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创新题型6 科技前沿中的原子物理问题
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eq \a\vs4\al([模型演变])
真题再现
命题角度
真题再现
命题角度
(2017·高考全国卷ⅠT17)
核聚变释放的核能
(2017·高考天津卷T1)
核反应的类型
(2017·高考北京卷T18)
光子的能量
(2015·高考广东卷T18)
核反应的规律
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eq \a\vs4\al([模型解读])
一、情境分析
1.墨子号量子科学实验卫星,分析提炼量子理论.
2.光电管、硅光电池、光控继电器,分析提炼光电效应规律.
3.正负电子对撞,分析提炼量子能量、德布罗意波长.
4.荧光效应、霓虹灯,分析提炼波尔原子模型,原子跃迁.
5.核电池、烟雾探测器、核电站、原子弹、氢弹,分析提炼核能、爱因斯坦质能方程、核反应类型.
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二、模型构建
1.量子理论:粒子能量、粒子德布罗意波长、概率波.
2.光电效应规律:光电管、硅光电池、光控继电器.
3.波尔原子模型:荧光效应、霓虹灯.
4.原子核衰变:核电池、烟雾探测器.
5.核反应及核能:核电站、原子弹、氢弹.
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eq \a\vs4\al([模型突破演练])
1.(2019·安徽模拟)随着中国在核能发电领域的发展,国际能源署署长提林·比罗尔估计到2030年中国就会超过美国成为全球最大的核能国家.下列关于核反应和核能的说法正确的是( )
A.原子弹是利用轻核聚变制成的核武器
B.任何核反应都满足质量守恒定律
C.原子核结合能越大,表明原子核中的核子结合得越牢固,原子核就越稳定
D.如果不对裂变的链式反应加以控制,就会在极短的时间内释放出巨大的能量,发生猛烈爆炸
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解析:原子弹是利用重核裂变(链式反应)制成的核武器,故A错误.原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量数守恒的规律,但质量并不守恒,故B错误.原子核中,核子的比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,故C错误.若核燃料能达到足够多时,如果对裂变的链式反应不加控制,在极短的时间内会释放出巨大的能量,发生猛烈爆炸,故D正确.
答案:D
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2.(2019·湖北华中师大附中5月模拟)核电池又叫“放射性同位素电池”,它将同位素在衰变过程中不断放出的核能转变为电能,核电池已成功地用作航天器的电源.据此猜测航天器的核电池有可能采用的核反应方程是( )
A.eq \o\al(3,1)H+eq \o\al(2,1)H→eq \o\al(4,2)He+eq \o\al(1,0)n
B.eq \o\al(235, )92U+eq \o\al(1,0)n→eq \o\al(141, )56Ba+eq \o\al(92,36)Kr+3eq \o\al(1,0)n
C.eq \o\al(238, )94Pu→eq \o\al(234, )92U+eq \o\al(4,2)He
D.eq \o\al(27,13)Al+eq \o\al(4,2)He→eq \o\al(30,15)P+eq \o\al(1,0)n
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解析:A中核反方程为核聚变方程,不是衰变方程;B中核反方程为核裂变方程,不是衰变方程;C中核反方程为衰变方程;D中核反方程为人工转变,不是衰变方程,故应选C.
答案:C
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3.(2019·四川省绵阳考前适应)2017年1月9日,大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖,大多数粒子发生核反应的过程中都伴随着中微子的产生,例如核裂变、核聚变、β衰变等,下列关于核反应的说法正确的是( )
A.eq \o\al(234, )90Th衰变为eq \o\al(222, )86Rn,经过3次α衰变,2次β衰变
B.eq \o\al(2,1)H+eq \o\al(3,1)H→eq \o\al(4,2)He+eq \o\al(1,0)n是α衰变,eq \o\al(234, )90Th→eq \o\al(234, )91Pa+eq \o\al(0,-1)e是β衰变
C.eq \o\al(235, )92U+eq \o\al(1,0)n→eq \o\al(136, )54Xe+eq \o\al(90,38)Sr+10eq \o\al(1,0)n是重核裂变方程,也是氢弹的核反应方程
D.高速运动的α粒子轰击氮核可以从氮核中打出中子,其核反应方程为
eq \o\al(4,2)He+eq \o\al(14, )7N→eq \o\al(17, )8O+eq \o\al(1,1)n
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解析:在α衰变的过程中,电荷数少2,质量数少4