1、选修 35 第十三章 第 2 讲一、选择题(本题共 10 小题， 14 题为单选，510 题为多选)1(2016江苏物理)贝克勒尔在 120 年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。下列属于放射性衰变的是 ( A )导 学 号 51343315A. C N e146 147 0 1B. U n I Y2 n来源:gkstk.Com23592 10 1395 9539 10C. H H He n21 31 42 10D. He Al P n42 2713 3015 10解析 一个放射性原子核自发地放出一个粒子变成新的原子核的过程为原子核的衰变，A 项为原子核衰变，
2、B 项为重核的裂变，C 项为轻核的聚变，D 项为原子核的人工转变，因此 A 项正确。2(2017湖南省五市十校高三联考) 放射性原子核 Pa 经过 n 次 衰变和 m 次 衰变，23491最终变为稳定的原子核 Pb，则 ( A )20682 导 学 号 51343316An7，m5 Bn5，m7Cn9，m7 Dn7，m 9解析 本题中放射性原子核 Pa 经过衰变，最终变为原子核 Pb；可知质量数减23491 20682少 28，质子数减少 9；在衰变过程中根据质量数与电荷数守恒有 4n28,2nm9，得n7，m5，所以选项 A 正确。3(2017吉林省重点中学第二次模拟考试) 下列说法正确的是
3、 ( B )导 学 号 51343317A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，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 1620 年，也就是说，100 个镭 226 核经过 1620 年后一定还剩下 50 个镭 226 没有发生衰变解析 原子核的结合能是组成原子核的所有核子结合成原子核时释放出来的能量，选项 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，选项 B 正确；在天然放射现象中放出的 射线就是电子流，该电子是原子核内
4、的中子转化成质子和电子，从原子核中辐射出来的，选项 C 错误；半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，少量原子核衰变不能运用半衰期的统计规律，所以选项 D 错误。4美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过钙 48 轰击锎 249 发生核反应，成功合成了第 118 号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素。实验表明，该元素的原子核先放出 3 个相同的粒子 x，再连续经过 3 次 衰变后，变成质量数为 282 的第 112 号元素的原子核，则上述过程中的粒子 x 是 ( A )导 学 号 51343318A中子 B质子C电子 D 粒子解析 根据衰变中电荷数守恒得 118321120，
5、所以 x 粒子的电荷量为零，根据质量数守恒 48249432823，所以 x 粒子的质量数为 1，该粒子为中子，A 正确。5钚的一种同位素 Pu 衰变时释放巨大能量，其衰变方程为23994Pu U He，则 ( AD )23994 23592 42 导 学 号 51343319A核燃料总是利用比结合能小的核B核反应中 的能量就是 Pu 的结合能23994C. U 核比 Pu 核更稳定，说明 U 的结合能大23592 23994 23592D由于衰变时释放巨大能量，所以 Pu 比 U 的比结合能小23994 23592解析 比结合能越小，原子核越不稳定，蕴藏的核能越多，A 正确；核反应中 的能量
6、不是 Pu 的结合能，B 错误； U 核比 Pu 核更稳定，说明 U 的比结合能大，23994 23592 23994 23592C 错误；比结合能越小越不稳定，D 正确。6地震和海啸有可能会引发核电站放射性物质泄漏，其中放射性物质碘 131 的衰变方程为 I XeY。根据有关放射性知识，下列说法正确的是 ( AE )1315 13154 导 学 号 51343320AY 粒子为 粒子B. I 的半衰期大约是 8 天，若取 4 个碘原子核，经 16 天就可能剩下 1 个碘原子核了1315C生成的 Xe 处于激发态，放射 射线， 射线的穿透能力最强，电离能力也最强 来源:13154学优高考网D.
7、 I 中有 53 个质子和 131 个中子1315E. I 的质量与 Xe 和 Y 粒子的质量之和不相等1315 13154解析 I XeY，根据衰变过程中质量数和电荷数守恒 Y 粒子为 粒子，故1315 13154A 正确。半衰期是一个统计规律，对大量的原子核才适用，对少数原子核不适用，故 B 错误。生成的 Xe 处于激发状，还会放射 射线， 射线的穿透能力最强， 射线是高能光13154子流即高能电磁波，它不带电，所以 射线的电离作用很弱，故 C 错误。 I 中有 53 个质1315子，131 表示质量数，所以有 78 个中子，故 D 错误。根据质量亏损及质能方程可知， I1315的质量与
8、Xe 和 Y 粒子的质量之和不相等，故 E 正确。131547关于核反应方程 Th PaX E( E 为释放出的核能，X 为新生成的粒子)，23490 23491已知 Th 的半衰期为 T，则下列说法正确的是 ( BCE )23490 导 学 号 51343321A原子序数大于或等于 83 的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于 83 的元素则不能发出射线B. Pa 比 Th 少 1 个中子， X 粒子是从原子核中射出的，此核反应为 衰变23491 23490CN 0 个 Th 经 2T 时间因发生上述核反应而放出的核能为 N0E(N0 数值很大)2349034D. Th 的比结合能为234
9、90E234E该放射性元素( Th)与其他元素形成化合物的半衰期仍等于 T23490解析 原子序数小于 83 的元素，有些元素的同位素也能发出射线，故 A 错误；由质量数和电荷数守恒知 X 的质量数是 0，电荷数是1，为电子，是原子核内的中子转化为质子时释放出来的，故 B 正确；经 2T 时间还剩余四分之一没衰变，核反应放出的核能为N0E，故 C 正确； Th 的结合能是 234 个核子结合成 Th 时放出的能量，该能量不是34 23490 23490它衰变时放出的能量 E，所以 Th 的结合能不是 E， Th 的比结合能也不是 ，故23490 23490E234D 错误；半衰期与原子核所处状
10、态无关，故 E 正确。8一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个 光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为 m1、m 2、m 3，普朗克常量为 h，真空中的光速为 c。下列说法正确的是( AB )导 学 号 51343322A核反应方程是 H n H1 10 21B聚变反应中的质量亏损 mm 1 m2m 3C辐射出的 光子的能量 E(m 3m 1m 2)c2来源: 学优高考网 gkstkD 光子的波长 hm1 m2 m3c2E在真空中 光子的速度小于 c解析 辐射出光子的能量为 Emc 2(m 1m 2m 3)c2，C 错误；因为hh ( m1m 2m 3)c2，所以 ，因此 D 错误
11、；在真空中 光子的速度c hm1 m2 m3c等于 c，E 错误。9(2015山东理综，39) 14C 发生放射性衰变成为 14N，半衰期约 5700 年。已知植物存活期间，其体内 14C 与 12C 的比例不变；生命活动结束后， 14C 的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是( AC )导 学 号 51343323A该古木的年代距今约 5700 年B 12C、 13C、 14C 具有相同的中子数C 14C 衰变为 14N 的过程中放出 射线D增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变解析 因古木样品中 14C 的比例正
12、好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为 5700 年，选项 A 正确； 12C、 13C、 14C 具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项 B 错误；根据核反应方程可知， 14C 衰变为 14N 的过程中放出电子，即发出 射线，选项 C 正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项 D 错误；故选 A、C。10(2016重庆九龙坡期中)锌对人体的新陈代谢起着重要作用，在儿童生长发育时期测量体内含锌量已成为体格检查的重要内容之一。取儿童的头发约 50mg，放在反应堆中经中子照射后，头发中的锌元素与中子反应生成具有放射性的同位素锌，其核反
13、应方程式为：Zn n Zn， Zn 衰变放出能量为 1115eV 的 射线，通过 射线强度的测定可以计6430 10 6530 6530算出头发中锌的含量。关于以上叙述，下列说法正确的是 ( BDE )导 学 号 51343324A. Zn 和 Zn 有相同的核子数6430 6530B. Zn 和 Zn 有相同的质子数6430 6530C 射线是由锌原子的内层电子激发的D 射线在真空中传播的速度是 3108m/sE 射线其实是光子流( 高频电磁波)解析 核子数质子数中子数， Zn 和 Zn 核子数不同，质子数相同，故 A 错误，6430 6530B 正确； 射线是在 、 衰变过程中释放出来的，
14、它是光子流，以光速传播，故 C 错误，D、E 正确。二、非选择题11(2016江苏盐城南洋中学第二次段考) 根据核反应方程 U Th X，完成填23892 23490 mn空： X 粒子中含有_2_个中子；物理学家卢瑟福用该粒子轰击氮核 ( N)，发现了_质子mn 147_，该核反应方程是_ N He O H_。147 42 178 1 导 学 号 51343325解析 根据质量数守恒和电荷数守恒知 m4，n2，中子数422；物理学家卢瑟福用该粒子轰击氮核( N)，发现了质子，该核反应方程是： N He O H。 来源:学优高考网147 147 42 178 112在匀强磁场中，一个原来静止的
15、原子核，由于放出一个 粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片，如图所示，今测得两个相切圆的半径之比 r1r 2441。则：来源:gkstk.Com导 学 号 51343326(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？(2)图中哪一个圆是 粒子的径迹？( 说明理由)答案 (1)90 (2) 轨道 1解析 (1)设衰变后 粒子的电荷量 q12e，新生核的电荷量为 q2，它们的质量分别为m1 和 m2，衰变后两粒子的速度分别为 v1 和 v2，则原来原子核的电荷量 qq 1q 2根据轨道半径公式有 r1r2m1v1Bq1m2v2Bq2 m1v1q2m2v2q1又由衰变过程中遵循动量守恒定律得m1v1m
16、 2v2以上三式联立解得 q90e。即这个原子核原来所含的质子数为 90。(2)由于动量大小相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，即圆轨道 1 是 粒子的径迹，圆轨道 2 是新生核的径迹，两者电性相同，运动方向相反。 13卢瑟福用 粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为：N He O H。已知氮核质量为 mN14.00753u，氧核的质量为 mO17.00454u，氦147 42 178 1核质量 mHe4.00387u ，质子 (氢核)质量为 mp1.00815u。 (已知：1U931MeV ，结果保留两位有效数字)求： 导 学 号 51343327(1)这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？(2)若入射氦核以 v0310 7m/s 的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为 150。求氧核的速度大小。答案 (1)吸收能量 1.2MeV (2)1.8 106m/s解析 (1)mm Nm Hem Om p0.00129u。故这一核反应是吸收能量的反应，吸收的能量为Em931.5MeV0.00129U931MeV 1.2MeV。(2)mHev0m HvHm OvO，又 vOv H150，解得 vO 1.8106m/s。
