人民教育出版版选修35第19章原子核最新能力培养

1、(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1下列说法正确的是()A射线在电场和磁场中都不会发生偏转B射线比射线更容易使气体电离C太阳辐射的能量主要来源于重核裂变D核反应堆产生的能量来自轻核聚变解析：选A.射线是不带电的电磁波，在电场和磁场中都不会偏转，故A正确；因为射线比射线的电离能力强，所以B错；太阳辐射的能量来源是轻核聚变，核反应中进行的裂变反应，故C、D错2(2010年高考天津理综卷)下列关于原子和原子核的说法正确的是()

2、A衰变现象说明电子是原子核的组成部分B玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析：选B.原子核是由质子和中子组成的，衰变是核内中子转变成为质子同时生成电子，即粒子，故A错半衰期由原子核本身决定，与外界环境因素无关，C错比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢固，D错玻尔提出的氢原子能级不连续就是原子能量的量子化，B对32006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过(钙48)轰击(锎249)发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素实验表明，该元素的原子核先放出3个相同

3、的粒子x，再连续经过3次衰变后，变成质量为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x是()A中子B质子C电子 D粒子解析：选A.从118号元素衰变到112号元素，电荷数少了6个，3次衰变就使得原子核的质子数少6，因此3次x衰变，电荷数不变，只是改变了质量数，所以x是中子4.(2010年高考福建理综卷)14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t0时14C的质量下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是()图191解析：选C.据半衰期的计算公式知，经时间t，剩余的14C的质量为mm0()，对应图象为一指数函数图

4、象，C选项符合题意5(2011年高考北京理综卷)表示放射性元素碘131(I)衰变的方程是()A.ISbHeB.IXeeC.IIn D.ITeH解析：选B.衰变的实质是放射出电子(e)，由核反应过程中的质量数和电荷数守恒可知B正确6根据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界上第一套全超导核聚变实验装置，又称“人造太阳”，已完成了首次工程调试，下列关于“人造太阳”的说法正确的是()A“人造太阳”的核反应方程是HHHenB“人造太阳”的核反应方程是UnBaKr3nC“人造太阳”释放的能量大小计算公式是Emc2D“人造太阳”核能大小计算公式是Emc2解析：选AC.“人造太阳”是全超导核聚变实验装置，核

5、反应是轻核聚变，而不是重核裂变，故A项对，B项错；“人造太阳”是利用海水中的H和H轻核聚变而产生大量的能量，放出的能量是用质量亏损计算的，释放核能大小的计算依据是爱因斯坦质能方程，C项对，D项错7(2011年高考重庆理综卷)核电站泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射射线下列说法正确的是()A碘131释放的射线由氦核组成B铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量C与铯137相比，碘131衰变更慢D铯133和铯137含有相同的质子数解析：选D.射线的本质是电子，并非氦核，A项错；光子的频率

6、大于可见光光子的频率，由Eh可知光子的能量大于可见光光子的能量，B项错误；半衰期越小表示元素衰变越快，C项错；同位素含有相同的质子数但中子数不同，故D项正确81个铀235吸收1个中子发生核反应时，大约放出196 MeV的能量，则1 g纯铀235完全发生核反应放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)()ANA×196 MeV B235NA×196 MeVC235×196 MeV D.×196 MeV解析：选D.1 g纯铀235有×NA个铀235的原子核，因此1 g纯铀吸收中子完全发生核反应，可以放出的能量为×196 MeV，即D正确，A、B

7、、C错误9由图192可得出结论()图192A质子和中子的质量之和小于氘核的质量B质子和中子的质量之和等于氘核的质量C氘核分解为质子和中子时要吸收能量D质子和中子结合成氘核时要吸收能量解析：选C.该反应是吸能反应，所以两个核子质量之和大于氘核的质量10光子的能量是h，动量的大小为h/c.如果一个静止的放射性元素的原子核在发生衰变时只发出一个光子则衰变后的原子核()A仍然静止B沿着与光子运动方向相同的方向运动C沿着与光子运动方向相反的方向运动D可以向任何方向运动解析：选C.本题考查放射性元素发生衰变时除满足质量数、电荷数守恒外还需满足动量守恒，因此一个静止的放射性元素的原子核发出一个光子后，衰变后

8、的原子核必沿着与光子运动方向相反的方向运动11浙江秦山核电站第三期工程两个6.0×109kW发电机组并网发电，发电站的核能来源于U的裂变，现有四种说法，你认为正确的是()A.U原子核中有92个质子、143个中子B.U的一种典型的裂变是变成两个中等质量的原子核，反应方程式为：UnBaKr3nC.U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度时半衰期将缩短D若一个U裂变，反应质量亏损为0.3578×1027kg，则释放的能量约201 MeV，合3.2×1011J解析：选ABD.原子核中的质子数即为原子序数，所以U的质子数为92，中子数为23592143个，

9、A正确；由电荷数和质量守恒可判断B正确；半衰期与外部环境无关，C错误；由爱因斯坦质能方程Emc2可判断D正确12“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子，核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则()A生成的新核与衰变前的原子核质量数相同B生成新核的电荷数增加C生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D生成的新核与中微子的动量大小相等解析：选AD.发生“轨道电子俘获”时，一个质子变为中子，质子与中子的总量不变，所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量数相同

10、，A正确；新核质子数减少，故核电荷数减少，B错；新核与原核质子数不同，不能称它们互为同位素，C错；以静止原子核及被俘获电子为系统系统动量守恒，系统初动量为零，所以生成的新核与中微子的动量大小相等，方向相反，D正确选A、D.二、计算题(本题共4小题，共40分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(8分)用加速后动能Ek0的质子H轰击静止的原子核X，生成两个动能均为Ek的He核，并释放出一个频率为的光子写出上述核反应方程并计算核反应中的质量亏损(光在真空中传播速度为c)解析：HX2He(或HLi2He)该核反应

11、释放出来的核能为E2EkhEk0由爱因斯坦质能方程Emc2得质量亏损m.答案：见解析14(8分)(2011年高考天津理综卷)回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程若碳11的半衰期为20 min，经2.0 h剩余碳11的质量占原来的百分之几？(结果取2位有效数字)解析：核反应方程为NHCHe设碳11原有质量为m0，经过t12.0 h剩余

12、的质量为mr，根据半衰期定义有 1.6%.答案：NHCHe1.6%15(10分)(2011年浙江金华质检)若U俘获一个中子裂变成Sr及Xe两种新核，且三种原子核的质量分别为235.0439 u、89.9077 u和135.9072 u，中子质量为1.0087 u(1 u1.6606×1027kg,1 u相当于931.50 MeV)(1)写出铀核裂变的核反应方程；(2)求9.2 kg纯铀235完全裂变所释放的能量是多少？(取两位有效数字)解析：(1)UnSrXe10n.(2)因为一个铀核裂变的质量亏损m(235.0439 u1.0087 u)(89.9077 u135.9072 u10×1.0087 u)0.1507 u，故9.2 kg的铀裂变后总的质量亏损为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图19316(14分)静止在匀强磁场中的锂核俘获一个速度为7.7×104 m/s的中子而发生核反应，反应中放出的粒子的速度为2×104 m/s，其