高考物理一轮复习课后练习40 原子核（含答案解析）

这是一份高考物理一轮复习课后练习40 原子核（含答案解析），共7页。试卷主要包含了112 MeV、EHe=7，002 6×3 u－12，5×10－3×931，603 MeV=39，221 MeV－31等内容，欢迎下载使用。
2020版高考物理 全程复习课后练习40 原子核1.下列关于近代物理知识的说法中，正确的是(　　)A．所有元素都可能发生衰变B．太阳辐射的能量来自太阳内部的核裂变反应C．可利用γ射线对某些金属棒进行探伤检测D．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流  2.14C是碳元素的一种具有放射性的同位素，其半衰期约为5 700年．在某次研究中，测得考古样品中14C的含量大约是鲜活生命体中14C含量的，则样品生活的年代约是(　　)A．11 400年前     B．17 100年前    C．22 800年前    D．45 600年前  3.下列说法正确的是(　　)A．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和B．在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律C．在天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的D．镭226衰变为氡222的半衰期为1 620年，也就是说，100个镭226核经过1 620年后一定还剩下50个镭226没有发生衰变  4.我国对中微子的研究处于世界领先地位，大亚湾反应堆中微子实验工程获2016年国家自然科学奖一等奖．太阳发生核反应时会放出大量中微子及能量．假设太阳释放的能量由“燃烧氢”的核反应4H→He＋2e＋2ν提供，式中ν为中微子，这一核反应平均每放出2个中微子相应释放28 MeV的能量．已知太阳每秒约辐射2.8×1039 MeV的能量，地球与太阳间的距离约为1.5×1011 m，则地球表面与太阳光垂直的每平方米面积上每秒接收到的中微子数目的数量级为(　　)A．1011个        B．1014个        C．1017个         D．1020个  5.2017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．大多数原子核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.Th衰变为Rn，经过3次α衰变、2次β衰变B.H＋H→He＋n是α衰变方程，Th→Pa＋e是β衰变方程C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程D．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为He＋N→O＋n 6.由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列说法正确的是(　　)A．衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒B.Bi的原子核比Np的原子核少28个中子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D．经过两个半衰期后含有Np的矿石的质量将变为原来的四分之一 7.在某些恒星内，3个α粒子结合成一个C，C原子的质量是12.000 0 u，He原子的质量是4.002 6 u，已知1 u=931.5 MeV/c2，则此核反应中释放的核能约为(　　)A．7.266 eV        B．5.266 eV        C．1.16×10－9 J        D．1.16×10－12 J 8.下列与α粒子相关的说法正确的是(　　)A．天然放射现象中产生的α射线速度与光速相当，穿透能力很强B.U(铀238)放出一个α粒子后就变为Th(钍234)C．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为He＋N→O＋nD．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型 9.U衰变成Th，之后Th衰变成Pa，而Pa核处于高能级，它向低能级跃迁辐射出一个粒子．在这个过程中，前两次衰变放出的粒子和最后辐射出的粒子，依次是(　　)A．γ光子、电子、α粒子 B．α粒子、γ光子、β粒子C．β粒子、γ光子、中子 D．α粒子、β粒子、γ光子 10.如图所示，由天然放射性元素钋(Po)放出的射线x1，轰击铍(Be)时会产生粒子流x2，用粒子流x2轰击石蜡时会打出粒子流x3，经研究知道(　　)A．x1为α粒子，x2为质子          B．x1为α粒子，x3为质子C．x2为质子，x3为中子            D．x2为质子，x3为光子 11. (多选)烟雾探测器使用了一种半衰期为432年的放射性元素镅Am来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时,镅Am会释放出射线将它们电离,从而产生电流。烟尘一旦进入探测腔内,烟尘中的微粒会吸附部分射线,导致电流减小,从而触发警报。则下列说法不正确的是(　　)A.镅Am发出的是α射线B.镅Am发出的是β射线C.镅Am发出的是γ射线D.0.2 mg的镅Am经864年将衰变掉0.15 mg  12. (多选)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，相应的能量ΔE=Δmc2=2.2 MeV是氘核的结合能．下列说法正确的是(　　)A．用能量小于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B．用能量等于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零  13.假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应，生成氦核的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u，中子的质量是1.008 7 u，氦核同位素的质量是3.015 0 u.(1)聚变的核反应方程是__________________，在聚变核反应中释放出的能量为________ MeV(结果保留2位有效数字)．(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，核反应方程为H＋He→Li，已知各核子比结合能分别为EH=1.112 MeV、EHe=7.075 MeV、ELi=5.603 MeV，试求此核反应过程中释放的核能．                                   14.某些建筑材料可产生放射性气体—氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么氡会经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康．原来静止的氡核(Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po)，并放出一个能量E0=0.09 MeV的光子．已知放出的α粒子动能Eα=5.55 MeV；忽略放出光子的动量，但考虑其能量；1 u相当于931.5 MeV/c2.(1)写出衰变的核反应方程．(2)衰变过程中总的质量亏损为多少(结果保留三位有效数字)?              
答案解析1.答案为：C解析：有些元素的原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，A错误；太阳辐射的能量来自太阳内部的核聚变反应，B错误；γ射线的实质是一种电磁波，所以可利用γ射线对某些金属棒进行探伤检测，C正确；β射线为原子核内的中子转化为质子时形成的电子流，D错误．  2.答案为：B；解析：由N余=N0知=，解得t=3T=17 100年，B正确．  3.答案为：B；解析：结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量，A错误；在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律，B正确；在天然放射现象中放出的β射线就是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的，C错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，D错误．  4.答案为：B；解析：由题中条件可算得太阳每秒放出2×=2×1038个中微子，中微子向四面八方辐射，成球面形状分布，地表上每平方米每秒可接收到的数目为≈7×1014个，B正确．  5.答案为：A；解析：Th经过3次α衰变后质量数减少12、质子数减少6，再经过2次β衰变后质子数增加2，衰变为Rn，A正确；H＋H→He＋n是核聚变方程，Th→Pa＋e是β衰变方程，B错误；U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程，C错误；高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为He＋N→O＋H，D错误．  6.答案为：C；解析：衰变过程中有质量亏损，原子核的质量不守恒，A错误；Bi的原子核比Np的原子核质量数少28，电荷数少10，故中子少18个，B错误；设Np变为Bi需要经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：93－83=2x－y，4x=237－209，所以解得：x=7，y=4，C正确；经过两个半衰期后Np的原子核个数变为原来的四分之一，但含有Np的矿石质量大于原来的四分之一，D错误． 7.答案为：D；解析：根据质量亏损，结合爱因斯坦质能方程求出核反应中释放的核能．该核反应的质量亏损Δm=4.002 6×3 u－12.000 0 u=0.007 8 u，则释放的核能ΔE=Δm·c2=7.266 MeV=1.16×10－12 J，D正确． 8.答案为：B；解析：天然放射现象中产生的α射线的速度约为光速的，穿透能力不强，A错误；根据质量数和电荷数守恒可知，U(铀238)放出一个α粒子后就变为Th(钍234)，B正确；高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为He＋N→O＋H，C错误；卢瑟福进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，D错误．  9.答案为：D；解析：根据电荷数守恒、质量数守恒，U衰变成Th，释放的粒子电荷数为2，质量数为4，为α粒子.Th衰变成Pa，释放的粒子电荷数为－1，质量数为0，为电子，即β粒子.Pa向低能级跃迁时辐射出一个粒子为γ光子，故选D.  10.答案为：B；解析：用从钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不受电场和磁场影响、穿透力很强的粒子流．如果用这种粒子流轰击石蜡，能从石蜡中打出质子．查德威克经过研究，发现这种粒子正是卢瑟福猜想的中子．由以上可知x1为α粒子，x2为中子，x3为质子，B正确，A、C、D错误． 11.答案为：BC；解析：镅Am会释放出射线将空气电离,从而使电路中产生电流,则镅Am发出的是α射线,选项A正确,B、C不正确;0.2mg的镅Am经864年(2个半衰期)将衰变掉0.15mg,选项D正确。  12.答案为：AD；解析：考查结合能的概念及能量守恒定律的简单应用．只有静止的氘核吸收光子的能量大于其结合能时，才能分解为一个质子和一个中子，A项正确，B项错误；根据能量守恒定律可知，光子的能量大于氘核的结合能时，多余的能量以核子动能的形式呈现，C项错误，D项正确． 13.解：(1)根据题中条件，可知核反应方程为H＋H→He＋n核反应过程中的质量亏损：Δm=2mH－(mHe＋mn)=2×2.013 6 u－(3.015 0＋1.008 7) u=3.5×10－3u由于1 u的质量与931.5 MeV的能量相对应，所以氘核聚变反应时放出的能量：ΔE=3.5×10－3×931.5 MeV≈3.3 MeV.(2)H和He分解成7个核子所需的能量E1=3×1.112 MeV＋4×7.075 MeV=31.636 MeV7个核子结合成Li，释放的能量E2=7×5.603 MeV=39.221 MeV所以此核反应过程中释放的核能ΔE=E2－E1=39.221 MeV－31.636 MeV=7.585 MeV.    14.解：(1)发生α衰变，方程为Rn→Po＋He＋γ.(2)忽略光子的动量，由动量守恒定律，有0=pα－pPo，又Ek=，新核钋的动能EPo=Eα.由题意知，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核钋、α粒子的动能形式出现，衰变时释放出的总能量ΔE=Eα＋EPo＋E0=Δmc2.则衰变过程中总的质量亏损Δm=0.006 16 u.