1、十九、原子与原子核水平预测（40 分钟）双基型1.下面列举的事例中正确的是( ).(A)居里夫妇用 粒子轰击铝箔时发现了正电子(B)卢瑟福的原子结构学说成功地解释了氢原子的发光现象(C)麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹用实验方法给予证实(D)玻尔建立了量子理论,解释了各种原子发光现象答案:C2.关于原子核能,下列说法中正确的是( ).(A)使原子核分解为粒子时放出的能量(B)核子结合成原子核时需要供给的能量(C)核子结合成原子核时吸收的能最或原子核分解为核子时放出的能量(D)核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解成粒子时所吸收的能量答案:D3.平衡核反应方程, 23592u+_ 90
2、38Sr+13654Xe+1010n,在核反应堆中石墨起的作用,镉棒_的作用.答案: ,使中子减速,吸收中子控制反应速度n10横向型4.中子的质量为 1.0087u,质子质量为 1.0073u,氘核的质量为 2.0136u.中子和质子结合成氘核时释放的能量为_J(计算结果取两位有效数字,1u=1.710 27kg).答案: 307.5.氢原子的核外电子从一个轨道跃迁到另一轨道时,可能发生的情况有( ).(A)放出光子,电子动能减少 ,原子势能增加(B)放出光子,电子动能增加, 原子势能减少(C)吸收光子,电子动能减少, 原子势能增加(D)吸收光子,电子动能增加 ,原子势能减少答案:BC6.一个
3、原子核 X 进行一次 衰变后成为原子核 cdY,然后又进行一次口衰变,成为原子核 fgZ： abX cdY fgZ,它们的质量数 a、c、f 及电荷数 b、d、g 之间应有的关系是( )(A)a=f+4 (B)c=f (C)d=g-1 (D)b=g+1答案:ABCD.7.放射性元素 2411Na经过 2h,只剩 1/2 的核没有衰变,再经过_h,将只剩下1/8 的核没有衰变.答案:4横向型8. 23892U 发生衰变后变成 23490Th,把静止的 23892U 放在匀强磁场中 ,衰变后 Th 核的速度方向与磁场方向垂直,生成的 粒子动能为E .【10】(1)写出衰变方程.(2)衰变后核的轨道
4、半径与粒子的轨道半径之比是多少?(3)衰变过程中放出的能量多大?答案:(1) ,(2) 1：45(3)nHe103212HeThU423908E799.已知氘核的质量为 2.0136u,中子质量为 1.0087u,氦 3(32He)的质量为 3.0150u.(1)写出两个氘核聚变生成氦 3 的方程(2)求聚变放出的能量.(3)若两个氘核以相同的动能 Ek=0.35MeV 正碰,求碰撞后生成物的动能 .【7】答案:(1) ，(2)3.72MeV，(3)中子,2 .98MeV,氦核,0.99MeV,nHe1321210.氢原子的核外电子质量为 m,电量为 e,在离核最近的轨道上运动,轨道半径为r1
5、,求：(1)电子运动的动能.(2)电子绕核转动的频率.(3)电子绕核转动相当于环形电流的电流大小.答案:(1) ，(2) ，(3)1KrkeE1mrkef12mrkefI阶梯训练原子核式结构和玻尔模型双基训练1.卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在用 粒子轰击金箔的实验中,发现粒子( ).【1】(A)全部穿过或发生很小的偏转(B)全部发生很大的偏转(C)绝大多数穿过,只有少数发生很大偏转 ,甚至极少数被弹回(D)绝大多数发生偏转,甚至被掸回答案:C2.氢原子的核外电子,在由离核较远的可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程中().【1】(A)辐射光子,获得能量 (B)吸收光子,获得能量(C)吸收
6、光了,放出能量 (D)辐射光子,放出能量答案:D3.在玻尔的原子模型中,比较氢原子所处的量子数 n=1 及 n=2 的两个状态,若用 E表示氢原子的能量,r 表示氢原子核外电子的轨道半径 ,则( ).【1】(A)E2E1,r2r1 (B)E2E1,r2r1 (D)E22+m3 (D)m1m2+m3答案:C2.天然放射现象的发现揭示了( ).(1999 年上海高考试题)【1】(A)原子不可再分 (B)原子的核式结构(C)原子核还可再分 (D)原子核由质子和中子组成答案:C3.放射性元素发生 衰变放出一个电子 ,这个电子是( ).【1】(A)核外电子向内层轨道跃迁时放出来的(B)核内有电子受激发后
7、由核内射出来的(C)核内有一个质子分裂时放出的(D)核内中子转化为质子时放出来的答案:D4.根据布拉凯特的充氮云室实验可知( ).【1】(A)质子是 粒子直接从氮核中打出来的(B) 粒子打进氮核后生成一个复核,这个复核放出一个质子(C)云窒照片中.分叉后短而粗的是质子的径迹(D)云室照片中,短而粗的是 粒子的径迹答案:B5.用 粒子轰击铍时得到原子核 126C,同时放出一种射线,关于这种射线的说法与事实不相符的是( ).【1】(A)它来自原子核 (B)它能穿透几厘米的铅(C)它在磁场中不发生偏转 (D)它是一种带电粒子流答案:D6.同位素是指( )【1】(A)质子数相同而核子数不同的原子 (B
8、)核子数相同而中子数不同的原子(C)核子数相同而质子数不同的原子 (D)中子数相同而核子数不同的原子答案:A7.关于 射线,下列说法中正确的是( ).【1】(A)是核外电子由外层轨道向内层轨道跃迁时产生的(B)衰变时伴随 射线或 射线产生的(C)是原子核由高能级向低能级跃迁时产生的(D)是不带电的高速中子流答案:BC8.如图所示,由天然放射性元素钋(P o)放山的射线 1,轰击铍( 94Be)时会产生粒子流 2,用粒子流 2轰击石蜡时会打出粒子流 3,经研究知道( ).【1】(A)1为 粒子, 2为中子(B)1为 粒子, 3为质子(C)2为质子 ,3为中子(D)2为质子, 3为光子答案:AB9
9、.在下列核反应方程中,X 代表质子的方程是( ).(1997 年全国高考试题)【1】(A)2713Al+24He 3015P+X (B)147N+42He 178O+X(C)21H+ 10n+X (D)31H+X 42He+10n答案:BC10.若元素 A 的半衰期为 4d,元素 B 的半衰期为 5d,则相同质量的 A 和 B,经过 20d后,剩下元素 A 和元素 B 的质量之比 mA：m B是( ).【1】(A)30：31 (B)31：30 (C)1：2 (D)2：1答案:C11 元素 X 是 A 的同位素,分别进行下列哀变：X.则下面说法中正确的是( ).【1】SRQP (A)Q 和 S
10、不是同位素 (B)X 和 R 的原子序数相同(C)X 和 R 的质量数相同 (D)R 的质子数多于前述任何元素答案:D纵向应用12.下列说法中正确的是( ).(1999 年广东高考试题)【1】(A)“原子由电子和带正电的物质组成 ”是通过卢瑟福 粒子散射实验判定的(B)玻尔理论认为原子只能处在能量不连续的一系列状态(C)放射性元素的半衰期与温度、压强无关(D)同一元素的两种同位素, 其原子核内的质子数相同而中子数不同答案:BCD13.用中子轰击硼核 105B 发生的核反应是： 105B+10n 73Li+X,其中的 X 粒子应是( ).【1】(A) 粒子 (B) 粒子 (C)质子 (D)中子答
11、案:A14. 粒子轰击硼 10 生成氮 13 和 粒子.氮 13 具有放射性,放出 y 的粒子并生成碳 13,则 粒子和 y 粒子分别是( ).【1】(A)质子和中子 (B)质了和电子 (C)中子和电子 (D)中子和正电子答案:D15.天然放射性元素 23290Th(钍)经过一系列 衰变和 衰变之后,变成 20882Pb(铅).下列论断中止确的是( ).(1998 年全国高考试题)【1.5】(A)铅核比钍核少 24 个中子(B)铅核比钍核少 8 个质子(C)衰变过程中共有 4 次 衰变和 8 次 哀变(D)衰变过程中共有 6 次 衰变和 4 次 衰变答案:BD16.某放射性同位素样品,在 21
12、d 甲衰减掉 7/8,它的半衰期是( ).【1】(A)3d (B)5.25d (C)7d (D)10.5d答案:C17.完成下列核反应方程：2713A1P 3015+_.147N+10n 146C+_.146C 147N+_.【1】答案: e,Hn0118.活着的有机体中, 14C 对 12C 的比与大气中是相同的 ,约为 1：7.710 11.有机体死亡后,由于 14C 的 衰变,其含量就不断减少.因此,考古人员测量出土占生物体遗骸中每克碳中现有的 14C 含量,就可以根据 14C 的半衰期(r =5730a年)推知该生物体的死亡年代.现测知某一占墓中 1g 碳中所含 14C 为 1.041
13、0-12g.试确定墓主死亡年代.【4】答案:1840 年前19.同位素原子在许多方面有着广泛的应用：1934 年,科学家在用 粒子轰击铝箔时,除探测到预料中的中子外,还探测到了正电子,更意外的是,拿走 放射源后,铝箔虽不再发射中子,但仍能继续发射正电子,而且这种放射性随时间衰减的规律跟天然放射性一样,也有一定的半衰期.【5】(1)写出 粒子轰击铝箔( 2713A1)产生中子的核反应方程式(2)上述产生的具有放射性的同位素叫作放射性同位素,写出其产生正电子的核反应方程式.(3)简要说明放射性同位素的应用,并至少举出两个实际应用的例子.答案:(1) ，(2) ，(3)利用射线辐射育种,作为示踪原子
14、nPHeAl10354273eSi01-34015检查管道等20.铀 238 的半衰期是 4.5109a(年),假使一块矿石中含有 1kg 铀 238,经 45 亿年后还剩多少铀 238？假设发生衰变的铀 238 都变成了铅 206,矿石中含有多少铅?这时铀铅比例是多少?写出矿石中铀、铅比例随时间变化的一般关系式,并说明能否根据这种铀铅比例削断出矿石的年龄.【8】答案:剩余铀 0.5kg；矿石中含有铅 0.43kg；铀铅比例为 1.15：1横向拓展21.一个静止的、质量为 M 的不稳定原子核,当它放射出质量为 m、速度为 v 的粒子后,原子核的剩余部分的速度 u 等于( ).【1.5】(A)-
15、v (B) (C) (D)vmvM答案:B22.目前普遍认为,质子和中子都是被称为 u 夸克和 d 夸克的两类夸克组成.u 夸克带电量为 2/3e,d 夸克带电量为-1/3e,e 为基元电荷.下列论断中可能正确的是 ( ).【5】(A)质子中 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成,中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成(B)质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成,中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成(C)质子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成,中子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成(D)质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成,中
16、子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成答案:B23.我国科学家在 1965 年 9 月首先用人工方法合成了牛胰岛素.为了证明人工合成的牛胰岛素与天然的是否为同一物质,在人工合成牛胰岛素过程中掺了放射性 14C,然后将人工合成的牛胰岛素与天然的混合得到了放射性 14C 分布均匀的结晶物,从而证明了两者都是同一物质,为我国在国际上首先合成具有生物活性牛胰岛素提供了有力证据.在人工合成过程中掺入放射性 14C 的用途是 ( ).(A)催化剂 (B)媒介质 (C)组成元素 (D)示踪原子答案:D24.在匀强磁砀中,一个静止的氡核 22286Rn 发生 衰变.放出的 粒子速度与磁场垂直,氡核的剩
17、余部分(即钋核)和粒子都将分别以一定的半径在磁场中作圆周运动.试求 粒子和钋核作圆周运动的半径之比,并说明这两个粒子运动轨迹的相互关系.【2】答案:42：1,外切25.科学家发现太空 射线一般都是从很远的星体放射出来的.当 射线爆发时,在数秒所产生的能量,相当于太阳在过去一百亿年所发出的能量总和的 1000 倍左右,大致相当于将太阳全部质量转变为能量的总和.科学家利用超级计算机对 射线爆发的状态进行了模拟,经过模拟,发现射线爆发是起源于一个垂死的星球的“坍塌”过程,只有星球“坍塌”时所放出的能量,才可以发出这么巨大的能量.已知太阳光照射到地球上大约需要 8min 时间,由此来估算,宇宙中一次
18、射线爆发所放出的能量(G =6.671011N、m 2kg 2).【5】答案: J47105.26.一静止的硼核( 105B)吸收一个慢中子(速度可忽略)后,转变成锂核( 73Li)并发出一个粒子,已知该粒子的动能为 1.8MeV,求锂核的动能.【 5】答案:1.03MeV重核裂变 轻核聚变 核能双基训练1.对于下述四个核反应方程说法中正确的有( ).【1.5】 nCHeB102649 能量213 xXeSrU1013654908259 HOYF21(A)是发现中子的核反应方程 (B)是链式反应方程(C)是核裂变方程,其中 x=10 (D)是 衰变方程 ,其中 Y 是质子答案:AC2.太阳辐射
19、能量主要来自太阳内部的( ).【1.5】(A)化学反应 (B)放射性衰变 (C)裂变反应 (D)热核反应答案:D3.设质子、中子、氘核的质量分别为 m1、m 2和 m3,那么,当一个质子和一个中子结合成一个氘核时,释放的能量是( ).【1】(A)mc2. (B)(m1+m2)c2(C)(m3-m2-m1)c2 (D)(m1+m2-m3)c2答案:D4.一个锂核( 73Li)受到一个质子的轰击,变成 2 个 粒子,这一过程的核反应方程为_.已知一个氢原子的质量是 1.673610-27kg,一个锂原子的质量是 11.650510-27kg,一个氦原子的质量是 6.646610-27kg,上述核反
20、应所释放的能量等于_J(最后结果取三位有效数字).【2】答案: ,2.78MeVHeLi4173纵向应用5.用中子轰击锂核( 63Li)发生核反应,生成氚和 粒子外放出 4.8MeV 的能量.(1)写出核反应方程式.(2)求出质量亏损.(3)若中子与锂核是以等值反向的动量相碰,则氚和 粒子的动能之比是多少?(4) 粒子的动能多大?【6】答案:(1) + + +4.8MeV,(2)0.0052u,(3)3：4,(4)2.7MeVLi63n10H3e26.两氘核发生了如下核反应： 21H+21H 32He+10n,其中氘核质量为 2.0136u,氦核质量为 3.0150u,中子质量为 1.0087
21、u.(1)求核反应中释放的核能.(2)在两氘核以相等的动能 0.35MeV 进行对心碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下 ,求反应中产生的中子和氦核的动能.(3)假设反应中产生的氦核沿直线向原来静止的碳核( 126C)接近,受库仑力的影响,当它们距离最近时,两个原子核的动能各是多少?【7】答案:(1)3.26MeV ,(2)0.99MeV,0.97MeV,(3)0.04MeV.0.16MeV,7.核电站的发电原理是通过核裂变产生巨大的能量,完成下面铀核裂变可能的一个反应方程： 23592u+10n 141Ba+92Kr+_,并计算 1 个铀核裂变放出的能量是多少 (结果保留两位有效数字, 2
22、3592U、 14156Ba、 9236Kr 和中子的质量分别为235.0493u,140.9139u,91.8973u 和 1.0087u,1u=1.6610-2727kg).答案: J1103横向拓展8.在原子反应堆中,用石墨作减速剂,将铀核裂变产生的快中子变成慢性中子,若初述度为 v0的中子与碳原子发生弹性正碰,且碳原子在碰撞前是静止的.求中子与 50 个碳原子核发生碰撞后的速度(已知碳核的质量是中子质量的 12 倍).【5】答案: 05139.太阳内部持续小断地发生着 4 个质子聚变为 1 个氦核的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源.(1)写出这个核反应方程.(2)这一
23、核反应能释放多少能量?(3)已知太阳每秒释放的能量为 3.81026J,则太阳每秒减少的质量为多少千克?(4)若太阳质量减少万分之三,热核反应就不能继续进行,计算太阳还能存在多少年?(mp=1.0073u,ma=4.0015u,me=0.00055u)【5】答案:(1) ,(2) J,(3) kg,(4) aH121210.9105.10.利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电,这就是核电站.核电站消耗的“燃料”很少,但功率却很大.目前,核能发电技术已经成熟.【10】(1)核反应堆中的“燃料”是 23592U+10n 90()Sr+( )54Xe+1010n,填写括号中的数值
24、.(2)一座 100 万千瓦的核电站,每年需要多少吨浓缩铀?已知铀核的质量为 235.0439u,中子质量为 1.0087u,锶(Sr)核的质量为 89.9077u,氙核(Xe)的质量为 135.9072u,1u=1.6610-27kg,浓缩铀中铀 235 的含量占 2.(3)同样功率(100 万千瓦)的火力发电站,每年要消耗多少吨标准煤(已知标准煤的燃烧值为3.08107Jkg )?(4)为了防止铀核裂变产物放出的各种射线对人体的危害和对环境的污染,需采取哪些措施(举 2 种)?答案:(1) ,(2)27t,(3)1.1106t,(4)修建水泥层,屏蔽防护,n10XeSrnU36549081359废料深埋等.
