高考物理第一輪復習：第3講　限時規(guī)范訓練

限時規(guī)范訓練[基礎鞏固]1．(2021·廣東卷)科學家發(fā)現(xiàn)銀河系中存在大量的放射性同位素鋁26，鋁26的半衰期為72萬年，其衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋Y，下列說法正確的是()A．Y是氦核B．Y是質(zhì)子C．再經(jīng)過72萬年，現(xiàn)有的鋁26衰變一半D．再經(jīng)過144萬年，現(xiàn)有的鋁26全部衰變解析：C根據(jù)電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可知Y為正電子eq\o\al(0,1)e，A、B錯誤；經(jīng)過一個半衰期，鋁26衰變一半，經(jīng)過兩個半衰期，鋁26還剩下四分之一，C正確，D錯誤．2．關(guān)于原子、原子核的相關(guān)知識，下列說法正確的是()A．核反應eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋X方程中的X是中子B．輕核聚變的過程質(zhì)量增加，重核裂變的過程質(zhì)量虧損C．當發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能隨著入射光強度的增大而增大D．天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線都能在電場或磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)解析：A根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，X是中子，A正確；輕核聚變和重核裂變的過程質(zhì)量都虧損，B錯誤；當發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能隨著入射光頻率的增大而增大，C錯誤；天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的γ射線不帶電，故其不能在電場或磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，D錯誤．3．(2021·河西區(qū)天津?qū)嶒炛袑W高三一模)2020年11月27日0時4分，華龍一號核電5號機組首次并網(wǎng)成功，標志著我國正式進入核電技術(shù)先進國家行列．華龍一號發(fā)電機利用的是鈾核裂變釋放的核能，則下列敘述正確的是()A．太陽輻射能量的主要來源也是重核裂變B．典型的裂變方程為eq\o\al(235,92)U→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)nC．裂變過程中釋放核能是因為產(chǎn)物中新核的比結(jié)合能大D．鍶90是鈾235的裂變產(chǎn)物，其半衰期為28年，那么經(jīng)過56年鍶90便衰變沒了解析：C太陽內(nèi)部發(fā)生聚變，A錯誤；典型的裂變方程為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)n，B錯誤；裂變釋放核能是因為新核的比結(jié)合能大于原來重核的比結(jié)合能，C正確；經(jīng)過56年鍶90剩下原來的四分之一，D錯誤．4．(2021·河北卷)銀河系中存在大量的鋁同位素26Al.26Al核β＋衰變的衰變方程為eq\o\al(26,13)Al→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(0,1)e，測得26Al核的半衰期為72萬年．下列說法正確的是()A．26Al核的質(zhì)量等于26Mg核的質(zhì)量B．26Al核的中子數(shù)大于26Mg核的中子數(shù)C．將鋁同位素26Al放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變D．銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素26Al將在144萬年后全部衰變?yōu)?6Mg解析：C26Al核發(fā)生β＋衰變的過程中釋放正電子的同時還有核能釋放，發(fā)生質(zhì)量虧損，所以26Al核的質(zhì)量大于26Mg核的質(zhì)量，故A錯誤；26Al核的中子數(shù)n1＝26－13＝13，而26Mg核的中子數(shù)n2＝26－12＝14，所以26Al核的中子數(shù)小于26Mg核的中子數(shù)，故B錯誤；半衰期是原子核固有的屬性，與物理環(huán)境和化學狀態(tài)無關(guān)，故C正確；鋁同位素26Al的半衰期為72萬年，所以經(jīng)過144萬年也就是兩個半衰期后還剩下eq\f(1,4)沒有衰變，故D錯誤．5．(多選)2021年4月13日日本政府宣布將向太平洋傾倒逾125萬噸福島核電站內(nèi)儲存的核廢水，消息一出舉世嘩然．福島核電站的裂變材料是鈾235，核廢水含有大量的氚以及鋇141、氪92、鍶90、鈷60、碘129、釘106等放射性核素．由于含氚的水和普通的水具有相同的化學性質(zhì)，物理性質(zhì)也相近，因而現(xiàn)有的廢水處理技術(shù)很難去除，鈾235的半衰期大約為12.5年．針對這一事件，下列同學的觀點正確的是()A．為了保護海洋環(huán)境，日本政府應在12.5年后再排放經(jīng)過處理的核廢水B．比較鈾235、鋇141、氪92、鍶90的原子核，鈾235的平均核子質(zhì)量最大C．比較鈾235、鋇141、氪92、鍶90的原子核，鈾235的比結(jié)合能最大D．核反應方程：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3X中的X是中子解析：BD為了保護海洋環(huán)境，日本政府在12.5年后還是不能排放經(jīng)過處理的核廢水，因為經(jīng)過一個半衰期只是有半數(shù)發(fā)生衰變，還有大多數(shù)的沒有衰變，所以廢水還是具有放射性的，所以不能排放，則A錯誤；比較鈾235、鋇141、氪92、鍶90的原子核，鈾235的平均核子質(zhì)量最大，所以B正確；比較鈾235、鋇141、氪92、鍶90的原子核，鈾235的比結(jié)合能最小，因為比結(jié)合能越大原子越穩(wěn)定，所以C錯誤；根據(jù)核反應過程中，遵循電荷數(shù)，質(zhì)量數(shù)守恒定律，所以核反應方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3X，方程中的X是中子eq\o\al(1,0)n，則D正確．6．原子核裂變一般生成兩個中等質(zhì)量的原子核，我國科學家錢三強和何澤慧夫婦研究鈾核裂變時，發(fā)現(xiàn)了鈾核也可能分裂成三部分或四部分．關(guān)于原子核的裂變下面表述正確的是()A．裂變過程質(zhì)量虧損，但不一定釋放能量B.eq\o\al(235,92)U裂變成兩個中等質(zhì)量的原子核eq\o\al(136,54)Xe和eq\o\al(90,38)Sr，eq\o\al(235,92)U與eq\o\al(238,92)U是同位素C.eq\o\al(235,92)U容易俘獲快中子而發(fā)生裂變釋放核能D.eq\o\al(235,92)U的純度越高，其裂變的鏈式反應越難進行解析：B裂變過程質(zhì)量虧損，根據(jù)質(zhì)能方程，一定釋放能量，A錯誤；eq\o\al(235,92)U裂變成兩個中等質(zhì)量的原子核eq\o\al(136,54)Xe和eq\o\al(90,38)Sr，eq\o\al(235,92)U與eq\o\al(238,92)U質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，是同位素，B正確；eq\o\al(235,92)U容易俘獲慢中子而發(fā)生裂變釋放核能，C錯誤；eq\o\al(235,92)U的純度越高，其裂變的鏈式反應越容易進行，D錯誤．7．(多選)下列關(guān)于課本中四幅插圖的相關(guān)描述，符合實際情況的是()A．圖甲為盧瑟福通過α粒子散射實驗得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型B．圖乙為工業(yè)上利用放射性同位素射線的穿透能力來控制金屬板或塑料板的厚度C．圖丙中鎘棒的作用是使快中子變成慢中子，從而影響鏈式反應速度D．由圖丁可知，質(zhì)量數(shù)大于60的原子核，質(zhì)量數(shù)越大結(jié)合能越小解析：AB圖甲為盧瑟福通過α粒子散射實驗得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，所以A正確；圖乙為工業(yè)上利用放射性同位素射線的穿透能力來控制金屬板或塑料板的厚度，所以B正確；圖丙中鎘棒的作用是吸收中子使中子數(shù)減小，從而影響鏈式反應速度，所以C錯誤；由圖丁可知，質(zhì)量數(shù)大于60的原子核，質(zhì)量數(shù)越大比結(jié)合能越小，所以D錯誤．8．氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X，式中X是某種粒子．已知：eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、eq\o\al(4,2)He和粒子X的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u＝931.5MeV/c2，c是真空中的光速．由上述反應方程和數(shù)據(jù)可知()A．粒子X是eq\o\al(1,1)HB．該反應中的質(zhì)量虧損為0.0289uC．該反應釋放出的能量約為17.6MeVD．該反應中釋放的全部能量轉(zhuǎn)化為粒子X的動能解析：C根據(jù)核反應前、后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可判斷X為中子，選項A錯誤；該反應中的質(zhì)量虧損為Δm＝2.0141u＋3.0161u－4.0026u－1.0087u＝0.0189u，故B錯誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程可知釋放出的能量為ΔE＝0.0189×931.5MeV≈17.6MeV，選項C正確；該反應中釋放的能量一部分轉(zhuǎn)化為粒子X的動能，一部分轉(zhuǎn)化為eq\o\al(4,2)He的動能，故D錯誤．[能力提升]9．(2021·山東卷)在測定年代較近的湖泊沉積物形成年份時，常利用沉積物中半衰期較短的eq\o\al(210,82)Pb，其衰變方程為eq\o\al(210,82)Pb→eq\o\al(210,83)Bi＋X.以下說法正確的是()A．衰變方程中的X是電子B．升高溫度可以加快eq\o\al(210,82)Pb的衰變C.eq\o\al(210,82)Pb與eq\o\al(210,83)Bi的質(zhì)量差等于衰變的質(zhì)量虧損D．方程中的X來自于eq\o\al(210,82)Pb內(nèi)質(zhì)子向中子的轉(zhuǎn)化解析：A根據(jù)核反應方程的質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，可知X的質(zhì)量數(shù)為210－210＝0，核電荷數(shù)為82－83＝－1，故X為電子，A正確；原子核的衰變與外界因素無關(guān)，B錯誤；衰變的質(zhì)量虧損應等于核反應前后所有核的質(zhì)量之差，C錯誤；方程中的X來自于eq\o\al(210,82)Pb內(nèi)中子向質(zhì)子轉(zhuǎn)化，故D錯誤．10．(2021·全國甲卷)如圖所示，一個原子核X經(jīng)圖中所示的一系列α、β衰變后，生成穩(wěn)定的原子核Y，在此過程中放射出電子的總個數(shù)為()A．6 B．8C．10 D．14解析：A本題考查原子核的衰變規(guī)律．根據(jù)題圖可得X原子核質(zhì)子數(shù)為eq\a\vs4\al(92)，中子數(shù)為146，則質(zhì)量數(shù)為238；Y原子核質(zhì)子數(shù)為82，中子數(shù)為124，則質(zhì)量數(shù)為206，根據(jù)原子核經(jīng)過一次α衰變電荷數(shù)減小2，質(zhì)量數(shù)減小4，一次β衰變后電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變，寫出衰變方程為eq\a\vs4\al(eq\o\al(238,92)X)→eq\o\al(206,82)Y＋8eq\o\al(4,2)He＋6eq\o\al(0,－1)e，故此過程中放射出6個電子，故A正確．11．一個不穩(wěn)定的原子核質(zhì)量為M，處于靜止狀態(tài)，放出一個質(zhì)量為m的粒子后反沖．已知放出的粒子的動能為E0，則原子核反沖的動能為()A．E0 B．eq\f(m,M)E0C.eq\f(m,M－m)E0 D．eq\f(Mm,（M－m）2)E0解析：C放出質(zhì)量為m的粒子后，剩余質(zhì)量為M－m，該過程動量守恒，有mv0＝(M－m)v，放出的粒子的動能為E0＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，原子核反沖的動能Ek＝eq\f(1,2)(M－m)v2，聯(lián)立得Ek＝eq\f(m,M－m)E0，故A、B、D錯誤，C正確．12．2019年1月3日，“玉兔二號”月球車與“嫦娥四號”著陸器分離，實現(xiàn)月球背面著陸．“玉兔二號”搭載了一塊核電池，利用eq\o\al(238,94)Pu衰變?yōu)閑q\o\al(234,92)U釋放能量，可在月夜期間提供一定的電能．已知eq\o\al(238,94)Pu的質(zhì)量為mPu，eq\o\al(234,92)U的質(zhì)量為mU，真空中的光速為c，下列說法正確的是()A.eq\o\al(238,94)Pu發(fā)生β衰變后產(chǎn)生的新核為eq\o\al(234,92)UB.eq\o\al(238,94)Pu衰變?yōu)閑q\o\al(234,92)U，中子數(shù)減少2C．溫度升高時，eq\o\al(238,94)Pu的衰變會加快D.eq\o\al(238,94)Pu衰變?yōu)閑q\o\al(234,92)U釋放的能量為(mPu－mU)c2解析：Beq\o\al(238,94)Pu衰變?yōu)閑q\o\al(234,92)U，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知衰變方程為eq\o\al(238,94)Pu→eq\o\al(234,92)U＋eq\o\al(4,2)He，則發(fā)生的是α衰變，其質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2，則中子數(shù)減少2，故A錯誤；B正確；半衰期與外界因素無關(guān)，即溫度升高時，eq\o\al(238,94)Pu的衰變快慢不變，故C錯誤；核反應過程中的質(zhì)量虧損為Δm＝mPu－mU－mα，核反應過程中釋放的能量E＝(mPu－mU－mα)c2，故D錯誤．13．(多選)下列說法正確的是()A．盧瑟福通過對α粒子散射實驗結(jié)果的分析，提出了原子核內(nèi)有中子存在B．核泄漏事故污染物137Cs能夠產(chǎn)生對人體有害的輻射，其核反應方程式為eq\o\al(137,55)Cs→eq\o\al(137,56)Ba＋X，可以判斷X為電子C．若氫原子從n＝6能級向n＝1能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應，則氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射出的光也不能使該金屬發(fā)生光電效應D．質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別是m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，釋放的能量是(2m1＋2m2－m3)c2解析：BCD盧瑟福通過對α粒子散射實驗結(jié)果的分析，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，沒有提出原子核內(nèi)有中子存在，故A錯誤；根據(jù)137Cs的核反應方程式eq\o\al(137,55)Cs→eq\o\al(137,56)Ba＋X，可知X的質(zhì)量數(shù)為137－137＝0，電荷數(shù)為55－56＝－1，故X為電子，故B正確；氫原子從n＝6能級向n＝1能級躍遷時輻射出的光子的頻率大于從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射出的光子的頻率，故若從n＝6能級向n＝1能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應，則氫原子從n＝6能級向n＝2能級躍遷時輻射出的光也不能使該金屬發(fā)生光電效應，故C正確；質(zhì)子和中子結(jié)合成一個α粒子，需要兩個質(zhì)子和兩個中子，質(zhì)量虧損Δm＝2m1＋2m2－m3，由質(zhì)能方程可知，釋放的能量ΔE＝Δmc2＝(2m1＋2m2－m3)c2.故D正確．14．(2021·廣西高三二模)考古學家常用到14C斷代法，生物體死亡時，停止14C的攝入，體內(nèi)的14C發(fā)生放射性衰變變成14N，而生物體內(nèi)14C的含量與原始含量的比值P＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(t,5730))，其中t的單位為年．現(xiàn)通過測量得知，某古生物樣品中14C的含量與原始含量的比值P＝eq\f(1,8)，則下列判斷正確的是()A．14C發(fā)生α衰變變成14NB．該古生物的年代距今9975年C．伴隨著14C衰變過程將向外釋放能量D．具體推測結(jié)果還需要考慮該古生物樣品的發(fā)掘位置的氣候、濕度、巖層等的影響解析：C14C發(fā)生放射性衰變變成14N的核反應方程為eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e，則該核反應為β衰變，故A錯誤；因古生物樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代該生物所制樣品的八分之一，則可知經(jīng)過的時間為三個半衰期，即該古生物的年代距今約為17190年，故B錯誤；14C發(fā)生β衰變的同時還會往外釋放γ射