1、课时跟踪检测（十六） 核力与核反应方程A组重基础体现综合1原子核中能放出、射线，关于原子核的组成，以下说法正确的是()A原子核中有质子、中子，还有粒子B原子核中有质子、中子，还有粒子C原子核中有质子、中子，还有粒子D原子核中只有质子和中子解析：选D原子核是由质子和中子组成的。所发出的三种射线是由于核内发生核反应所致，并不是原子核内有这三种粒子，D正确。2(2020全国卷)(多选)1934年，约里奥居里夫妇用粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为HeAlXn。X会衰变成原子核Y，衰变方程为XYe。则()AX的质量数与Y的质量数相等BX的电荷数比Y的电荷数少1CX的电荷数比Al的电
2、荷数多2DX的质量数与Al的质量数相等解析：选AC根据电荷数守恒和质量数守恒，可知HeAlXn方程中X的质量数为30，电荷数为15，再根据XYe方程可知Y的质量数为30，电荷数为14，故X的质量数与Y的质量数相等，X的电荷数比Y的电荷数多1，X的电荷数比Al的电荷数多2，X的质量数比Al的质量数多3，选项A、C正确，B、D错误。3已知氘核(H)的平均结合能为1.1 MeV，氦核(He)的平均结合能为2.57 MeV，两个氘核结合成一个氦核的反应方程为HHHen，此核反应()A放出3.31 MeV能量B放出5.51 MeV能量C放出5.88 MeV能量D吸收1.83 MeV能量解析：选A核反应方
3、程HHHn，又反应前两个H的总结合能为E11.14 MeV4.4 MeV，反应后生成的氦核的结合能为E22.573 MeV7.71 MeV，所以反应释放的核能EE2E1(7.714.4)MeV3.31 MeV，故A正确，B、C、D错误。4(多选)对于核子结合成原子核的认识，下列说法正确的是()A原子核内的核子间均存在核力B原子核内的质子间均存在核力和库仑力C当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时，其间势能一定减小D对质子数较多的原子核，其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用解析：选CD由于核力为短程力，只会发生在相邻核子之间，由此知A、B错误；当n个核子靠近到核力作用范围内，而距
4、离大于0.81015 m，核力表现为引力，在此过程核力必做正功，其间势能必定减小，形成原子核后距离一般不小于0.81015 m，故C正确；对质子数较多的原子核，由于只有相邻的质子间才有核力，但各个质子间均有很强的库仑斥力。随着质子数的增加，其库仑斥力增加，对于稳定的原子核，必须存在较多的中子才能维系二者的平衡，故D正确。5(多选)放射性元素氡(Rn)的半衰期为T，氡核放出一个粒子后变成钋核(PO)。设氡核、钋核和粒子的质量分别为m1、m2和m3，下列说法正确的是()A该过程的核反应方程是RnPoHeB发生一次核反应释放的核能为(m1m2m3)c2C1 g氡经2T时间后，剩余氡的质量为0.5 g
5、D钋核的比结合能比氡核的比结合能小解析：选AB根据质量数守恒可知，的质量数是2222184，电荷数是：86842，所以该过程的核反应方程是：RnPOHe，故A正确；该核反应的过程中释放能量，有质量亏损，所以发生一次核反应释放的核能为E(m1m2m3)c2，故B正确；1 g氡经2T时间后，剩余氡原子的质量为：mm020.25 g，故C错误；该核反应的过程中释放能量，且钋核比氡核更加稳定，所以钋核的比结合能比氡核的比结合能大，故D错误。6(2021河北邯郸期中)一个中子与一个质子发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q1。两个氘核发生核反应生成一个氦核，核反应方程是HHHen，该反应放出的能
6、量为Q2。则核反应中生成氦核的比结合能为()A. B.C. D.解析：选C两个中子和两个质子结合成两个氘核放出的能量为2Q1，两个氘核结合成一个氦核放出的能量为Q2，则生成一个氦核释放的能量为2Q1Q2，氦核的核子数等于3，则氦核的比结合能为，故C正确，A、B、D错误。7(2021武汉第六中学高二月考)某静止的原子核发生核反应且释放出能量Q。其核反应方程为XYZ，并假设释放出的能量全都转化为新核Y和Z的动能，测得其中Z的速度为v，以下结论正确的是()AY原子核的速度大小为 vBY原子核的动能是Z原子核的动能的倍CY原子核和Z原子核的质量之和比原子核的质量大(c为光速)DY和Z的结合能之和一定大
7、于X的结合能解析：选D由动量守恒有0DvFv，所以vv，故A错误；Y原子的动能EkY v2，Z原子的动能为EkZFv2，它们之比为，故B错误；因为放出能量，有质量亏损，所以Y原子核和Z原子核的质量之和比原子核的质量小，结合能之和比的结合能大，故C错误，D正确。82020年4月23日是人民海军的71岁生日。近年来，我国海军航母事业高歌猛进，“辽宁舰”与第一艘国产航母“山东舰”构成双航母编队，我国的核动力航母也将在不远的将来实现列装，这也是我国海军航母的“终极”目标。如图所示，图线表示原子核的比结合能与质量数A的关系，据此下列说法中正确的是()A重的原子核，例如，铀核U，因为它的核子多，核力大，所
8、以结合得坚固而稳定B锂核Li的比结合能比铀核的比结合能小，因而比铀核结合得更坚固更稳定C比结合能的定义是原子核的结合能与其核子数之比，比结合能越大的原子核越稳定D以上三个表述都错误解析：选C原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，而组成原子核的核子越多，它的比结合能并不是越大，只有原子核的比结合能越大，原子核中的核子才结合得越牢固，原子核才越稳定，故只有C正确。9用中子轰击锂核Li发生核反应，生成氚核H和粒子，并放出4.8 MeV的能量。(原子质量单位为u,1 u相当于931.5 MeV的能量)(1)写出核反应方程；(2)求出质量亏损；(3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰，
9、则氚核和粒子的动能之比是多少？(4)假设放出的能量全部转化为氚核和粒子的动能，则粒子的动能是多大？解析：(1)LinHHe4.8 MeV。(2)由Emc2可得m u0.005 2 u。(3)根据题意有0m1v1m2v2式中m1、m2、v1、v2分别为氚核和粒子的质量和速度，由上式及动能Ek，其中p|m1v1|m2v2|，可得它们的动能之比为Ek1Ek2m2m143。(4)粒子的动能Ek2(Ek1Ek2)4.8 MeV2.06 MeV。答案：(1)LinHHe4.8 MeV(2)0.005 2 u(3)43(4)2.06 MeVB组重应用体现创新10在能源需求剧增的现代社会，核能作为一种新能源被
10、各国竞相开发利用。核原料中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，钚的一种同位素Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为PuXHe，下列有关说法中正确的是()AX原子核中含有92个中子B钚衰变发出的射线具有很强的电离能力C20克的Pu经过48 200年后，还有5克未衰变D钚核衰变前的质量等于衰变后X、He核的质量之和解析：选C根据质量数守恒和电荷数守恒得钚衰变方程为PuXHe，故X的电荷数为92，质量数为235，中子数为143，故A错误；钚衰变发出的射线是波长很短的光子，不带电，具有很强的穿透能力，电离能力非常弱，故B错误；根据半衰期公式：mm020 g5 g，故C正确；由于衰变时释放巨大能
11、量，根据Emc2，衰变过程总质量减小，故D错误。11(2021北京高三一模)中国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”采用的是分辨粒子种类的新探测技术方法，既能探测低能区，也能探测高能区，特别是首次走进能量为1 TeV(1 TeV1.01012 eV，e1.61019 C)以上的“无人区”，“悟空”首次直接测量到了能谱在1 TeV处的“拐折”及在1.4 TeV处的“尖峰”。从数据分析来看，产生“奇异”电子信号的来源很可能是暗物质湮灭或衰变。如果进一步证实了这种观点，人们就可以根据“悟空”的探测结果获知暗物质粒子的质量和湮灭率。结合上述信息，下列说法正确的是()A“拐折”处的电子宇宙射线粒子的能量高达1
12、.61031 JB电子宇宙射线从地球赤道上空垂直射向地面时，在地球磁场的作用下会向西偏转C假设暗物质湮灭亏损的质量为m，则湮灭过程中释放的能量为Emc(c为光在真空中的传播速度)D若暗物质衰变的规律与普通放射性元素相同，则其半衰期随温度的升高而减小解析：选B“拐折”处的电子宇宙射线粒子的能量高达1.01012 eV1.010121.61019 J1.6107 J，故A错误；根据左手定则，电子宇宙射线从地球赤道上空垂直射向地面时，在地球磁场的作用下会向西偏转，故B正确；假设暗物质湮灭亏损的质量为m，根据质能方程则湮灭过程中释放的能量为Emc2，故C错误；若暗物质衰变的规律与普通放射性元素相同，衰
13、变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，故D错误。12假设钚的同位素离子Pu静止在某一匀强磁场中，该离子沿着与磁场垂直的方向放出一个粒子后，变成了铀的一个同位素离子，同时放出能量为E0.09 MeV的光子。若已知钚核的质量为m1238.999 655 u，铀核的质量为m2234.993 470 u，粒子的质量为m34.001 509 u。(普朗克常量是h6.631034 Js，光在真空中的速度为c3108 m/s,1 u的质量对应于931.5 MeV的能量)。求：(1)这一过程的核反应方程式；(2)放出的光子的波长；(3)粒子和新核获得的总动能。解析：铀核相对粒子做反向运动(反冲)，在磁场中形成相切的圆轨迹，衰变中系统的动量及总能量均是守恒的，释放出的能量，一部分转变成两个生成核的动能，另一部分以光子的形式辐射出去。(1)PuUHe(2)因Ehh，所以m1.381011 m。(3)由质能方程可得衰变中释放的能量：Emc2(m1m2m3)931.5 MeV，根据能量守恒定律得，铀核和粒子的总动能为：EkEkUEkEE(m1m2m3)931.5 MeV0.09 MeV4.266 MeV。答案：(1)PuUHe(2)1.381011 m(3)4.266 MeV(或6.831013 J)
