2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第十三章原子結(jié)構(gòu)原子核課時(shí)2原子核課時(shí)訓(xùn)練含解析新人教版

PAGE6-課時(shí)2原子核1.太陽(yáng)內(nèi)部核反應(yīng)的主要模式之一是質(zhì)子-質(zhì)子循環(huán),循環(huán)的結(jié)果可表示為411H→24He+210e+2ν。已知

11H和

24He的質(zhì)量分別為mA.8MeV B.16MeVC.26MeV D.52MeV解析:由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得ΔE=Δmc2=(4×mp-mα-2me)·c2,忽視電子質(zhì)量代入數(shù)據(jù)解得ΔE=(4×1.0078u-4.0026u)·c2≈26.6MeV,故C正確。2.(2024·溫州九校模擬)(多選)關(guān)于近代物理,下列說(shuō)法正確的是(ABD)A.盧瑟福由α粒子散射試驗(yàn)建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.由

92238U→90234ThC.分別用紅光和紫光照耀金屬鉀表面均有光電子逸出,紅光照耀時(shí),逸出的光電子的最大初動(dòng)能較大D.基態(tài)的一個(gè)氫原子汲取一個(gè)光子躍遷到n=3激發(fā)態(tài)后,最多放射2種頻率的光子解析:盧瑟福通過(guò)分析α粒子散射試驗(yàn)結(jié)果,建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故A正確;由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知,衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和小于衰變前鈾核質(zhì)量,故B正確;分別用紅光和紫光照耀金屬鉀表面均有光電子逸出,由于紫色光的頻率大,由Ekm=hν-W0可知,紫光照耀時(shí),逸出的光電子的最大初動(dòng)能較大,故C錯(cuò)誤;基態(tài)的一個(gè)氫原子汲取一個(gè)光子躍遷到n=3激發(fā)態(tài)后,當(dāng)該原子向低能級(jí)躍遷時(shí),途徑是n=3→n=2,n=2→n=1,放射2種頻率的光子,故D正確。3.國(guó)家大科學(xué)工程——中國(guó)散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶勝利,獲得中子束流,可以為諸多領(lǐng)域的探討和工業(yè)應(yīng)用供應(yīng)先進(jìn)的探討平臺(tái).下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是(B)A.714N俘獲一個(gè)α粒子,產(chǎn)生B.1327Al俘獲一個(gè)α粒子,產(chǎn)生C.511B俘獲一個(gè)質(zhì)子,產(chǎn)生D.36Li俘獲一個(gè)質(zhì)子,產(chǎn)生解析:依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,各選項(xiàng)核反應(yīng)方程為

714N+24He→817O+11H,A錯(cuò)誤;1327Al+24He→1530P+04.一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變成釷核,衰變方程為

92238U→90A.衰變后釷核的動(dòng)能等于α粒子的動(dòng)能B.衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)α粒子所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間D.衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量解析:衰變前后動(dòng)量守恒,衰變前動(dòng)量為零,故衰變后釷核與α粒子動(dòng)量大小相等,方向相反,選項(xiàng)B正確;又Ek=p22m,釷核與α5.(多選)核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會(huì)中已不行缺少,我國(guó)在完善核電平安基礎(chǔ)上將加大核電站建設(shè)。核泄漏中的钚(Pu)是一種具有放射性的超鈾元素,它可破壞細(xì)胞基因,提高患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。已知钚的一種同位素

94239Pu的半衰期為24100年,其衰變方程為

94239Pu→XA.X原子核中含有92個(gè)質(zhì)子B.100個(gè)

94C.由于衰變時(shí)釋放巨大能量,依據(jù)E=mc2,衰變過(guò)程總質(zhì)量增加D.衰變發(fā)出的γ射線(xiàn)是波長(zhǎng)很短的光子,具有很強(qiáng)的穿透實(shí)力解析:X原子核中含有94-2=92個(gè)質(zhì)子,選項(xiàng)A正確;半衰期描述的是大量原子的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)少量原子無(wú)意義,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由于衰變時(shí)釋放巨大能量,依據(jù)E=mc2,衰變過(guò)程總質(zhì)量減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;衰變發(fā)出的γ射線(xiàn)是波長(zhǎng)很短的光子,具有很強(qiáng)的穿透實(shí)力,選項(xiàng)D正確。6.關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用,下列說(shuō)法中正確的有(D)A.放射線(xiàn)變更了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電,從而達(dá)到消退有害靜電的目的B.利用γ射線(xiàn)的貫穿實(shí)力強(qiáng)可以為金屬探傷,也能進(jìn)行人體的透視C.用放射線(xiàn)照耀作物種子使其DNA發(fā)生變異,其結(jié)果確定是更優(yōu)秀的品種D.用γ射線(xiàn)治療腫瘤時(shí)確定要嚴(yán)格限制劑量,以免對(duì)人體正常組織造成太大的損害解析:利用放射線(xiàn)消退有害靜電是利用放射線(xiàn)的電離性,使空氣分子電離成為導(dǎo)體,將靜電導(dǎo)走。γ射線(xiàn)對(duì)人體細(xì)胞損害太大,不能用來(lái)進(jìn)行人體透視。作物種子發(fā)生的DNA突變不確定都是有益的,還要經(jīng)過(guò)篩選才能培育出優(yōu)良品種。用γ射線(xiàn)治療腫瘤對(duì)人體確定有副作用,因此要科學(xué)地限制劑量。選項(xiàng)D正確。7.關(guān)于核反應(yīng)堆中用鎘棒限制反應(yīng)速度的原理,下列說(shuō)法正確的是(C)A.鎘棒能釋放中子,依靠釋放的多少限制反應(yīng)速度B.用鎘棒插入的多少限制快中子變?yōu)槁凶拥臄?shù)量C.利用鎘棒對(duì)中子汲取實(shí)力強(qiáng)的特點(diǎn),依靠插入的多少限制中子數(shù)量D.鎘棒對(duì)鈾核裂變有一種阻礙作用,利用其與鈾的接觸面積的大小限制反應(yīng)速度解析:鎘棒并不能釋放中子,也不能使中子減速,對(duì)鈾核裂變也沒(méi)有阻礙作用,而是利用對(duì)中子的汲取實(shí)力強(qiáng)的特點(diǎn),限制中子數(shù)量的多少而限制核反應(yīng)速度,故選項(xiàng)C正確。8.(多選)原子核的比結(jié)合能曲線(xiàn)如圖所示(質(zhì)量數(shù)0～25被放大),依據(jù)該曲線(xiàn),下列推斷中正確的有(BC)A.2B.24He核比C.兩個(gè)

12H核結(jié)合成D.92235U核中核子的平均結(jié)合能比解析:由題圖知

24He核的比結(jié)合能約為7MeV,所以結(jié)合能約為4×7MeV=28MeV,故A錯(cuò)誤;24He核比

36Li核的比結(jié)合能大,所以

24He核比

3實(shí)力提升9.(多選)一個(gè)原子核

92235U在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng),其裂變方程為

92235U+01nA.X原子核中含有140個(gè)核子B.X原子核中含有86個(gè)中子C.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,所以裂變后粒子的總質(zhì)量數(shù)增加D.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,所以裂變后粒子的總質(zhì)量數(shù)削減解析:設(shè)X原子核中含有x個(gè)質(zhì)子,質(zhì)量數(shù)為y,依據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒有92=x+38,235+1=y+94+2,解得x=54,y=140,所以X的中子數(shù)為y-x=86,故A,B正確;裂變反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒,質(zhì)量數(shù)不會(huì)增加,也不會(huì)削減,故C,D錯(cuò)誤。10.某些建筑材料含放射性元素氡,氡可以發(fā)生α或β衰變,假如人長(zhǎng)期生活在氡濃度過(guò)高的環(huán)境中,受到長(zhǎng)期氡放射性的影響,會(huì)嚴(yán)峻危害人體健康。原來(lái)靜止的質(zhì)量為M的氡核(86222Rn)發(fā)生一次α衰變生成新核釙(Po)。已知衰變后的α粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q、速度為v,釙核的質(zhì)量為m1(1)寫(xiě)出衰變方程。(2)求出衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損。解析:(1)依據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒有

86222Rn→(2)設(shè)新核的速度為v′,依據(jù)動(dòng)量守恒定律有0=mv+m1v′衰變過(guò)程中釋放的核能為ΔE=12mv2+12m1v依據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程有ΔE=Δmc2,聯(lián)立上面各式解得Δm=m(答案:(1)86222Rn→(2)m11.一個(gè)靜止的鈾核

92232U(原子質(zhì)量為232.0372u)放出一個(gè)α粒子(原子質(zhì)量為4.0026u)后衰變成釷核228.0287u)。(已知原子質(zhì)量單位1u=1.67×10-27kg(1)寫(xiě)出衰變方程。(2)算出該衰變反應(yīng)中釋放出的核能。(3)假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和α粒子的動(dòng)能,則釷核獲得的動(dòng)能有多大?解析:(1)衰變方程為

92232U→90(2)ΔE=Δmc2=(232.0372-228.0287-4.0026)×931.5MeV≈5.50MeV。(3)依據(jù)動(dòng)量守恒定律m釷v釷=mαvα,則Ek釷Ekα=12m釷v故Ek釷=ΔE58=5答案:(1)92232U→90(2)5.50MeV(3)0.09MeV12.氮核

714N俘獲一個(gè)速度為2.3×107m/s的中子,發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生了兩個(gè)新粒子,其中一個(gè)粒子為氦核(1)寫(xiě)出此核反應(yīng)的方程,求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個(gè)粒子的速度大小及方向。(2)此反應(yīng)過(guò)程中是否發(fā)生了質(zhì)量虧損,說(shuō)明依據(jù)。解析:(1)714N+01用m1,m2和m3分別表示中子(01n)、氦核(24He)和新核的質(zhì)量,取反應(yīng)前中子的速度方向?yàn)檎?/p>