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1、精练16-16第十六部分 选修3-5十六、原子和原子核中的非选择题1 (8分)(2013山东理综)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K时，可以发生“氦燃烧”。(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：He_Be；(2)Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.61016 s。一定质量的Be，经7.81016 s后所剩Be占开始时的_。答案(1)He(2)2 (9分)(2016泰安质检)氘核H和氚核H结合成氦核He的核反应方程如下：HHHen17.6 MeV(1)这个核反应称为_。(2)要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文。式中17.6 MeV是核反应
2、中_(选填“放出”或“吸收”)的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量_(选填“增加”或“减少”)了_kg。【名师解析】HHHen17.6 MeV为轻核聚变反应，17.6 MeV是反应中放出的能量，再由Emc2可知，质量减少m3.11029 kg。答案(1)聚变(2)放出减少3.110293.(1)Th(钍)经过一系列衰变和衰变，变成Pb(铅)，下列说法正确的是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次衰变和6次衰变D共经过6次衰变和4次衰变(2)约里奥居里夫妇因发现人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖。他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子
3、，这种粒子是_，P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术。1 mg P随时间衰变的关系如图316所示，请估算4 mg的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg?图316 (2)写出衰变方程PSie，故这种粒子为e(正电子)由mt图知P的半衰期为14天，由m余m原()得，025 mg4 mg()，故t56天。【答案】(1)ABD(2)正电子(e)56天4.现有以下五个核反应：A.HHHenB.92UnXKr3nC.NaMg01eD.88Ra86RnHeE.HeBe6Cn(1)_是发现中子的核反应方程，_是研究原子弹的基本核反应方程，_是研究氢弹的基本核反应方程；(2)求B项中X的质量数和中子数；(3
4、)判断以上五个核反应的反应类型。【答案】(1)EBA(2)14488(3)A.聚变B裂变C衰变D衰变E人工转变5（2018山西吕梁市孝义市一模）如图所示，在虚线HF上方存在着垂直于纸面向里的匀强磁场B1，在x轴上方存在沿x轴正方向的匀强电场，在x轴下方的矩形区域ABCD内还存在垂直于纸面向外的匀强磁场，矩形区域的AB边与x轴重合。M点是HF和y轴的交点，在M点有一静止镭核（Ra），某时刻发生放射性衰变，放出某种质量为m、电荷量为q的粒子后变为一氡核（Rn），氡核恰好沿y轴正向做匀速直线运动，粒子则以初速度v0沿y轴负方向运动，恰好从N点进入磁场，当粒子第二次经过x轴时电场反向，粒子恰好回到M点
5、，若|OM|=2|ON|，核子的质量数与质量成正比，不计氡核和粒子的重力。（1）写出上述过程中镭核的衰变方程。（2）求电场强度的大小E。（3）求N点的横坐标x。（4）求矩形区域ABCD内匀强磁场的磁感应强度的大小B2及矩形区域的最小面积S。（3）粒子从M点到N点做类平抛运动，设运动时间为t，O点到N点的距离为x，则沿y轴负方向有：2x=v0t1沿x轴正方向有：x=at1又有：a=解得：x=由几何关系得粒子在磁场中做周运动的半径R=由牛顿第二定律得：qvB2=m解得：B2=矩形区域的最小面积为S=2R（R+x） 解得：S=答：（1）上述过程中镭核的衰变方程是：+。（2）电场强度的大小E是。（3）
6、N点的横坐标x为。（4）矩形区域ABCD内匀强磁场的磁感应强度的大小B2及矩形区域的最小面积S为。6(14分)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变。放射出的粒子(He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示粒子的质量和电荷量。(1)放射性原子核用X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该衰变的核反应方程。(2)粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。(3)设该衰变过程释放的核能都转化为粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损m。【名师解析】(1)XYHe。设衰变后新核Y的速度大小为v，系统动量守恒M
7、vmv0v由mc2Mv2mv2得m。7.(2016深圳模拟)某些建筑材料可产生放射性气体氡，氡可以发生或衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康。原来静止的氡核(Rn)发生一次衰变生成新核钋(P0)，并放出一个能量为E00.09 MeV的光子。已知放出的粒子动能为E5.55 MeV；忽略放出光子的动能，但考虑其能量；1 u931.5 MeV/c2。(1)写出衰变的核反应方程；(2)衰变过程中总的质量亏损为多少？(保留三位有效数字)。【名师解析】(1)衰变方程为：RnPoHe；(2)忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，0pp
8、P0，即新核钋(P0)的动量与粒子的动量大小相等，又Ek，可求出新核钋(P0)的动能为EP0E由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、粒子动能形式出现衰变时释放出的总能量为EEEP0E0mc2故衰变过程中总的质量亏损是m0.006 16 u。【答案】(1)RnPoHe(2)0.006 16 u8为确定爱因斯坦的质能方程Emc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E10.60 MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为E219.9 MeV，已知质子、粒子、锂粒子的质量分别取mp1.007 3 u、m4.001 5 u、mLi7.016 0 u，求：(1)写出核反应
9、方程(2)通过计算说明Emc2正确(1 u相当于931.5 MeV)【参考答案】(1)LiH2He(2)见解析9.一个静止的氡核Rn放出一个粒子后衰变为钋核Po，同时放出能量为E0.09 MeV的光子假设放出的核能完全转变为钋核与粒子的动能，不计光子的动量已知M氡222.086 63 u、m4.002 6 u、M钋218.076 6 u，1 u相当于931.5 MeV的能量(1)写出上述核反应方程；(2)求出发生上述核反应放出的能量；(3)确定钋核与粒子的动能来源:学.科.网【参考答案】(1)RnPoHe(2)6.92 MeV(3)0.12 MeV6.71 MeV【名师解析】(1)RnPoHe
10、.(2)质量亏损m222.086 63 u4.002 6 u218.076 6 u0.007 43 uEmc20.007 43931.5 MeV6.92 MeV.(3)设粒子、钋核的动能分别为Ek、Ek钋，动量分别为p、p钋，由能量守恒定律得：EEkEk钋E来源:学|科|网Z|X|X|K不计光子的动量，由动量守恒定律得：0pp钋又Ek，故EkEk钋2184联立解得Ek钋0.12 MeV，Ek6.71 MeV.10钚的放射性同位素Pu静止时衰变为铀核激发态U*和粒子，而铀核激发态U*立即衰变为铀核U，并放出能量为0.097 MeV的光子。已知：Pu、U和粒子的质量分别为mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u和m4.002 6 u，1 u的质量相当于931.5 MeV的能量。(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求粒子的动能。【名师解析】(1)衰变方程为PuU*HeU*U或合起来有PuUHe来源:Zxxk.Com答案(1)见解析(2)5.034 MeV10三个粒子结合成一个碳C，已知碳原子的质量为12.000 0 u，氦原子质量为4.002 6 u。(1)写出核反应方程；(2)这个核反应放出的能量是多少焦？(3)这个能量合多少MeV?答案(1)3HeCE来源:Z_xx_k.Com(2)1.1651012 J来源:学科网(3)7.28 MeV