2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第十二章 第2講 原子結(jié)構(gòu)與原子核課時(shí)作業(yè)（含解析）

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1、原子結(jié)構(gòu)與原子核 1．(2018·高考北京卷)在核反應(yīng)方程24He＋　714N→　817O＋X中，X表示的是(　　) A．質(zhì)子　　　　　　 B．中子 C．電子 D．α粒子 解析：設(shè)X為AZX，根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒得4＋14＝17＋Z，則Z＝1；電荷數(shù)守恒2＋7＝8＋A，則A＝1，即X為11H，即為質(zhì)子，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤. 答案：A 2．(2018·高考全國(guó)卷Ⅲ)1934年，約里奧－居里夫婦用α粒子轟擊鋁核1327Al，產(chǎn)生了第一個(gè)人工放射性核素X：α＋1327Al→n＋X.X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為(　　) A．15和28　　　　　　 B．15和30 C．

2、16和30 D．17和31 解析：根據(jù)核反應(yīng)遵循的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為2＋13＝15，質(zhì)量數(shù)為4＋27－1＝30，根據(jù)原子核的電荷數(shù)等于原子序數(shù)，可知X的原子序數(shù)為15，質(zhì)量數(shù)為30，選項(xiàng)B正確． 答案：B 3．某核電站遭受?chē)?yán)重破壞，產(chǎn)生了嚴(yán)重的核泄漏，從核電站周?chē)欢ǚ秶鷥?nèi)的空氣中和核電站排出的廢水中分別檢測(cè)出了放射性物質(zhì)碘131和钚239，嚴(yán)重危及了人們的生命安全．已知該核電站采用的是重水反應(yīng)堆，用　92238U(鈾)吸收中子后生成　94239Pu(钚)，碘131的半衰期為8天，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．排出的廢水中的钚239是鈾核裂變的生成物 B．若　

3、92238U吸收中子后變成　92239U，　92239U很不穩(wěn)定，則經(jīng)過(guò)2次β衰變后變成　94239Pu C．核電站的核廢料可直接堆放在露天垃圾場(chǎng) D．碘131的半衰期只有8天，因此16天后會(huì)全部消失 解析：裂變是重核生成幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的過(guò)程，鈾238的質(zhì)量數(shù)比钚239的小，因此钚不是鈾核裂變的生成物，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；發(fā)生β衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)不發(fā)生改變，根據(jù)電荷數(shù)守恒可知　92239U發(fā)生2次β衰變后變成　94239Pu，選項(xiàng)B正確；核電站的核廢料中具有很多的放射性物質(zhì)，不可以直接堆在露天垃圾場(chǎng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；碘131的半衰期是8天，它是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，大量的碘131在8天后會(huì)剩一半，16天后會(huì)剩

4、四分之一，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 4．(多選)氫原子能級(jí)如圖，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656 nm.以下判斷正確的是(　　) A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656 nm B．用波長(zhǎng)為325 nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級(jí) C．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種譜線 D．用波長(zhǎng)為633 nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí) 解析：根據(jù)氫原子的能級(jí)圖和能級(jí)躍遷規(guī)律，當(dāng)氫原子從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)一定小于656 nm，因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)發(fā)生躍遷只能吸

5、收和輻射一定頻率的光子，可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確；一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可以產(chǎn)生3種頻率的光子，所以選項(xiàng)C正確． 答案：CD 5．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)原來(lái)靜止的 14　6C原子核，它放出的粒子與反沖核的徑跡是兩個(gè)相內(nèi)切的圓，圓的直徑之比為7∶1，那么碳14的衰變方程為(　　) A．　614C→＋10e＋　514B B．　614C→24He＋　410Be C．　614C→12H＋　512B D．　614C→－10e＋　714N 解析：由動(dòng)量守恒定律可知，放出的粒子與反沖核動(dòng)量大小相等、方向相反，由在磁場(chǎng)中兩圓徑跡內(nèi)切可知，反沖核帶正電，放出的粒子帶負(fù)電，由兩圓直徑

6、之比為7∶1和R＝可知，反沖核的電荷量是粒子的7倍，故選項(xiàng)D正確． 答案：D 6．(2017·高考全國(guó)卷Ⅱ)一靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變成釷核，衰變方程為　92238U→　90234Th＋24He.下列說(shuō)法正確的是(　　) A．衰變后釷核的動(dòng)能等于α粒子的動(dòng)能 B．衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小 C．鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)α粒子所經(jīng)歷的時(shí)間 D．衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量 解析：靜止的原子核在衰變前后動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律得0＝m1v1＋m2v2，可知m1v1＝－m2v2，故衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小，選項(xiàng)B正確；而動(dòng)能Ek＝

7、，由于釷核的質(zhì)量(m1)大于α粒子的質(zhì)量(m2)，故其動(dòng)能不等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；鈾核的半衰期是大量的鈾核半數(shù)發(fā)生衰變所用的時(shí)間，而不是放出一個(gè)α粒子所經(jīng)歷的時(shí)間，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；原子核衰變時(shí)放出核能，質(zhì)量虧損，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 7．(多選)太陽(yáng)的能量來(lái)源是輕核的聚變，太陽(yáng)中存在的主要元素是氫，核聚變反應(yīng)可以看作是4個(gè)氫核(11H)結(jié)合成1個(gè)氦核同時(shí)放出2個(gè)正電子．下表中列出了部分粒子的質(zhì)量(取1 u＝×10－26 kg)． 粒子名稱 質(zhì)子(p) α粒子 正電子(e) 中子(n) 質(zhì)量/u 1.007 3 4.001 5 0.000 55 1.008 7 以下說(shuō)法正確

8、的是(　　) A．核反應(yīng)方程為411H→24He＋210e B．4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.026 6 kg C．4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為4.43×10－29 kg D．聚變反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量約為4.0×10－12 J 解析：由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒及電荷數(shù)守恒得411H→24He＋210e，故選項(xiàng)A正確；反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝4mp－mα－2me＝(4×1.007 3－4.001 5－2×0.000 55) u＝0.026 6 u＝4.43×10－29 kg，故選項(xiàng)C正確，B錯(cuò)誤；由質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J≈4

9、×10－12 J，故選項(xiàng)D正確． 答案：ACD 8．現(xiàn)有兩動(dòng)能均為E0＝0.35 MeV的12H在一條直線上相向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)12H發(fā)生對(duì)撞后能發(fā)生核反應(yīng)，得到23He和新粒子，且在核反應(yīng)過(guò)程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為23He和新粒子的動(dòng)能．已知12H的質(zhì)量為2.014 1 u,23He的質(zhì)量為3.016 0 u，新粒子的質(zhì)量為1.008 7 u，核反應(yīng)時(shí)質(zhì)量虧損1 u釋放的核能約為931 MeV(如果涉及計(jì)算，結(jié)果保留整數(shù))．則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．核反應(yīng)方程為12H＋12H→23He＋11H B．核反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律 C．新粒子的動(dòng)能約為3 MeV D．23He的動(dòng)能約為4 MeV 解析：由核反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知12H＋12H→23He＋01n，則新粒子為中子01n，所以A錯(cuò)誤；核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量虧損，釋放能量，仍然滿足能量守恒定律，B錯(cuò)誤；由題意可知ΔE＝(2.014 1×2－3.016 0－1.008 7)×931 MeV≈3 MeV，根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE，根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒有pHe－pn＝0，由Ek＝，可知＝，解得EkHe＝(2E0＋ΔE)≈1 MeV，Ekn＝(2E0＋ΔE)≈3 MeV，所以C正確，D錯(cuò)誤． 答案：C 4