课时作业(三十八) [第38讲 核反应 核能]1．2022·丽水模拟如图K38－1所示，由天然放射性元素钋(Po)放出的射线x1轰击铍(Be)时会产生粒子流x2，用粒子流x2轰击石蜡时会打出粒子流x3，经研究知道( )图K38－1A．x1为α粒子，x2为质子B．x1为α粒子，x3为质子C．x2为质子，x3为中子D．x2为质子，x3为光子2．2022·丹东联考“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就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生产出可供研制核武器的钚239(Pu)，这种钚239可由铀239(U)经过n次β衰变而产生，则n为( )A．2 B．239 C．145 D．923．2022·深圳调研(双选)下列核反应方程及其表述完全正确的是( )A.He＋H→He＋H是聚变反应B.U→Th＋He是人工转变C.U＋n→Kr＋Ba＋3n是裂变反应D.Na→Mg＋e是裂变反应4．2022·普陀二模如图K38－2所示为α粒子穿过充满氮气的云室时拍摄的照片，在许多α粒子的径迹中有一条发生了分叉，分叉后有一条细而长的径迹和一条粗而短的径迹，则( )图K38－2A．细而长的径迹是α粒子B．细而长的径迹是氧核C．粗而短的径迹是氧核D．粗而短的径迹是质子5．2022·唐山模拟(双选)下列说法正确的是( )A．人类关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象B．在α、β、γ三种射线中，γ射线电离作用最强5\nC．放射性元素的半衰期会随着温度的升高而缩短D．较重的核分裂成中等质量大小的核或较轻的核结合成中等质量大小的核，核子的比结合能都会增加6．已知一个氢原子的质量为1.6736×10－27kg，一个锂原子的质量为11.6505×10－27kg，一个氦原子的质量为6.6467×10－27kg.一个锂核受到一个质子轰击变为两个α粒子，核反应方程为H＋Li→2He.以下判断正确的是( )A．该核反应属于α衰变B．该核反应属于轻核聚变C．根据题中信息，可以计算核反应释放的核能D．因为题中给出的是三种原子的质量，没有给出核的质量，故无法计算核反应释放的核能7．2022·西安联考(双选)以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( )A．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大D．天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的看不见的射线8．2022·淄博一模(双选)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是( )A．核反应方程是H＋n→H＋γB．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c2D．γ光子的波长λ＝9．2022·西平联考(双选)由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现．只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列论断中正确的是( )A.Bi的原子核比Np的原子核少28个中子B．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变C．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变D．衰变过程质量数守恒10．2022·宁波联考(双选)下面说法中正确的是( )A.Th(钍)经过一系列的α和β衰变，成为Pb(铅)，铅核比钍核少12个中子B．β衰变的实质是核内的一个中子转化为一个质子和一个电子C．γ射线的贯穿能力很强D．利用γ射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹11．法国科学家贝可勒尔(A·H·Becquerel)在1896年发现了天然放射现象．图K38－3反映的是放射性元素铀核衰变的特性曲线．由图可知，铀的半衰期为__________年；铀核衰变方程为：U→Th＋________．5\n图K38－312．1905年爱因斯坦提出了著名的质能关系式E＝mc2，其中E是能量，单位为焦耳(J)；m是质量，单位是千克(kg)；c为光速，单位是米/秒(m/s)．质能关系式说明了质量与能量的对应关系，当质量发生变化时，能量也将发生变化，若质量变化为Δm时，对应的能量变化为ΔE，则根据质能关系式有：ΔE＝Δmc2.太阳等恒星不断向外辐射能量，是以内部质量的减少为代价的．在太阳内部进行着四个氢核H转变成一个氦核He的核聚变反应，发生核聚变反应时释放出一定的能量，并伴随着一定质量的减少．研究表明，1kg氢聚变时发生的质量减少为7×10－3kg.由于只有太阳核心区的高温才足以使氢核产生聚变反应，所以处于太阳核心区的氢才是可利用的．太阳质量为2.0×1030kg，太阳核心区氢的质量约占太阳质量的十分之一，太阳每秒钟向太空辐射4.0×1026J能量，问：(1)太阳每年因向外辐射能量而减少的质量约为多少千克？(2)太阳已发光了50亿年，估算太阳还能发光多少年？5\n课时作业(三十八)1．B [解析]用从钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不受电场和磁场影响、穿透力很强的粒子流．如果用这种粒子流轰击石蜡，能从石蜡中打出质子；查德威克经过研究，发现这种粒子正是卢瑟福猜想的中子．由以上可知，x1为α粒子，x2为中子，x3为质子，选项B正确，选项A、C、D错误．2．A [解析]每经过1次β衰变，核电荷数增加1，Pu的核电荷数比U的核电荷数大2，即钚239由铀239经过2次β衰变产生，选项A正确．3．AC [解析]He＋H→He＋H是氢核聚变，U→Th＋He是α衰变，U＋n→Kr＋Ba＋3n是重核裂变，Na→Mg＋e是β衰变．4．C [解析]α粒子的径迹发生分叉，说明α粒子击中了氮核发生了核反应，生成氧核和质子，因氧核的电离作用比质子的强，质子的贯穿能力比氧核强，由此可确定径迹分叉后粗而短的是氧核，细而长的是质子，选项C正确．5．AD [解析]天然放射现象的发现，揭开了原子核具有复杂结构，人类关于原子核内部的信息最早来自天然放射现象，选项A正确；在α、β、γ三种射线中，γ射线穿透能力最强，电离作用最弱，选项B错误；放射性元素的半衰期不随原子核所处的物理、化学状态变化，选项C错误；由结合能曲线可知，较重的核分裂成中等质量大小的核或较轻的核结合成中等质量大小的核，核子的比结合能都会增加，选项D正确．6．C [解析]一个锂核受到一个质子轰击变为两个α粒子，核反应类型是人工核转变，AB两项均错误；反应前一个氢原子和一个锂原子共有8个核外电子，反应后两个氦原子也是共有8个核外电子，因此只要将一个氢原子和一个锂原子的总质量减去两个氦原子的质量，得到的恰好是反应前后核的质量亏损，电子质量自然消掉，由质能方程ΔE＝Δmc2可以计算释放的核能，选项C正确，D错误．7．CD [解析]原子核发生一次β衰变，该原子核内质子数增加1，原子外层电子数不变，选项A错误；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的频率太低，选项B错误；按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，但原子的能量增大，选项C正确；天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的看不见的射线，选项D正确．8．BD [解析]根据核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒知，核反应方程是H＋n→H＋γ，选项A错误；聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，选项B正确；辐射出的γ光子的能量E＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，选项C错误；辐射出的γ光子的能量E＝h，解得γ光子的波长λ＝，选项D正确．9．BD [解析]Bi的原子核含有的中子数为：209－83＝126，Np的原子核含有的中子数为：237－93＝144，Bi的原子核比Np的原子核少的中子数为：144－126＝18，选项A错误；衰变过程中经历的α衰变的次数为＝7，经历的β衰变的次数为83＋2×7－93＝4，选项C错误，选项B正确；衰变过程质量数守恒，选项D正确．10．BC [解析]钍核有142个中子，铅核有126个中子，铅核比钍核少16个中子，选项A错误；利用γ射线的贯穿本领可检查金属内部有无砂眼或裂纹，选项D错误．11．1620 He[解析]从图中可以看出，经过1620年有50%的原子核发生衰变，即铀238的半衰期为1620年；由核反应的电荷数和质量数守恒可得，核反应释放的粒子的电荷数为2，质量数为4，即粒子为He，衰变方程为92U→Th＋He.5\n12．(1)1.4×1017kg (2)50亿年[解析](1)太阳每年向外辐射的能量为：ΔE＝4.0×1026×3600×24×365J≈1.26×1034J太阳每年损失的质量为：Δm＝＝kg＝1.4×1017kg(2)太阳中可利用的氢质量为：MH＝＝kg＝2.0×1029kg上述氢全部发生聚变将减少的质量为：ΔM＝7×10－3MH＝7×10－3×2.0×1029kg＝1.4×1027kg太阳的发光时间为：T＝＝＝1010年(100亿年)太阳还能发光的时间为：100亿年—50亿年＝50亿年5
