2023届新高考新教材物理人教版一轮训练-第十五章第3讲　原子核.docx

第十五章 第3讲原子核基础巩固1(2021·广东卷)科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为AlMgY，下列说法正确的是()AY是氦核BY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根据电荷数守恒与质量数守恒可知Y为正电子e，A、B错误；经过一个半衰期，铝26衰变一半，经过两个半衰期，铝26还剩下四分之一，C正确，D错误2关于原子、原子核的相关知识，下列说法正确的是()A核反应AlHePX方程中的X是中子B轻核聚变的过程质量增加，重核裂变的过程质量亏损C当发生光电效应时，光电子的最大初动能随着入射光强度的增大而增大D天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转解析：A根据质量数和电荷数守恒，X是中子，A正确；轻核聚变和重核裂变的过程质量都亏损，B错误；当发生光电效应时，光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，C错误；天然放射现象中产生的射线不带电，故其不能在电场或磁场中发生偏转，D错误3(2021·河西区天津实验中学高三一模)2020年11月27日0时4分，华龙一号核电5号机组首次并网成功，标志着我国正式进入核电技术先进国家行列华龙一号发电机利用的是铀核裂变释放的核能，则下列叙述正确的是()A太阳辐射能量的主要来源也是重核裂变B典型的裂变方程为UBaKr2nC裂变过程中释放核能是因为产物中新核的比结合能大D锶90是铀235的裂变产物，其半衰期为28年，那么经过56年锶90便衰变没了解析：C太阳内部发生聚变，A错误；典型的裂变方程为UnBaKr3n，B错误；裂变释放核能是因为新核的比结合能大于原来重核的比结合能，C正确；经过56年锶90剩下原来的四分之一，D错误4(2021·河北卷)银河系中存在大量的铝同位素26Al.26Al核衰变的衰变方程为AlMge，测得26Al核的半衰期为72万年下列说法正确的是()A26Al核的质量等于26Mg核的质量B26Al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：C26Al核发生衰变的过程中释放正电子的同时还有核能释放，发生质量亏损，所以26Al核的质量大于26Mg核的质量，故A错误；26Al核的中子数n1261313，而26Mg核的中子数n2261214，所以26Al核的中子数小于26Mg核的中子数，故B错误；半衰期是原子核固有的属性，与物理环境和化学状态无关，故C正确；铝同位素26Al的半衰期为72万年，所以经过144万年也就是两个半衰期后还剩下没有衰变，故D错误5(多选)2021年4月13日日本政府宣布将向太平洋倾倒逾125万吨福岛核电站内储存的核废水，消息一出举世哗然福岛核电站的裂变材料是铀235，核废水含有大量的氚以及钡141、氪92、锶90、钴60、碘129、钉106等放射性核素由于含氚的水和普通的水具有相同的化学性质，物理性质也相近，因而现有的废水处理技术很难去除，铀235的半衰期大约为12.5年针对这一事件，下列同学的观点正确的是()A为了保护海洋环境，日本政府应在12.5年后再排放经过处理的核废水B比较铀235、钡141、氪92、锶90的原子核，铀235的平均核子质量最大C比较铀235、钡141、氪92、锶90的原子核，铀235的比结合能最大D核反应方程：UnBaKr3X中的X是中子解析：BD为了保护海洋环境，日本政府在12.5年后还是不能排放经过处理的核废水，因为经过一个半衰期只是有半数发生衰变，还有大多数的没有衰变，所以废水还是具有放射性的，所以不能排放，则A错误；比较铀235、钡141、氪92、锶90的原子核，铀235的平均核子质量最大，所以B正确；比较铀235、钡141、氪92、锶90的原子核，铀235的比结合能最小，因为比结合能越大原子越稳定，所以C错误；根据核反应过程中，遵循电荷数，质量数守恒定律，所以核反应方程UnBaKr3X，方程中的X是中子n，则D正确6原子核裂变一般生成两个中等质量的原子核，我国科学家钱三强和何泽慧夫妇研究铀核裂变时，发现了铀核也可能分裂成三部分或四部分关于原子核的裂变下面表述正确的是()A裂变过程质量亏损，但不一定释放能量B.U裂变成两个中等质量的原子核Xe和Sr，U与U是同位素C.U容易俘获快中子而发生裂变释放核能D.U的纯度越高，其裂变的链式反应越难进行解析：B裂变过程质量亏损，根据质能方程，一定释放能量，A错误；U裂变成两个中等质量的原子核Xe和Sr，U与U质子数相同而中子数不同，是同位素，B正确；U容易俘获慢中子而发生裂变释放核能，C错误；U的纯度越高，其裂变的链式反应越容易进行，D错误7(多选)下列关于课本中四幅插图的相关描述，符合实际情况的是()A图甲为卢瑟福通过粒子散射实验得出原子的核式结构模型B图乙为工业上利用放射性同位素射线的穿透能力来控制金属板或塑料板的厚度C图丙中镉棒的作用是使快中子变成慢中子，从而影响链式反应速度D由图丁可知，质量数大于60的原子核，质量数越大结合能越小解析：AB图甲为卢瑟福通过粒子散射实验得出原子的核式结构模型，所以A正确；图乙为工业上利用放射性同位素射线的穿透能力来控制金属板或塑料板的厚度，所以B正确；图丙中镉棒的作用是吸收中子使中子数减小，从而影响链式反应速度，所以C错误；由图丁可知，质量数大于60的原子核，质量数越大比结合能越小，所以D错误8氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为HHHeX，式中X是某种粒子已知：H、H、He和粒子X的质量分别为2.0141 u、3.0161 u、4.0026 u和1.0087 u；1 u931.5 MeV/c2，c是真空中的光速由上述反应方程和数据可知()A粒子X是HB该反应中的质量亏损为0.0289 uC该反应释放出的能量约为17.6 MeVD该反应中释放的全部能量转化为粒子X的动能解析：C根据核反应前、后质量数守恒和电荷数守恒，可判断X为中子，选项A错误；该反应中的质量亏损为m2.0141 u3.0161 u4.0026 u1.0087 u0.0189 u，故B错误；由爱因斯坦质能方程可知释放出的能量为E0.0189×931.5 MeV17.6 MeV，选项C正确；该反应中释放的能量一部分转化为粒子X的动能，一部分转化为He的动能，故D错误能力提升9(2021·山东卷)在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的Pb，其衰变方程为PbBiX.以下说法正确的是()A衰变方程中的X是电子B升高温度可以加快Pb的衰变C.Pb与Bi的质量差等于衰变的质量亏损D方程中的X来自于Pb内质子向中子的转化解析：A根据核反应方程的质量数守恒和核电荷数守恒，可知X的质量数为2102100，核电荷数为82831，故X为电子，A正确；原子核的衰变与外界因素无关，B错误；衰变的质量亏损应等于核反应前后所有核的质量之差，C错误；方程中的X来自于Pb内中子向质子转化，故D错误10(2021·全国甲卷)如图所示，一个原子核X经图中所示的一系列、衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为()A6B8C10 D14解析：A本题考查原子核的衰变规律根据题图可得X原子核质子数为，中子数为146，则质量数为238；Y原子核质子数为82，中子数为124，则质量数为206，根据原子核经过一次衰变电荷数减小2，质量数减小4，一次衰变后电荷数增加1，质量数不变，写出衰变方程为Y8He6e，故此过程中放射出6个电子，故A正确11一个不稳定的原子核质量为M，处于静止状态，放出一个质量为m的粒子后反冲已知放出的粒子的动能为E0，则原子核反冲的动能为()AE0BE0C.E0 DE0解析：C放出质量为m的粒子后，剩余质量为Mm，该过程动量守恒，有mv0(Mm)v，放出的粒子的动能为E0mv，原子核反冲的动能Ek(Mm)v2，联立得EkE0，故A、B、D错误，C正确122019年1月3日，“玉兔二号”月球车与“嫦娥四号”着陆器分离，实现月球背面着陆“玉兔二号”搭载了一块核电池，利用Pu衰变为U释放能量，可在月夜期间提供一定的电能已知Pu的质量为mPu，U的质量为mU，真空中的光速为c，下列说法正确的是()A.Pu发生衰变后产生的新核为UB.Pu衰变为U，中子数减少2C温度升高时，Pu的衰变会加快D.Pu衰变为U释放的能量为(mPumU)c2解析：BPu衰变为U，根据质量数守恒与电荷数守恒可知衰变方程为PuUHe，则发生的是衰变，其质量数减少4，核电荷数减少2，则中子数减少2，故A错误；B正确；半衰期与外界因素无关，即温度升高时，Pu的衰变快慢不变，故C错误；核反应过程中的质量亏损为mmPumUm，核反应过程中释放的能量E(mPumUm)c2，故D错误13(多选)下列说法正确的是()A卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核内有中子存在B核泄漏事故污染物137Cs能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为CsBaX，可以判断X为电子C若氢原子从n6能级向n1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n6能级向n2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应D质子、中子、粒子的质量分别是m1、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是(2m12m2m3)c2解析：BCD卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构模型，没有提出原子核内有中子存在，故A错误；根据137Cs的核反应方程式CsBaX，可知X的质量数为1371370，电荷数为55561，故X为电子，故B正确；氢原子从n6能级向n1能级跃迁时辐射出的光子的频率大于从n6能级向n2能级跃迁时辐射出的光子的频率，故若从n6能级向n1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n6能级向n2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故C正确；质子和中子结合成一个粒子，需要两个质子和两个中子，质量亏损m2m12m2m3，由质能方程可知，释放的能量Emc2(2m12m2m3)c2.故D正确14(2021·广西高三二模)考古学家常用到14C断代法，生物体死亡时，停止14C的摄入，体内的14C发生放射性衰变变成14N，而生物体内14C的含量与原始含量的比值P，其中t的单位为年现通过测量得知，某古生物样品中14C的含量与原始含量的比值P，则下列判断正确的是()A14C发生衰变变成14NB该古生物的年代距今9975年C伴随着14C衰变过程将向外释放能量D具体推测结果还需要考虑该古生物样品的发掘位置的气候、湿度、岩层等的影响解析：C14C发生放射性衰变变成14N的核反应方程为CNe，则该核反应为衰变，故A错误；因古生物样品中14C的比例正好是现代该生物所制样品的八分之一，则可知经过的时间为三个半衰期，即该古生物的年代距今约为17 190年，故B错误；14C发生衰变的同时还会往外释放射线，故会释放能量，故C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，故D错误15宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，由各种原子核以及非常少量的电子、光子和中微子等组成，它可能携带着宇宙起源、天体演化的信息，一直吸引着科学家的关注宇宙线粒子的能量范围非常大，有的可以高达5×1019 eV.宇宙线逃逸出宇宙线源在星际空间中传播时，会与磁场、星际介质等发生相互作用，导致一系列复杂的物理效应产生利用空间探测器可以得到宇宙线在银河系中传播的一些数据，比如：铍10铍9比，其中的铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的据此材料，以下叙述正确的是()A宇宙线粒子的能量可以高达8×1038 JB宇宙线中的电子不会受到星际磁场的影响C根据可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息D根据宇宙线到达探测器时的方向可以得到宇宙线源方位的相关信息解析：C 由题可知，宇宙线粒子的能量范围非常大，有的可以高达5×1019 eV8 J，而不是8×1038 J，故A错误；由题意可知，宇宙线中的电子会与磁场、星际介质等发生相互作用，所以会受到星际磁场的影响，故B错误；由于铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的，所以结合半衰期的特点可知，根据可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息，故C正确；由于宇宙线中的电子会与磁场、星际介质等发生相互作用，传播的方向会发生一些变化，所以根据宇宙线到达探测器时的方向不能得到宇宙线源方位的相关信息，故D错误