【物理】2020届一轮复习人教版原子与原子核作业

【物理】2020届一轮复习人教版原子与原子核作业

‎2020届一轮复习人教版 原子与原子核 作业 ‎1.(2018·南京市三模)下列说法中正确的是(　　)‎ A.一个质子和一个中子结合成氘核，一定会释放出能量 B.汤姆孙发现电子，揭示了原子核内部有复杂结构 C.根据玻尔理论，电子没有确定轨道，只存在电子云 D.氢原子可以吸收任意能量的光子，因而轨道半径可以连续增大 答案　A ‎2.(多选)(2018·南通市等六市一调)关于原子核和原子的变化，下列说法正确的是(　　)‎ A.维系原子核稳定的力是核力，核力可以是吸引力，也可以是排斥力 B.原子序数小于83的元素的原子核不可能自发衰变 C.重核发生裂变反应时，生成新核的比结合能变大 D.原子核发生变化时，一定会释放能量 答案　AC 解析　维系原子核稳定的力是核力，核力可以是吸引力，也可以是排斥力，故A正确；原子序数小于83的元素的一些同位素也可以自发衰变，故B错误；重核发生裂变反应时，释放能量，所以生成新核的比结合能变大，故C正确；原子核发生变化时，如果质量增大，则吸收能量，故D错误.‎ ‎3.(多选)(2018·南京市、盐城市一模)下面四幅示意图中能正确反应核反应过程的是(　　)‎ 答案　AD 解析　A项中符合质量数守恒和电荷数守恒，故A正确；B项中质量数守恒，但电荷数不守恒，故B错误；C项中质量数守恒，但电荷数不守恒，故C错误；D项中符合质量数守恒和电荷数守恒，故D正确.‎ ‎4.(多选)(2018·南京市、盐城市二模)放射性元素氡(Rn)的半衰期为T，氡核放出一个X粒子后变成钋核(Po).设氡核、钋核和X粒子的质量分别为m1、m2和m3，下列说法正确的是(　　)‎ A.该过程的核反应方程是Rn→Po＋He B.发生一次核反应释放的核能为(m2＋m3－m1)c2‎ C.1g氡原子核经2T时间后，剩余氡原子核的质量为0.5g D.钋核的比结合能比氡核的比结合能大 答案　AD 解析　粒子X的质量数为222－218＝4，电荷数为86－84＝2，所以X为氦核，核反应方程为Rn→Po＋He，A正确；发生一次核反应释放的核能为(m1－m2－m3)c2，B错误；1g氡原子核经2T时间后，剩余氡原子核的质量为0.25g，C错误；核反应释放能量，故钋核的比结合能比氡核的比结合能大，D正确.‎ ‎5.(2018·金陵中学等三校四模)下列判断中正确的是(　　)‎ A.核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小 B.比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 C.一个氢原子从n＝3的能级跃迁回基态，可能辐射三个光子 D.金属的逸出功随入射光频率的增大而增大 答案　B 解析　核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力大的多，A错；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，B正确；一个氢原子从n＝3的能级跃迁回基态，可能辐射两个光子，C错；金属的逸出功与入射光频率无关，与金属的性质有关，D错.‎ ‎6.(2018·南京师大附中5月模拟)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108K时，可以发生“氦燃烧”.‎ ‎(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：He＋→Be＋γ.‎ ‎(2)Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16s.一定质量的Be，经7.8×10－16s后所剩下的Be占开始时的.‎ 答案　(1)He　(2)12.5%‎ 解析　(1)根据电荷数守恒、质量数守恒，知未知粒子的电荷数为2，质量数为4，为He ‎(2)经7.8×10－16s，经历了3个半衰期，所剩Be占开始时的()3＝＝12.5%.‎ ‎1.(多选)(2018·苏锡常镇一调)如图1所示，下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A.甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量 B.乙图中，一群处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，可辐射6种不同频率的光子 C.丙图中，原来有1000个氡222，经过一个半衰期的时间，一定还剩下500个 D.丁图中，链式反应属于重核的裂变 答案　AD 解析　题图甲中，原子核D和E聚变成原子核F有质量亏损，要放出能量，选项A正确；题图乙中，一群处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，可辐射C＝10种不同频率的光子，选项B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核不适用，选项C错误；题图丁中，链式反应属于重核的裂变，选项D正确.‎ ‎2.(多选)(2018·盐城中学质检)下列说法中正确的是(　　)‎ A.原子核在人工转变的过程中，一定放出能量 B.天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构 C.U衰变成Pb要经过5次β衰变和8次α衰变 D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 答案　BD ‎3.(多选)(2018·江苏省高考压轴卷)关于原子核的结合能，下列说法正确的是(　　)‎ A.一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能 B.铯原子核(Cs)的结合能小于铅原子核(Pb)的结合能 C.比结合能越大，原子核越不稳定 D.自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 答案　AB 解析　比结合能越大，原子核越稳定，重核衰变放出能量，转化为比结合能更大的衰变产物，A项正确，C项错误；组成原子核的核子越多，它的结合能越高，故铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，B项正确；自由核子组成原子核时，放出的能量与组成该原子核的结合能相等，D项错误.‎ ‎4.(多选)(2018·扬州中学月考)下列说法正确的是(　　)‎ A.氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下1个氡原子核了 B.原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质 C.光子的能量由光的频率所决定 D.只要有核反应发生，就一定会释放出核能 E.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变 答案　BC 解析　半衰期是大量原子核衰变时所表现出的统计规律，对少量原子核没有意义，A错误；β衰变所释放的电子是由原子核内中子转化成质子后释放出的电子，B正确；根据光子能量计算公式E＝hν可知其能量由光子频率决定，C正确；只有存在质量亏损的核反应(核反应过程中比结核能下降)才会释放核能，D错误；按照玻尔理论，氢原子吸收光子向高能级跃迁时，半径增大，电子运动的动能减小，系统势能增加，总能量增加，E错误.‎ ‎5.(多选)(2018·高考押题预测卷)下列说法正确的是(　　)‎ A.放射性元素的半衰期随温度升高而减小 B.比结合能越大的原子核越稳定 C.放射性同位素可以用来做示踪原子 D.大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光 答案　BCD 解析　放射性元素的半衰期只与原子核的结构有关，与元素所处的物理、化学状态无关，故A错误；比结合能越大的原子核越稳定，故B正确；放射性同位素可以利用它的放射性特点，用来做示踪原子，故C正确；根据C计算出大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光，故D正确.‎ ‎6.(多选)(2018·南通市等七市三模)中微子是一种不带电、质量很小的粒子.我国物理学家王淦昌首先提出了证实中微子存在的实验方案.静止的铍核(Be)可能从很靠近它的核外电子中俘获一个电子(动能忽略不计)形成一个新核并放出中微子，新核处于激发态，放出γ光子后回到基态.通过测量新核和γ光子的能量，可间接证明中微子的存在.则(　　)‎ A.产生的新核是锂核(Li)‎ B.反应过程吸收能量 C.中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等 D.中微子的动能与处于激发态新核的动能相等 答案　AC ‎7.(2018·铜山中学5月模拟)太阳内部不断地进行着各种核聚变反应，一个氘核和一个氚核结合成一个氦核就是其中之一，请写出其核反应方程；如果氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，则上述反应释放的能量可表示为.‎ 答案　H＋H→He＋n　4E3－3E2－2E1或(H＋H→He＋2n　3E3－3E2－2E1)‎ ‎8.(2018·高考押题预测卷)氢弹的核反应方程是；若Th经过一系列衰变后的最终产物为Rn，则共经过次α衰变，次β衰变.‎ 答案　H＋H→He＋n　3　2‎ 解析　氢弹的核反应方程是H＋H→He＋n；在α衰变过程中，电荷数减少2，质量数减少4，在β衰变的过程中，电荷数增加1，质量数不变，设经过m次α衰变，n次β衰变，根据电荷数和质量数守恒可知，2m－n＝4,4m＝12，解得m＝3，n＝2.‎ ‎9.(2018·程桥高中月考)研究发现，在核辐射形成的污染中影响最大的是铯137(Cs)，可广泛散布到几百公里之外，且半衰期大约是30年左右.请写出铯137发生β衰变的核反应方程(新核可用X表示)：.如果在该反应过程中释放的核能为E，光速为c，则其质量亏损为.‎ 答案　Cs→X＋e　 解析　根据核反应中电荷数守恒、质量数守恒得到：Cs→X＋e 根据质能方程E＝Δmc2，解得：Δm＝ ‎10.(2018·苏锡常镇一调)正电子发射型计算机断层显像，是核医学领域比较先进的临床检查影像技术.放射性同位素在衰变过程中会释放出正电子，一个正电子遇到一个电子后发生湮灭，产生方向相反的一对光子.已知电子的质量为m，光速为c，则一对静止的正、负电子湮灭过程中产生的一个光子能量是，湮灭的反应方程式为.‎ 答案　(1)mc2　(2)e＋e→2γ 解析　由于光子无静止的质量，则电子对撞过程中的质量亏损为Δm＝2m－0＝2m.由爱因斯坦质能方程中电子对撞放出的能量为ΔE＝Δmc2＝2mc2，根据能量守恒得，每个光子的能量为mc2，根据质量数守恒与电荷数守恒写出湮灭的反应方程式为：e＋e→2γ.‎ ‎11.(2018·泰州中学四模)己知质子的质量为m1，中子的质量为m2，碳核(C)的质量为m3，光速为c，则碳核(C)的比结合能为，碳－14是碳的一种具有放射性的同位素，研究发现外来的宇宙射线与大气作用产生宇宙射线中子，宇宙射线中子和大气中氮核(N)起核反应产生碳－14，请写出核反应方程.‎ 答案　(6m1＋6m2－m3)c2　n＋N→C＋H 解析　此核反应方程为6H＋6n→C，故碳核(C)的结合能为ΔE＝Δmc2＝(6m1＋6m2－m3)c2，因核子数为12，则比结合能为＝(6m1＋6m2－m3)c2.根据电荷数守恒、质量数守恒，得核反应方程为n＋N→C＋H.‎ ‎12.(2018·江苏省高考压轴冲刺卷)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.该古木的年代距今约 年，14C衰变为14N的过程中放出射线.‎ 答案　5700　β 解析　古木样品中14C的比例正好是现代样品的二分之一，说明该古木恰好经历了一个半衰期的时间，则该古木的年代距今约5700年；14C的衰变方程为：C→N＋e，则放出β射线.‎ ‎13.(2018·南通、宿迁、徐州、淮安、泰州、扬州二研)原子核的能量也是量子化的，钍核(Th)的能级图如图2所示.Ac发生β衰变产生钍核，钍核处于n＝3的能级.‎ 图2‎ ‎(1)写出Ac发生β衰变的方程；‎ ‎(2)发生上述衰变时，探测器能接收到γ射线谱线有几条？求波长最长的γ光子的能量E.‎ 答案　(1)Ac→Th＋e　(2)3条　0.0721MeV 解析　(2)根据C＝3知，探测器能接收到γ射线谱线有3条 由E＝hν＝可知波长最长时，能级差最小 所以E＝E2－E1＝0.072 1 MeV.‎