第5章 原子核 章末检测试卷(5) （课件）-【步步高】2023-2024学年高二物理选择性必修第三册（人教版2019，浙江）

ZHANGMOJIANCESHIJUAN(WU) 章末检测试卷(五) (满分：100分) 一、选择题Ⅰ(本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分) 1.(2022·金华市高二校联考期末)下列核反应方程和类型均正确的是 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2.(2023·浙江模拟预测)如图是核电站工作流程图，关于核能，下列说法正确的是 A.核反应堆可以把核能直接转化为电能 B.核反应堆利用的是原子核衰变过程产 生的能量 C.核反应生成物的比结合能小于反应物 的比结合能 D.水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 √ 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 核反应堆把核能转化为内能，再转化为电能，故A错误； 核反应堆利用的是核裂变过程产生的能量，故B错误； 核反应堆中发生核反应要放出热量，则核反应生成物的比结合能大于反应物的比结合能，故C错误； 水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线，故D正确。 17 18 19 20 3.关于核力与结合能，下列说法正确的是 A.核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力大 B.比结合能越大，原子核越不稳定 C.比结合能小的原子核拆分成比结合能大的原子核时会吸收核能 D.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和必小于 原来重核的结合能 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m，核力是强相互作用力的一种体现，在相邻的核子间，核力远大于库仑力，故A正确； 比结合能越大，原子核中的核子结合的越牢固，原子核越稳定，故B错误； 比结合能小的原子核拆分成比结合能大的原子核时，因为在该过程中出现了质量的亏损，根据爱因斯坦的质能方程可知，这个过程会释放巨大的能量，俗称核能，故C错误； 一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故D错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 由核反应中的质量数守恒以及电荷数守恒可知x＝3，选项A错误； 17 18 19 20 根据爱因斯坦质能方程知，该反应释放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1－2m2－m3－m4)c2，选项C正确； 5.放射性元素123I会衰变为稳定的123Te，半衰期约为13 h，可以用于检测人体的甲状腺对碘的吸收。若某时刻123I与123Te的原子数量之比为4∶1，则经过26 h后123I与123Te的质量之比 A.1∶2 B.1∶4 C.1∶8 D.1∶16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 √ 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 根据题述，123I与123Te原子数量之比为4∶1，则通过26 h(两个半衰期)后，4份123I衰变剩余1份，生成了3份123Te原子，剩余123I与123Te原子数量之比为1∶4，因为123I与123Te原子质量相同，所以经过26 h(两个半衰期)后，123I与123Te原子的质量之比为1∶4，故B正确，A、C、D错误。 17 18 19 20 6.(2023·温州市统考)轧钢厂的热轧机上安装射线测厚仪，仪器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关。如图所示，某射线测厚仪采用放射性同位素铱192作为放射源，其化学符号是Ir，原子序数为77，放射源在进行β衰变产生新核X的同时会释放出γ射线，放射性元素的半衰期为74天，下列说法正确的是 A.上述衰变方程为 B.衰变放射出的β粒子来自于原子的核外电子 C.若有4 g铱192，经过148天后，铱全部发生 衰变 D.若探测器测得的射线强度变弱时，说明钢板厚度变小 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 √ 17 18 19 20 经过148天即经过两个半衰期，则剩余铱192的质量为m＝ ＝ 1.0 g，即有3.0 g铱192发生了衰变，故C错误； 若探测器测得的射线强度变弱时，说明钢板厚度变大，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 原子核内中子转化为质子和电子，衰变放射出的β粒子来自于原子核内转化的电子，故B错误； 17 18 19 20 7.(2023·浙江省名校协作体开学考试)已知钚元素的半衰期约为88年，钚238衰变时只放出α射线，钚238制作的同位素电池广泛应用于宇宙飞船、人造卫星、极地气象站等。下列说法正确的是 A.α射线的电离作用比β射线弱 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C.1 kg钚经过44年未衰变质量是0.25 kg D.钚经过化学反应生成其他化合物之后，其放射性立即消失 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 α射线的电离作用比β射线强，A错误； 已知钚元素的半衰期约为88年，可知1 kg钚经过176年未衰变质量是0.25 kg，故C错误； 元素的放射性由原子核决定，与元素处于单质或化合物状态无关，即原子核的放射性与原子所处的物理和化学状态均无关，钚经过化学反应生成其他化合物之后，其放射性仍然存在，D错误。 B.一张A4纸就能挡住由X粒子构成的射线 C.放射性元素的半衰期与该元素原子所处的化学状态、外部条件有直接 关系 D.结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 放射性元素的半衰期由该原子核自身决定，与外界因素无关，C错误； 比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，D错误。 9.(2023·台州市统考模拟)黄旭华，中国核潜艇之父，为中国核潜艇事业的发展做出了重要贡献。关于核反应，下列说法正确的是 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 中子和质子结合成氘核，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知，结合能为ΔE＝(mn＋mp－mD)c2 则氘核的比结合能为 故D正确。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 根据质量数和电荷数守恒，X的质量数为1，电荷数为0，X为中子，故A正确，B错误； 11.(2023·嘉兴市高级中学校考阶段练习)如图所示，一静止的原子核 (钍) 在P点发生衰变，放出一个粒子并产生新核X，它们在匀强磁场中的运动轨迹如图中a、b所示。已知钍核质量为m1，新核X质量为m2，粒子质量为m3，真空中的光速为c。则 A.b是新核X的轨迹 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 √ 17 18 19 20 C.衰变释放的核能为(m2＋m3－m1)c2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 量守恒，因此新核X与衰变产生的粒子动量大小相等、方向相反，而新核X电荷量大，因此新核X的轨迹半径小，故b是新核X的轨迹，故A正确； 由A中分析可知，新核X与衰变产生的粒子速度方向相反，由题图可知，新核X与衰变产生的粒子在磁场中偏转方向相同，根据左手定则可知，新核X与衰变产生的粒子带异种电荷，该衰变为β衰变，故B错误； 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 由质能方程可得衰变释放的核能为ΔE＝(m1－m2－m3)c2，故C错误； 半衰期是大量原子核有半数衰变用的时间，是大量原子核衰变的统计规律，对个别原子核没有意义，故D错误。 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 α衰变过程中系统不受外力，动量守恒，故A错误； 设 的反冲速度大小为v，α粒子的速度大小是v′，由动量守恒定律，得：0＝Mv－mv′ 则有Mv＝mv′ 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 13.(2023·嘉兴市统考)太阳内部核聚变反应产生的能量向太空辐射，太阳辐射在到达地面之前会经过厚厚的大气层并损失近50%能量。现测得单位时间内地球表面正对太阳光的单位面积上吸收的太阳辐射约为1.4× 103 J/m2 ·s。已知日地距离为1.5×108 km，真空中的光速c＝3×108 m/s，则太阳每秒因辐射而亏损的质量约为 A.8.8×103 kg B.6.6×105 kg C.2.2×107 kg D.8.8×109 kg 15 16 √ 17 18 19 20 根据题意可知，1 s内到达地面1 m2的能量为E1＝1.4×103 J 太阳每秒辐射到以日地距离为半径的球面上的总能量为 E1′＝E1×4πR2＝1.4×103×4×3.14×(1.5×1011)2 J＝3.956 4×1026 J 而太阳辐射在到达地面之前会经过厚厚的大气层并损失近50%能量，则可知太阳每秒实际辐射出的总能量为E总＝2E1′＝7.912 8×1026 J 由爱因斯坦的质能方程可知每秒太阳损失的质量为Δm＝ ≈8.8× 109 kg，故选D。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 二、选择题Ⅱ(本题共2小题，每小题3分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得3分，选对但不选全的得2分，有选错的得0分) 14.(2023·绍兴市统考)质子与中子都是由三个夸克组成，其中质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子由两个下夸克和一个上夸克组成，形成过程中均可类比核聚变。β衰变时，核内的中子转化为一个质子和电子，质子质量约为1.672 6×10－27 kg，中子质量约为1.674 9×10－27 kg，电子质量约为9.109 6×10－31 kg，真空中光速c＝3×108 m/s。下列说法正确的有 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A.中子转化的核反应方程式为 B.弱相互作用是引起β衰变的原因 C.上、下夸克的质量差为2.3×10－30 kg D.一次β衰变释放出的能量为1.3×10－14 J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 √ √ 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，故B正确； 由题中“形成过程中均可类比核聚变”可知，夸克形成质子、中子过程质量有亏损，故 1.672 6×10－27 kg≠2m上＋m下，1.674 9×10－27 kg≠m上＋2m下 无法计算上、下夸克的质量差，故C错误； 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 β衰变中的质量亏损Δm＝1.674 9×10－27 kg－1.672 6×10－27 kg－9.109 6 ×10－31 kg＝1.39×10－30 kg 释放出的能量为 ΔE＝Δmc2＝1.39×10－30×9×1016 J＝1.25×10－13 J，故D错误。 17 18 19 20 15.(2023·杭州市学军中学月考)因为慢中子更适宜引发裂变，但是重核裂变产生的中子大部分是速度很大的“快中子”，因此需要“慢化剂”使“快中子”减速。“快中子”与“慢化剂”的原子核发生碰撞后，中子能量减小，变为“慢中子”。假设中子与“慢化剂”原子核的每次碰撞都是弹性碰撞，而且认为碰撞前“慢化剂”原子核都是静止的，下列说法正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A.“慢化剂”原子核质量越大，每次碰撞中中子损失的能量越多，更适宜 　作为“慢化剂” B.若“慢化剂”采用普通水，中子与普通水中的氢原子核发生碰撞，中子 　的减速效果很好 C.若用石墨做“慢化剂”，碳原子核的质量是中子质量的12倍，一次碰撞 　前后中子速度大小之比为13∶11 D.若用石墨做“慢化剂”，碳原子核的质量是中子质量的12倍，一个“快 　中子”连续与三个静止的碳原子核碰撞后“快中子”的动能与其初动能 　之比为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 √ √ 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 假设中子的质量为m，“慢化剂”原子核的质量为M，中子去碰撞静止的“慢化剂”原子核，由动量守恒定律得mv0＝mv＋Mv1 可知“慢化剂”原子核的质量和中子质量越接近，中子碰撞后的速度越小，慢化效果越好，故A错误，B正确； 若用石墨做“慢化剂”，碳原子核的质量是中子质量的12倍，一次碰撞后中子速度 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 一次碰撞前后中子速度大小之比为13∶11，故C正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 三、非选择题(本题共5小题，共55分) 16.Ⅰ.(6分)放射性元素　　 经过____次α衰变和____次β衰变变成了稳定元素　　　衰变同时往往会伴随____辐射。 6 4 γ 发生β衰变的次数82－(90－6×2)＝4次 衰变同时往往会伴随γ辐射。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (1)写出 的衰变和正负电子湮灭的方程式___________________、______________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 17 18 19 20 正负电子湮灭的过程中产生一对光子，方程式为 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A.利用它的射线 B.作为示踪原子 C.参与人体的代谢过程 D.有氧呼吸 B 将放射性同位素 注入人体后，由于它能放出正电子，并能与人体内的负电子产生一对光子，从而被探测器探测到，所以它的用途是作为示踪原子，故B正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应_____(选填“长”“短”或“长短均可”)。 短 放射性同位素作为示踪原子，要求元素的半衰期要短，以减小对人体的伤害。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 由爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2 (1分) (2分) (1分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案　17 190年 代入数据解得n＝3 (1分) 则有t＝3T1/2＝5 730×3年＝17 190年。 (1分) (2分) (1)1 L海水中的氘全部聚变为氦，能释放出多少MeV的能量？ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案　1.077×1023 MeV 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2个氘核聚变为氦核释放的核能为ΔE＝(2×2.014 1－4.002 6)× 931.5 MeV＝23.846 4 MeV (3分) 0.03 g的氘中含有氘核的数目为 (3分) 所以1 L海水中氘全部聚变为氦，释放能量为 (2分) (2)1 kg无烟煤完全燃烧释放的能量为3.35×107 J，则1 L海水中的氘全部聚变所放出的能量相当于多少kg的无烟煤完全燃烧所释放的能量？ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案　514 kg (3分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 由质量数与电荷数守恒可知，235＋1＝136＋90＋x (2分) 得x＝10 (1分) 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案　(m1－m2－m3－9m)c2 由题意知，质量亏损为Δm＝m1－m2－m3－9m (1分) 由爱因斯坦质能方程可知，释放的核能为： ΔE＝Δm·c2＝(m1－m2－m3－9m)c2 (2分) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案　22 kg (3)假设核反应堆的功率P＝6.0×105 kW，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11 J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少千克铀235？铀235的摩尔质量M摩＝0.235 kg/mol，一个月约为t＝2.6×106 s，阿伏加德罗常数NA＝6.0×1023 mol－1。(计算结果保留两位有效数字) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 一个月内核反应产生的总能量为E＝Pt (1分) (2分) (2分) 20.(11分)(2022·金华市磐安县第二中学月考)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。中国科学院某实验室工作人员，用初速度为v0的α粒子，轰击静止的氮原子核，产生了质子。若某次碰撞可看作对心正碰，碰后释放的核能全部转化为动能，新核与质子同方向运动，且垂直磁场方向，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1∶17。(质子的质量为m) (1)写出核反应方程； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 (3分) (2)求出质子的速度； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案　2v0 α粒子、新核的质量分别为4m、17m，质子的速度为v，选取α粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得 4mv0＝17m× ＋mv (3分) 解得v＝2v0 (2分) (3)求释放后新核的动能。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 释放后新核的动能为 (3分) A.U→Th＋He是β衰变 B.H＋H→He＋n是轻核聚变 C.O→N＋e是β衰变 D.Se→Kr＋2e是重核裂变 U→Th＋He是α衰变，A错误； H＋H→He＋n是轻核聚变，B正确； O→N＋e该方程不满足电荷数守恒，C错误； Se→Kr＋2e是β衰变，D错误。 4.U核某种裂变方式的核反应方程为U＋n→Ba＋Kr＋xn，已知U、n、Ba、Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4，真空中的光速为c。则下列说法正确的是 A.核反应方程式中x＝2 B.U中含有56个中子 C.该反应释放的核能为(m1－2m2－m3－m4)c2 D.Ba比U的比结合能小 U原子核中电荷数为92，质量数为235，则中子数为235－92＝143，选项B错误； 核反应方程式生成物比反应物稳定，则U原子核的比结合能小于Ba原子核的比结合能，选项D错误。 Ir →X＋e m0()2 根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒，可知衰变方程为Ir→X＋e，故A正确； B.Pu→U＋He 根据核反应过程满足质量数和电荷数守恒可知反应方程为Pu→U＋He，B正确； 8.(2023·湖州市天略外国语学校模拟)已知氘核H、氚核H核聚变反应方程为H＋H→X＋n，下列说法正确的是 A.该轻核聚变核反应方程中X为He 根据核反应过程满足电荷数守恒和质量数守恒可知反应方程为H＋H →He＋n，A错误； 由He构成的α射线，穿透能力很弱，一张纸就能挡住，B正确； A.He＋H→He＋H为α衰变，放出的α射线 有很强的穿透性 B.氪90(Kr)不稳定，衰变成为锆90(Zr)需经 过2次α衰变 C.N＋He→O＋H是核聚变，释放大量能量为核潜艇提供动力 D.已知中子、质子和氘核的质量分别为mn、mp和mD，真空中光速为c， 则氘核的比结合能为 He＋H→He＋H为轻核聚变反应，不是α衰变，α射线的穿透能力很弱，故A错误； 氪90(Kr)不稳定，衰变成为锆90(Zr)，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变过程中放出4个电子，则需经过4次β衰变，故B错误； N＋He→O＋H是卢瑟福发现质子的人工核反应，故C错误； ， 10.(2022·金华市联考模拟预测)铀核裂变的一种方程为U＋X→Sr＋Xe＋3n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法中不正确的是 A.X粒子是中子 B.X粒子是质子 C.U、Sr、Xe相比，Sr的比结合能最大， 最稳定 D.U、Sr、Xe相比，U的质量数最大，结合能最大 根据图像可知，Sr的比结合能最大，最稳定，U的质量数最大，结合能最大，故C、D正确。 Th B.衰变方程为Th→X＋He D.该原子核Th衰变的时间等于钍234的半衰期 根据洛伦兹力提供向心力Bqv＝，可得R＝＝，静止的原子核Th(钍)发生衰变过程动 12.(2023·绍兴市统考)如图所示是原子核Ra发生α衰变的能级图，Ra经α衰变直接变至Rn基态，或者衰变至一个激发态Rn，然后通过释放一个光子衰变至Rn基态。若Ra发生α衰变前是静止的，则 A.α衰变过程中系统动量不守恒 B.α粒子的动能小于原子核Rn的动能 C.Ra的质量大于Rn与α粒子质量之和 D.激发态Rn释放光子至Rn基态的衰变是β衰变 Rn 根据动能的表达式Ek＝mv2＝ 由于Rn的质量大于α粒子的质量，则衰变后Rn的动能小于α粒子的动能，故B错误； 激发态Rn释放光子至Rn基态不是衰变，故D错误。 由于发生α衰变时要伴随释放一定的能量，由质能方程可知，Ra的质量大于Rn与α粒子质量之和，故C正确；   n→H＋e 发生β衰变时，一个中子转化为一个质子和电子，根据质量数和核电荷数守恒，中子转化的核反应方程式为n→H＋e，故A正确； ()3 由机械能守恒定律得mv02＝mv2＋Mv12 解得碰撞后中子的速度为v＝v0 v＝v0＝－v0 一个“快中子”连续与三个静止的碳原子核碰撞后“快中子”的速度v′＝()3v0＝(－)3v0 动能之比为()6, 故D错误。 Th Pb， 发生α衰变的次数＝6次 Ⅱ.(8分)正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理：将放射性同位素O注入人体，参与人体的代谢过程，O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。根据PET原理，回答下列问题： O O→N＋e e＋e→2γ O衰变放出正电子，故核反应方程为O→N＋e e＋e→2γ (2)将放射性同位素O注入人体，O的主要用途是________。 O 17.(8分)(2022·南阳市高二月考)放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古代生物体的年代。 (1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子N后，会形成C，C很不稳定，易发生β衰变，其半衰期为5 730年，放出β射线，写出有关的2个核反应方程；若β衰变过程中释放的核能为ΔE，则该反应过程中质量亏损为多少？(真空中光速为c) 答案　N＋n→C＋H　C→N＋e　 根据核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒可得N＋n→C＋H，C→N＋e 可得Δm＝ (2)若测得一古生物体遗骸中C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？ 故有m余＝m0()n 由题知古生物体遗骸中C含量只有活体中的12.5%， 18.(11分)已知1 L海水中可提取0.03 g的氘(H)，氘核和氦核(He)的质量分别为2.014 1 u和4.002 6 u,1 u＝931.5 MeV，氘的摩尔质量为2 g/mol，NA＝6.02×1023 mol－1。求： NH＝NA＝×6.02×1023＝9.03×1021， E＝ΔE≈1.077×1023 MeV＝1.723 2×1010 J 释放1.723 2×1010 J的能量需要燃烧无烟煤的质量为m′＝ kg≈514 kg。 19.(11分)核动力航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是U＋n→Xe＋Sr＋( )n (1)在括号内填写n前的系数； (2)用m1、m2、m3分别表示U、Xe、Sr核的质量，m表示中子的质量，则上述核反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能ΔE是多少？(真空中的光速为c) 同时：E＝NAΔE 可得：M＝＝ kg≈22 kg。 答案　N＋He→O＋H 由质量数守恒及电荷数守恒可得，核反应方程为N＋He→O＋H 答案　 E＝×17m×()2＝ $$