2023年高考物理课时跟踪检测(三十九) 原子结构 原子核.pdf
课时跟踪检测（三十九）原子结构 原子核A.聚变又叫热核反应B,太阳就是一个巨大的热核反应堆C.高温能使原子核克服核力而聚变D.对相同质量的核燃料，轻核聚变比重核裂变产能多解析：A B D 托卡马克装置是轻核聚变，需要很高的温度才能让轻核聚变，也称之为热核反应，太阳内部时时刻刻进行着这样的反应，选项A、B 正确。高温能使原子核克服库仑力，从而发生聚变，而核力是一种吸引力，选 项 C 错误；相同质量的核燃料释放出的核能，轻核聚变要比重核裂变多很多，因此选项D 正确。2.（2021湖南高考）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（）A.放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽B.原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C.改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害解析：D放射性元素经过两个完整的半衰期后，剩余;，并未完全衰变殆尽，故 A 错误；原子核衰变时满足电荷数守恒、质量数守恒，故 B 错误；放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状态无关，故 C错误；过量放射性辐射包含大量的射线，对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故 D 正确。3.（2021广东高考）科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝2 6,铝 2 6 的半衰期为72万年，其衰变方程为亚A1一包 M g+Y,下列说法正确的是（）A.Y 是氮核B.Y 是质子C.再经过72万年，现有的铝26衰变一半D.再经过144万年，现有的铝26全部衰变解析：C根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知，该核反应是包A 1-钓 Mg+呢，即Y 是正电子，选 项 A、B 错误；因 72万年是一个半衰期，可知再过72万年，现有的铝26衰变一半，再 过 144万年，即两个半衰期，现有的铝26衰变四分之三，选项C 正确，D 错误。4.氢原子的能级示意图如图所示。当氢原子从=4 能级跃迁到=3 能级时，辐射出光子a；从=3 能级跃迁到=2 能级时，辐射出光子b.以下判断正确的是（）noo432E/eV0-0.85-1.51-3.4A.在真空中光子a 的波长大于光子6 的波长1-13.6B.光子b 可使氢原子从基态跃迁到激发态C.光子。可能使处于=4 能级的氢原子电离D.大量处于=3 能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2 种不同谱线解析：A氢原子从=4 能级跃迁到n=3 能级的能级差小于从=3 能级跃迁到=2能级时的能级差，根据知，光子a 的能量小于光子的能量，所以光子。的频率小于光子b 的频率，光子a 的波长大于光子6 的波长，故 A 正确；光子6 的能量小于基态与任一激发态的能级差，所以不能被基态的原子吸收，故 B 错误；根据E,“一E“=/“，可求光子。的能量小于=4 能级氢原子的电离能，所以不能使处于=4 能级的氢原子电离,C 错误；大量处于=3 能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3 种不同谱线，故 D 错误。5.氢原子的能级图如图所示，一个处于=3 能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（）A.氢原子可能发出3 种不同频率的光子n004327eV-0.85-1.51-3.40B.已知钾的逸出功为2.22 e V,则氢原子从=3 能级跃迁到n=21-13.60能级释放的光子可以从金属钾的表面打出光电子C.氢原子从n=2能级跃迁到n=l 能级释放的光子能量最小D.氢原子由=3 能级跃迁到=1 能级时，辐射出的光的频率最高,波长最短解析：D 一个处于=3 能级的氢原子向低能级跃迁，最多可辐射出两种频率的光子,即 3-2,2-1,选项A 错误；氢原子从n=3 能级跃迁到=2 能级释放的光子能量为E32=-1.51 e V-（-3.40 eV）=1.89 eVX+An方程中X 的质量数为 3 0,电荷数为1 5,再根据X-Y+呢方程可知Y 的质量数为3 0,电荷数为1 4,故 X 的质量数与Y 的质量数相等，X 的电荷数比Y 的电荷数多1,X 的电荷数比召A1的电荷数多2,X 的质量数比WA1的质量数多3,选项A、C 正确，B、D 错误。7.（2021河北高考）银河系中存在大量的铝同位素26A L 26A 核 p 衰变的衰变方程为/Al-”M g+Y e,测得26Al核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（）A.26Al核的质量等于26Mg核的质量B.26Al核的中子数大于26Mg核的中子数C.将铝同位素26Al放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D.银河系中现有的铝同位素26Al将 在 144万年后全部衰变为26Mg解析：C 26Al和 26Mg的质量数均为2 6,但是二者原子核中的质子数和中子数不同，所以质量不同，A 错误；笛 A1核的中子数为2613=13个，的 M g核的中子数为26-1 2=14个，B 错误；半衰期是原子核固有的属性，与外界条件无关，C 正确；质量为机的26Al的半衰期为72万年，144万年为2 个半衰期，剩余质量为；机，不会全部衰变为26Mg,D 错误。_=（5 0 =8.（多选）由于放射性元素资N p的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知书Np经过一系列a 衰变和。衰变后变成,B i,下列论断正确的是（）A.WBi的原子核比诏N p的原子核少28个中子B.WBi的原子核比资N p的原子核少18个中子C.衰变过程中共发生了 7 次 a 衰变和4 次 0 衰变D.衰变过程中共发生了 4 次 a 衰变和7 次 0 衰变解析：BC 鬻B i的中子数为2 0 9-8 3=1 2 6,资N p 的中子数为2379 3=1 4 4,鬻Bi的原子核比资N p 的原子核少18个中子，A 错误，B 正确；衰变过程中共发生了 a 衰变的237209次 数 为-4=7 次，衰变的次数是2X7（9383）=4 次，C 正确，D 错误。9.某核电站遭受严重破坏，发生了严重的核泄漏，从核电站周围一定范围内的空气中和核电站排出的废水中分别检测出了放射性物质碘131和钙239,严重危及了人们的生命安全。已知该核电站采用的是重水反应堆，用碘U（铀）吸收中子后生成明Pu（杯），碘 131的半衰期为8 天，下列说法正确的是（）A.排出的废水中的钵239是铀核裂变的生成物B.若锣U 吸收中子后变成锣U,锣U 很不稳定，则经过2 次 0 衰变后变成谱PuC.核电站的核废料可直接堆放在露天垃圾场D.碘 131的半衰期只有8 天，因此16天后会全部消失解析：B裂变是重核生成几个中等质量原子核的过程，铀 238的质量数比钵239的小,因此钵不是铀核裂变的生成物，选 项 A 错误；发 生 0 衰变时质量数不发生改变，根据电荷数守恒可知锣U 发生2 次 0 衰变后变成错P u,选项B 正确；核电站的核废料中具有很多的放射性物质，不可以直接堆在露天垃圾场，选项C 错误；碘 131的半衰期是8 天，它是一个统计规律，大量的碘131在 8 天后会剩一半，16天后会剩四分之一，因此选项D 错误。1 0.核动力航空母舰因其性能强劲堪称海上霸主，它利用可控制核裂变释放的核能获得动力，核反应方程为尿+2劣U-崛B a+舒 Kr+yX。己知光在真空中速度为c,2 阳j 的比结合能为E i,啜B a的比结合能为E i,舒 K r的比结合能为邑。下列说法正确的是（）A.X 为中子，y=4B.此核裂变反应过程中的质量亏损为邑士保二冬C.三种比结合能的大小关系为 所 D.此核裂变释放核能约为=141及+92后 3235所解析:D由电荷数守恒及质量数守恒可得杭+2宓U-啜Ba+Kr+3An,故 X 为中子,y=3,A 错误；此核裂变释放核能约为E=141E2+92E3-235EI,根据质能方程可知此核裂1 41 司,+92F235 凡变反应过程中的质量亏损为A/n=-,B 错误，D 正确；根据原子核的比结合能曲线可知&E2El,C 错误。0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 2 2 0 2 4 011.“羲和号”卫星的全称是太阳H a光谱探测与双超平台科学技术试验卫星。太 阳 Ha谱线是研究太阳活动在光球和色球响应时最好的谱线之一，通过对该谱线的数据分析，可获得太阳爆发时的大气温度、速度等物理量的变化，有助于研究太阳爆发的动力学过程和物理机制。若探测到太阳中有一种核反应是四个质子（氢核）聚变成一个a 粒子，同时放出两个正电子和两个没有静止质量的中微子。已知a 粒子的质量为，即，质子的质量为叫）,正电子的质量为me，c 为光在真空中的传播速度，NA为阿伏加德罗常数。在这种核反应中1（）00g 的氢核聚变所放出的能量为（）A.1 000(4/np+/n+2me)Nxc2B.1 000(/na+2me4mp)Nc2C.250(/n+2/ne4mp)NC2D.250(4wp-ma ImNxC2解析：D该核聚变反应中的质量亏损为A帆=(4mp?a21),根据质能方程可知该核聚变反应释放的能量为AE=Amc2=(4/np-/na2/ne)c24 000 g 氢 核 的 个 数 为；“)NA=1()()0NA,1()0()g 氢核聚变放出的能量 E=：AE=250(4ip机-2nze)NAc2,选项 D 正确。1 2.在磁感应强度为8 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次a 衰变。放射出的a 粒子GHe)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以 m、q 分别表 示 a 粒子的质量和电荷量。(1)放射性原子核用夕X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该a 衰变的核反应方程。(2)a粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。(3)设该衰变过程释放的核能都转化为a 粒子和新核的动能，新 核 的 质 量 为 求 衰 变过程的质量亏损Am.解析：(1)夕 X*Y+?He。(2)设 a 粒子的速度大小为v,由 qvB=m-,1 v,得a 粒子在磁场中运动周期7=鬻环形电流大小/=尹寒。(3)由卯3=忐，得。=吟 设衰变后新核Y 的速度大小为加，系统动量守恒 ,mv qBRMv-m v=0,v=/=方由 Amc2=；Mo，2+%得 Am=(M+m)(q8K2mMc2答案：(必一4Y+2 H e 鬻瑞(M+mqBR)2 2mMc2
