高考物理一轮复习课后练习40 原子核（含答案解析）

2020版高考物理 全程复习课后练习40

原子核

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γ射线对某些金属棒进行探伤检测

D．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流

A．11 400年前     B．17 100年前    C．22 800年前    D．45 600年前

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，电荷数守恒”的规律

C．在天然放射现象中放出的β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

A．1011个        B．1014个        C．1017个         D．1020个

A.Th衰变为Rn，经过3次α衰变、2次β衰变

B.H＋H→He＋n是α衰变方程，Th→Pa＋e是β衰变方程

C.U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变方程，也是氢弹的核反应方程

D．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为He＋N→O＋n

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

C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β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

A．7.266 eV        B．5.266 eV        C．1.16×10－9 J        D．1.16×10－12 J

A．天然放射现象中产生的α射线速度与光速相当，穿透能力很强

B.U(铀238)放出一个α粒子后就变为Th(钍234)

C．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为He＋N→O＋n

D．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型

A．γ光子、电子、α粒子

B．α粒子、γ光子、β粒子

C．β粒子、γ光子、中子

D．α粒子、β粒子、γ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，用粒子流x2轰击石蜡时会打出粒子流x3，经研究知道(　　)

A．x1为α粒子，x2为质子          B．x1为α粒子，x3为质子

C．x2为质子，x3为中子            D．x2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α射线

B.镅Am发出的是β射线

C.镅Am发出的是γ射线

D.0.2 mg的镅Am经864年将衰变掉0.15 mg

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

(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，已知各核子比结合能分别为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α或β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α衰变生成新核钋(Po)，并放出一个能量E0=0.09 MeV的光子．已知放出的α粒子动能Eα=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为多少(结果保留三位有效数字)?

答案解析

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；γ射线的实质是一种电磁波，所以可利用γ射线对某些金属棒进行探伤检测，C正确；β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．

解析：由N余=N0知=，解得t=3T=17 100年，B正确．

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；在天然放射现象中放出的β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．

解析：由题中条件可算得太阳每秒放出2×=2×1038个中微子，中微子向四面八方辐射，

成球面形状分布，地表上每平方米每秒可接收到的数目为≈7×1014个，B正确．

解析：Th经过3次α衰变后质量数减少12、质子数减少6，再经过2次β衰变后质子数增加2，衰变为Rn，A正确；

H＋H→He＋n是核聚变方程，Th→Pa＋e是β衰变方程，B错误；

U＋n→Ba＋Kr＋3n是核裂变方程，也是原子弹的核反应方程，C错误；

高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为He＋N→O＋H，D错误．

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Np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需要经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：93－83=2x－y，4x=237－209，所以解得：x=7，y=4，C正确；经过两个半衰期后Np的原子核个数变为原来的四分之一，但含有Np的矿石质量大于原来的四分之一，D错误．

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Δm=4.002 6×3 u－12.000 0 u=0.007 8 u，则释放的核能ΔE=Δm·c2=7.266 MeV=1.16×10－12 J，D正确．

解析：天然放射现象中产生的α射线的速度约为光速的，穿透能力不强，A错误；

根据质量数和电荷数守恒可知，U(铀238)放出一个α粒子后就变为Th(钍234)，B正确；

高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为He＋N→O＋H，C错误；

卢瑟福进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，D错误．

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，质量数为4，为α粒子.Th衰变成Pa，释放的粒子电荷数为－1，质量数为0，为电子，即β粒子.Pa向低能级跃迁时辐射出一个粒子为γ光子，故选D.

10.答案为：B；

解析：

用从钋发出的α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α粒子，x2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α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0.15mg,选项D正确。

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．

(1)根据题中条件，可知核反应方程为H＋H→He＋n

核反应过程中的质量亏损：Δm=2mH－(mHe＋mn)

=2×2.013 6 u－(3.015 0＋1.008 7) u=3.5×10－3u

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：ΔE=3.5×10－3×931.5 MeV≈3.3 MeV.

(2)H和He分解成7个核子所需的能量E1=3×1.112 MeV＋4×7.075 MeV=31.636 MeV

7个核子结合成Li，释放的能量E2=7×5.603 MeV=39.221 MeV

所以此核反应过程中释放的核能ΔE=E2－E1=39.221 MeV－31.636 MeV=7.585 MeV.

14.解：

(1)发生α衰变，方程为Rn→Po＋He＋γ.

(2)忽略光子的动量，由动量守恒定律，有0=pα－pPo，

又Ek=，新核钋的动能EPo=Eα.

由题意知，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核钋、α粒子的动能形式出现，

衰变时释放出的总能量ΔE=Eα＋EPo＋E0=Δmc2.

则衰变过程中总的质量亏损Δm=0.006 16 u.