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课时跟踪检测(三十九)原子结构原子核

A.聚变又叫热核反应

B,太阳就是一个巨大的热核反应堆

C.高温能使原子核克服核力而聚变

D.对相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多

解析:ABD托卡马克装置是轻核聚变,需要很高的温度才能让轻核聚变,也称之为

热核反应,太阳内部时时刻刻进行着这样的反应,选项A、B正确。高温能使原子核克服库

仑力,从而发生聚变,而核力是一种吸引力,选项C错误;相同质量的核燃料释放出的核

能,轻核聚变要比重核裂变多很多,因此选项D正确。

2.(2021•湖南高考)核废料具有很强的放射性,需要妥善处理。下列说法正确的是()

A.放射性元素经过两个完整的半衰期后,将完全衰变殆尽

B.原子核衰变时电荷数守恒,质量数不守恒

C.改变压力、温度或浓度,将改变放射性元素的半衰期

D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用,但辐射强度在安全剂量内则没有伤害

解析:D放射性元素经过两个完整的半衰期后,剩余;,并未完全衰变殆尽,故A错

误;原子核衰变时满足电荷数守恒、质量数守恒,故B错误;放射性元素的半衰期是由原

子核的自身结构决定的,而与物理环境如压力、温度或浓度无关,与化学状态无关,故C

错误;过量放射性辐射包含大量的射线,对人体组织有破坏作用,但辐射强度在安全剂量

内则没有伤害,故D正确。

3.(2021•广东高考)科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26,铝26的半衰

期为72万年,其衰变方程为亚A1一包Mg+Y,下列说法正确的是()

A.Y是氮核

B.Y是质子

C.再经过72万年,现有的铝26衰变一半

D.再经过144万年,现有的铝26全部衰变

解析:C根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知,该核反应是包A1-钓Mg+呢,即

Y是正电子,选项A、B错误;因72万年是一个半衰期,可知再过72万年,现有的铝26

衰变一半,再过144万年,即两个半衰期,现有的铝26衰变四分之三,选项C正确,D错

误。

4.氢原子的能级示意图如图所示。当氢原子从〃=4能级跃迁到"=nE/eV

oo0

4-0.85

3能级时,辐射出光子a;从〃=3能级跃迁到〃=2能级时,辐射出光子3-1.51

b.以下判断正确的是()2-3.4

A.在真空中光子a的波长大于光子6的波长1-13.6

B.光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态

C.光子。可能使处于〃=4能级的氢原子电离

D.大量处于"=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同谱线

解析:A氢原子从〃=4能级跃迁到n=3能级的能级差小于从〃=3能级跃迁到〃=2

能级时的能级差,根据知,光子a的能量小于光子〜的能量,所以光子。的频

率小于光子b的频率,光子a的波长大于光子6的波长,故A正确;光子6的能量小于基

态与任一激发态的能级差,所以不能被基态的原子吸收,故B错误;根据E,“一E“=/“,可

求光子。的能量小于»=4能级氢原子的电离能,所以不能使处于"=4能级的氢原子电离,

C错误;大量处于"=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同谱线,故D错误。

5.氢原子的能级图如图所示,一个处于〃=3能级的氢原子向低能级n£7eV

00

4

跃迁,下列说法正确的是()-0.85

3-1.51

A.氢原子可能发出3种不同频率的光子2-3.40

B.已知钾的逸出功为2.22eV,则氢原子从〃=3能级跃迁到n=21-13.60

能级释放的光子可以从金属钾的表面打出光电子

C.氢原子从n=2能级跃迁到n=l能级释放的光子能量最小

D.氢原子由〃=3能级跃迁到〃=1能级时,辐射出的光的频率最高,波长最短

解析:D一个处于〃=3能级的氢原子向低能级跃迁,最多可辐射出两种频率的光子,

即3-2,2-1,选项A错误;氢原子从n=3能级跃迁到〃=2能级释放的光子能量为E32=

-1.51eV-(-3.40eV)=1.89eV<2.22eV,故不能从金属钾的表面打出光电子,选项B错

误;氢原子从〃=3能级跃迁到〃=2能级,能级差最小,释放的光子能量最小,选项C错

误;氢原子由n=3能级跃迁到〃=1能级时,能级差最大,辐射出的光的频率最高,波长

最短,故D正确。

6.(多选)(2020•全国田卷)1934年,约里奥一居里夫妇用a粒子轰击铝箔,首次产生了

人工放射性同位素X,反应方程为犯e+0Al-X+Jn。X会衰变成原子核Y,衰变方程为

XfY+呢。贝U()

A.X的质量数与Y的质量数相等

B.X的电荷数比Y的电荷数少1

C.X的电荷数比WA1的电荷数多2

D.X的质量数与程A1的质量数相等

解析:AC根据电荷数守恒和质量数守恒,可知如e+WAl->X+An方程中X的质量数

为30,电荷数为15,再根据X-Y+呢方程可知Y的质量数为30,电荷数为14,故X的

质量数与Y的质量数相等,X的电荷数比Y的电荷数多1,X的电荷数比召A1的电荷数多2,

X的质量数比WA1的质量数多3,选项A、C正确,B、D错误。

7.(2021•河北高考)银河系中存在大量的铝同位素26AL26A]核p衰变的衰变方程为/

Al->”Mg+Ye,测得26Al核的半衰期为72万年,下列说法正确的是()

A.26Al核的质量等于26Mg核的质量

B.26Al核的中子数大于26Mg核的中子数

C.将铝同位素26Al放置在低温低压的环境中,其半衰期不变

D.银河系中现有的铝同位素26Al将在144万年后全部衰变为26Mg

解析:C26Al和26Mg的质量数均为26,但是二者原子核中的质子数和中子数不同,

所以质量不同,A错误;笛A1核的中子数为26—13=13个,的Mg核的中子数为26-12=

14个,B错误;半衰期是原子核固有的属性,与外界条件无关,C正确;质量为机的26Al

的半衰期为72万年,144万年为2个半衰期,剩余质量为;机,不会全部衰变为26Mg,D错

误。

_=(5^0©=~

8.(多选)由于放射性元素资Np的半衰期很短,所以在自然界一直未被发现,只是在使

用人工的方法制造后才被发现。已知书Np经过一系列a衰变和。衰变后变成,Bi,下列论

断正确的是()

A.WBi的原子核比诏Np的原子核少28个中子

B.WBi的原子核比资Np的原子核少18个中子

C.衰变过程中共发生了7次a衰变和4次0衰变

D.衰变过程中共发生了4次a衰变和7次0衰变

解析:BC鬻Bi的中子数为209-83=126,资Np的中子数为237—93=144,鬻Bi

的原子核比资Np的原子核少18个中子,A错误,B正确;衰变过程中共发生了a衰变的

237——209

次数为-4—=7次,衰变的次数是2X7—(93—83)=4次,C正确,D错误。

9.某核电站遭受严重破坏,发生了严重的核泄漏,从核电站周围一定范围内的空气中

和核电站排出的废水中分别检测出了放射性物质碘131和钙239,严重危及了人们的生命安

全。已知该核电站采用的是重水反应堆,用碘U(铀)吸收中子后生成明Pu(杯),碘131的半

衰期为8天,下列说法正确的是()

A.排出的废水中的钵239是铀核裂变的生成物

B.若锣U吸收中子后变成锣U,锣U很不稳定,则经过2次0衰变后变成谱Pu

C.核电站的核废料可直接堆放在露天垃圾场

D.碘131的半衰期只有8天,因此16天后会全部消失

解析:B裂变是重核生成几个中等质量原子核的过程,铀238的质量数比钵239的小,

因此钵不是铀核裂变的生成物,选项A错误;发生0衰变时质量数不发生改变,根据电荷

数守恒可知锣U发生2次0衰变后变成错Pu,选项B正确;核电站的核废料中具有很多的

放射性物质,不可以直接堆在露天垃圾场,选项C错误;碘131的半衰期是8天,它是一

个统计规律,大量的碘131在8天后会剩一半,16天后会剩四分之一,因此选项D错误。

10.核动力航空母舰因其性能强劲堪称海上霸主,它利用可控制核裂变释放的核能获

得动力,核反应方程为尿+2劣U-崛Ba+舒Kr+yX。己知光在真空中速度为c,2阳j的比

结合能为Ei,啜Ba的比结合能为Ei,舒Kr的比结合能为邑。下列说法正确的是()

A.X为中子,y=4

B.此核裂变反应过程中的质量亏损为邑士保二冬

C.三种比结合能的大小关系为©>所>@

D.此核裂变释放核能约为£=141及+92后3—235所

解析:D由电荷数守恒及质量数守恒可得杭+2宓U-啜Ba+^Kr+3An,故X为中子,

y=3,A错误;此核裂变释放核能约为E=141E2+92E3-235EI,根据质能方程可知此核裂

141司,+92F\—235凡

变反应过程中的质量亏损为A/n=-~~,B错误,D正确;根据原子核的比

结合能曲线可知&>E2>El,C错误。

020406080100120140160180200220240

11.“羲和号”卫星的全称是太阳Ha光谱探测与双超平台科学技术试验卫星。太阳Ha

谱线是研究太阳活动在光球和色球响应时最好的谱线之一,通过对该谱线的数据分析,可

获得太阳爆发时的大气温度、速度等物理量的变化,有助于研究太阳爆发的动力学过程和

物理机制。若探测到太阳中有一种核反应是四个质子(氢核)聚变成一个a粒子,同时放出两

个正电子和两个没有静止质量的中微子。已知a粒子的质量为,即,质子的质量为叫),正电

子的质量为me,c为光在真空中的传播速度,NA为阿伏加德罗常数。在这种核反应中1()00

g的氢核聚变所放出的能量为()

2

A.1000(4/np+/n«+2me)Nxc

2

B.1000(/na+2me—4mp)N\c

—2

C.250(/n«+2/ne4mp)N\C

2

D.250(4wp-ma~•Im^NxC

解析:D该核聚变反应中的质量亏损为A帆=(4mp—〃?a—21%),根据质能方程可知该

22

核聚变反应释放的能量为AE=Amc=(4/np-/na—2/ne)c4000g氢核的个数为;“)NA

=1()()0NA,1()0()g氢核聚变放出的能量E=:AE=250(4»i

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