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1、2020版高考物理全程复习课后练习40 原子核1.下列关于近代物理知识的说法中，正确的是()A所有元素都可能发生衰变B太阳辐射的能量来自太阳内部的核裂变反应C可利用 射线对某些金属棒进行探伤检测D 射线为原子的核外电子电离后形成的电子流2.14C是碳元素的一种具有放射性的同位素，其半衰期约为5 700 年在某次研究中，测得考古样品中14C的含量大约是鲜活生命体中14C含量的，则样品生活的年代约是()18A11 400 年前 B17 100 年前 C22 800 年前 D45 600 年前3.下列说法正确的是()A原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和B在所有核反应中，都遵从“质量数守恒
2、，电荷数守恒”的规律C在天然放射现象中放出的 射线就是电子流，该电子是原子的内层电子受激发后辐射出来的D镭 226 衰变为氡222 的半衰期为1 620 年，也就是说，100 个镭 226核经过 1 620 年后一定还剩下50 个镭 226 没有发生衰变4.我国对中微子的研究处于世界领先地位，大亚湾反应堆中微子实验工程获2016 年国家自然科学奖一等奖太阳发生核反应时会放出大量中微子及能量假设太阳释放的能量由“燃烧氢”的核反应4 H He 2 e2 提供，式中 为中微子，这一核反应平均每放出214 20 1个中微子相应释放28 MeV 的能量已知太阳每秒约辐射2.8 1039 MeV 的能量，
3、地球与太阳间的距离约为1.5 1011 m，则地球表面与太阳光垂直的每平方米面积上每秒接收到的中微子数目的数量级为()A1011个 B1014个 C1017个 D 1020个5.2017 年 1 月 9 日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖大多数原子核发生核反应的过程中都伴随着中微子的产生，例如核裂变、核聚变、衰变等下列关于核反应的说法正确的是()A.Th 衰变为Rn，经过 3 次 衰变、2 次 衰变2349022286B.H H He n 是 衰变方程，ThPae 是 衰变方程2 13 14 21 0234902349101C.U nBaKr3 n 是核裂变方程，也是氢弹的核
4、反应方程235921 01445689361 0D高速运动的 粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为HeNO4 214 71781 0n6.由于放射性元素Np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23793制造后才被发现已知Np经过一系列 衰变和 衰变后变成Bi，下列说法正确2379320983的是()A衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒B.Bi 的原子核比Np的原子核少28 个中子2098323793C衰变过程中共发生了7 次 衰变和 4 次 衰变D经过两个半衰期后含有Np的矿石的质量将变为原来的四分之一237937.在某些恒星内，3 个 粒子结合成一个C，C原
5、子的质量是12.000 0 u，He原子的质量12612 64 2是 4.002 6 u，已知 1 u=931.5 MeV/c2，则此核反应中释放的核能约为()A7.266 eV B5.266 eV C1.16109 J D1.161012 J8.下列与 粒子相关的说法正确的是()A天然放射现象中产生的 射线速度与光速相当，穿透能力很强B.U(铀 238)放出一个 粒子后就变为Th(钍 234)2389223490C高速 粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为HeNO n4 21471681 0D丹麦物理学家玻尔进行了 粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型9.U衰变成Th，之后Th
6、 衰变成Pa，而 Pa核处于高能级，它向低能级跃迁辐射出23892234902349023491一个粒子在这个过程中，前两次衰变放出的粒子和最后辐射出的粒子，依次是()A 光子、电子、粒子B 粒子、光子、粒子C 粒子、光子、中子D 粒子、粒子、光子10.如图所示，由天然放射性元素钋(Po)放出的射线x1，轰击铍(Be)时会产生粒子流x2，用粒9 4子流 x2轰击石蜡时会打出粒子流x3，经研究知道()Ax1为粒子，x2为质子 Bx1为粒子，x3为质子Cx2为质子，x3为中子 Dx2为质子，x3为光子11.(多选)烟雾探测器使用了一种半衰期为432 年的放射性元素镅Am来探测烟雾。当正常24195
7、空气分子穿过探测器时,镅Am会释放出射线将它们电离,从而产生电流。烟尘一旦进入24195探测腔内,烟尘中的微粒会吸附部分射线,导致电流减小,从而触发警报。则下列说法不正确的是()A.镅Am发出的是 射线24195B.镅Am发出的是 射线24195C.镅Am发出的是 射线24195D.0.2 mg 的镅Am经 864 年将衰变掉0.15 mg2419512.(多选)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m，相应的能量E=mc2=2.2 MeV 是氘核的结合能下列说法正确的是()A用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止的氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B用能量等于2.2 MeV 的光子照射静
8、止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止的氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零13.假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应，生成氦核的同位素和中子，已知氘核的质量是 2.013 6 u，中子的质量是1.008 7 u，氦核同位素的质量是3.015 0 u.(1)聚变的核反应方程是_，在聚变核反应中释放出的能量为_ MeV(结果保留2 位有效数字)(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，核反应方程为H He
9、 Li，已知各核子比结合能3 14 27 3分别为 EH=1.112 MeV、EHe=7.075 MeV、ELi=5.603 MeV，试求此核反应过程中释放的核能14.某些建筑材料可产生放射性气体氡，氡可以发生或 衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么氡会经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康原来静止的氡核(Rn)发生一次衰变生成新核钋(Po)，并放出一个能量E0=0.09 22286MeV的光子已知放出的粒子动能E=5.55 MeV；忽略放出光子的动量，但考虑其能量；1 u 相当于 931.5 MeV/c2.(1)写出衰变的核反应方程(2)衰变过程中总的质量亏损
10、为多少(结果保留三位有效数字)?答案解析1.答案为：C解析：有些元素的原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，A错误；太阳辐射的能量来自太阳内部的核聚变反应，B错误；射线的实质是一种电磁波，所以可利用 射线对某些金属棒进行探伤检测，C正确；射线为原子核内的中子转化为质子时形成的电子流，D错误2.答案为：B；解析：由 N余=N0tT知=tT，解得 t=3T=17 100年，B正确(12)18(12)3.答案为：B；解析：结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量，A错误；在所有核反应中，都遵从“质量数守恒，电荷数守恒”的规律，B正确；在天然放射
11、现象中放出的 射线就是电子流，该电子是原子核内的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的，C错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，D错误4.答案为：B；解析：由题中条件可算得太阳每秒放出2=21038个中微子，中微子向四面2.8 103928八方辐射，成球面形状分布，地表上每平方米每秒可接收到的数目为71014个，B正2 10384r2日地确5.答案为：A；解析：Th经过 3 次 衰变后质量数减少12、质子数减少6，再经过2 次 衰变后质23490子数增加 2，衰变为Rn，A正确；22286H HHe n 是核聚变方程，ThPae 是 衰变方程，B错误；2 13 14 21 023490
12、234910 1U nBaKr 3 n 是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程，C错误；235921 01445689361 0高速运动的 粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为HeNO H，4 214717 81D错误6.答案为：C；解析：衰变过程中有质量亏损，原子核的质量不守恒，A错误；Bi 的原子核比Np2098323793的原子核质量数少28，电荷数少10，故中子少18 个，B错误；设Np变为Bi 需要2379320983经过 x 次 衰变和 y 次 衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：9383=2xy，4x=237209，所以解得：x=7，y=4，C正确；经过两个半衰期后Np的原
13、子核个数变为原来的23793四分之一，但含有Np的矿石质量大于原来的四分之一，D错误237937.答案为：D；解析：根据质量亏损，结合爱因斯坦质能方程求出核反应中释放的核能该核反应的质量亏损 m=4.00263 u12.000 0 u=0.007 8 u，则释放的核能E=m c2=7.266 MeV=1.16 10 12 J，D正确8.答案为：B；解析：天然放射现象中产生的 射线的速度约为光速的，穿透能力不强，A错误；110根据质量数和电荷数守恒可知，U(铀 238)放出一个 粒子后就变为Th(钍 234)，2389223490B正确；高速 粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为HeNO
14、 H，C错误；4 21471781卢瑟福进行了 粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，D错误9.答案为：D；解析：根据电荷数守恒、质量数守恒，U衰变成Th，释放的粒子电荷数为2，质量2389223490数为 4，为 粒子.Th 衰变成Pa，释放的粒子电荷数为1，质量数为0，为电2349023491子，即 粒子.Pa向低能级跃迁时辐射出一个粒子为 光子，故选D.2349110.答案为：B；解析：用从钋发出的 射线轰击铍时，会产生一种不受电场和磁场影响、穿透力很强的粒子流如果用这种粒子流轰击石蜡，能从石蜡中打出质子查德威克经过研究，发现这种粒子正是卢瑟福猜想的中子由以上可知x1为 粒子，x2
15、为中子，x3为质子，B正确，A、C、D错误11.答案为：BC；解析：镅Am会释放出射线将空气电离,从而使电路中产生电流,则镅Am发出的是2419524195 射线,选项 A正确,B、C不正确;0.2mg 的镅Am经 864 年(2 个半衰期)将衰变掉241950.15mg,选项 D正确。12.答案为：AD；解析：考查结合能的概念及能量守恒定律的简单应用只有静止的氘核吸收光子的能量大于其结合能时，才能分解为一个质子和一个中子，A项正确，B项错误；根据能量守恒定律可知，光子的能量大于氘核的结合能时，多余的能量以核子动能的形式呈现，C项错误，D项正确13.解：(1)根据题中条件，可知核反应方程为H
16、H He n2 12 13 21 0核反应过程中的质量亏损：m=2mH(mHemn)=22.013 6 u(3.015 01.008 7)u=3.510 3u由于 1 u 的质量与931.5 MeV 的能量相对应，所以氘核聚变反应时放出的能量：E=3.5103931.5 MeV 3.3 MeV.(2)H和He分解成 7 个核子所需的能量E1=31.112 MeV 47.075 MeV=31.636 MeV3 14 27 个核子结合成Li，释放的能量E2=75.603 MeV=39.221 MeV7 3所以此核反应过程中释放的核能E=E2E1=39.221 MeV 31.636 MeV=7.585 MeV.14.解：(1)发生 衰变，方程为Rn Po He.22286218844 2(2)忽略光子的动量，由动量守恒定律，有0=ppPo，又 Ek=，新核钋的动能EPo=E.p22m4218由题意知，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核钋、粒子的动能形式出现，衰变时释放出的总能量E=EEPoE0=mc2.则衰变过程中总的质量亏损m=0.006 16 u.