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1、配餐作业（三十四）原子核和核能 A组?基础巩固题 1.下列说法正确的是（） A.太阳辐射的能量主要来自于A阳内部的裂变反应 B.核反应堆利用镉棒吸收中子控制核反应速度 C.玻尔理论是依据a粒子散射实验分析得出 D.衰变中产生的B射线实际上是原子的核外电子挣脫原子核的束缚而形成的 解析 太阳辐射能量主要來自于太阳内部的聚变反应，故A项错误；镉具有很大的中子吸收 界而，所以用来吸收裂变产生的屮子，所以B项是正确的；卢瑟福提岀的原子核式结构是根据 a粒子散射实验分析得出，故C项错误；衰变中产生的B射线实际上是原子核中的中子转化为 一个质子和一个电子，电子辐射出来形成的，故D项错误。 答案B 2. （
2、2018 ?湖南师大附中摸底考试）光子能量为农的一束光照射容器中的氢（设氢原子处 于773的能级），氮原子吸收光子后，能发出频率为 v 1 #2、V #4、V 5 #6、 #7、 *、#9、口0的十种光谱线，且1 V?.心心久 7心 #9厂0，已知 普朗 克常量为力，则等于（） A.力 口B.力 口。 C. /?（ lo卩】）D. h心 解析 氢原子吸收光子后跃迁到第5能级，所以吸收的光子能量为力。 答案D 3. （2017 ?天津） 我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构 认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。下列反应方程中属于聚变反应的是（） X 造太阳 “核
3、心部件首获国际认证 A. fH+tH- 2He+；n B.芍N+；He-器0+扭 C.爼e+WAl- 器P+h D. 29?1 + in *1 Ba+36Kr+3on 解析A项属于轻核聚变方程；B、C项属于发现质子、屮子的人工转变方程；D项属于 重 核裂变方程，综上所述应选择A项。 答案A 4.铀核（缰U）经过/ 次a衰变和次B衰变变成铅核（鳴Pb）,关于该过程，下列说法 中正确的是（） A.77=4 B?铀核住U）的比结合能比铅核逼Pb）的比结合能小 C.衰变产物的结合能之和小于铀核（囑U）的结合能 D.铀核（瓷U）衰变过程的半衰期与温度和压强有关 解析 其衰变方程为爲U-疇pb +汕仏+弭
4、e,则有235 = 207 + 4何92=82+2刃一刀，解得加 =7,门=4, A项错误；铅核比铀核更稳定，铅核的比结合能更大，B项正确；由于衰变产物的比 结合能更大，核子总数不变，所以衰变产物的结合能Z和大于铀核的结合能，C项错 误；铀核 的衰变过程半衰期Ftl其原子核本身决定，与温度和压强无关，D项错误。 答案B 5.（多选）下列说法正确的是（） A.方程式囑u-嚮Th+肛是重核裂变反应方程 B.艳原子核（嗥Cs）的结合能小于铅原子核（缰Pb）的结合能 C. P衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的 D.核力是短程力，与核子间的距离有关，有吋表现为引力，有吋表现为斥力 解析
5、 方程式竪U-帑Th+；He的反应物只有一个，生成物有;He,屈于a衰变，A项错 误； 由原子核的平均结合能的曲线可知，蚀原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多, 而艳原 子核的核子数少得多，所以锚原子核的结合能小于铅原子核的结合能，B项正确；P 衰变所释放 的电子不是来源于原子核外面的电子，而是原子核内的屮子转化成质子时所产生的（in-*iH + -?e）, C项正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起（斥力），又 相距一定距离组成原子核（引力），D项正确。 答案BCD 6.嚮Th经过一系列a衰变和B衰变后变成駕Pb,贝IJ缰Pb比嚮儿少（） A. 16个屮子，8个
6、质子B. 8个屮子，16个质子 C. 24个中子，8个质子D. 8个中子，24个质子 解析 噹Pb比辔Th质子数少（90-82）=8个，核子数少（232-208）=24个，所以中子数 少（24-8）=16个，故A项正确，B、C、D项错误。 答案A 7.以下说法正确的是（） A.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子电 势能增大，原子能量减小 B.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌 板表面逸出的光电子的个数越多，光电子的最大初动能增大 C.氢原子光谱有很多不同的亮线，说明氢原子能发出很多不同频率的光，但它的光谱不是 连
7、续谱 D.天然放射现彖的发现揭示了原子核有复杂的结构，阴极射线是原子核内的中子转变为质 子时产生的高速电子流 解析 氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子动能减小, 电势 能增大，原子能量增大，A项错误；紫外线照射到锌板表而时能够产生光电效应，则当增大紫 外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子数目会增加，而最大初动能不变，B项 错误；氢 原子能发出多种不同频率的光，但光的频率不连续，c项正确；天然放射现彖中产生的不是阴极 射线，而是B射线，D项错误。 答案C 8?有关近代物理知识，下列说法正确的是（） A.碘131的半衰期大约为8天，1 g碘131经过64天后，未衰变的
8、大约为击g B.比结合能越大，原子核中核子结合的越不牢固，原子核越不稳定 C.铀235的裂变方程可能为疇U-霍Cs+第Rb+10；n D.处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态，再向低能级跃迁时辐射光子的频率一定 大于吸收光子的频率 解析 碘131的半衰期大约为8天，1 g碘131经过64天后，即经过8个半衰期，未 衰变的 质量刃 =加（土）=击g, A项正确；比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳 定，故B项错误；裂变不能自发进行，故C项错误；处于基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激 发态，再向低能级跃迁时辐対光子的频率一定等于吸收光子的频率，故D项错 误。 答案A 9.（多选）正
9、电子发射型计算机断层显像（PET）的基本原理：将放射性同位素第注入人 体，力在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对Y光子，被探测器 采集后，经计算机处理生成清晰图象，则根据PET原理判断下列表述正确的是（） A. 10在人体内衰变的方程是黑一氓+仏 B.正、负电子湮灭的方程是b + 丫 C.在PET中，第主要用途是穿透作用 D.在PET屮，力主要用途是参与人体的新陈代谢 解析 由题意知A、B项正确，显像的原理是采集Y光子，即注入人体内的力衰变放出正 电子和人体内的负电子湮灭转化为Y光子，因此殳0主耍用途是作为示踪原子，故C、D 项错。 答案AB 【素养立意】 放射性在医学
10、上的应用越来越多，此类试题难度并不大，但要求学生能从试题描述中捕捉 有用信息。 B组?能力提升题 10.（多选）氛核、氟核、屮子和氨核的质暈分别是你、他、加和加I,如果氛核和氟核结合 生成氨核，则下列说法正确的是（） A.核反应方程为 :H+；H7He+：n B.这是一个裂变反应 C.核反应过程中亏损的质量+ D.核反应过程屮释放的核能A E= （/M+/Z?/zz5/z/t） c 解析A项屮的核反应方程为轻核聚变方程， 故B项错误；核反应过程中的质量亏损为 m= ni+ nknhni,故C项错误；由质能方程可知D项正确。 答案AD 11.（多选）下列说法正确的是（） A.在a、B、丫这三种射
11、线中Y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强 B.假如有18个某种放射性元素的原子核，经过一个半衰期，一定是有9个原子核发生了 衰变 C.某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属时可能发生光电 效应 D.两个轻核结合成质量较大的核，这样的核反应叫核裂变 解析三种射线小Y射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强，A项正确；对于半衰期 是具有统计规律，只有大量原子核才有意义，B项错误；不发生光电效应，说明入射光的频率 小于极限频率，当波长较短，则其频率越高，因此可能发生光电效应，C项正确；两个轻核结 合成质量较大的核，属于核聚变，D项错误。 答案AC 12. （2018 ?
12、湖南师大附中摸底考试）（多选）一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向 里 的匀强磁场中，由于发生了某种衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1 : 16,贝叫 ） A.该原子核发生了P衰变 B.原来静止的原子核的原子序数为15 C.反冲核沿小圆作逆时针方向运动 D.该衰变过程结束后其系统的总质量略有增加 解析 由图看出，原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，而两者速度方 向相反，则知两者的电性相反，新核带正电，则放出的必定是3粒子，发生了B衰变, 故A项 正确; 根据动量守恒定律得知 , 放出的B粒子与新核的动量大小相等，由厂=务=磊, 得半径与电荷 量成反比，两圆半径
13、之比为1 ： 16,由于新核的电荷量较大，则小圆是新核的轨迹。由半径Z 比得到新核的电荷量为16e,原子序数为16,则原來静止的原子核的原子序数为15,故B项正确； 衰变后新核所受的洛伦兹力方向向右，根据左手定则判断得知，其速度方向向下，沿小圆作逆 时针方向运动，故C项正确；该衰变过程会放出能量，质量略有亏损，故D项错误。 答案ABC 13.一个披原子核（： Be）从最靠近核的K层电子轨道上俘获一个电子后发生衰变，生成 一 个锂核（Li）,并放出一个不带电的、质塑接近零的中微子叫（质量不计），人们把这种衰变叫 作披核的EC衰变，核反应方程为lBe + Zef；Li+人。已知一个披原子质量为例，
14、一个锂原子质 量为饥，一个电子质量为饥，光速为c,则一个铁原子核发生上述核反应释放的能量为（） A.（刃B.（刃 + / ?=2. 56X 10 24X201 X 106X 1.60X 10-19 J = 8. 23X1013 J 。 1t煤完全燃烧释放的能量为 000X3. 36X 10 7 J = 3. 36X1O10 J, 故1 kg铀完全反应相当于这样的煤完全燃烧的质量为 仍煤=2. 45X 10 to (3)核电站每年放岀的热呈 2X60X10X365X24X3 600 = 40% = 9.46X10“ Jo 需要浓缩铀的质呈为 答案(1)BD (2)2.45X10 t (3)5.7
15、X10 kg 15.(1)囁Th是不稳定的，能自发的发生衰变。 囁Th衰变反应方程是缢Th-常p“+_ o 甯Th衰变为常Rn,经过 _ 次衰变， _ 次B衰变。 (2)1919年，卢瑟福用a粒子轰击氮核发现质子。科学研究表明其核反应过程：a粒 子轰击 静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核。设a粒子 质量为例， 初速度为旳，氮核质量为加，质子质暈为偽，氧核的质量为Hh,不考虑相对论效应。 a粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？ 求此过程中释放的核能。 解析( 1)根据核电荷数守恒和质量数守恒，粒子为红e。 设发生刀次a衰变，刃次P衰变，则有 234 = 222 + 4/7, 90=86 + 2/7刃，解得/?=3,仍=2。 (2)?设复核的速度为卩，市动量守恒定律得 /Ih VQ=( ZZ71 + Z%) 7, 核反应过程中的质量亏损 A m= nh + nkn)nh 反应过程中释放的核能 A E= A m ? c = (/?7i +nhni)m c Q 答案(1)be3 2 s+加规加疋 Q 為X0. 02 = 5.7X10“ kgo 解得 刃I % Ilh + llh