原子核章末習(xí)題

1、(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1下列說(shuō)法正確的是()A射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)B射線比射線更容易使氣體電離C太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)源于重核裂變D核反應(yīng)堆產(chǎn)生的能量來(lái)自輕核聚變解析：選A.射線是不帶電的電磁波，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中都不會(huì)偏轉(zhuǎn)，故A正確；因?yàn)樯渚€比射線的電離能力強(qiáng)，所以B錯(cuò)；太陽(yáng)輻射的能量來(lái)源是輕核聚變，核反應(yīng)中進(jìn)行的裂變反應(yīng)，故C、D錯(cuò)2(2010年高考天津理綜卷)下列關(guān)于原子和原子核的說(shuō)法正確的是()

2、A衰變現(xiàn)象說(shuō)明電子是原子核的組成部分B玻爾理論的假設(shè)之一是原子能量的量子化C放射性元素的半衰期隨溫度的升高而變短D比結(jié)合能越小表示原子核中的核子結(jié)合得越牢固解析：選B.原子核是由質(zhì)子和中子組成的，衰變是核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變成為質(zhì)子同時(shí)生成電子，即粒子，故A錯(cuò)半衰期由原子核本身決定，與外界環(huán)境因素?zé)o關(guān)，C錯(cuò)比結(jié)合能越大表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，D錯(cuò)玻爾提出的氫原子能級(jí)不連續(xù)就是原子能量的量子化，B對(duì)32006年美國(guó)和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋加速器，通過(guò)(鈣48)轟擊(锎249)發(fā)生核反應(yīng)，成功合成了第118號(hào)元素，這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素實(shí)驗(yàn)表明，該元素的原子核先放出3個(gè)相同

3、的粒子x，再連續(xù)經(jīng)過(guò)3次衰變后，變成質(zhì)量為282的第112號(hào)元素的原子核，則上述過(guò)程中的粒子x是()A中子B質(zhì)子C電子 D粒子解析：選A.從118號(hào)元素衰變到112號(hào)元素，電荷數(shù)少了6個(gè)，3次衰變就使得原子核的質(zhì)子數(shù)少6，因此3次x衰變，電荷數(shù)不變，只是改變了質(zhì)量數(shù)，所以x是中子4.(2010年高考福建理綜卷)14C測(cè)年法是利用14C衰變規(guī)律對(duì)古生物進(jìn)行年代測(cè)定的方法若以橫坐標(biāo)t表示時(shí)間，縱坐標(biāo)m表示任意時(shí)刻14C的質(zhì)量，m0為t0時(shí)14C的質(zhì)量下面四幅圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是()圖191解析：選C.據(jù)半衰期的計(jì)算公式知，經(jīng)時(shí)間t，剩余的14C的質(zhì)量為mm0()，對(duì)應(yīng)圖象為一指數(shù)函數(shù)圖

4、象，C選項(xiàng)符合題意5(2011年高考北京理綜卷)表示放射性元素碘131(I)衰變的方程是()A.ISbHeB.IXeeC.IIn D.ITeH解析：選B.衰變的實(shí)質(zhì)是放射出電子(e)，由核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知B正確6根據(jù)新華社報(bào)道，由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、研制的世界上第一套全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，又稱“人造太陽(yáng)”，已完成了首次工程調(diào)試，下列關(guān)于“人造太陽(yáng)”的說(shuō)法正確的是()A“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是HHHenB“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是UnBaKr3nC“人造太陽(yáng)”釋放的能量大小計(jì)算公式是Emc2D“人造太陽(yáng)”核能大小計(jì)算公式是Emc2解析：選AC.“人造太陽(yáng)”是全超導(dǎo)核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，核

5、反應(yīng)是輕核聚變，而不是重核裂變，故A項(xiàng)對(duì)，B項(xiàng)錯(cuò)；“人造太陽(yáng)”是利用海水中的H和H輕核聚變而產(chǎn)生大量的能量，放出的能量是用質(zhì)量虧損計(jì)算的，釋放核能大小的計(jì)算依據(jù)是愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，C項(xiàng)對(duì)，D項(xiàng)錯(cuò)7(2011年高考重慶理綜卷)核電站泄漏的污染物中含有碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會(huì)釋放射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射射線下列說(shuō)法正確的是()A碘131釋放的射線由氦核組成B銫137衰變時(shí)輻射出的光子能量小于可見光光子能量C與銫137相比，碘131衰變更慢D銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)解析：選D.射線的本質(zhì)是電子，并非氦核，A項(xiàng)錯(cuò)；光子的頻率

6、大于可見光光子的頻率，由Eh可知光子的能量大于可見光光子的能量，B項(xiàng)錯(cuò)誤；半衰期越小表示元素衰變?cè)娇欤珻項(xiàng)錯(cuò)；同位素含有相同的質(zhì)子數(shù)但中子數(shù)不同，故D項(xiàng)正確81個(gè)鈾235吸收1個(gè)中子發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，大約放出196 MeV的能量，則1 g純鈾235完全發(fā)生核反應(yīng)放出的能量為(NA為阿伏加德羅常數(shù))()ANA×196 MeV B235NA×196 MeVC235×196 MeV D.×196 MeV解析：選D.1 g純鈾235有×NA個(gè)鈾235的原子核，因此1 g純鈾吸收中子完全發(fā)生核反應(yīng)，可以放出的能量為×196 MeV，即D正確，A、B

7、、C錯(cuò)誤9由圖192可得出結(jié)論()圖192A質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和小于氘核的質(zhì)量B質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和等于氘核的質(zhì)量C氘核分解為質(zhì)子和中子時(shí)要吸收能量D質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時(shí)要吸收能量解析：選C.該反應(yīng)是吸能反應(yīng)，所以兩個(gè)核子質(zhì)量之和大于氘核的質(zhì)量10光子的能量是h，動(dòng)量的大小為h/c.如果一個(gè)靜止的放射性元素的原子核在發(fā)生衰變時(shí)只發(fā)出一個(gè)光子則衰變后的原子核()A仍然靜止B沿著與光子運(yùn)動(dòng)方向相同的方向運(yùn)動(dòng)C沿著與光子運(yùn)動(dòng)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)D可以向任何方向運(yùn)動(dòng)解析：選C.本題考查放射性元素發(fā)生衰變時(shí)除滿足質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒外還需滿足動(dòng)量守恒，因此一個(gè)靜止的放射性元素的原子核發(fā)出一個(gè)光子后，衰變后

8、的原子核必沿著與光子運(yùn)動(dòng)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)11浙江秦山核電站第三期工程兩個(gè)6.0×109kW發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電，發(fā)電站的核能來(lái)源于U的裂變，現(xiàn)有四種說(shuō)法，你認(rèn)為正確的是()A.U原子核中有92個(gè)質(zhì)子、143個(gè)中子B.U的一種典型的裂變是變成兩個(gè)中等質(zhì)量的原子核，反應(yīng)方程式為：UnBaKr3nC.U是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度時(shí)半衰期將縮短D若一個(gè)U裂變，反應(yīng)質(zhì)量虧損為0.3578×1027kg，則釋放的能量約201 MeV，合3.2×1011J解析：選ABD.原子核中的質(zhì)子數(shù)即為原子序數(shù)，所以U的質(zhì)子數(shù)為92，中子數(shù)為23592143個(gè)，

9、A正確；由電荷數(shù)和質(zhì)量守恒可判斷B正確；半衰期與外部環(huán)境無(wú)關(guān)，C錯(cuò)誤；由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程Emc2可判斷D正確12“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，即原子核俘獲一個(gè)核外電子，核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶?，原子核衰變成一個(gè)新核，并且放出一個(gè)中微子(其質(zhì)量小于電子質(zhì)量且不帶電)若一個(gè)靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”(電子的初動(dòng)量可不計(jì))，則()A生成的新核與衰變前的原子核質(zhì)量數(shù)相同B生成新核的電荷數(shù)增加C生成的新核與衰變前的原子核互為同位素D生成的新核與中微子的動(dòng)量大小相等解析：選AD.發(fā)生“軌道電子俘獲”時(shí)，一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶?，質(zhì)子與中子的總量不變，所以發(fā)生“軌道電子俘獲”后新核與原核質(zhì)量數(shù)相同

10、，A正確；新核質(zhì)子數(shù)減少，故核電荷數(shù)減少，B錯(cuò)；新核與原核質(zhì)子數(shù)不同，不能稱它們互為同位素，C錯(cuò)；以靜止原子核及被俘獲電子為系統(tǒng)系統(tǒng)動(dòng)量守恒，系統(tǒng)初動(dòng)量為零，所以生成的新核與中微子的動(dòng)量大小相等，方向相反，D正確選A、D.二、計(jì)算題(本題共4小題，共40分解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(8分)用加速后動(dòng)能Ek0的質(zhì)子H轟擊靜止的原子核X，生成兩個(gè)動(dòng)能均為Ek的He核，并釋放出一個(gè)頻率為的光子寫出上述核反應(yīng)方程并計(jì)算核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損(光在真空中傳播速度為c)解析：HX2He(或HLi2He)該核反應(yīng)

11、釋放出來(lái)的核能為E2EkhEk0由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程Emc2得質(zhì)量虧損m.答案：見解析14(8分)(2011年高考天津理綜卷)回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展當(dāng)今醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時(shí)還產(chǎn)生另一粒子，試寫出核反應(yīng)方程若碳11的半衰期為20 min，經(jīng)2.0 h剩余碳11的質(zhì)量占原來(lái)的百分之幾？(結(jié)果取2位有效數(shù)字)解析：核反應(yīng)方程為NHCHe設(shè)碳11原有質(zhì)量為m0，經(jīng)過(guò)t12.0 h剩余

12、的質(zhì)量為mr，根據(jù)半衰期定義有 1.6%.答案：NHCHe1.6%15(10分)(2011年浙江金華質(zhì)檢)若U俘獲一個(gè)中子裂變成Sr及Xe兩種新核，且三種原子核的質(zhì)量分別為235.0439 u、89.9077 u和135.9072 u，中子質(zhì)量為1.0087 u(1 u1.6606×1027kg,1 u相當(dāng)于931.50 MeV)(1)寫出鈾核裂變的核反應(yīng)方程；(2)求9.2 kg純鈾235完全裂變所釋放的能量是多少？(取兩位有效數(shù)字)解析：(1)UnSrXe10n.(2)因?yàn)橐粋€(gè)鈾核裂變的質(zhì)量虧損m(235.0439 u1.0087 u)(89.9077 u135.9072 u10×1.0087 u)0.1507 u，故9.2 kg的鈾裂變后總的質(zhì)量虧損為M6.02×1023×0.1507×9.2×103/235 u3.55×1024 u，所以EMc23.55×1024×931.50 MeV3.3×1027MeV.答案：(1)UnSrXe10n(2)3.3×1027 MeV圖19316(14分)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的鋰核俘獲一個(gè)速度為7.7×104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，反應(yīng)中放出的粒子的速度為2×104 m/s，其