2025版高考物理一轮复习第十三章原子结构原子核课时2原子核课时训练含解析新人教版

PAGE6-课时2原子核1.太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环,循环的结果可表示为411H→24He+210e+2ν。已知

11H和

24He的质量分别为mA.8MeV B.16MeVC.26MeV D.52MeV解析:由爱因斯坦质能方程得ΔE=Δmc2=(4×mp-mα-2me)·c2,忽视电子质量代入数据解得ΔE=(4×1.0078u-4.0026u)·c2≈26.6MeV,故C正确。2.(2024·温州九校模拟)(多选)关于近代物理,下列说法正确的是(ABD)A.卢瑟福由α粒子散射试验建立了原子的核式结构模型B.由

92238U→90234ThC.分别用红光和紫光照耀金属钾表面均有光电子逸出,红光照耀时,逸出的光电子的最大初动能较大D.基态的一个氢原子汲取一个光子跃迁到n=3激发态后,最多放射2种频率的光子解析:卢瑟福通过分析α粒子散射试验结果,建立了原子的核式结构模型,故A正确;由爱因斯坦质能方程可知,衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核质量,故B正确;分别用红光和紫光照耀金属钾表面均有光电子逸出,由于紫色光的频率大,由Ekm=hν-W0可知,紫光照耀时,逸出的光电子的最大初动能较大,故C错误;基态的一个氢原子汲取一个光子跃迁到n=3激发态后,当该原子向低能级跃迁时,途径是n=3→n=2,n=2→n=1,放射2种频率的光子,故D正确。3.国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶胜利,获得中子束流,可以为诸多领域的探讨和工业应用供应先进的探讨平台.下列核反应中放出的粒子为中子的是(B)A.714N俘获一个α粒子,产生B.1327Al俘获一个α粒子,产生C.511B俘获一个质子,产生D.36Li俘获一个质子,产生解析:依据质量数守恒、电荷数守恒,各选项核反应方程为

714N+24He→817O+11H,A错误;1327Al+24He→1530P+04.一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为

92238U→90A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经验的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析:衰变前后动量守恒,衰变前动量为零,故衰变后钍核与α粒子动量大小相等,方向相反,选项B正确;又Ek=p22m,钍核与α5.(多选)核能作为一种新能源在现代社会中已不行缺少,我国在完善核电平安基础上将加大核电站建设。核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素,它可破坏细胞基因,提高患癌症的风险。已知钚的一种同位素

94239Pu的半衰期为24100年,其衰变方程为

94239Pu→XA.X原子核中含有92个质子B.100个

94C.由于衰变时释放巨大能量,依据E=mc2,衰变过程总质量增加D.衰变发出的γ射线是波长很短的光子,具有很强的穿透实力解析:X原子核中含有94-2=92个质子,选项A正确;半衰期描述的是大量原子的统计规律,对少量原子无意义,选项B错误;由于衰变时释放巨大能量,依据E=mc2,衰变过程总质量减小,选项C错误;衰变发出的γ射线是波长很短的光子,具有很强的穿透实力,选项D正确。6.关于放射性同位素的应用,下列说法中正确的有(D)A.放射线变更了布料的性质使其不再因摩擦而生电,从而达到消退有害静电的目的B.利用γ射线的贯穿实力强可以为金属探伤,也能进行人体的透视C.用放射线照耀作物种子使其DNA发生变异,其结果确定是更优秀的品种D.用γ射线治疗肿瘤时确定要严格限制剂量,以免对人体正常组织造成太大的损害解析:利用放射线消退有害静电是利用放射线的电离性,使空气分子电离成为导体,将静电导走。γ射线对人体细胞损害太大,不能用来进行人体透视。作物种子发生的DNA突变不确定都是有益的,还要经过筛选才能培育出优良品种。用γ射线治疗肿瘤对人体确定有副作用,因此要科学地限制剂量。选项D正确。7.关于核反应堆中用镉棒限制反应速度的原理,下列说法正确的是(C)A.镉棒能释放中子,依靠释放的多少限制反应速度B.用镉棒插入的多少限制快中子变为慢中子的数量C.利用镉棒对中子汲取实力强的特点,依靠插入的多少限制中子数量D.镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用,利用其与铀的接触面积的大小限制反应速度解析:镉棒并不能释放中子,也不能使中子减速,对铀核裂变也没有阻碍作用,而是利用对中子的汲取实力强的特点,限制中子数量的多少而限制核反应速度,故选项C正确。8.(多选)原子核的比结合能曲线如图所示(质量数0～25被放大),依据该曲线,下列推断中正确的有(BC)A.2B.24He核比C.两个

12H核结合成D.92235U核中核子的平均结合能比解析:由题图知

24He核的比结合能约为7MeV,所以结合能约为4×7MeV=28MeV,故A错误;24He核比

36Li核的比结合能大,所以

24He核比

3实力提升9.(多选)一个原子核

92235U在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应,其裂变方程为

92235U+01nA.X原子核中含有140个核子B.X原子核中含有86个中子C.因为裂变时释放能量,所以裂变后粒子的总质量数增加D.因为裂变时释放能量,所以裂变后粒子的总质量数削减解析:设X原子核中含有x个质子,质量数为y,依据电荷数和质量数守恒有92=x+38,235+1=y+94+2,解得x=54,y=140,所以X的中子数为y-x=86,故A,B正确;裂变反应过程中质量数守恒,质量数不会增加,也不会削减,故C,D错误。10.某些建筑材料含放射性元素氡,氡可以发生α或β衰变,假如人长期生活在氡浓度过高的环境中,受到长期氡放射性的影响,会严峻危害人体健康。原来静止的质量为M的氡核(86222Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po)。已知衰变后的α粒子的质量为m、电荷量为q、速度为v,钋核的质量为m1(1)写出衰变方程。(2)求出衰变过程中的质量亏损。解析:(1)依据核反应中质量数和核电荷数守恒有

86222Rn→(2)设新核的速度为v′,依据动量守恒定律有0=mv+m1v′衰变过程中释放的核能为ΔE=12mv2+12m1v依据爱因斯坦质能方程有ΔE=Δmc2,联立上面各式解得Δm=m(答案:(1)86222Rn→(2)m11.一个静止的铀核

92232U(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228.0287u)。(已知原子质量单位1u=1.67×10-27kg(1)写出衰变方程。(2)算出该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)衰变方程为

92232U→90(2)ΔE=Δmc2=(232.0372-228.0287-4.0026)×931.5MeV≈5.50MeV。(3)依据动量守恒定律m钍v钍=mαvα,则Ek钍Ekα=12m钍v故Ek钍=ΔE58=5答案:(1)92232U→90(2)5.50MeV(3)0.09MeV12.氮核

714N俘获一个速度为2.3×107m/s的中子,发生核反应后若只产生了两个新粒子,其中一个粒子为氦核(1)写出此核反应的方程,求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向。(2)此反应过程中是否发生了质量亏损,说明依据。解析:(1)714N+01用m1,m2和m3分别表示中子(01n)、氦核(24He)和新核的质量,取反应前中子的速度方向为正方