高二物理同步原子核练习

原子核练习一.选择题(本题共10小题，每题4分，满分40分。每题所给的选项中，有的只有一个是正确的，有的有几个是正确的。将正确选项的序号选出填入题后的括号中。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有错选或不选的得0分)

1.下面正确的说法是   (    )

A. 射线的粒子和电子是两种不同的粒子     B.红外线的波长比X射线的波长长

C. 射线不同于氦原子核                   D. 射线的贯穿本领比 粒子的强

2.如图1所示， 为未知的放射源， 为薄铝片。若在放射源和计数器之间加上 后，计数器的计数率大幅度减小，在 和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则 可能是    (     )

A. 和 的混合放射源

B.纯 放射源

C. 和 的混合放射源

D.纯 放射源

3.关于重核的裂变和氢核的聚变，下面说法正确的是(      )

A.裂变和聚变过程都有质量亏损，因而都能释放大量核能

B.裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加

C.裂变和聚变都需要在极高的温度下进行

D.裂变释放大量核能，聚变需从外界吸收能量

4.“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风，下列原子弹和氢弹的说法正确的是(      )

A.原子弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式 H+ H→ He+ n

B. 原子弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式 U+ n→ Sr+ Xe+10 n

C. 氢弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式 H+ H→ He+ n

D. 氢弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式 U+ n→ Sr+ Xe+10 n

5.关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有                       (      )

A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的

B.利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视

C.用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种

D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害

6.一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                       (      )

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

7.快中子增殖反应堆是当前第二代核电站的主要堆型，号称燃料越烧越多的“魔炉”，主要以在天然铀中占99.3%的铀238作为主要裂变燃料。反应中，裂变产生的快中子，一部分被铀238吸收，铀238吸收中子后变成铀239，铀239是不稳定的，经过两次β衰变，变成钚239，则下列说法中正确的是     (    )

A.铀239核的质量小于钚239核的质量

B.铀238比铀239少2个质子

C.铀238比钚239多1个中子

D.铀239与钚239具有相同的核子数，钚239是铀239的同位素

8.已知氘核、氚核和氦核的质量分别为 、 、 ，一个氘核和一个氚核结合成一个氦核时释放的能量是(      )

A.       B.        C.        D.

9.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 ，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中，电荷数可能不守恒

10.如图2所示，是利用放射线自动控制铝板厚度生产的装置，放射源能放射出 、 、 三种射线。根据设计要求，该生产线压制的是3mm厚的铝板。那么，在三种射线中哪种射线对控制厚度起主要作用(     )

A. 射线

B. 射线

C. 射线

D. 、 和 射线都行

二.填空题(本题共3小题，每题4分，满分12分;将正确、完整的答案填入相应的横线中。)

11.我们居住的房屋所使用的建材、煤及天然气等都有可能会放出稀有放射性物质氡(Rn)，它能严重损伤人体的组织和器官，导致病变成癌症，故氡被称为居室里的隐避杀手.那么降低居室中可能的放射性污染的常用方法有      。

12.正电子(PET)发射计算机断层显像：它的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程。15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象。根据PET原理，则15O的衰变的核反应方程为           ，正负电子湮灭的方程式为                         。将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是        。PET中所选的放射性同位素的半衰期应           。(填“长”或“短”或“长短均可”)

13.下列核反应中属于衰变的是___________，属于人工核反应的是___________，生成原来元素的同位素的是_________，放出 粒子的是_____________。

①  ②  ③  ④

三.科学探究与实验  (本题共2小题，满分10分)

14.人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。

(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。

请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。

①¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬__________________________________;

②__________________________________;

在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，图3为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途。__________________________;。

(2)已知一个氢原子核质量为1.673×10-27kg，一个锂原子核质量为11.6505×10-27kg，一个氦原子核质量是6.646×10-27kg，有一个锂核( Li)受到一个质子的轰击变成两个α粒子。请你计算释放的核能为        J。?

15.随着社会经济的发展，迫切需要大量的能源。因此，核能的应用作为第三次技术革命的标志之一，受到了人们的普遍重视.

(1)核电站中要用核反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转化为电能.

①完成下列核反应方程式：

+   + +3 +8 +反中微子(反中微子的质量数和核电荷数均为零)

②核裂变反应和化学反应有一些不同点，如：

a：对单位质量的物质而言，核裂变反应的能量远远大于化学反应释放的能量;

b：同一元素的不同同位素，它们的化学性质是相同的，但它们的核反应性质是不同的;

C：_________________________________________________________.

③核电站热量传递的循环系统中应用了钠钾合金作为传热介质，试根据钠钾合金的性质说明这一应用的两点理由：

a.______________________________________________;

b.___________________________________________________.

(2)依据上述核反应计算：lkg铀235全部裂变产生多少千焦的能量?

(已知： 核的质量为235.0439u，中子(n)质量为1.0087u，钕(Nd)核的质量为    142.9098u，锆(Zr)核的质量为89.9047u，1u=1.6606×10-27kg.)

(3)核反应除释放巨大的能量外，还可以用来生产各种放射性同位素，请举例说明放    射性同位素在医疗和工业上的应用：①_____________________________________________;    ②_____________________________________________ 。

四、题：本题包括4个小题，共38分。要求写出必要的文字说明，方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

16.(8分)地球的年龄到底有多大，科学家们是利用天然放射性元素的衰变规律来推测的.通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定，测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期不含铅)的一半.铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间的变化规律如下图所示.图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数，则由此可以断定：

(1)地球年龄大约为多少年?

(2)被测定的古老岩石样品在90亿年后的铀、铅原子数之比是多少?

17.(10分)同位素原子在许多方面有着广泛应用，1934年，科学家在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是，拿走α放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍能继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减的规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期。

①写出α粒子轰击铝箔( )产生中子的核反应方程式。

②上述产生的具有放射性的同位素叫做放射性同位素，写出其产生正电子核反应方程式。

③简要说明放射性同位素的应用。并至少举出两个实际应用的例子。

18.(10分)太阳内部进行着剧烈的氢核聚变反应，氦核是由4个质子生成，同时有正电子放出，正电子又会和负电子湮没成为一对光子，在这一系列核反应过程中放出4.5× J能量，已知现在太阳每秒辐射5.0× J的能量.

(1)写出上述两个核反应方程.

(2)计算出太阳每秒产生的氦核数目及每年减少的质量(保留2位有效数字).

19.(10分)(1)核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。 ①完成下列核反应方程式： U+ → +□Zr+3 +8 +反中微子  (反中微子的质量数和电荷数均为零);

②写出核裂变反应和一般化学反应的不同点;(请答三点)

③核电站在热量传递的循环系统中应用了钠钾合金作为传热介质，试根据钠钾合金的性质说明这一应用的两点理由。

(2)依据上述核反应方程式计算：①1 kg的铀235全部裂变产生多少千焦的能量?  ②需要燃烧多少吨标准煤才能释放出相同的能量?

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