高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練習(xí)本35 原子核及核反應(yīng)（含答案解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

2020版高考物理考點(diǎn)規(guī)范練習(xí)本35 原子核及核反應(yīng)1.某核電站遭受嚴(yán)重破壞,產(chǎn)生了嚴(yán)重的核泄漏,從核電站周圍一定范圍內(nèi)的空氣中和核電站排出的廢水中分別檢測(cè)出了放射性物質(zhì)碘131和钚239,嚴(yán)重危及了人們的生命安全。已知該核電站采用的是重水反應(yīng)堆,用

U(鈾)吸收中子后生成

Pu(钚),碘131的半衰期為8天,下列說(shuō)法正確的是(　　)A.排出的廢水中的钚239是鈾核裂變的生成物B

U吸收中子后變成

U很不穩(wěn)定,則經(jīng)過(guò)2次β衰變后變成

PuC.核電站的核廢料可直接堆放在露天垃圾場(chǎng)D.碘131的半衰期只有8天,因此16天后會(huì)全部消失 2.關(guān)于質(zhì)量虧損和原子核的結(jié)合能,以下說(shuō)法正確的是(　　)A.原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子釋放的能量B.一重原子核衰變成α粒子和另一原子核,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)重核的結(jié)合能C.核子結(jié)合成原子核時(shí)會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損,虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為釋放的能量D.原子核的比結(jié)合能越大,則原子核中核子的平均質(zhì)量就越小,在核子結(jié)合成原子核時(shí)平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損就越小 3.鈾是常用的一種核燃料，若它的原子核發(fā)生了如下的裂變反應(yīng)：U＋n→a＋b＋2n，則a＋b可能是(　　)A.Xe＋Kr B.Ba＋Kr C.Ba＋Sr D.Xe＋Sr 4.下列與α粒子相關(guān)的說(shuō)法正確的是(　　)A.天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的α射線速度與光速度相當(dāng),穿透能力很強(qiáng)B.鈾238

U)核放出一個(gè)α粒子后就變?yōu)殁Q234

Th)C.高速α粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子,核反應(yīng)方程為

nD.丹麥物理學(xué)家玻爾進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn)并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型5.下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識(shí),其中正確的是(　　)A.γ射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流B.氫原子輻射光子后,其繞核運(yùn)動(dòng)的電子的動(dòng)能增大C.太陽(yáng)輻射能量的主要來(lái)源是太陽(yáng)中發(fā)生的重核裂變D

Bi的半衰期是5天,100 g

Bi經(jīng)過(guò)10天后還剩下50 g 6.質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，釋放的能量是(c表示真空中的光速)(　　)A．(m1＋m2－m3)c B．(m1－m2－m3)c C．(m1＋m2－m3)c2 D．(m1－m2－m3)c2 7.目前，在居家裝修中，經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝修材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石都會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道方面的疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生并發(fā)射出來(lái)的B．β射線是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透能力C．已知氡的半衰期為3.8天，若取1 g氡放在天平左盤上，砝碼放于右盤，左右兩邊恰好平衡，則7.6天后，需取走0.75 g 砝碼天平才能再次平衡D．發(fā)生α衰變時(shí)，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了4 8.如圖甲所示為研究光電效應(yīng)中入射光的頻率、強(qiáng)弱與光電子發(fā)射情況的實(shí)驗(yàn)電路，陰極K受到光照時(shí)可以發(fā)射光電子．電源正負(fù)極可以對(duì)調(diào)．在a、b、c三種光的照射下得到了如圖乙所示的實(shí)驗(yàn)規(guī)律．(　　)

A．在光的頻率不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值B．b光的遏止電壓大于a光的遏止電壓是因?yàn)閍光強(qiáng)度大于b光強(qiáng)度C．a(chǎn)光的波長(zhǎng)大于c光的波長(zhǎng)D．b光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能小于c光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能 9. (多選)原來(lái)靜止的原子核

X,質(zhì)量為m1,處在區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,經(jīng)α衰變成為質(zhì)量為m2的原子核Y,α粒子的質(zhì)量為m3。已測(cè)得α粒子的速度垂直于磁場(chǎng)B,且動(dòng)能為E0。假定原子核X衰變時(shí)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,則下列四個(gè)結(jié)論正確的是(　　)A.核Y與α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期之比為

B.核Y與α粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為

C.此衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損為m1-m2-m3D.此衰變過(guò)程中釋放的核能為

10. (多選)由于放射性元素

Np的半衰期很短,所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn),只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)。已知

Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成

Bi。下列判斷正確的是(　　)A

Bi的原子核比

Np的原子核少28個(gè)中子B

Bi的原子核比

Np的原子核少18個(gè)中子C.衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D.衰變過(guò)程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變 11. (多選)14C發(fā)生放射性衰變?yōu)?/span>14N，半衰期約為5 700年．已知植物存活其間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少．現(xiàn)通過(guò)測(cè)量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一．下列說(shuō)法正確的是(　　)A．該古木的年代距今約為5 700年B．12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)C．14C衰變?yōu)?/span>14N的過(guò)程中放出β射線D．增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變 12. (多選)由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)．已知Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成Bi，下列判斷中正確的是(　　)A. Bi的原子核比Np的原子核少28個(gè)中子B.Bi的原子核比Np的原子核少18個(gè)中子C．衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D．衰變過(guò)程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變 13.用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核

Li),發(fā)生核反應(yīng)后生成氚核和α粒子,生成的氚核速度方向與中子的初速度方向相反,氚核與α粒子的速度之比為7∶8,中子的質(zhì)量為m,質(zhì)子的質(zhì)量可近似看作m,光速為c。(1)寫出核反應(yīng)方程;(2)求氚核和α粒子的速度大小;(3)若核反應(yīng)過(guò)程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為α粒子和氚核的動(dòng)能,求出質(zhì)量虧損。 14.1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子．科學(xué)研究表明其核反應(yīng)過(guò)程是：α粒子轟擊靜止的氮核后形成了不穩(wěn)定的復(fù)核，復(fù)核發(fā)生衰變放出質(zhì)子，變成氧核．設(shè)α粒子質(zhì)量為m1，初速度為v0，氮核質(zhì)量為m2，質(zhì)子質(zhì)量為m0，氧核的質(zhì)量為m3，不考慮相對(duì)論效應(yīng)．(1)寫出α粒子轟擊氮核的核反應(yīng)方程；(2)α粒子轟擊氮核形成不穩(wěn)定復(fù)核的瞬間，復(fù)核的速度為多大？(3)求此過(guò)程中釋放的核能．
答案解析1.答案為：B；解析：裂變是重核生成幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的過(guò)程,鈾238的質(zhì)量數(shù)比钚239的小,因此钚不是鈾核裂變的生成物,A錯(cuò)誤;發(fā)生β衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)不發(fā)生改變,核電荷數(shù)加1,根據(jù)電荷數(shù)守恒可知

U發(fā)生2次β衰變后變成

Pu,B正確;核電站的核廢料中具有很多的放射性物質(zhì),不可以直接堆放在露天垃圾場(chǎng),C錯(cuò)誤;碘131的半衰期是8天,它是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,大量的碘131在8天后會(huì)剩一半,16天后會(huì)剩四分之一,D錯(cuò)誤。 2.答案為：B；解析：原子核的結(jié)合能等于核子結(jié)合成原子核所釋放的能量,也等于將原子核分解成自由核子所需的最小能量,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;重核的比結(jié)合能比中等核小,因此重核衰變時(shí)釋放能量,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和大于原來(lái)重核的結(jié)合能,故選項(xiàng)B正確;質(zhì)量虧損只是表明了虧損的質(zhì)量與釋放的能量的關(guān)系,而不是將虧損質(zhì)量轉(zhuǎn)化為釋放的能量,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;結(jié)合能與核子數(shù)之比稱作比結(jié)合能,也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大,表示原子核中單個(gè)核子分離所需能量越多,原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定,原子核中核子結(jié)合時(shí)平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損越多,原子核中核子的平均質(zhì)量越小,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3.答案為：D；解析：核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，通過(guò)核反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)相等不難得出選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確． 4.答案為：B解析：α射線是速度為0.1c的氦核流,穿透能力最弱,A錯(cuò)誤;由核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)、核電荷數(shù)守恒可知B正確;C項(xiàng)中核反應(yīng)前后核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都不守恒,C錯(cuò)誤;D項(xiàng)中進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)的物理學(xué)家是盧瑟福,所以D錯(cuò)誤。 5.答案為：B；解析：β射線是高速電子流,而γ射線是一種電磁波,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;氫原子輻射光子后,繞核運(yùn)動(dòng)的電子距核更近,動(dòng)能增大,選項(xiàng)B正確;太陽(yáng)輻射能量的主要來(lái)源是太陽(yáng)內(nèi)部氫核的聚變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;10天為兩個(gè)半衰期,剩余的

Bi的質(zhì)量為100×

g=100×

g=25g,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 6.答案為：C；解析：一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核時(shí)，質(zhì)量虧損Δm=m1＋m2－m3，根據(jù)質(zhì)能方程，釋放的能量ΔE=Δmc2=(m1＋m2－m3)c2，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤． 7.答案為：A；解析：β衰變是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子同時(shí)釋放一個(gè)電子，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，而不是原子核的質(zhì)量減少一半，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；α粒子為氦原子核，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，發(fā)生α衰變時(shí)，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 8.答案為：C；解析： [在光的頻率不變的情況下，入射光越強(qiáng)，則單位時(shí)間射出的光電子數(shù)越多，則飽和電流越大，故A錯(cuò)誤；因?yàn)閎光的遏止電壓大于a光的遏止電壓，故b光強(qiáng)度大于a光強(qiáng)度，故B錯(cuò)誤；bc兩個(gè)的遏止電壓相等，且大于甲光的遏止電壓，根據(jù)mv=eU0，知bc兩光照射產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能相等，大于a光照射產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能．根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=hν－W0，逸出功相等，知bc兩光的頻率相等，大于a光的頻率．所以bc兩光的光子能量相等大于a光的光子能量．a(chǎn)光頻率小、波長(zhǎng)長(zhǎng)，故C正確、D錯(cuò)誤．] 9.答案為：BCD；解析：原子核發(fā)生α衰變時(shí)核子質(zhì)量數(shù)減少4,而核電荷數(shù)減少2。由題意知X核原先靜止,則衰變后α粒子和反沖核Y的動(dòng)量大小相等,由R=

知,RY∶Rα=qα∶qY=2∶(Z-2),B正確;由T=

知,周期之比TY∶Tα=

,A錯(cuò)誤;該過(guò)程質(zhì)量虧損Δm=m1-(m2+m3),C正確;由Ek=

知,Y核的動(dòng)能EkY=

,則釋放的核能ΔE=Ekα+EkY=

,D正確。 10.答案為：BC；解析：

Bi的中子數(shù)為209-83=126

Np的中子數(shù)為237-93=144

Bi的原子核比

Np的原子核少18個(gè)中子,A錯(cuò),B對(duì);衰變過(guò)程共發(fā)生α衰變的次數(shù)為

=7,β衰變的次數(shù)是2×7-(93-83)=4,C對(duì),D錯(cuò)。 11.答案為：AC；解析：因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過(guò)的時(shí)間為一個(gè)半衰期，即該古木的年代距今約為5 700年，選項(xiàng)A正確；12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)核反應(yīng)方程可知，14C衰變?yōu)?/span>14N的過(guò)程中放出電子，即發(fā)出β射線，選項(xiàng)C正確；外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 12.答案為：BC；解析：Bi的中子數(shù)為209－83=126，Np的中子數(shù)為237－93=144，Bi的原子核比Np的原子核少18個(gè)中子，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；衰變過(guò)程中共發(fā)生了α衰變的次數(shù)為=7次，β衰變的次數(shù)是2×7－(93－83)=4次，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤． 13.解：(1)由題意可得,核反應(yīng)方程為

He。(2)由動(dòng)量守恒定律得mv=-3mv1+4mv2由題意得v1∶v2=7∶8解得v1=

v,v2=

v。(3)氚核和α粒子的動(dòng)能之和為Ek=

×3m

×4m

mv2釋放的核能為ΔE=Ek-Ekn=

mv2-

mv2=

mv2由愛因斯坦質(zhì)能方程得,質(zhì)量虧損為Δm=

。 14.解：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得α粒子轟擊氮核方程為N＋He→O＋H.(2)設(shè)復(fù)核的速度為v，由動(dòng)量守恒定律得m1v0=(m1＋m2)v，解得v=.(3)核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損Δm=m1＋m2－m0－m3，反應(yīng)過(guò)程中釋放的核能ΔE=Δmc2=(m1＋m2－m0－m3)·c2.

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