石中剩余的铀应该 ( http: / / www.21cnjy.com )还有m/4；经过三个半衰期后还剩m/8；因为衰变产物大部分仍然留在该矿石中，所以矿石质量没有太大的改变．21·cn·jy·com
答案 C
4．在匀强磁场中，某一处于静止状态的放射性原子核X，发生了α衰变，从X核中放出了一个α粒子，其速度方向垂直于磁场方向，并测得α粒子的轨道半径为R，则反冲核的运动半径是R的( )
A.倍 B.倍
C.倍 D.倍
解析 在α衰变中动量守恒，故有mαvα＝mxvx，根据R＝知＝，反冲核的半径Rx＝R，Rx＝R，故选项C正确．
答案 C
5．(多选题)如图所示，两个相切的圆表示一静止的原子核发生某种核反应后，产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可能是( )21cnjy.com
A．原子核发生了α衰变 B．原子核发生了β衰变
C．原子核放出了一个正电子 D．原子核放出了一个中子
答案 AC
6．(多选题)三个原子核X、Y、Z，X核放 ( http: / / www.21cnjy.com )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(He)，则下面说法正确的是( )【来源：21·世纪·教育·网】
A. X核比Z核多一个原子
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3
D. X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍
解析 根据核反应前后，质量数和电荷数守恒， ( http: / / www.21cnjy.com )设X核的质量数为Ax，电荷数为Zx，则Y核的质量数为Ax，电荷数为Zx－1，则核反应分别为AxZxX→e＋Ax Zx－1Ywww-2-1-cnjy-com
Ax Zx－1Y＋H→He＋Ax－3Zx－2Z
由此可知X核的质量数比Z核质量数大，故C选项正确；Zx＋Zx－2＝2Zx－2＝2(Zx－1)故D选项正确．【来源：21cnj*y.co*m】
答案 CD
7．现有三个核反应
①Na→Mg＋e ②U＋n→Ba＋Kr＋3n ③H＋H→He＋n
下列说法正确的是( )
A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变
B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变
C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变
D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变
答案 C
8．太阳放出的大量中微子向 ( http: / / www.21cnjy.com )地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个μ子和一个τ子．若在衰变过程中μ子的速度方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向( )21·世纪*教育网
A．一定与μ子同方向
B．一定与μ子反方向
C．一定与μ子在同一直线上
D．不一定与μ子在同一直线上
解析 中微子衰变成μ子和τ子，满足动量守恒，μ子的速度方向与中微子原来的方向一致，τ子必定也在这条直线上．
答案 C
9．14C测年法是利用14C衰变规律对 ( http: / / www.21cnjy.com )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，m0为t＝0时14C的质量．下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是( )2·1·c·n·j·y
A
B
C
D
解析 据半衰期的计算公式知，经时间t，剩余的14C的质量为m＝m0()，对应图象为一指数函数图象，C选项符合题意．
答案 C
10．(多选题)用质子轰击锂核(73Li)生成两个α粒子，以此进行有名的验证爱因斯坦质能方程的实验．已知质子的初动能是0.6 MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是1.007 3 u、4.001 5 u和7.016 0 u．已知1 u相当于931.5 MeV，则下列叙述中正确的是( )
A．此反应过程质量减少0.010 3 u
B．生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符21世纪教育网
C．核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符
D．若生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符
解析 此反应的质量亏损
Δm＝1.007 3 u＋7.016 0 u－2×4.001 5 u＝0.020 3 u，
释放的能量ΔE＝Δm×931.5 MeV＝18.9 MeV，故A项错，C项正确；
由能量守恒可知，释放的能量ΔE及反应前质子的动能转化成两个α粒子的总动能，
Ek＝18.9 MeV＋0.6 MeV＝19.5 MeV，故B项错，D项正确．
答案 CD
二、填空题(共2小题，每小题8分，共16分)
11．一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场，进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为______射线，射线b为______射线．21世纪教育网版权所有
解析 射线穿过铝箔，由于α粒子的贯 ( http: / / www.21cnjy.com )穿能力很弱，因此经过铝箔后的射线为β射线和γ射线，γ射线不带电，β射线是高速电子流，故a为γ射线，b为β射线．www.21-cn-jy.com
答案 γ β
12．某放射性元素经20天后剩下原有质量的6.25%，可知，其半衰期为________，再经10天，剩下质量为最初质量的________．
解析 根据半衰期公式6.25%＝()得T＝5天，再经过10天，即共经过6个半衰期，可知剩余该放射性元素的质量为最初质量的()6＝.【出处：21教育名师】
答案 5天
三、计算题(本题共3小题，共44分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13．(14分)“原子质量单位”是原子物理中常用的一个特殊单位，符号为u,1 u＝1.660 6×10－27 kg.已知12C原子的质量是12.000 000 u，一个12C原子可以看做是由6个氢原子(每个氢原子的质量是1.007 825 u)和6个中子组成(每个中子的质量是1.008 665 u)，则C原子核的结合能为多少？(保留三位有效数字)． 21*cnjy*com
解析 6个中子的总质量
6mn＝6×1.008 665 u＝6.051 990 u
6个氢原子的总质量6mH＝6×1.007 825 u＝6.046 950 u
中子和氢原子的质量和6mn＋6mH＝12.098 940 u
12C原子核的质量mC＝12.000 000 u
质量亏损Δm＝6mn＋6mH－mC＝0.098 940 u＝1.643×10－28 kg
12C原子核的结合能ΔE＝Δmc2＝1.643×10－28×(3×108)2 J＝1.48×10－11 J2-1-c-n-j-y
答案 1.48×10－11
14．(14分)在茫茫宇宙空间存在大量宇宙射线，对航天员构成了很大的威胁，现有一束射线(含有α、β、γ三种射线)，21世纪教育网
(1)在不影响β和γ射线的情况下，如何用最简单的方法除去α射线；
(2)余下的这束射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出β和γ射线进入该磁场区域后轨迹的示意图．
(3)用磁场可以区分β和γ射线，但 ( http: / / www.21cnjy.com )不能把α射线从γ射线束中分离出来，为什么？(已知α粒子的质量约是β粒子质量的8 000倍，α射线速度约为光速的十分之一，β射线速度约为光速)．
解析 (1)由于α射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去α射线．
(2)β射线带负电，由左手定则可知向上偏转，γ射线方向不变，轨迹如图所示．
(3)α粒子和电子在磁场中偏转，据R＝，对α射线R1＝，对β射线 R2＝，故＝＝400.
α射线穿过此磁场时，半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离．21世纪教育网
答案 (1)用一张纸放在射线前即可除去α射线
(2)见解析图
(3)α射线的圆周运动的半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离．
15．(16分)一个静止的氮核N俘获一个速度为2.3×107 m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核．设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一匀强磁场中做圆周运动的半径比为RB?RC＝11?30.求：
(1)C核的速度大小；
(2)根据计算判断C核是什么核；
(3)写出核反应方程．
解析 (1)设中子的质量为m，则氮核的质量为14m，B核的质量为11m，C核的质量为4m，根据动量守恒可得：mv0＝11mvB＋4mvC，
代入数值解得vC＝3×106 m/s.
(2)根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径公式：R＝可得：＝＝
所以＝
又qC＋qB＝7e，解得：qC＝2e，qB＝5e，所以C核为He.
(3)核反应方程N＋n→B＋He.
答案 (1)3×106 m/s (2)He
(3)N＋n→B＋He
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