2020屆高三物理一輪復習 第十二章 第2講 原子結構與原子核課時作業(yè)（含解析）

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1、原子結構與原子核 1．(2018·高考北京卷)在核反應方程24He＋　714N→　817O＋X中，X表示的是(　　) A．質子　　　　　　 B．中子 C．電子 D．α粒子 解析：設X為AZX，根據核反應的質量數(shù)守恒得4＋14＝17＋Z，則Z＝1；電荷數(shù)守恒2＋7＝8＋A，則A＝1，即X為11H，即為質子，故選項A正確，B、C、D錯誤. 答案：A 2．(2018·高考全國卷Ⅲ)1934年，約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁核1327Al，產生了第一個人工放射性核素X：α＋1327Al→n＋X.X的原子序數(shù)和質量數(shù)分別為(　　) A．15和28　　　　　　 B．15和30 C．

2、16和30 D．17和31 解析：根據核反應遵循的質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為2＋13＝15，質量數(shù)為4＋27－1＝30，根據原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知X的原子序數(shù)為15，質量數(shù)為30，選項B正確． 答案：B 3．某核電站遭受嚴重破壞，產生了嚴重的核泄漏，從核電站周圍一定范圍內的空氣中和核電站排出的廢水中分別檢測出了放射性物質碘131和钚239，嚴重危及了人們的生命安全．已知該核電站采用的是重水反應堆，用　92238U(鈾)吸收中子后生成　94239Pu(钚)，碘131的半衰期為8天，下列說法正確的是(　　) A．排出的廢水中的钚239是鈾核裂變的生成物 B．若　

3、92238U吸收中子后變成　92239U，　92239U很不穩(wěn)定，則經過2次β衰變后變成　94239Pu C．核電站的核廢料可直接堆放在露天垃圾場 D．碘131的半衰期只有8天，因此16天后會全部消失 解析：裂變是重核生成幾個中等質量原子核的過程，鈾238的質量數(shù)比钚239的小，因此钚不是鈾核裂變的生成物，選項A錯誤；發(fā)生β衰變時質量數(shù)不發(fā)生改變，根據電荷數(shù)守恒可知　92239U發(fā)生2次β衰變后變成　94239Pu，選項B正確；核電站的核廢料中具有很多的放射性物質，不可以直接堆在露天垃圾場，選項C錯誤；碘131的半衰期是8天，它是一個統(tǒng)計規(guī)律，大量的碘131在8天后會剩一半，16天后會剩

4、四分之一，選項D錯誤． 答案：B 4．(多選)氫原子能級如圖，當氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級時，輻射光的波長為656 nm.以下判斷正確的是(　　) A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級時，輻射光的波長大于656 nm B．用波長為325 nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級 C．一群處于n＝3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產生3種譜線 D．用波長為633 nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級 解析：根據氫原子的能級圖和能級躍遷規(guī)律，當氫原子從n＝2能級躍遷到n＝1能級時，輻射光的波長一定小于656 nm，因此選項A錯誤；根據發(fā)生躍遷只能吸

5、收和輻射一定頻率的光子，可知選項B錯誤，D正確；一群處于n＝3能級上的氫原子向低能級躍遷時可以產生3種頻率的光子，所以選項C正確． 答案：CD 5．在勻強磁場中，有一個原來靜止的 14　6C原子核，它放出的粒子與反沖核的徑跡是兩個相內切的圓，圓的直徑之比為7∶1，那么碳14的衰變方程為(　　) A．　614C→＋10e＋　514B B．　614C→24He＋　410Be C．　614C→12H＋　512B D．　614C→－10e＋　714N 解析：由動量守恒定律可知，放出的粒子與反沖核動量大小相等、方向相反，由在磁場中兩圓徑跡內切可知，反沖核帶正電，放出的粒子帶負電，由兩圓直徑

6、之比為7∶1和R＝可知，反沖核的電荷量是粒子的7倍，故選項D正確． 答案：D 6．(2017·高考全國卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個α粒子衰變成釷核，衰變方程為　92238U→　90234Th＋24He.下列說法正確的是(　　) A．衰變后釷核的動能等于α粒子的動能 B．衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小 C．鈾核的半衰期等于其放出一個α粒子所經歷的時間 D．衰變后α粒子與釷核的質量之和等于衰變前鈾核的質量 解析：靜止的原子核在衰變前后動量守恒，由動量守恒定律得0＝m1v1＋m2v2，可知m1v1＝－m2v2，故衰變后釷核的動量大小等于α粒子的動量大小，選項B正確；而動能Ek＝

7、，由于釷核的質量(m1)大于α粒子的質量(m2)，故其動能不等，選項A錯誤；鈾核的半衰期是大量的鈾核半數(shù)發(fā)生衰變所用的時間，而不是放出一個α粒子所經歷的時間，選項C錯誤；原子核衰變時放出核能，質量虧損，選項D錯誤． 答案：B 7．(多選)太陽的能量來源是輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，核聚變反應可以看作是4個氫核(11H)結合成1個氦核同時放出2個正電子．下表中列出了部分粒子的質量(取1 u＝×10－26 kg)． 粒子名稱 質子(p) α粒子 正電子(e) 中子(n) 質量/u 1.007 3 4.001 5 0.000 55 1.008 7 以下說法正確

8、的是(　　) A．核反應方程為411H→24He＋210e B．4個氫核結合成1個氦核時的質量虧損約為0.026 6 kg C．4個氫核結合成1個氦核時的質量虧損約為4.43×10－29 kg D．聚變反應過程中釋放的能量約為4.0×10－12 J 解析：由核反應的質量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒得411H→24He＋210e，故選項A正確；反應中的質量虧損為Δm＝4mp－mα－2me＝(4×1.007 3－4.001 5－2×0.000 55) u＝0.026 6 u＝4.43×10－29 kg，故選項C正確，B錯誤；由質能方程得ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J≈4

9、×10－12 J，故選項D正確． 答案：ACD 8．現(xiàn)有兩動能均為E0＝0.35 MeV的12H在一條直線上相向運動，兩個12H發(fā)生對撞后能發(fā)生核反應，得到23He和新粒子，且在核反應過程中釋放的能量完全轉化為23He和新粒子的動能．已知12H的質量為2.014 1 u,23He的質量為3.016 0 u，新粒子的質量為1.008 7 u，核反應時質量虧損1 u釋放的核能約為931 MeV(如果涉及計算，結果保留整數(shù))．則下列說法正確的是(　　) A．核反應方程為12H＋12H→23He＋11H B．核反應前后不滿足能量守恒定律 C．新粒子的動能約為3 MeV D．23He的動能約為4 MeV 解析：由核反應過程中的質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知12H＋12H→23He＋01n，則新粒子為中子01n，所以A錯誤；核反應過程中質量虧損，釋放能量，仍然滿足能量守恒定律，B錯誤；由題意可知ΔE＝(2.014 1×2－3.016 0－1.008 7)×931 MeV≈3 MeV，根據核反應中系統(tǒng)的能量守恒有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE，根據核反應中系統(tǒng)的動量守恒有pHe－pn＝0，由Ek＝，可知＝，解得EkHe＝(2E0＋ΔE)≈1 MeV，Ekn＝(2E0＋ΔE)≈3 MeV，所以C正確，D錯誤． 答案：C 4