高中一轮复习物理课时检测（六十五）原子的能级结构与原子核（双基落实课）

课时检测(六十五)原子的能级结构与原子核（双基落实课）一、选择题1．下列说法正确的是()A．根据ΔE＝Δmc2可知，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变C．卢瑟福首先发现了铀和含铀矿物的天然放射现象D．由氢原子能级示意图知，处于基态的氢原子至少要吸收13.60eV的能量才能发生电离解析：选D爱因斯坦的质能方程E＝mc2，不是指质量和能量可以相互转化，二者概念本质不同，当发生质量亏损时，质量只是以能量形式释放出去，故A错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变，故B错误；贝克勒尔首先发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，故C错误；基态的氢原子能量为－13.60eV，则基态氢原子发生电离，吸收的能量需大于等于13.60eV，故D正确。2．(多选)(粤教教材原题)eq\o\al(232,)90Th(钍)经过一系列α和β衰变，变成eq\o\al(208,)82Pb(铅)，则()A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少16个中子C．共经过4次α衰变和6次β衰变D．共经过6次α衰变和4次β衰变解析：选ABD由电荷数推断，铅核比钍核少8个质子，A正确；根据质量数计算，铅核比钍核少16个中子，B正确；再由电荷数和质量数推断，可知共经过6次α衰变和4次β衰变，D正确。3．(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的是()A.eq\o\al(238,92)92U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰变B.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H是β衰变C.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是轻核聚变D.eq\o\al(82,34)Se→eq\o\al(82,36)Kr＋2eq\o\al(0,－1)e是重核裂变解析：选AC由核反应方程可知，A是α衰变，B是人工转变，C是轻核聚变，D是β衰变，故A、C正确。4．(2017·全国Ⅰ卷)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n。已知eq\o\al(2,1)H的质量为2.0136u，eq\o\al(3,2)He的质量为3.0150u，eq\o\al(1,0)n的质量为1.0087u,1u＝931MeV/c2。氘核聚变反应中释放的核能约为()A．3.7MeV B．3.3MeVC．2.7MeV D．0.93MeV解析：选B氘核聚变反应的质量亏损为Δm＝(2×2.0136－3.0150－1.0087)u＝0.0035u，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.0035×931MeV/c2×c2≈3.3MeV，选项B正确。5．(多选)科学家发现在月球上含有丰富的eq\o\al(3,2)He(氦3)，它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He。关于eq\o\al(3,2)He聚变下列表述正确的是()A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应会有质量亏损D．目前核电站都利用eq\o\al(3,2)He聚变反应发电解析：选BC聚变反应会有质量亏损，同时会释放能量，A错误，C正确；聚变反应是两个质量较小的核结合成一个中等质量的核，有新核产生，B正确；与裂变反应相比，聚变反应目前还不能控制反应速度，所以核电站都是利用裂变反应，D错误。二、非选择题6．(2016·全国Ⅱ卷)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________。(填正确答案标号)A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(32,15)P→eq\o\al(32,16)S＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeD.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HE.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nF.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n解析：α衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出α粒子的现象，选项C为α衰变；β衰变为衰变过程中释放出β粒子的现象，选项A、B均为β衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项E是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F是典型的核聚变过程。答案：CABEF7．(沪科教材原题)1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，吴健雄用eq\o\al(60,27)Co对此进行了实验验证。次年，李、杨二人为此获得诺贝尔物理学奖，eq\o\al(60,27)Co的衰变方程是：eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(A,Z)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(ν)e，其中eq\x\to(ν)e是反电子中微子，它的电荷为零，静止质量被认为是零。(1)在上述衰变方程中，衰变产生的eq\o\al(A,Z)Ni的核子数A是______，核电荷数Z是_______。(2)在衰变前eq\o\al(60,27)Co是静止的，根据云室照片可以看出，衰变产物eq\o\al(A,Z)Ni和eq\o\al(0,－1)e的运动径迹不在同一条直线上，如果认为衰变产物只有eq\o\al(A,Z)Ni和eq\o\al(0,－1)e，那么衰变过程将违反________守恒定律。解析：(1)根据质量数守恒可得，A是60，根据电荷数守恒可得，Z是28。(2)若eq\o\al(A,Z)Ni和eq\o\al(0,－1)e的运动径迹不在同一条直线上，且没有其他衰变产物，则违反了动量守恒定律。答案：(1)6028(2)动量8．一个静止的铀核eq\o\al(232,92)U(原子质量为232.0372u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核eq\o\al(228,90)Th(原子质量为228.0287u)。(已知：原子质量单位1u＝1.67×10－27kg，1u相当于931MeV)(1)写出核衰变反应方程；(2)算出该核衰变反应中释放出的核能；(3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？解析：(1)eq\o\al(232,92)U→eq\o\al(228,90)Th＋eq\o\al(4,2)He。(2)质量亏损Δm＝(232.0372－4.0026－228.0287)u＝0.0059uΔE＝Δmc2＝0.0059×931MeV≈5.49MeV。(3)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即pTh＝pαEkTh＝eq\f(p\o\al(2,Th),2mTh)，Ekα＝eq\f(p