第5章 原子核与核能 本章复习提升（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二物理选择性必修第三册（鲁科版）

本章复习提升 易混易错练 易错点1　对三种射线的特点和产生机理理解不透 1.(多选题)关于原子核衰变放出的α、β、γ三种射线,下列说法正确的是 (　　) A.α射线是高速氦核流,其电离作用很强 B.β射线是高速电子流,它是核外电子受激发形成的 C.β射线的电离作用很强,穿透能力很弱 D.γ射线是波长很短的电磁波,其穿透能力比X射线还强 易错点2　误认为有α粒子生成就是α衰变 2.“人造太阳”实验中的可控热核反应的聚变方程是HHHen,反应原料氘H)富存于海水中,氚H)可以用中子轰击锂核Li)得到,则关于中子轰击锂核Li)产生一个氚H)和一个新核,下列说法正确的是 (　　) A.该核反应方程为LinHeH B.核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领,但穿透能力较弱 C.在中子轰击锂核Li)的核反应生成物中出现α粒子,故该核反应属于α衰变 D.核聚变的条件是要达到高温高压的热核反应状态,故核聚变过程不能释放出核能 易错点3　不能正确理解和应用半衰期公式 3.一块含铀的矿石质量为M,其中铀元素的质量为m,铀发生一系列衰变,最终生成物为铅。已知铀的半衰期为T,那么下列说法中正确的是　 (　　) A.经过2个半衰期后,这块矿石中基本不再含有铀 B.经过2个半衰期后,原来所含的铀元素的原子核有发生了衰变 C.经过3个半衰期后,铀元素的质量还剩 D.经过1个半衰期后该矿石的质量剩下 易错点4　不能灵活应用公式计算核能 4.原子质量单位为u,1 u相当于931.5 MeV的能量,真空中光速为c,当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是 (　　) A.(M-m1-m2)c2 B.(m1+m2-M)×931.5 J C.(m1+m2-M)c2 D.(m1+m2-M)×931.5 eV 5.两个氘核结合成一个氦核,已知氘核质量为2.014 u,氦核质量为4.002 u。 (1)写出相应的核反应方程; (2)求出1 kg氘完全结合成氦时释放出的能量。已知:阿伏伽德罗常数NA为6.0×1023 mol-1,氘核的摩尔质量为2 g/mol,1 u相当于931.5 MeV的能量。(结果保留两位有效数字) 思想方法练 思想方法一　实验探究法 方法概述 　　在探究三种射线过程中,用三种射线粒子在电场和磁场所做的运动判断各射线粒子的性质。 1.如图所示,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中,下列说法正确的是 (　　) A.①表示γ射线,③表示α射线 B.②表示β射线,③表示α射线 C.④表示α射线,⑤表示γ射线 D.⑤表示β射线,⑥表示α射线 思想方法二　“守恒”思想 方法概述 　　原子物理中的守恒思想主要是:(1)核反应方程中的质量数守恒和电荷数守恒。(2)核反应过程中动量守恒、能量守恒。 2.下列核反应方程中X表示α粒子的是 (　　) AH+XHen BUTh+X CUnBaKr+3X DHeAlP+X 3.铀原子核既可发生衰变,也可发生裂变。其衰变方程为U→Th+X,裂变方程为Un→YKr+n,其中Un、YKr的质量分别为m1、m2、m3、m4,光在真空中的传播速度为c。下列叙述正确的是 (　　) AU衰变是α衰变,α射线可以用来测量钢板的厚度 BU裂变时释放的能量为(m1-2m2-m3-m4)c2 C.若升高温度U的半衰期将会变小 D.Y原子核中含有56个中子 4.太阳放出的大量中微子向地球飞来,但实验测定的数目只有理论的三分之一,后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个μ子和一个τ子。若在衰变过程中μ子的速度方向与原来中微子的运动方向一致,则τ子的运动方向 (　　) A.一定与μ子同方向 B.一定与μ子反方向 C.一定与μ子在同一直线上 D.不一定与μ子在同一直线上 思想方法三　“数形结合”法 方法概述 　　在半衰期的有关计算中,常常涉及图像表示衰变后质量随时间的变化关系,根据图像可得出半衰期。 5.如图所示,纵坐标表示放射性元素氡222在某时刻的质量m与t=0时刻的质量m0的比值,则下列说法正确的是 (　　) A.氡的半衰期为3.8天 B.若温度降低,分子、原子等粒子的运动将变慢,氡的半衰期将增大 C.一个氡222原子核要经过3.8天才发生衰变 D.10个氡222原子核经过3.8天一定还剩5个 答案与分层梯度式解析 本章复习提升 易混易错练 1.AD　α射线是高速氦核流,其电离作用很强,穿透能力很弱,故A正确。β射线是高速电子流,是中子转变为质子时放出电子形成的,故B错误。三种射线中,α射线电离作用最强,γ射线电离作用最弱;γ射线穿透能力最强,α射线穿透能力最弱,β射线均处于中间位置,故C错误。γ射线是波长很短的电磁波,其穿透能力比X射线还强,故D正确。 错解分析　不能牢固掌握三种射线的电离作用及穿透能力的强弱关系,不理解三种射线产生的机理是导致解答本题出错的原因。熟练掌握三种射线的特性及产生机理:α射线是原子核发生α衰变时分裂出来的高速氦原子核,它的电离作用强,穿透能力弱;β射线是原子核发生β衰变时释放出的高速电子流,它的电离作用较弱,穿透能力较强;γ射线是伴随α衰变、β衰变释放出的能量很高的电磁波,它的电离作用更弱,穿透能力更强。 2.B　根据题意以及质量数守恒和核电荷数守恒可得中子轰击锂核的核反应方程为LinHeH,A错误;核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领,但穿透能力较弱,B正确;天然放射现象中产生α粒子的核反应才是α衰变,而中子轰击锂核Li)的核反应是原子核的人工转变,故C错误;核反应中释放的核能来源于核反应过程中的质量亏损,与核反应的条件无关,故D错误。 错解分析　判断是否属于α衰变的依据是天然放射性现象中产生α粒子的核反应才属于α衰变。 3.C　经过2个半衰期后矿石中剩余的铀应该有,故选项A、B错误;经过3个半衰期后矿石中剩余的铀还有,故选项C正确;因为衰变产物大部分仍然留在该矿石中,所以矿石质量没有太大的改变,选项D错误。 错解分析　没区分1个半衰期后放射性元素衰变后剩余的质量与该矿石剩余质量导致出错。 4.C　在核能计算时,如果质量的单位是kg,则用ΔE=Δmc2进行计算,如果质量的单位是u,则利用1 u相当于931.5 MeV的能量计算,即ΔE=Δm×931.5 MeV进行计算,故C正确,A、B、D错。 错解分析　应用ΔE=Δmc2求释放能量时,没有区分质量的单位。当质量单位是u时,则ΔE=Δm×931.5 MeV。 5.答案　(1HHHe　(2)3.6×1027 MeV 解析　(1)核聚变反应的方程为HHHe。 (2)两个氘核结合成一个氦核时释放的能量为 ΔE=Δmc2=(2×2.014 u-4.002 u)c2=0.026×931.5 MeV≈24.22 MeV 由于1 kg氘中含有一对的氘核数为 n=××NA=××6.0×1023=1.5×1026 1 kg氘完全结合成氦时可以释放出的能量为 E=nΔE=1.5×1026×24.22 MeV≈3.6×1027 MeV。 错解分析　应求解1 kg氘含有多少对氘核,进而求解释放能量,而不是多少个。 思想方法练 1.C　γ射线为电磁波,在电场、磁场中均不偏转,故②和⑤表示γ射线,A、B、D项错;α射线中的α粒子为氦的原子核,带正电,在匀强电场中沿电场方向偏转,故③表示α射线,由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏,故④表示α射线,C项对。 2.B　由核反应前后质量数和核电荷数守恒知,A选项中X的质量数为4+1-2=3,电荷数为2-1=1,X是H,故A错误;B选项中X的质量数为238-234=4,电荷数为92-90=2,X是He,即α粒子,故B正确;C选项中X的质量数为=1,电荷数为92-56-36=0,X是中子,故C错误;D选项中X的质量数为4+27-30=1,电荷数为2+13-15=0,X是中子,故D错误。故选B。 3.B　根据质量数守恒和核电荷数守恒可得X为He,发生的是α衰变,α射线贯穿能力弱,不能用来测量钢板的厚度,故A错误;由于裂变时释放能量,由爱因斯坦质能方程得ΔE=Δmc2=(m1-2m2-m3-m4)c2,故B正确;半衰期与原子核所处的物理、化学状态没有关系,故C错误;根据核反应前后质量数和核电荷数均守恒知,Y原子核中含有144个核子和56个质子,中子数为144-56=88,故D错误。故选B。 4.C　根据题中给出的信息,中微子在衰变过程中分裂为μ子和τ子,其衰变过程符合动量守恒定律,mv0=mμvμ+mτvτ,因此mτvτ=mv0-mμvμ。当μ子与中微子速度方向相同时,τ子运动方向与μ子运动方向相同或相反,即在同一直线上,但由于不知道中微子和μ子的动量大小,因此具体方向无法判断,所以A、B、D三项错误,C项正确。 方法点津　动量守恒定律是自然界的普遍规律之一,不仅适用于宏观物体的相互作用,也适用于微观粒子的相互作用。原子核的各类核反应中同样遵循动量守恒定律。 5.A　由题图和半衰期的定义可知氡的半衰期为3.8天,故A正确;放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定,与外界因素(如温度、压强等)无关,也与物态变化无关,B错误;半衰期具有统计意义,对大量的原子核适用,对少数的原子核不适用,故C、D错误。 7 学科网（北京）股份有限公司 $