1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。单元素养评价（四) (第十四、十五章)(第十九章)(90分钟100分)一、选择题(本题共12小题,每小题5分,共60分。18为单选,912为多选)1.关于原子核的有关知识,下列说法正确的是()A.天然放射性射线中的射线实际就是电子流,它来自原子核外的电子跃迁B.放射性原子经过、衰变致使新的原子核处于较高能级,因此不稳定从而产生射线C.氡222经过衰变变成钋218的半衰期为3.8天,一个氡222原子核四天后一定衰变为钋218D.比结合能越大,原子核越容易发生衰变【解析】选B
2、。射线来自原子核内部,故A错;因为半衰期是统计规律,对单个核子没有意义,所以C项错;比结合能描述原子核的稳定性,比结合能越大,原子核越稳定,越不易发生衰变,所以D项错。2.(2017天津高考)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列核反应方程中属于聚变反应的是()AHHHenBNHeOHCHeAlPnDUnBaKr+n【解析】选A。因为HHHen是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核,同时放出一个中子,属于聚变反应,因此A正确NHeOH是卢瑟福发现质子的核反应,他用粒子轰击氮原子核,产生氧的同位素氧17和一个质子,是人类第一次实
3、现的原子核的人工转变,属于人工核反应,故B错误He AlPn是小居里夫妇用粒子轰击铝箔时发现了放射性磷30,属于人工核反应,故C错误UnBaKr+n是一种典型的铀核裂变,属于裂变反应,故D错误。3.放射性元素(Rn)经衰变成为钋(Po),半衰期约为3.8天;但勘测表明,经过漫长的地质年代后,目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素Rn的矿石,其原因是()A.目前地壳中的Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变B.在地球形成的初期,地壳中元素Rn的含量足够高C.当衰变产物Po积累到一定量以后,Po的增加会减慢Rn的衰变进程D.Rn主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它的半衰期【解题指南】解答本题
4、时应从以下两点进行分析:(1)知道半衰期大小的决定因素。(2)理解半衰期的意义。【解析】选A。元素半衰期的长短由原子核自身因素决定,一般与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关,C、D错;即使元素氡的含量足够高,经过漫长的地质年代,地壳中也几乎没有氡了,一定是来自于其他放射性元素的衰变,故A对,B错。4.在能源需求剧增的现代社会,核能作为一种新能源被各国竞相开发利用,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()A.X原子核中含有92个中子B.Pu衰变放出的射线具有很强的电离能力C.20克
5、的Pu经过48 200年后,还有5克未衰变D.Pu核衰变前的质量等于衰变后XHe核的质量之和【解析】选C。由衰变方程可计算X原子核含质子92个,中子143个,故A项错误。Pu衰变放出的射线具有较弱的电离能力以及很强的穿透能力,故B项错误。由题意可知,48 200年经过了两个半衰期,20克的Pu还有5克未衰变,故C项正确。由于产生了射线，Pu核衰变前的质量不等于衰变后XHe核的质量之和,故D项错误。5.据媒体报道,叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡。英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药放射性元素(Po)。Po的半衰期为138天,经过衰变生成稳定的铅(Pb),经过276天,100
6、 g Po已衰变的质量为()A.25 gB.50 gC.75 gD.100 g【解析】选C。100 g Po经1个半衰期衰变的质量为50 g,再经过1个半衰期衰变的质量为25 g,所以经过2个半衰期衰变的质量为75 g,C正确。6.2018年中国散裂中子源(CSNS)已通过验收,已建设的3台谱仪也启动实验。有关中子的研究,下列说法正确的是()A.Th核发生一次衰变,新核与原来的原子核相比,中子数减少了4B.一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应C.卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,发现了质子和中子D.中子和其他微观粒子,都具有波粒二象性【解析】选D。衰变的本质是发生衰变的核中减少
7、2个质子和2个中子形成氦核,所以一次衰变,新核与原来的核相比,中子数减少了2,A错误;裂变是较重的原子核分裂成较轻的原子核的反应,而该反应是较轻的原子核的聚变反应,B错误;卢瑟福通过分析粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型,查德威克通过粒子轰击铍核获得碳核的实验发现了中子,C错误;所有粒子都具有粒子性和波动性,D正确。7.(2020白城高二检测)下列四幅图分别对应着四种说法,其中正确的是()A.氢原子辐射出一个光子后,电势能增大,动能减小B.根据、射线的特点可知,射线1是射线,射线2是射线,射线3是射线C.天然放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定,跟所处的化学状态和外部条件有关D
8、.原子弹爆炸属于重核的裂变,其反应方程可以有UBaKr+n【解析】选B。一个氢原子放出光子,原子能量减小,根据=,得:mv2=,电子的动能增大,电势能减小,故A错误;三种射线的穿透本领不同,根据、射线的特点可知,射线1的穿透本领最弱,是射线,射线3的穿透本领最强,是射线,射线2是射线,故B正确;天然放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定,跟所处的化学状态和外部条件无关,故C错误;重核的裂变是重核俘获一个慢中子后才能发生的,所以核反应方程有:UnBaBr+n,故D错误。【加固训练】太阳内部持续不断地发生着4个质子H)聚变为1个氦核He)的热核反应,核反应方程是HHe+2X,这个核反应释放出
9、大量核能。已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3,真空中的光速为c。下列说法中正确的是()A.方程中的X表示中子n)B.方程中的X表示电子(e)C.这个核反应中质量亏损m=4m1-m2D.这个核反应中释放的核能E=(4m1-m2-2m3)c2【解析】选D。由核反应质量数守恒、电荷数守恒可推断出X为e,A、B错;质量亏损为m=4m1-m2-2m3,释放的核能为E=mc2=(4m1-m2-2m3)c2,C错,D对。故选D。8.典型的铀核裂变时生成钡和氪,同时放出x个中子:UnBaKr +n,铀235质量为m1,中子质量为m2,钡144质量为m3,氪89的质量为m4,下列说法正确的是()A.
10、该核反应类型属于人工转变B.该反应放出能量(m1-2m2-m3-m4)c2C.x的值是2D.该核反应比聚变反应对环境的污染少【解析】选B。该核反应是核裂变,可以自发进行,不是人工控制的,故A错误;根据质量数守恒,有:235+1=144+89+x,解得x=3,根据爱因斯坦质能方程,该反应放出能量为E=mc2=(m1+m2-m3-m4-3m2)c2=(m1-m3-m4-2m2)c2,B正确C错误;该核反应生成两种放射性元素,核污染较大,D错误。9.我国新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”目前建设顺利,预计在2020年年底投入运行,开展相关科学实验。与国内同等级装置相比,环流器二号M将在等离
11、子体电流和温度等方面达到惊人的参数。它的离子温度能够达到1.5亿摄氏度,它的电流将达到3兆安培,目前我国最大的装置也只能达到1兆安培。下列关于聚变的说法正确的是()A.核聚变比核裂变更为安全、清洁B.任何两个原子核都可以发生聚变C.两个轻核结合成质量较大的核,总质量较聚变前增加D.两个轻核结合成质量较大的核,核子的比结合能增加【解析】选A、D。核聚变产生的废料放射性较小、污染小,而核裂变会产生放射性很大的固体核废料,因此核聚变更加清洁和安全,A正确;发生核聚变需要在高温高压下进行,一般条件下重核不能发生核聚变,故B错误;核聚变反应会放出大量的能量,根据质能关系可知反应会发生质量亏损,故C错误;
12、聚变反应放出能量,因此反应前的比结合能小于反应后的比结合能,故D正确。10.日本地震造成的核泄漏,对周边环境的污染是由放射性元素造成的,下列有关放射性元素的说法中正确的是()A.射线与射线一样都是电磁波,但穿透本领远比射线弱B.氡的半衰期为3.8天,4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核CU衰变成Pb要经过6次衰变和8次衰变D.放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的【解析】选C、D。射线是电子流,射线才是电磁波,选项A错;半衰期的意义只有对大量原子核才成立,选项B错;U衰变成Pb,质量数减少了32,因此发生了=8次衰变,衰变8次则核电荷数要减少16,实际
13、核电荷数减少10,因此发生了16-10=6次衰变,C正确; 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的,D正确。11.(2017江苏高考)原子核的比结合能曲线如图所示,根据该曲线,下列判断中正确的有()A.He核的结合能约为14 MeVBHe核比Li核更稳定C.两个H核结合成He核时释放能量DU核中核子的平均结合能比Kr核中的大【解析】选B、C。He核里面有四个核子,所以结合能约为28 MeV,A项错误;比结合能越大,原子核越稳定,所以B项正确;两个H核结合成He核时发生聚变反应,比结合能变大,有质量亏损,所以释放能量,C项正确U核中核子的平均结合能比Kr核中的小,D项错误。12.关
14、于核反应方程ThPa+X+E(E为释放出的核能,X为新生成粒子),已知Th的半衰期为,则下列说法正确的是()A.Pa没有放射性B.Pa比Th少1个中子,X粒子是从原子核中射出的,此核反应为衰变C.N0个Th经2时间因发生上述核反应而放出的核能为N0E(N0数值很大)D.Th的比结合能为【解析】选B、C。原子序数大于或等于83的元素都有放射性,A错误;X粒子是电子,它是由中子转化成一个质子和一个电子,所以此核反应为衰变,B正确;有半数原子核发生衰变的时间为半衰期,N0个Th经2时间发生两次衰变,C正确;E不是Th原子核分解成自由核子的结合能,则D错误。二、计算题(本题共4小题,共40分。要有必要
15、的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)13.(10分)一静止的氡核Rn)发生衰变,放出一个速度为v0、质量为m的粒子和一个质量为M的反冲核钋(Po),若氡核发生衰变时,释放的能量全部转化为粒子和钋核的动能。(1)写出衰变方程。(2)求出反冲核的速度。(3)求出这一衰变过程中亏损的质量。【解析】(1RnPoHe(2分)(2)设钋核的反冲速度大小为v,由动量守恒定律有mv0-Mv=0,v=(3分)(3)衰变过程中产生的机械能E=m+Mv2=(2分)E=mc2产生这些机械能亏损的质量m=(3分)答案:(1RnPoHe(2)(3)【加固训练】镭核Ra发生衰变放出一个粒子变为氡核Rn,已知镭核2
16、26质量为226.025 4 u,氡核222质量为222.016 3 u,放出粒子质量为4.002 6 u。(1)写出核反应方程;(2)求镭核衰变放出的能量;(3)若衰变放出的能量均转变为氡核和放出的粒子的动能,求放出粒子的动能。【解析】(1)核反应(衰变)方程为RaRnHe。(2)镭核衰变放出的能量为E=(226.025 4-4.002 6-222.016 3)931.5 MeV6.05 MeV。(3)设镭核衰变前静止,镭核衰变时动量守恒,则由动量守恒定律可得mRnvRn-mv=0又根据衰变放出的能量转变为氡核和粒子的动能,则E=mRn+m由可得E=E=6.05 MeV5.94 MeV。则放
17、出粒子的动能为5.94 MeV。答案:(1)RaRnHe(2)6.05 MeV(3)5.94 MeV14.(10分)一个铍核Be)和一个粒子反应后生成一个碳核,放出一个中子并释放出5.6 MeV的能量。(保留两位有效数字)(1)写出这个核反应过程;(2)如果铍核和粒子共130 g,且刚好反应完,求共放出多少能量(阿伏加德罗常数NA=6.021023 mol-1,1 eV=1.610-19 J)?(3)这130 g物质反应过程中,其质量亏损是多少?【解析】(1BeHeCn。(2分)(2)铍核和氦核的摩尔质量之和=Be+=(9+4) gmol-1=13 gmol-1(2分)铍核和氦核各含的摩尔数n
18、= mol=10 mol(2分)所以放出的能量E=nNAE放=106.0210235.6 MeV=3.3711025 MeV5.41012 J。(2分)(3)质量亏损m= kg=6.010-5 kg。(2分)答案:(1BeHeCn(2)5.41012 J(3)6.010-5 kg15.(10分)卢瑟福用粒子轰击氮核时发现质子。发现质子的核反应方程为NHeOH。已知氮核质量为mN=14.007 53 u,氧核质量为mO=17.004 54 u,氦核质量为mHe=4.003 87 u,质子(氢核)质量为mp=1.008 15 u。(已知:1 uc2=931 MeV,结果保留2位有效数字)求:(1)
19、这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应?相应的能量变化为多少?(2)若入射氦核以v0=3107 m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动,且速度大小之比为150。求氧核的速度大小。【解析】(1)由m=mN+mHe-mO-mp得:m=-0.001 29 u(1分)所以这一核反应是吸收能量的反应(2分)吸收能量为E=|m|c2=0.001 29 uc2=1.2 MeV(2分)(2)由动量守恒定律可得:mHev0=mOv氧+mpvp(2分)又v氧vp=150(1分)可解得:v氧=1.8106 m/s(2分)答案:(1)吸收能量1.2 MeV(2)1.8106 m/s
20、【总结提升】核能求解的思路方法(1)应用质能方程解题的流程图:书写核反应方程计算质量亏损m利用E=mc2计算释放的核能(2)在动量守恒方程中,各质量都可用质量数表示。(3)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律,因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能。16.(10分)用一个中子轰击U,可发生裂变反应生成Ba和Kr,已知U的质量为235.043 9 u,Ba的质量为140.913 9 uKr的质量为91.897 3 u,中子质量为1.008 7 u,1 u相当于931 MeV,阿伏加德罗常数NA=6.021023 mol-1。(1)请写出裂变中的核反应方程。(2)求一个U在裂变反应中释放的核
21、能。(3)1 g U全部反应释放的能量为多少?【解析】(1)根据质量数和电荷数守恒可得该核反应方程为:UnBaKr+n;(2分)(2)反应前后质量亏损为:m=0.215 3 u(1分)根据爱因斯坦质能方程E=mc2可以求出释放的能量为:E=mc2=0.215 3931 MeV=2102 MeV(2分)(3)1 g铀235的摩尔数为n=4.310-3;(1分)1 g铀235个数为N=4.310-36.021023=2.591021个;(2分)因此1 g铀235完全裂变时释放的能量E=2.5910212102 MeV=5.181023 MeV(2分)答案:(1)UnBaKr+n(2)2102 MeV(3)5.181023 MeV关闭Word文档返回原板块