原子核章末習題

1、(時間：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選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分)1下列說法正確的是()A射線在電場和磁場中都不會發(fā)生偏轉B射線比射線更容易使氣體電離C太陽輻射的能量主要來源于重核裂變D核反應堆產(chǎn)生的能量來自輕核聚變解析：選A.射線是不帶電的電磁波，在電場和磁場中都不會偏轉，故A正確；因為射線比射線的電離能力強，所以B錯；太陽輻射的能量來源是輕核聚變，核反應中進行的裂變反應，故C、D錯2(2010年高考天津理綜卷)下列關于原子和原子核的說法正確的是()

2、A衰變現(xiàn)象說明電子是原子核的組成部分B玻爾理論的假設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比結合能越小表示原子核中的核子結合得越牢固解析：選B.原子核是由質子和中子組成的，衰變是核內(nèi)中子轉變成為質子同時生成電子，即粒子，故A錯半衰期由原子核本身決定，與外界環(huán)境因素無關，C錯比結合能越大表示原子核中核子結合得越牢固，D錯玻爾提出的氫原子能級不連續(xù)就是原子能量的量子化，B對32006年美國和俄羅斯的科學家利用回旋加速器，通過(鈣48)轟擊(锎249)發(fā)生核反應，成功合成了第118號元素，這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素實驗表明，該元素的原子核先放出3個相同

3、的粒子x，再連續(xù)經(jīng)過3次衰變后，變成質量為282的第112號元素的原子核，則上述過程中的粒子x是()A中子B質子C電子 D粒子解析：選A.從118號元素衰變到112號元素，電荷數(shù)少了6個，3次衰變就使得原子核的質子數(shù)少6，因此3次x衰變，電荷數(shù)不變，只是改變了質量數(shù)，所以x是中子4.(2010年高考福建理綜卷)14C測年法是利用14C衰變規(guī)律對古生物進行年代測定的方法若以橫坐標t表示時間，縱坐標m表示任意時刻14C的質量，m0為t0時14C的質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)半衰期的計算公式知，經(jīng)時間t，剩余的14C的質量為mm0()，對應圖象為一指數(shù)函數(shù)圖

4、象，C選項符合題意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.衰變的實質是放射出電子(e)，由核反應過程中的質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知B正確6根據(jù)新華社報道，由我國自行設計、研制的世界上第一套全超導核聚變實驗裝置，又稱“人造太陽”，已完成了首次工程調試，下列關于“人造太陽”的說法正確的是()A“人造太陽”的核反應方程是HHHenB“人造太陽”的核反應方程是UnBaKr3nC“人造太陽”釋放的能量大小計算公式是Emc2D“人造太陽”核能大小計算公式是Emc2解析：選AC.“人造太陽”是全超導核聚變實驗裝置，核

5、反應是輕核聚變，而不是重核裂變，故A項對，B項錯；“人造太陽”是利用海水中的H和H輕核聚變而產(chǎn)生大量的能量，放出的能量是用質量虧損計算的，釋放核能大小的計算依據(jù)是愛因斯坦質能方程，C項對，D項錯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)生衰變時會輻射射線下列說法正確的是()A碘131釋放的射線由氦核組成B銫137衰變時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含有相同的質子數(shù)解析：選D.射線的本質是電子，并非氦核，A項錯；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項錯誤；半衰期越小表示元素衰變越快，C項錯；同位素含有相同的質子數(shù)但中子數(shù)不同，故D項正確81個鈾235吸收1個中子發(fā)生核反應時，大約放出196 MeV的能量，則1 g純鈾235完全發(fā)生核反應放出的能量為(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個鈾235的原子核，因此1 g純鈾吸收中子完全發(fā)生核反應，可以放出的能量為×196 MeV，即D正確，A、B

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

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

9、A正確；由電荷數(shù)和質量守恒可判斷B正確；半衰期與外部環(huán)境無關，C錯誤；由愛因斯坦質能方程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，即原子核俘獲一個核外電子，核內(nèi)一個質子變?yōu)橹凶?，原子核衰變成一個新核，并且放出一個中微子(其質量小于電子質量且不帶電)若一個靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”(電子的初動量可不計)，則()A生成的新核與衰變前的原子核質量數(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量大小相等解析：選AD.發(fā)生“軌道電子俘獲”時，一個質子變?yōu)橹凶?，質子與中子的總量不變，所以發(fā)生“軌道電子俘獲”后新核與原核質量數(shù)相同

10、，A正確；新核質子數(shù)減少，故核電荷數(shù)減少，B錯；新核與原核質子數(shù)不同，不能稱它們互為同位素，C錯；以靜止原子核及被俘獲電子為系統(tǒng)系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)初動量為零，所以生成的新核與中微子的動量大小相等，方向相反，D正確選A、D.二、計算題(本題共4小題，共40分解答時應寫出必要的文字說明、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)用加速后動能Ek0的質子H轟擊靜止的原子核X，生成兩個動能均為Ek的He核，并釋放出一個頻率為的光子寫出上述核反應方程并計算核反應中的質量虧損(光在真空中傳播速度為c)解析：HX2He(或HLi2He)該核反應

11、釋放出來的核能為E2EkhEk0由愛因斯坦質能方程Emc2得質量虧損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、核技術、核醫(yī)學等高新技術領域得到了廣泛應用，有力地推動了現(xiàn)代科學技術的發(fā)展當今醫(yī)學影像診斷設備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學高科技之冠”，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子轟擊氮14獲得，同時還產(chǎn)生另一粒子，試寫出核反應方程若碳11的半衰期為20 min，經(jīng)2.0 h剩余碳11的質量占原來的百分之幾？(結果取2位有效數(shù)字)解析：核反應方程為NHCHe設碳11原有質量為m0，經(jīng)過t12.0 h剩余

12、的質量為mr，根據(jù)半衰期定義有 1.6%.答案：NHCHe1.6%15(10分)(2011年浙江金華質檢)若U俘獲一個中子裂變成Sr及Xe兩種新核，且三種原子核的質量分別為235.0439 u、89.9077 u和135.9072 u，中子質量為1.0087 u(1 u1.6606×1027kg,1 u相當于931.50 MeV)(1)寫出鈾核裂變的核反應方程；(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)因為一個鈾核裂變的質量虧損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)靜止在勻強磁場中的鋰核俘獲一個速度為7.7×104 m/s的中子而發(fā)生核反應，反應中放出的粒子的速度為2×104 m/s，其