選擇題
1．如圖為天然放射性元素放出的α、β、γ三種射線貫穿物體情況的示意圖，其中( )
A．①是α射線 B．②是γ射線
C．③是β射線 D．③是α射線
2．(多選)1934年，約里奧-居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應方程為 eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He＋ eq \\al(\s\up11(27),\s\d4(13)) Al→X＋ eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n.X會衰變成原子核Y，衰變方程為X→Y＋ eq \\al(\s\up11(0),\s\d4(1)) e.則( )
A．X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等
B．X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1
C．X的電荷數(shù)比 eq \\al(\s\up11(27),\s\d4(13)) Al的電荷數(shù)多2
D．X的質(zhì)量數(shù)與 eq \\al(\s\up11(27),\s\d4(13)) Al的質(zhì)量數(shù)相等
3．(多選)太陽輻射的總功率約為4×1026 W，其輻射的能量來自聚變反應．在聚變反應中，一個質(zhì)量為1 876.1 MeV/c2(c為真空中的光速)的氘核( eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H)和一個質(zhì)量為2 809.5 MeV/c2的氚核( eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H)結合為一個質(zhì)量為3 728.4 MeV/c2的氦核( eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He)，并放出一個X粒子，同時釋放大約17.6 MeV的能量．下列說法正確的是( )
A．X粒子是質(zhì)子
B．X粒子的質(zhì)量為939.6 MeV/c2
C．太陽每秒因為輻射損失的質(zhì)量約為4.4×109 kg
D．太陽每秒因為輻射損失的質(zhì)量約為17.6 MeV/c2
4．有些元素的原子核有可能從很靠近它的核外電子中“俘獲”一個電子形成一個新原子核，從離原子核最近的K層電子中俘獲電子，叫“K俘獲”．例如一個鈹原子核( eq \\al(\s\up11(7),\s\d4(4)) Be)發(fā)生了“K俘獲”，生成一個新的原子核X，并放出一個不帶電的、質(zhì)量接近于零的中微子(υe)，核反應方程為 eq \\al(\s\up11(7),\s\d4(4)) Be＋ eq \\al(\s\up11(0),\s\d4(－1)) e→ eq \\al(\s\up11(A),\s\d4(Z)) X＋υe.關于鈹原子核( eq \\al(\s\up11(7),\s\d4(4)) Be)的“K俘獲”的過程，下列說法正確的是( )
A．新原子核X可能會帶負電
B．新原子核X是鈹原子的同位素，兩者的核子數(shù)不同
C．新原子核X比原來的鈹原子核少一個中子
D．新原子核X比原來的鈹原子核少一個質(zhì)子
5．地面土壤中含有的氡具有放射性，其衰變方程為 eq \\al(\s\up11(222),\s\d4( )) 86Rn―→ eq \\al(\s\up11(218),\s\d4( )) 84P＋X，半衰期為3.8天．下列說法不正確的是( )
A．X是α粒子
B．過量的射線對人體組織有破壞作用
C．每過7.6天，土壤中放射性氡的含量減少75%
D．放射性元素衰變的快慢與壓力、溫度或與其他元素的化合等因素有關
6．科研人員正在研制一種新型鎳銅長效電池，如圖所示，它是采用半衰期長達100年的放射性同位素鎳63( eq \\al(\s\up11(63),\s\d4(28)) Ni)和銅兩種金屬作為長壽命電池的材料，利用鎳63發(fā)生β衰變時釋放電子被銅片俘獲，把鎳63和銅片做電池的兩極為外電阻R提供電能．下列說法正確的是( )
A．電阻R上的電流方向是從b到a
B．鎳63的衰變方程是 eq \\al(\s\up11(63),\s\d4(29)) Cu＋ eq \\al(\s\up11( 0),\s\d4(－1)) e―→ eq \\al(\s\up11(63),\s\d4(28)) Ni
C．升高溫度、增大壓強可以改變鎳63的半衰期
D．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉化成質(zhì)子時所產(chǎn)生的
7．(多選)太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段，它主要是由電子和 eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(1)) H、 eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He組成．維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應，核反應方程是2X＋4 eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(1)) H→ eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He＋釋放的核能ΔE，這些核能最后轉化為輻射能．根據(jù)目前關于恒星演化的理論，若由于聚變反應而使太陽中的 eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(1)) H核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10%，太陽將離開主序星階段而轉入紅巨星的演化階段．為了簡化，假定目前太陽全部由電子和 eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(1)) H核組成．已知質(zhì)子質(zhì)量mp＝1.672 6×10－27 kg， eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He質(zhì)量mα＝6.645 8×10－27 kg，電子質(zhì)量me＝0.9×10－30 kg，光速c＝3×108 m/s，太陽質(zhì)量M＝2×1030 kg，太陽輻射功率為P＝4×1026 W，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6×1023 ml－1.下列結論正確的是( )
A．核反應中的X是電子
B．釋放的核能ΔE約為4.2×10－12 J
C．若釋放的核能全由波長為300 nm的光子組成，一次核反應釋放出的光子數(shù)約為6.3×108個
D．太陽繼續(xù)保持在主序星階段的時間約為1010年
第94練 原子核
1．答案：A
解析：α射線的穿透能力最弱，一張紙即可把它擋住，γ射線的穿透能力最強．故①是α射線，②是β射線，③是γ射線．A正確，B、C、D錯誤．
2．答案：AC
解析：根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，可知 eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He＋ eq \\al(\s\up11(27),\s\d4(13)) Al→X＋ eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n方程中X的質(zhì)量數(shù)為30，電荷數(shù)為15，再根據(jù)X→Y＋ eq \\al(\s\up11(0),\s\d4(1)) e方程可知Y的質(zhì)量數(shù)為30，電荷數(shù)為14，故X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等，X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)多1，X的電荷數(shù)比 eq \\al(\s\up11(27),\s\d4(13)) Al的電荷數(shù)多2，X的質(zhì)量數(shù)比 eq \\al(\s\up11(27),\s\d4(13)) Al的質(zhì)量數(shù)多3，選項A、C正確，B、D錯誤．
3．答案：BC
解析：由題中信息知核反應方程為 eq \\al(\s\up11(2),\s\d4(1)) H＋ eq \\al(\s\up11(3),\s\d4(1)) H―→ eq \\al(\s\up11(4),\s\d4(2)) He＋ eq \\al(\s\up11(1),\s\d4(0)) n，X粒子為中子，A錯誤；由質(zhì)量守恒定律可知，X粒子的質(zhì)量m＝（1 876.1＋2 809.5－3 728.4－17.6）MeV/c2＝939.6 MeV/c2，B項正確；由質(zhì)能方程可知，太陽每秒因輻射損失的質(zhì)量Δm＝ eq \f(Pt,c2) ＝ eq \f(4×1026W·1 s,（3×108 m/s）2) ＝4.4×109kg，C項正確，D項錯誤．
4．答案：D
解析：原子呈電中性，原子核外的電子帶負電，原子核帶正電，故A錯誤；原子核俘獲一個電子后，一個質(zhì)子變成中子，質(zhì)子數(shù)減少一個，中子數(shù)多一個，新原子核的質(zhì)子數(shù)發(fā)生變化，新原子核與原來的原子不是同位素，故B、C選項錯誤，D選項正確．
5．答案：D
解析：根據(jù)核反應方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知X的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4，所以X是氦核，即α粒子，選項A正確；過量的射線對人體組織具有破壞作用，選項B正確；根據(jù)半衰期的物理意義可知，每過一個半衰期（3.8天），放射性氡衰變 eq \f(1,2) ，土壤中放射性氡的含量減少50%，每過兩個半衰期（7.6天），土壤中放射性氡的含量減少50%＋0.5×50%＝75%，選項C正確．放射性元素衰變的快慢與元素所處的物理、化學狀態(tài)無關，選項D錯誤．
6．答案：D
解析：鎳63發(fā)生β衰變時釋放電子被銅片俘獲，根據(jù)電流方向規(guī)定為正電荷定向移動的方向（負電荷定向移動的反方向），可知電阻R上電流方向是從a到b，選項A錯誤；根據(jù)核反應方程滿足電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒和核反應具有方向性可知，鎳63發(fā)生β衰變的核反應方程是 eq \\al(\s\up11(63),\s\d4(28)) Ni―→ eq \\al(\s\up11(63),\s\d4(29)) Cu＋ eq \\al(\s\up11( 0),\s\d4(－1)) e，選項B錯誤；改變放射性元素的物理、化學狀態(tài)，均不能改變其半衰期，所以升高溫度、增大壓強不能改變鎳63的半衰期，選項C錯誤；β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉化成質(zhì)子時所產(chǎn)生的，選項D正確．
7．答案：ABD
解析：由核反應方程遵循質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，核反應中X為電子，A項正確；由核反應方程可知每4個氫原子核發(fā)生聚變反應釋放的能量ΔE＝（4mp＋2me－mα）c2≈4.2×10－12 J，B項正確；一次核反應釋放的光子數(shù)N＝ eq \f(ΔE,hν) ，ν＝ eq \f(c,λ) ，解得N＝6.3×106個，C項錯誤；太陽在主序星階段釋放的核能為E＝ eq \f(M×10%,Mp) × eq \f(NA·ΔE,4) ，式中Mp為氫的摩爾質(zhì)量，又E＝Pt，解得t≈1010年，D項正確．

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