12.(15分)裂变反应是目前核能利用中常用的反应,以原子核为燃料的反应堆中,当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式,其中一种可表示为:
U + nXe + Sr+3n
11.(8分)1999年4月,人类在合成超重元素方面进入了一个新的里程,美国劳伦斯-柏克莱国家实验室的领导人、核化学家Kenneth E.Gregorieh宣布:在该实验室的88英寸回旋加速器上,研究者用高能 Kr离子轰击 82Pb靶,氪核与铅核结合,放出1个中子,形成了一种新元素A;120 μs后,该A元素的原子核分裂出一个α粒子,衰变成另一种新元素B;600 μs后B元素又释放出一个α粒子,形成另一种新元素C.写出生成新元素A的原子核的核反应方程和新元素B的原子核发生衰变的衰变方程: , .
答案:Kr+82Pb→A+n B→C+He
10.雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(νe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615 t四氯乙烯(C2Cl4)的溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程为νe+Cl→Ar+e,已知 Cl的质量为36.95658 u,Ar的质量为36.95691 u, 0-1e的质量为0.00055 u,1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上数据可知,参与上述反应的电子中微子的最小能量为( )
A.0.82 MeV B.0.31 MeV
C.1.33 MeV D.0.51 MeV
解析:核反应增加的质量为:
Δm=36.95691 u+0.00055 u-36.95658 u=0.00088 u
需吸收的能量ΔE=Δmc2=0.82 MeV.
答案:A
非选择题部分共3小题,共40分.
9.美国科研人员在研制一种新型镍铜长效电池,它采用了半衰期长达100年的放射性同位素镍63(Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料,利用镍63发生衰变时释放电子给铜片的特性,用镍63和铜片做电池的两极,为外接负载提供电能.下列有关该电池的说法正确的是( )
A.镍63的衰变方程是:Ni→e+Cu
B.镍63的衰变方程是:Ni→e+Cu
C.外接负载时,镍63的电势比铜片高
D.该电池内电流的方向是从镍63到铜片
解析:衰变前后质量数守恒、电荷量守恒,衰变方程应为:Ni→e+Cu,故选项A、B错误;Ni原子放出一个电子后,变成29个质子、28个核外电子的Cu+.故选项C正确、D错误.
答案:C
8.下列说法正确的是( )
A.如果地球表面没有大气层,太阳照亮地球的范围要比有大气层时略大些
B.医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波能产生干涉的原理
C.原子核能发生β衰变,说明原子核内含有电子
D.在原子核的人工转变过程中,科学家常用中子(而不是质子)轰击原子核,这主要是因为中子是电中性的
解析:光线经过大气层时发生折射,使得照亮地球的范围略大于半个地球表面,故选项A错误;医院中用“B超”检查病情是利用“B型超声波”(一种机械波)的直线传播与反射原理,故选项B错误;β衰变是原子核中的中子放出一个电子后变成一个质子,原子核中不含有单独存在的电子,故选项C错误;由于中子不带电,它与原子核之间不存在电排斥力,因而用它来产生核反应时,比用其他带电高能粒子的效果好得多,故选项D正确.
答案:D
7.U放射性衰变有多种可能途径,其中一种途径是先变成 83Bi,而 83Bi可以经一次衰变变成 X(X代表某种元素),也可以经一次衰变变成 b81Ti, X和 b81Ti最后都变成82Pb,衰变路径如图所示.可知图中( )
A.a=82,b=206
B.①是β衰变,放出电子,电子是由中子转变成质子时产生的
C.②是β衰变,放出电子,电子是由中子转变成质子时产生的
D.92U可经过若干次衰变都放出同一种粒子生成新的原子核 83Bi
解析:衰变①的方程式为:83Bi―→84X+e,为β衰变,放出电子,选项B正确、A错误;衰变②的方程式为:83Bi―→81Ti+He,为α衰变,故选项C错误;92U需经过8次α衰变和6次β衰变后可生成新核 82Pb,故选项D错误.
答案:B
6.在居室装修中经常使用到花岗岩、大理石等材料,这些材料都不同程度地含有放射性元素.比如,有一些含镭的材料会释放出放射性惰性气体氡,而氡产生后很快衰变成一系列放射性产物,最终成为稳定元素铅,这一过程会放出α、β、γ射线.根据有关放射性知识,下列说法正确的是( )
A.随着气温的升高,氡的半衰期会变小
B.氡被吸入人体后,放射性衰变将会停止
C.三种射线中,α粒子的质量最大,穿透能力最强
D.三种射线中,γ射线的速度最大,穿透能力最强
答案:D
5.图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图,图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图.图乙中检查所利用的射线是( )
甲 乙
A.α射线 B.β射线
C.γ射线 D.三种射线都可以
解析:γ射线的穿透能力足够强,它能穿透薄金属板.
答案:C
4.下列说法正确的是( )
A.α射线的本质是高速氦核流
B.γ射线是原子核发生γ衰变时发出的独有粒子流
C.天然放射现象表明原子核也是可分的
D.同一原子核在发生衰变时,会同时产生三种射线
解析:α射线为氦核(He)流.
γ射线是伴随α、β衰变时放出的光子,没有所谓的γ衰变,故选项B错误.
α、β射线都是从原子核放出的,说明原子核可以再分,故选项C正确.
同一原子不会同时发生α衰变和β衰变,故选项D错误.
答案:AC
3.在北京奥运会场馆的建设中,大量采用了环保新技术,如场馆周围的路灯用太阳能电池供电,洗浴热水通过太阳能集热器产生等.太阳能产生于太阳内部的核聚变,其核反应方程是( )
A.4H→He+2e B.N+He→O+H
C.U+n→Xe+Sr+10n D.U→Th+He
答案:A
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