人教版高三物理天然放射现象核反应核能专项训练

一、解答题

1. 难度：中等

随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是________．(填选项前的编号)

①卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构

②天然放射现象表明原子核内部有电子

③轻核聚变反应方程有：H＋H―→He＋n

④氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级和从n＝2能级跃迁到n＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长

2. 难度：中等

某核反应方程为H＋H→He＋X.已知H的质量为2.0136 u，H的质量为3.0180 u，He的质量为4.0026 u，X的质量为1.0087 u．则

(1)X是什么粒子？

(2)该反应释放能量还是吸收能量？

3. 难度：中等

云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m，电荷量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内，且轨道半径为R，试求衰变过程中的质量亏损．(注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计)

4. 难度：中等

．一个静止的氡核Rn，放出一个α粒子后衰变为钋核Po，同时放出能量为E＝0.26 MeV的光子．假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能，不计光子的动量．已知M_氡＝222.08663 u、m_α＝4.0026 u、M_钋＝218.0766 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α粒子的动能．

5. 难度：中等

太阳内部持续不断地发生着4个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．

(1)写出这个核反应方程．

(2)这一核反应能释放出多少能量？

(3)已知太阳每秒释放能量为3.8×10²⁶ J，则太阳每秒减少的质量为多少kg?

(4)若太阳质量减小万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳还能存在多少年？(m_p＝1.0073 u，m_α＝4.0015 u，m_e＝0.00055 u，太阳的质量为2×10³⁰ kg)

6. 难度：中等

(2009·江苏高考)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱克斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在．

(1)中微子与水中的H发生核反应，产生中子(n)和正电子(e)，即

中微子＋H→n＋e

可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．(填写选项前的字母)

A．0和0　　　　　　　B．0和1

C．1和0              D．1和1

(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即

e＋e→2γ

已知正电子和电子的质量都为9.1×10^{－31 kg}，反应中产生的每个光子的能量约为________J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是________．

7. 难度：中等

(1)放射性物质Po和Co的核衰变方程分别为：

Po→Pb＋X₁　Co→Ni＋X₂

方程中的X₁代表的是________，X₂代表的是________．

(2)如图15－2－1所示，铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，在图(a)、(b)中分别画出射线运动轨迹的示意图．(在所画轨迹上须标明是α、β和γ中的哪种射线)

8. 难度：中等

一个钚的同位素Pu的原子核静止在匀强磁场中．某时刻该原子核垂直于磁场方向放射出一个α粒子，变成铀的同位素，同时辐射出能量为E＝0.09 MeV的光子．已知钚原子核的质量M₀＝238.999655 u，α粒子的质量m＝4.001509 u，反冲核的质量M＝234.993470 u．取1 u·c²＝931 MeV.

(1)写出衰变的核反应方程．

(2)α粒子和反冲核的动能各是多少？

(3)画出α粒子和反冲核在垂直于纸面向里的匀强磁场中运动轨迹的示意图．