1、课练 40 原子核1(2018山东烟台期末)以下能说明原子核内具有复杂结构的实验或现象是( )A光电效应 B阴极射线实验C 粒子散射实验 D天然放射现象答案： D解析：光电效应说明光具有粒子性， A 错误；阴极射线实验说明能从原子中打出电子来，说明原子还可以再分，原子具有复杂的结构， B 错误；卢瑟福根据 粒子散射实验提出了原子的核式结构模型， C 错误；放射性元素自发地发出射线的现象叫天然放射现象，使人们认识到原子核内具有复杂的结构， D 正确2(2018湖北武汉调研)(多选)关于放射现象，下列说法正确的是( )A只有原子序数大于 83 的元素才具有放射性B 射线是由氦原子核衰变产生的C在
2、衰变中，反应前后原子核的质量数保持不变D在原子核发生 衰变或 衰变时，常常伴随有 射线产生答案： CD解析：原子序数大于 83 的元素都具有放射性，但不是只有原子序数大于 83 的元素才具有放射性，故 A 错误 射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起从原子核中释放出来的，故 B 错误 射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出的一个高速电子即 粒子，发生 衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数增加 1，故 C 正确原子核在发生 衰变和 衰变时产生的能量以 光子的形式释放，故 D 正确3(2018重庆八中适应性考试)(多选)下列说法正确的是
3、( )A、 三种射线中， 射线的穿透能力最强B放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性C卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为 He N O N42 147 178 1D质子、中子、 粒子的质量分别为 m1、m 2、m 3，那么质子和中子结合成一个 粒子，所释放的核能为 E(m 1m 2m 3)c2答案： BC解析：、 和 三种射线中， 射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故 A 错误放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故 B 正确卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为 He N O H，故 C42 147 178 1正确两个质子和两个中子结合成一个
4、 粒子，质量亏损 m2m 12m 2m 3，由质能方程可知，释放的能量 E mc2(2m 12m 2m 3)c2，故 D 错误4(2018山东潍坊一模) 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18样品生活的年代约是( )A11 400 年前 B17 100 年前C22 800 年前 D45 600 年前答案： B解析：由 N 余 N 0tT知 tT，解得 t3T17 100 年， B 正确(12) 18 (12)5(2018浙江湖州期末)(多选)对以下几个核反应方程，判断正确的是
5、( ) H H He n21 31 42 10 Na Mg e2411 2412 0 1 U n Ba Kr3 n23592 10 14456 8936 10A是裂变，是 衰变B是聚变，是裂变C是 衰变，是裂变D是裂变，是 衰变答案： BC解析：是轻核的聚变，是 衰变，是重核的裂变，故 B、 C 正确6(2018浙江金华期末)(多选)下列说法正确的是( )A氡的半衰期为 3.8 天，若取 8 个氡原子核，经 7.6 天后就一定剩下 2 个原子核了B重核裂变释放核能产生新核的过程中，新核的比结合能比该重核的比结合能大C光子的能量由光的频率决定D. U 衰变为 Rn，要经过 4 次 衰变及 6 次
6、 衰变23892 22286答案： BC解析：半衰期是一个统计概念，对个别或少数原子核不适用， A 错误；比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核的过程中释放能量，所以重核裂变释放核能产生新核的过程中，新核的比结合能比该重核的比结合能大， B 正确；光子的能量 h 由光的频率决定， C 正确； U 衰变为 Rn，质量数减少 16 个，发生了 4 次 衰变，电荷数应减23892 22286少 8，而 Rn 的电荷数比 U 少 6，说明还发生了 2 次 衰变， D 错误22286 238927(2018山西重点中学联考)(多选)新华社记者 2016 年 11 月 2 日从中科院合肥物质科学研究院获
7、悉，该院等离子体所承担的国家大科学工程“人造太阳”实验装置 EAST 近日在第 11 轮物理实验中再获重大突破，获得超过 60 秒的稳态高约束模等离子体放电关于太阳的相关知识，下列判断正确的是( )A氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，释放出一定频率的光子，太阳的能量来自于这个过程B要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到 1015 m 以内，核力才能起作用，这需要非常高的温度C太阳内部大量氢核聚变成氦核，聚变后比结合能增加，释放出巨大的能量D氘核和氚核可发生热核聚变，核反应方程是 H H He n21 31 42 10答案： BCD解析：太阳的能量来自于太阳内部轻核的聚变， A 错误，
8、 C 正确；要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到 1015 m 以内，核力才能起作用，这需要非常高的温度，所以轻核的聚变又叫热核反应， B、 D 正确8(2018广东肇庆二模) U 的衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成 Bi，23892 21083然后可以经一次衰变变成 X(X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成 Tl，最后都衰210a b81变成 Pb，衰变路径如图所示，下列说法中正确的是( )20682A过程是 衰变，过程是 衰变；过程是 衰变，过程是 衰变B过程是 衰变，过程是 衰变；过程是 衰变，过程是 衰变C过程是 衰变，过程是 衰变；过程是 衰变，过程是 衰变D过程是 衰变
9、，过程是 衰变；过程是 衰变，过程是 衰变答案： B解析： Bi 经过变成 X，质量数没有发生变化，为 衰变，经过变成 Pb，质量数少 4，为 衰变； Bi 经过变成 Tl，电荷数少 2，为 衰变，过程的电荷数增加 1，为 衰变故 B 正确9(2018广东深圳模拟)(多选)如图是核子平均质量与原子序数 Z 的关系图象，下列说法中正确的是( )A卢瑟福在 粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是 射线C图中原子核 d 和 e 聚变成原子核 f 要吸收能量D图中原子核 a 裂变成原子核 b 和 c 要放出核能答案： A
10、BD解析： 粒子散射实验中，绝大多数 粒子的运动方向几乎不变，只有极少数发生大角度偏转，故卢瑟福在此基础上提出了原子的核式结构模型，故 A 正确；天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线有 、 三种射线，其中不带电的是 射线，则在磁场中一定不偏转的是 射线，故 B 正确；题图中原子核 d 和 e 聚变成原子核 f 过程中有质量亏损，故会放出核能， C 错误；题图中原子核 a 裂变成原子核 b 和 c过程中有质量亏损，故会放出核能， D 正确10(多选)图示是原子核的平均结合能与原子序数 Z 的关系图象，下列说法正确的是( )A如 D 和 E 能结合成 F，结合过程一定会吸收核能B
11、如 D 和 E 能结合成 F，结合过程一定会释放核能C如 A 分裂成 B 和 C，分裂过程一定会吸收核能D如 A 分裂成 B 和 C，分裂过程一定会释放核能答案： BD解析：若 D、E 能结合成 F，平均结合能增大，结合时向外释放能量， A 项错误， B 项正确；因为 A 分裂为 B、C，由图可知，平均结合能增大，向外释放能量， C 项错误， D 项正确11(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 mc22.2 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
12、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答案： 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12假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应
13、，生成氦核的同位素和中子，已知氘核的质量是 2.0136 u，中子的质量是 1.0087 u，氦核同位素的质量是 3.0150 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 Li，已知各核子比结31 42 73合能分别为 EH1.112 MeV、 EHe7.075 MeV、E Li5.603 MeV，试求此核反应过程中释放的核能答案：(1) H H He n 3.321 21 32 10(2)7.585 MeV解析：(1)根据题中条件，可知核反应方程为H H He n21 21 32
14、 10核反应过程中的质量亏损： m2m H(m Hem n)22.0136 u(3.01501.0087) u3.510 3 u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： E3.510 3 931.5 MeV3.3 MeV.(2) H 和 He 分解成 7 个核子所需的能量31 42E131.112 MeV47.075 MeV31.636 MeV7 个核子结合成 Li，释放的能量73E275.603 MeV39.221 MeV所以此核反应过程中释放的核能 EE 2E 139.221 MeV31.636 MeV7.585 MeV.刷题加餐练刷 高 考
15、 真 题 找 规 律1(2017新课标全国卷，17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电氘核聚变反应方程是： H H He n.已知 H 的质量为 2.013 6 u，21 21 32 10 21He 的质量为 3.015 0 u， n 的质量为 1.008 7 u,1 u 931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放32 10的核能约为( )A3.7 MeV B3.3 MeVC2.7 MeV D0.93 MeV答案： B解析：在核反应方程 H H He n 中，21 21 32 10反应前物质的质量 m122.013 6 u4.027 2 u，反应后物质的质量 m23.0
16、15 0 u1.008 7 u4.023 7 u，质量亏损 mm 1m 20.003 5 u.则氘核聚变释放的核能为E9310.003 5 MeV3.3 MeV，选项 B 正确2(2017课标全国卷，15)一静止的铀核放出一个 粒子衰变成钍核，衰变方程为 U Th He.下列说法正确的是( )23892 23490 42A衰变后钍核的动能等于 粒子的动能B衰变后钍核的动量大小等于 粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个 粒子所经历的时间D衰变后 粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量答案： B解析：衰变过程遵守动量守恒定律，故选项 A 错，选项 B 对根据半衰期的定义，可知选项 C 错
17、衰变释放核能，有质量亏损，故选项 D 错3(2017天津卷，1)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核反应方程中属于聚变反应的是( )A. H H He n21 31 42 10B. N He O H147 42 178 1C. He Al P n42 2713 3015 10D. U n Ba Kr3 n23592 10 14456 8936 10答案： A解析： A 对：两个轻核结合成质量较大的原子核 B 错：原子核的人工转变 C 错：原子核的人工转变 D 错：重核裂变4(2016新课标全国卷，35(1)(多选)一静止
18、的铝原子核 Al 俘获一速度为27131.0107 m/s 的质子 p 后，变为处于激发态的硅原子核 Si.下列说法正确的是( )2814A核反应方程为 p Al Si2713 2814B核反应过程中系统动量守恒C核反应过程中系统能量不守恒D核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E硅原子核速度的数量级为 105 m/s，方向与质子初速度的方向一致答案： ABE解析：核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为 p Al Si，2713 2814说法 A 正确核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法 B 正确，说法 C 错误核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物
19、的质量之和，说法 D 错误根据动量守恒定律有 mpvpm SivSi，碰撞后硅原子核速度的数量级为 105 m/s，方向与质子初速度方向一致，说法 E 正确刷 仿 真 模 拟 明 趋 向5(2018浙江衢州质检)(多选)以下说法正确的是( )A一种元素具有放射性，与它是以单质还是化合物存在无关B铀块体积大于或等于临界体积是发生链式反应的条件之一C利用 14C(碳 14)的衰变可以进行物质年代的测定D一束 射线射向验电器上端的金属球，原来带正电而有一定张角的金属箔的角度将变得更大答案： ABC解析：元素的放射性与它存在的状态是单质还是化合物无关， A 正确发生链式反应的条件：一是应用慢中子，二是
20、铀块的体积应大于或等于临界体积， B 正确动植物在死亡以后的年代里，因碳 14 是放射性同位素，仍在不断地进行衰变，因此死亡动植物体内的碳 14 的含量在一天天地减少碳 14 的量是可以通过测量其放射性确定的，放射性碳测定年代法是最常用的考古方法， C 正确因为射线具有一定的电离作用，它能使所经过的路径的空气分子电离，使空气变成导体，从而使带正电的验电器上的正电荷发生转移、中和，所以验电器金属箔的张角将变小， D 错误6(2018广东揭阳一中、潮州金中联考)(多选)下列说法中正确的是( )A发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子具有复杂的结构B结合能越大的原子核，原子核中的核子结合得越牢固
21、，原子核越稳定C根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和不守恒D已知 Th 的半衰期是 24 天，48 g 的 Th 经过 72 天后衰变了 42 g23490 23490答案： CD解析：发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构，而电子的发现说明原子具有复杂结构，故 A 错误；比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，故 B 错误；根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中，电子的总能量将减小(或增大)，即电子的电势能和动能之和是不守恒的，这是因为氢原子要辐射(或吸收)光子，故 C 正确；经过 3 个半衰期后，48 g 的 Th 还剩下
22、 48 3 g6 g，衰7224 23490 (12)变了 48 g6 g42 g，故 D 正确7(2018陕西宝鸡一模)放射性同位素 Th 经一系列 、 衰变后生成氡23290Rn，以下说法正确的是( )22086A每经过一次 衰变原子核的质量数会减少 2 个B每经过一次 衰变原子核的质子数会增加 1 个C放射性元素钍 Th 的原子核比氡 Rn 的原子核的中子数少 4 个23290 22086D钍 Th 衰变成氡 Rn 一共经过 2 次 衰变和 3 次 衰变23290 22086答案： B解析：每经过一次 衰变，原子核的质量数会减少 4 个， A 错误；每经过一次 衰变，原子核内就有一个中子
23、转变成一个质子，原子核的质子数会增加 1， B 正确； Th 的23290原子核比 Rn 的原子核的质量数多 12，质子数多 4，中子数多 8， C 错误； Th 的原子22086 23290核衰变成 Rn，发生了 3 次 衰变，86(9032)2 次 衰变， D 错22086232 2204误 刷 最 新 原 创 抓 重 点8(多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个 粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得 粒子和反冲核轨道半径之比为 44 ：1，如图所示，则( )A 粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B原来放射性元素的原子核电荷数为 88C反冲核的核电荷数为 88D
24、粒子和反冲粒子的速度之比为 1 ：88答案： AC解析：微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即 粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反由于释放的 粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动由 Bqv 得：Rmv2R mvBq若原来放射性元素的核电荷数为 Q，则对 粒子：R 1p1B2e对反冲核：R 2p2B Q 2 e由于 p1p 2，得 R1 ：R 244 ：1，得 Q90它们的速度大小与质量成反比， B、 D 两项错误， A、 C 两项正确9两个动能均为 1 MeV 的氘核发生正面碰撞，引起如下反应： H H H H.若放21
25、21 31 1出的能量全部转变为新生核的动能，则新生的氚核具有的动能是(已知 H 核质量为 2.0136 21u， H 核质量为 3.0156 u， H 核质量为 1.0073 u,1 u 相当于 931.5 MeV)( )31 1A4.005 MeV B0.0043 MeVC2.013 MeV D1.001 MeV答案： D解析：此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为： m(22.01363.01561.0073) u0.0043 u， E mc20.0043931.5 MeV4.005 MeV.因碰前两氘核动能相同，相向正碰，故碰前的总动量为零因核反应中的动量守恒，故碰后质子和氚核的总动量
26、也为零设其动量分别为 p1、p 2，必有 p1p 2.设碰后质子和氚核的动能分别为 Ek1和 Ek2，质量分别为 m1和 m2.则 Ek1Ek212m1v2112m2v2 m1v21m2v2p21m1p2m2 ，故新生的氚核具有的动能 Ek2 E 4.005 MeV1.001 MeV， D 项正确m2m1 31 14 14刷 易 错 易 误 排 难 点对基本概念掌握不牢固导致错误易 错 点 110(2018天津和平区期末)(多选)下列关于原子及原子核的说法正确的是( )A太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应B外界环境温度升高，原子核的半衰期不变C原子核发生一次 衰变，该原子外层就失去一
27、个电子D比结合能越大，原子核越稳定答案： BD解析：太阳辐射的能量主要来自太阳内部轻核的聚变， A 错误；半衰期与外界因素无关， B 正确；原子核发生一次 衰变，原子核内部就有一个中子转变成一个质子，从而释放出一个电子， C 错误；比结合能越大，原子核越稳定， D 正确对核反应方程及衰变不能正确认知易 错 点 211(2018浙江杭州期末)(多选)在家居装饰中常用到花岗岩、大理石等天然石材，这些岩石都含有不同程度的放射性元素下列说法中正确的是( )A放射性元素 U 发生 衰变的方程是 U Th He23892 23892 23490 42B 衰变中， 粒子获得的能量越大，其德布罗意波长越短C
28、衰变中产生的电子来源于原子核的内部，故半衰期会受元素化学状态的影响D若某一原子核衰变辐射出一个频率为 的 光子，该过程的质量亏损为 m，则h mc2答案： AB解析：衰变过程中遵循电荷数守恒和质量数守恒， A 正确； 衰变中， 粒子获得的能量越大，其动量就越大，由 p 得 ，动量大的粒子德布罗意波长就短， B 正确；h hp 衰变中产生的电子来源于原子核的内部，半衰期不受元素化学状态的影响， C 错误；若某一原子核衰变辐射出一个频率为 的 光子，该过程的质量亏损为 m，由于衰变后生成的粒子一般会有动能，所以 h mc2， D 错误刷 综 合 大 题 提 能 力12(2017北京卷，23)在磁感
29、应强度为 B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次 衰变放射出的 粒子( He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半42径为 R.以 m、q 分别表示 粒子的质量和电荷量(1)放射性原子核用 X 表示，新核的元素符号用 Y 表示，写出该 衰变的核反应方AZ程(2) 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 粒子和新核的动能，新核的质量为 M，求衰变过程的质量亏损 m.答案：(1) X Y He (2) AZ A 4Z 2 422 mqB q2B2 m(3) M m qBR 22mMc2解析：(1) X Y HeAZ A 4Z 2 42(2)设 粒子的速度大小为 v，由 qvBm ，T ，得v2R 2 Rv 粒子在磁场中运动周期 T2 mqB环形电流大小 I qT q2B2 m(3)由 qvBm ，v2R得 vqBRm设衰变后新核 Y 的速度大小为 v，系统动量守恒Mvmv0v mvM qBRM由 mc2 Mv 2 mv212 12得 m M m qBR 22mMc2说明：若利用 M m 解答，亦可A 44
