高考物理复习特训考点十五原子结构和波粒二象性原子核第112练原子核含解析

第112练　原子核　

（时间　20分钟）

选择题

1．如图为天然放射性元素放出的α、β、γ三种射线贯穿物体情况的示意图，其中(　　)

A．①是α射线    B．②是γ射线

C．③是β射线    D．③是α射线 

2．(多选)1934年，约里奥­居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为He＋Al→X＋n.X会衰变成原子核Y，衰变方程为X→Y＋e.则(　　)

A．X的质量数与Y的质量数相等

B．X的电荷数比Y的电荷数少1

C．X的电荷数比Al的电荷数多2

D．X的质量数与Al的质量数相等

3．(多选)太阳辐射的总功率约为4×1026 W，其辐射的能量来自聚变反应．在聚变反应中，一个质量为1 876.1 MeV/c2(c为真空中的光速)的氘核(H)和一个质量为2 809.5 MeV/c2的氚核(H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c2的氦核(He)，并放出一个X粒子，同时释放大约17.6 MeV的能量．下列说法正确的是(　　)

A．X粒子是质子

B．X粒子的质量为939.6 MeV/c2

C．太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kg

D．太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c2

4．有些元素的原子核有可能从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子形成一个新原子核，从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”．例如一个铍原子核(Be)发生了“K俘获”，生成一个新的原子核X，并放出一个不带电的、质量接近于零的中微子(υe)，核反应方程为Be＋e→X＋υe.关于铍原子核(Be)的“K俘获”的过程，下列说法正确的是(　　)

A．新原子核X可能会带负电

B．新原子核X是铍原子的同位素，两者的核子数不同

C．新原子核X比原来的铍原子核少一个中子

D．新原子核X比原来的铍原子核少一个质子

5．地面土壤中含有的氡具有放射性，其衰变方程为86Rn―→84Po＋X，半衰期为3.8天．下列说法不正确的是(　　)

A．X是α粒子

B．过量的射线对人体组织有破坏作用

C．每过7.6天，土壤中放射性氡的含量减少75%

D．放射性元素衰变的快慢与压力、温度或与其他元素的化合等因素有关

6．科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，如图所示，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子被铜片俘获，把镍63和铜片做电池的两极为外电阻R提供电能．下列说法正确的是(　　)

A．电阻R上的电流方向是从b到a

B．镍63的衰变方程是Cu＋e―→Ni

C．升高温度、增大压强可以改变镍63的半衰期

D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的

7．(多选)太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和H、He组成．维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2X＋4H→He＋释放的核能ΔE，这些核能最后转化为辐射能．根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的H核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段．为了简化，假定目前太阳全部由电子和H核组成．已知质子质量mp＝1.672 6×10－27 kg，He质量mα＝6.645 8×10－27 kg，电子质量me＝0.9×10－30 kg，光速c＝3×108 m/s，太阳质量M＝2×1030 kg，太阳辐射功率为P＝4×1026 W，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，阿伏加德罗常数NA＝6×1023 mol－1.下列结论正确的是(　　)

A．核反应中的X是电子

B．释放的核能ΔE约为4.2×10－12 J

C．若释放的核能全由波长为300 nm的光子组成，一次核反应释放出的光子数约为6.3×108个

D．太阳继续保持在主序星阶段的时间约为1010年

第112练　原子核

1．答案：A

解析：α射线的穿透能力最弱，一张纸即可把它挡住，γ射线的穿透能力最强．故①是α射线，②是β射线，③是γ射线．A正确，B、C、D错误．

2．答案：AC

解析：根据电荷数守恒和质量数守恒，可知He＋Al→X＋n方程中X的质量数为30，电荷数为15，再根据X→Y＋e方程可知Y的质量数为30，电荷数为14，故X的质量数与Y的质量数相等，X的电荷数比Y的电荷数多1，X的电荷数比Al的电荷数多2，X的质量数比Al的质量数多3，选项A、C正确，B、D错误．

3．答案：BC

解析：由题中信息知核反应方程为H＋H―→He＋n，X粒子为中子，A错误；由质量守恒定律可知，X粒子的质量m＝（1 876.1＋2 809.5－3 728.4－17.6）MeV/c2＝939.6 MeV/c2，B项正确；由质能方程可知，太阳每秒因辐射损失的质量Δm＝＝＝4.4×109kg，C项正确，D项错误．

4．答案：D

解析：原子呈电中性，原子核外的电子带负电，原子核带正电，故A错误；原子核俘获一个电子后，一个质子变成中子，质子数减少一个，中子数多一个，新原子核的质子数发生变化，新原子核与原来的原子不是同位素，故B、C选项错误，D选项正确．

5．答案：D

解析：根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可知X的电荷数为2，质量数为4，所以X是氦核，即α粒子，选项A正确；过量的射线对人体组织具有破坏作用，选项B正确；根据半衰期的物理意义可知，每过一个半衰期（3.8天），放射性氡衰变，土壤中放射性氡的含量减少50%，每过两个半衰期（7.6天），土壤中放射性氡的含量减少50%＋0.5×50%＝75%，选项C正确．放射性元素衰变的快慢与元素所处的物理、化学状态无关，选项D错误．

6．答案：D

解析：镍63发生β衰变时释放电子被铜片俘获，根据电流方向规定为正电荷定向移动的方向（负电荷定向移动的反方向），可知电阻R上电流方向是从a到b，选项A错误；根据核反应方程满足电荷数守恒、质量数守恒和核反应具有方向性可知，镍63发生β衰变的核反应方程是Ni―→Cu＋e，选项B错误；改变放射性元素的物理、化学状态，均不能改变其半衰期，所以升高温度、增大压强不能改变镍63的半衰期，选项C错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的，选项D正确．

7．答案：ABD

解析：由核反应方程遵循质量数、电荷数守恒可知，核反应中X为电子，A项正确；由核反应方程可知每4个氢原子核发生聚变反应释放的能量ΔE＝（4mp＋2me－mα）c2≈4.2×10－12 J，B项正确；一次核反应释放的光子数N＝，ν＝，解得N＝6.3×106个，C项错误；太阳在主序星阶段释放的核能为E＝×，式中Mp为氢的摩尔质量，又E＝Pt，解得t≈1010年，D项正确．