知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

2．
某些建筑材料可产生放射性气体\(——\)氡，氡可以发生\(α\)或\(β\)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\((\rlap{_{86}}{^{222}}Rn)\)发生一次\(α\)衰变生成新核钋\((P_{0})\)，并放出一个能量为\(E_{0}=0.09 MeV\)的光子\(.\)已知放出的\(α\)粒子动能为\(E_{α}=5.55 MeV\)；忽略放出光子的动能，但考虑其能量；\(1 u=931.5 MeV/c^{2}\)．

\((1)\)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\()\)

难度：较难

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3．

近几年中国等许多国家积极发展“月球探测计划”，该计划中的科研任务之一是探测月球上氦\(3\)的含量。氦\(3\)是一种清洁、安全和高效的核发电燃料，可以采用在高温高压下用氘和氦\(3\)进行核聚变反应发电。若已知氘核的质量为\(2.0136u\)，氦\(3\)的质量为\(3.0150u\)，氦核的质量为\(4.00151u\)，质子质量为\(1.00783u\)，中子质量为\(1.008665u\)，\(1u\)相当于\(931.5MeV\)。则下列说法正确的是\((\) \()\)

A．一个氘和一个氦\(3\)的核聚变反应释放的核能约为\(17.9MeV\)；

B．氘和氦\(3\)的核聚变反应方程式：\({\,\!}_{1}^{2} {H}+_{2}^{3} {H} \xrightarrow[]{}_{2}^{4} {H}e +X\)，其中\(X\)是中子；

C．因为聚变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少。

D．目前我国的秦山、大亚湾等核电站广泛使用氦\(3\)进行核聚变反应发电。

难度：较难

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4．

核泄漏中的钚\((Pu)\)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，增加患癌的风险。已知钚的一种同位素\(\ ^{239}_{\phantom{0}94}\mathrm{P}u \)的半衰期为\(24100\)年，其衰变方程为\(\ ^{239}_{\phantom{0}94}\mathrm{P}u \xrightarrow[]{}X+\ ^{4}_{2}\mathrm{H}e+γ \)，则下列说法中正确的是\((\)　　\()\)

A．衰变发出的\(γ\)射线是波长很短的光子，穿透能力很强

B．上述衰变方程中的\(X\)含有\(143\)个中子

C．\(8\)个\(\ ^{239}_{\phantom{0}94}\mathrm{P}u \)经过\(24100\)年后一定还剩余\(4\)个

D．衰变过程中总质量不变

难度：较难

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5．

\((\)多选\()\)现有两动能均为\(E_{0}=0.35 MeV\)的\({{\;}}_{1}^{2}H\)核在一条直线上相向运动，两个\({{\;}}_{1}^{2}H\)核发生对撞后能发生核反应，得到\({{\;}}_{2}^{3}He\)核和新粒子，且在核反应过程中释放的能量完全转化为\({{\;}}_{2}^{3}{He}{核和新粒子的动能}{.}{已知}{{\;}}_{1}^{2}H{核的质量为}2{.}014\ 1\ u\mathrm{{,}}_{2}^{3}He\)核的质量为\(3.016 0 u\)，新粒子的质量为\(1.008 7 u\)，核反应时质量亏损\(1 u\)释放的核能约为\(931 MeV.\)下列说法正确的是\((\)如果涉及计算，结果保留整数\()\) \((\)　　\()\)

A．核反应方程为\({{\;}}_{1}^{2}H{{+}}_{1}^{2}H\mathrm{{→}}_{2}^{3}{He}{{+}}_{1}^{1}H\)

B．核反应前后不满足能量守恒定律

C．新粒子的动能约为\(3 MeV\)

D．\({{\;}}_{2}^{3}He\)核的动能约为\(1 MeV\)

难度：较难

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6．
\((\)选修模块\(3-5)\)

\(⑴\)下列说法正确的是 ___

A.链式反应在任何条件下都能发生

B.放射性元素的半衰期随环境温度的升高而缩短

C.中等核的比结合能最小，因此这些核是最稳定的

D.根据\(E=mc^{2}\)可知，物体所具有的能量和它的质量之间存在着简单的正比关系

\(⑵\)如图为氢原子的能级图，大量处于\(n=4\)激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，其中频率最大的光子能量为 \(eV\)，若用此光照射到逸出功为\(2.75 eV\)的光电管上，则加在该光电管上的遏止电压为 \(V\)。

\(⑶\)太阳和许多恒星发光是内部核聚变的结果，核反应方程\(\ ^{1}_{1}\mathrm{H}+\ ^{1}_{1}\mathrm{H} \xrightarrow[]{}_{a}^{b} {X}+\ ^{0}_{1}\mathrm{e}+{v}_{e} \)是太阳内部的许多核反应中的一种，其中\(\ ^{0}_{1}\mathrm{e} \)为正电子，\(v_{e}\)为中微子，

\(①\)确定核反应方程中\(a\)、\(b\)的值；

\(②\)在质子与质子达到核力作用范围完成核聚变前必须要克服强大的库仑斥力。设质子的质量为\(m\)，电子质量相对很小可忽略，中微子质量为零，克服库仑力做功为\(W\)。若一个运动的质子与一个速度为零的质子发生上述反应，运动质子速度至少多大？

难度：较难

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7．

已知一个氢原子的质量为\(1.6376×10^{-27}kg\)，一个锂原子的质量为\(11.6505×10^{-27}kg\)，一个氦原子的质量为\(6.6467×10^{-27}kg\)，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\( \;_{ 1 }^{ 1 }H+ \;_{ 3 }^{ 7 }Li→2 \;_{ 2 }^{ 4 }He\)，下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．该核反应属于\(α\)衰变

B．该核反应属于人工核转变

C．根据题中信息，可以计算出核反应释放的核能

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

难度：较难

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8．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\(α \)衰变放射出\(α \)粒子\(\left(\ ^{4}_{2}\mathrm{H}e\right) \)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\(α \)粒子的质量和电荷量．
\((1)\)放射性原子核用\({}_{Z}^{A} {X} \)表示，新核的元素符号用\(Y\)表示，写出该\(α \)衰变的核反应方程．
\((2)α \)粒子做圆周运动的速度大小．
\((3)\)设该衰变过程释放的核能都转为为\(α \)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\(∆m \)．

难度：较难

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9．已知氘核\(( \;_{ 1 }^{ 2 }H)\)质量为\(2.0141u\)，中子\(( \;_{ 0 }^{ 1 }n)\)质量为\(1.0087u\)，氦核\(( \;_{ 2 }^{ 3 }He)\)质量为\(3.0160u\)，\(1u\)相当于\(931.5MeV\)．
\((1)\)写出两个氘核聚变成\( \;_{ 2 }^{ 3 }He\)的核反应方程；
\((2)\)计算上述核反应中释放的核能\((\)保留三位有效数字\()\)；
\((3)\)若两个氘核以相同的动能\(0.35MeV\)做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应后生成的氦核\(( \;_{ 2 }^{ 3 }He)\)和中子\(( \;_{ 0 }^{ 1 }n)\)的动能各是多少？

难度：较难

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10．下列说法正确的是( )

A．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为\(\rlap{_{2}}{^{4}}\)\(He+\)\({}^{14}_{7}\)\(N→\)\(\rlap{_{8}}{^{17}}\)\(O+\)\(\rlap{_{1}}{^{1}}\)\(H\)

B．铀核裂变的核反应方程为\(\rlap{_{92}}{^{235}}\)\(U→\)\(\rlap{_{56}}{^{141}}\)\(Ba+\)\(\rlap{_{36}}{^{92}}\)\(Kr+2\)\(\rlap{_{0}}{^{1}}\)\(n\)

C．设质子、中子、\(α\)粒子的质量分别为\(m_{1}\)、\(m\)\({\,\!}_{2}\)、\(m\)\({\,\!}_{3}\)，两个质子和两个中子聚合成一个\(α\)粒子，释放的能量是\((m\)\({\,\!}_{1}\)\(+m\)\({\,\!}_{2}\)\(-m\)\({\,\!}_{3}\)\()c\)\({\,\!}^{2}\)

D．原子在\(a\)、\(b\)两个能级的能量分别为\(E_{a}\)、\(E\)\({\,\!}_{b}\)，且\(E\)\({\,\!}_{a}\)\( > E\)\({\,\!}_{b}\)，当原子从\(a\)能级跃迁到\(b\)能级时，发射光子的波长\(λ=\)\( \dfrac{hc}{E_{a}-E_{b}}\)\((\)其中\(c\)为真空中的光速，\(h\)为普朗克常量\()\)

难度：较难

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