第五章 原子核 复习与提高——高二物理人教版（2019）选择性必修第三册课后习题（含解析）

第五章 复习与提高———高二物理人教版（2019）选择性必修第三册课后习题 【教材课后习题】 1.把铀矿石放在一只玻璃管内，过几天在管内发现了氦气。怎样解释这一现象？ 2.目前，我们学习过的核反应有4种类型：衰变、核裂变、核聚变和人工核转变。请在下列方程后的括号内填写正确的类型。 3.一个α粒子融合到一个核中，写出这个核反应的方程式。这个反应式左右两边的原子核相比，哪边具有较多的结合能？ 4.在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料———作为发电能源为火星车供电。中的Pu元素是。 （1）写出发生α衰变的核反应方程。 （2）的半衰期是87.7年，大约要经过多少年会有87.5%的原子核发生衰变？ 5.已知的原子量分别是226.0254、222.0175、4.0026。求出在α衰变过程中放出的能量（以电子伏特为单位）。 6.钍232经过6次α衰变和4次β衰变后变成一种稳定的元素。这种元素是_____，它的质量数是_____，原子序数是_____。 7.某放射性元素经过6 d后，只剩下没有衰变，它的半衰期是多少天？为估算某水库的库容，可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液，测得瓶内溶液每分钟衰变次。现将这瓶溶液倒入水库，8 d后在水库中取水样（可认为溶液已均匀分布），测得水样每分钟衰变20次。请估算水库中水的体积。 8.两个氘核结合成个氨核，已知氘核质量为2.0141 u，氦核质量为4.0026 u。求出1 kg氘完全结合成氦时可以释放出的能量。阿伏加德罗常数为，氘核的摩尔质量为2 g/mol，1 u相当于931.5 MeV的能量。 9.钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和α粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核，并放出能量为0.097 MeV的γ光子。已知的质量为239.0521 u、的质量为235.0439 u和α粒子的质量为4.0026 u，且1 u相当于931.5 MeV的能量。 （1）写出衰变方程。 （2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能。 10.核电站利用核反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电。请解答以下问题，计算结果保留两位有效数字。 （1）核反应堆中的“燃料”是，请完成核反应方程式： （2）铀核的质量为235.0439 u，中子的质量为1.0087 u，锶（Sr）核的质量为89.9077 u，氙（Xe）核的质量为135.9072 u，1 u为，浓缩铀中铀235的含量占2%。求一座100万千瓦的核电站每年大约需要多少吨浓缩铀？ 答案以及解析 1.答案：见解析 解析：铀238原子核会发生α衰变，变为钍234原子核。 同时放出α粒子，就是氦原子核，所以玻璃管内会出现氦气。 2.答案：β衰变；核裂变；人工核转变；核聚变 解析： 3.答案：见解析 解析：一个α粒子融合到一个核中的反应方程式。 从比结合能曲线看，反应后的比结合能增加，反应中要释放能量，说明反应式左边的原子核具有较多的结合能。 4.答案：（1） （2）263.1年 解析：（2）半衰期为87.7年，根据公式知有87.5%的原子核发生衰变，说明 计算得出年。 5.答案： 解析：的α衰变方程为 则衰变后的质量亏损 因为1 u相当于931.5 MeV，因此释放的能量为。 6.答案：；208；82 解析：设衰变后的元素为M，质量数为y，核电荷数为x。 则衰变方程为 根据质量数守恒：，得 根据电荷数守恒：，得 所以这种元素是，它的质量数是208，原子序数为82。 7.答案： 解析：放射性元素经过n个半衰期后，剩余质量与原质量之间的关系 则 所以，所以，即此放射性元素的半衰期为2天。 经过8 d，也就是4个半衰期，还剩下没有衰变 设水库中的水的体积为V，原来含有放射性元素的水的溶液为m， 则有 计算可得。 8.答案：见解析 解析：两个氘核的核聚变方程 此时的质量亏损 则释放出的能量。 1 kg氘核中含有氘核的对数（对） 则1 kg氘核完全合成氦核时释放出的能量。 9.答案：（1）衰变方程； 或者。 （2）见解析 解析：（2）在衰 ... ...