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2022高考物理一轮复习 课时练37 原子核及核反应

2022高考物理一轮复习 课时练37 原子核及核反应

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课时规范练37　原子核及核反应
1.(衰变、结合能、半衰期、玻尔理论)(2020湖北荆门高三元月调考)下列说法正确的是(　　)
A.β衰变所释放的电子来源于原子的最内层电子
B.结合能越大,原子中核子结合得越牢固,原子核越稳定
C.放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关
D.根据玻尔理论,氢原子核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能减小,电势能增大
2.(核反应方程)2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年。1919年,卢瑟福用氦核轰击氮原子核,发现产生了另一种元素,该核反应方程可写为:24He+714N→8mX+n1Y。以下判断正确的是(　　)
A.m=16,n=1
B.m=17,n=1
C.m=16,n=0
D.m=17,n=0
3.(多选)(聚变反应)(2020河南洛阳高三一模)“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。2018年11月,有“人造太阳”之称的东方超环实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破,获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步,已知“人造太阳”核聚变的反应方程为 12H+13H→24He+ZMX+17.6 MeV,关于此核聚变,以下说法正确的是(　　)
A.要使轻核发生聚变,就要利用粒子加速器,使轻核拥有很大的动能
B.Z=0,M=1
C.1 mol氘核和1 mol氚核发生核聚变,可以放出17.6 MeV的能量
D.聚变比裂变更安全、清洁
4.(衰变)(2020山东德州一模)2019年1月3日,“玉兔二号”月球车与“嫦娥四号”着陆器分离,实现月球背面着陆。“玉兔二号”搭载了一块核电池,利用 94238Pu衰变为 92234U释放能量,可在月夜期间提供一定的电能。已知 94238Pu的质量为mPu,92234U的质量为mU,真空中的光速为c,下列说法正确的是(　　)
A.94238Pu发生β衰变后产生的新核为 92234U
B.94238Pu衰变为 92234U,中子数减少2
C.温度升高时,94238Pu的衰变会加快
D.94238Pu衰变为 92234U释放的能量为(mPu-mU)c2
素养综合练
5.(2020湖南永州高三三模)烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅 95241Am来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时,镅 95241Am衰变所释放的射线会将它们电离,从而产生电流。一旦有烟雾进入探测腔内,烟雾中的微粒会吸附部分射线,导致电流减小,从而触发警报。则(　　)

A.镅 95241Am放出的是X射线
B.镅 95241Am放出的是γ射线
C.1 mg的镅 95241Am经864年将有0.75 mg发生衰变
D.发生火灾时,烟雾探测器中的镅 95241Am因温度升高而半衰期变短
6.(2020全国卷Ⅱ)氘核 12H可通过一系列聚变反应释放能量,其总效果可用反应式612H→224He+211H+201n+43.15 MeV表示。海水中富含氘,已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个,若全都发生聚变反应,其释放的能量与质量为m的标准煤燃烧时释放的热量相等;已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J,1 MeV=1.6×10-13J,则m约为(　　)
A.40 kg B.100 kg
C.400 kg D.1 000 kg
7.假设在NaCl蒸气中存在由钠离子Na+和氯离子Cl-靠静电相互作用构成的单个氯化钠分子,若取Na+和Cl-相距无限远时的电势能为零,一个NaCl分子的电势能为-6.10 V。已知使一个中性钠原子Na最外层电子脱离原子核而形成钠离子Na+所需的能量(电离能)为5.1 eV,使一个中性氯原子Cl结合一个电子形成Cl-所放出的能量(亲和能)为3.88 V,由此可算出,在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中,外界提供的总能量为(　　)
A.4.88 V B.15 V
C.2.8 V D.7.40 V

参考答案

课时规范练37　原子核及核反应
1.C　β衰变所释放的电子来源于原子核内的中子转化为质子时放出的电子,故A错误;比结合能越大,原子中核子结合得越牢固,原子核越稳定,故B错误;放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关,故C正确;根据玻尔理论,氢原子核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小,故D错误。
2.B　由质量数和电荷数守恒可得4+14=m+1,2+7=8+n,解得m=17,n=1,故B正确,A、C、D错误。
3.BD　“人造太阳”是以超导磁场约束,通过加热,让等离子气体达到上亿度的高温而发生轻核聚变,故A错误;根据质量数和核电荷数守恒,可以求出 ZMX为中子 01n,即Z=0,M=1,故B正确;1个氘核和1个氚核发生核聚变,可以放出17.6MeV的能量,故C错误;轻核聚变产生物为氦核,没有辐射和污染,所以聚变比裂变更安全、清洁,故D正确。
4.B　94238Pu衰变为 92234U,根据质量数守恒与电荷数守恒可知衰变方程为 94238Pu→ 92234U+24He,则发生的是α衰变,其质量数减少4,核电荷数减少2,故中子数减少2,故A错误,B正确;半衰期与外界因素无关,即温度升高时,　94238Pu的衰变快慢不变,故C错误;核反应过程中的质量亏损为Δm=mPu-mU-mα,核反应的过程中释放的能量E=(mPu-mU-mα)c2,故D错误。
5.C　镅 95241Am会释放出射线将空气分子电离,从而产生电流,而三种射线中α射线能使空气电离,故镅 95241Am放出的是α射线,故A、B错误;半衰期为432年,当经过864年时,发生两次衰变,1mg的镅将衰变掉四分之三即0.75mg,还剩下0.25mg没有衰变,故C正确;半衰期由原子核本身的性质决定,与物理条件和化学状态均无关,则温度升高而半衰期不变,故D错误。
6.C　1MeV=1.6×10-13J,1kg海水中氘核全都发生聚变反应释放的核能W=1.0×10226×43.15MeV=1.15×1010J,又标准煤的热值q=2.9×107J/kg,则m=Wq=397kg,约为400kg,C正确,A、B、D错误。
7.A　设每一过程中,若吸收能量为正值(即E>0),放出能量为负值(即E<0),则一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na和中性氯原子Cl的过程中,有E1=+6.1eV,E2=-5.1eV,E3=+3.88eV,故全过程外界供给的总能量E=E1+E2+E3=+4.88eV,选项A正确,B、C、D错误。