【状元之路】高考物理一轮复习 152原子核同步检测试题(1).docVIP

原子核a组基础巩固1下列现象中，与原子核内部变化有关的是()a粒子散射现象b天然放射现象c光电效应现象 d原子发光现象解析：粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及核内部的变化，故a项错误；天然放射现象是原子核内部发生变化自发地放射出粒子或电子，从而发生衰变或衰变，故b项正确；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及原子核的变化，故c项错误；原子发光是原子跃迁形成的，也没有涉及原子核的变化，故d项错误答案：b2(多选题)2013广东高考铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是unbakr3n.下列说法正确的有()a上述裂变反应中伴随着中子放出b铀块体积对链式反应的发生无影响c铀核的链式反应可人工控制d铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析：从铀核裂变方程可以看出，反应中伴随着中子放出，a正确；铀块的体积必须大于临界体积才能发生链式反应，b错误；通过控制中子数可以控制链式反应，c正确；铀核的衰变半衰期与物理、化学状态无关，因此不受环境影响，d错误答案：ac3下列关于原子和原子核的说法正确的是()a衰变现象说明电子是原子核的组成部分b玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化c放射性元素的半衰期随温度的升高而变短d比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析：衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，a错误；玻尔的基本假设是轨道、速度、能量都是量子化的，b正确；半衰期由原子核的内部因素决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关，c错误；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，d错误答案：b4太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少太阳每秒钟辐射出的能量约为41026j，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减小的质量最接近()a1036kg b1018kgc1013kg d109kg解析：本题意在考查考生对爱因斯坦质能方程的运用能力根据emc2得：mkg4.4109kg，选项a、b、c错，选项d正确答案：d5天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图461所示，由此可推知()图461a来自于原子核外的电子b的电离作用最强，是一种电磁波c的电离作用较强，是一种电磁波d的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子解析：本题考查学生对天然放射现象中三种射线的认知能力由图可知：射线贯穿能力最弱，为射线，本质是氦核(he)，其电离能力最强；射线贯穿能力最强，为射线，本质是电磁波(光子流)，其电离能力最弱；射线为射线，本质是电子流，综上所述，只有d正确答案：d62014福建省三明一中月考下列说法正确的是()a人们在研究天然放射现象过程中发现了质子b铀核裂变的核反应方程ubakr2nc设质子、中子、粒子的质量分别为m1、m2、m3，两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是c2d原子在a、b两个能量级的能量分别为ea、eb，且eaeb，当原子从a能级跃迁到b能级时，吸收光子的波长(其中c为真空中的光速，h为普朗克常量)解析：1919年，卢瑟福通过粒子轰击氮核，发现了质子，所以a错误；铀核裂变的核反应方程为unbakr3n，所以b错误；根据爱因斯坦质能方程emc2可知，当两个质子和两个中子结合成一个粒子释放的能量为ec2，所以c正确；根据玻尔原子模型可知，原子从高能级跃迁到低能级时会释放光子，故d错误答案：cb组能力提升7放射性同位素na的样品经过6 h还剩下1/8没有衰变，它的半衰期是()a2 h b1.5 hc1.17 h d0.75 h解析：本题考查考生对半衰期的理解，我们知道，放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下1/4，再经一个半衰期这1/4又会衰变一半只剩1/8，所以题中所给的6 h为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2 h，也可根据m余m原得，t2 h.答案：a8某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为()hcnq1hncxq2方程式中q1、q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：原子核hhehecnn质量/u1.007 83.016 04.002 612.00013.005 715.000 1以下推断正确的是()ax是he，q2q1 bx是he，q2q1cx是he，q2q1 dx是he，q2q1解析：hcn中质量亏损为m11.007 8 u12.000 u13.005 7 u0.002 1 u，根据电荷数守恒和质量数守恒可知hncx中x的电荷数为2、质量数为4，质量亏损为m21.007 8 u15.000 1 u12.000 0 u4.002 6 u0.005 3 u，根据爱因斯坦的质能方程可知q1m1c2、q2m2c2，则q1q2.答案：b9在匀强磁场里有一个原来静止的放射性元素碳14，它所放射的粒子与反冲核的径迹在磁场中是两个相切的圆，圆的直径之比为71，如图462所示，那么，碳14的衰变方程是()图462a.chebeb.c1ebc.c1end.chb解析：因rmv/qb，由动量守恒可知，放出的粒子和反冲核满足m1v1m2v2，所以/，得.答案：c10约里奥居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素p衰变成si的同时放出另一种粒子，这种粒子是_，p是p的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg p随时间衰变的关系如图463所示，请估算4 mg的p经多少天的衰变后还剩0.25 mg.图463解析：p衰变的方程：psie，即这种粒子为正电子题图中纵坐标表示剩余p的质量，经过t天4 mg的p还剩0.25 mg，也就是1 mg中还剩mg0.062 5 mg，由题图估读出此时对应天数为56天答案：正电子56天(5458天都算对)11质量为m1的he核，以速度v0轰击质量为m2的静止的n核，发生了核反应，最终产生两种新粒子a和b.其中a为o核，质量为m3，速度为v3；b的质量为m4.(1)写出核反应方程式；(2)计算粒子b的速度vb；(3)粒子a的速度符合什么条件时，粒子b的速度方向与he核的运动方向相反？解析：(1)henoh.(2)由动量守恒定律有m1v0m3v3m4vb，解得vb.(3)当m1v0m3v30时，b的速度与he核的速度方向相反解得v3.答案：(1)henoh(2)(3)v312浙江秦山核电站第三期工程有两个60万千瓦发电机组已并网发电(1)发电站的核能来源于u的裂变，现有四种说法：a.u裂变时释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小；b.u的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为：unbakr3n；c.u是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短；d一个u核裂变能放出约200 mev的能量，合3.21011 j.以上四种说法中正确的是_(2)已知铀235的质量为235.043 9 u，钡141的质量为140.913 9 u，氪92的质量为91.897 3 u，每个中子质量为1.008 7 u. 1 kg铀235发生(1)中的铀核裂变所放出的能量相当于多少优质煤完全燃烧时放出的能量？(1 kg优质煤完全燃烧时能产生3.36107 j的热量)(3)这座核电站核能转化为电能的效率为40%，假定反应堆中发生的裂变反应全是(1)中的核反应，则每年需要多少浓缩铀(浓缩铀中铀235的含量占2%)?解析：(1)u裂变时，核子数、质子数守恒，只是重核的核子平均质量大于中等质量的核子平均质量，产生质量亏损，释放核能，故a错，b对.u的半衰期不会随环境温度的变化而改变，它是由核内部自身的因素决定的，故c错.1 mev11061.61019 j1.61013 j，故d对(2)质量亏损为：m(mumn)(mbamkr3mn)236.052 6 u235.837 3u0.215 3 u.释放的能量：emc2210 mev.1 kg铀235含有的铀原子核数目为n6.0210232.561024个1 kg铀完全反应释放的总能量为：e总ne2.5610242011061.601019 j8.231013 j.1 t煤完全燃烧释放的能量为：e1 0003.36107 j3.361010 j，故1 kg铀完全反应相当于这样的煤完全燃烧的质量为：m煤2.45103 t.(3)核电站每年放出的热量q j9.461016 j.需要浓缩铀：m5.7104 kg.答案：(1)bd(2)2.45103 t(3)5.7104 kgc组难点突破13(多选题)核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，但安全是核电站面临的非常严峻的问题核泄漏中的钚(pu)是一种具有放射性的超铀元素，钚的危险性在于它对人体的毒性，与其他放射性元素相比钚在这方面更强，一旦侵入人体，就会潜伏在人体肺部、骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险已知钚的一种同位素239 94pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为239 94puxhe，下列有关说法正确的是()ax原子核中含有143个中子b100个239 94pu经过24 100年后一定还剩余50个c由于衰变时释放巨大能量，根据emc2，衰变过程中总质量增加d衰变发出的放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力解析：由衰变过程中核电荷数守恒得235 92x，其中中子数为23592143，a项对半衰期对大量原子核的衰变才有意义，b项错衰变过程中核子总质量减小，质量必亏损，c项错衰变后产生的巨大的能力以光子的形式释放，d项对答案：ad名师心得拱手相赠教学积累资源共享守恒思想在原子物理中的应用1质量数守恒和电荷数守恒的应用【例1】本题中用大写字母代表原子核，e经衰变成为f，再经衰变成为g，再经衰变成为h.上述系列衰变可记为下式：efgh，另一系列衰变如下：pqrs.已知p和f是同位素，则()aq和g是同位素，r和h是同位素br和e是同位素，s和f是同位素cr和g是同位素，s和h是同位素dg和e是同位素，r和f是同位素解析：由于p和f是同位素，设它们的质子数为n，则其他各原子核的质子数可分别表示如下：n2enfn1gn1hnpn1qn2rns由此可以看出r和e是同位素，s和f、p是同位素，q和g是同位素，故只有b正确答案：b2动量守恒的应用动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一大到天体，小到微观粒子，无论相互作用的是什么性质的力，动量守恒定律都是适用的因此动量守恒定律也适用于原子或原子核之间的相互作用【例2】用速度为v0、质量为m1的he核轰击质量为m2的静止的n核，发生核反应，最终产生两种粒子a和b.其中a为o，质量为m3，速度为v3；b的质量为m4.(1)计算粒子b的速度vb；(2)粒子a的速度符合什么条件时，粒子b的速度方向与he核的运动方向相反解析：(1)由动量守恒定律有：m1v0m3v3m4vb，解得：vb.(2)b的速度与he核的速度方向相反，即：m1v0m3v3.答案：(1)(2)v33能量和动量守恒的综合应用能量守恒定律是人类长期总结得到的一条普通适用的基本规律能量和动量守恒定律是解决原子问题的金钥匙【例3】如图1所示，有界的匀强磁场磁感应强度为b0.05 t，磁场方向垂直于纸面向里，mn是磁场的左边界在磁场中a处放一个放射源，内装ra，ra放出某种射线后衰变成rn.图1(1)写出上述衰变方程(2)若a处距磁场边界mn的距离oa1.0 m时，放在mn左侧边缘的粒子接收器收到垂直于边界mn方向射出的质量较小的粒