2025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

PAGEPAGE1原子結(jié)構(gòu)與原子核1．(2024·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，依據(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：A2．(2024·高考全國卷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30C．16和30 D．17和31解析：依據(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，依據(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：B3．某核電站遭遇嚴(yán)峻破壞，產(chǎn)生了嚴(yán)峻的核泄漏，從核電站四周肯定范圍內(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)峻危及了人們的生命平安．已知該核電站采納的是重水反應(yīng)堆，用92238U(鈾)汲取中子后生成94239Pu(钚)，碘131的半衰期為8天，下列說法正確的是()A．排出的廢水中的钚239是鈾核裂變的生成物B．若92238U汲取中子后變成92239U，92239U很不穩(wěn)定，則經(jīng)過2次β衰變后變成94239PuC．核電站的核廢料可干脆堆放在露天垃圾場(chǎng)D．碘131的半衰期只有8天，因此16天后會(huì)全部消逝解析：裂變是重核生成幾個(gè)中等質(zhì)量原子核的過程，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)生變更，依據(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許多的放射性物質(zhì)，不行以干脆堆在露天垃圾場(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)剩四分之一，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B4．(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)，輻射光的波長為656nm.以下推斷正確的是()A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長大于656nmB．用波長為325nm的光照耀，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．用波長為633nm的光照耀，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí)解析：依據(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)，輻射光的波長肯定小于656nm，因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)發(fā)生躍遷只能汲取和輻射肯定頻率的光子，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：CD5．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)原來靜止的146C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→24C．614C→12H＋512B D．614C→－10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，由兩圓直徑之比為7∶1和R＝eq\f(mv,qB)可知，反沖核的電荷量是粒子的7倍，故選項(xiàng)D正確．答案：D6．(2024·高考全國卷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)驗(yàn)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＝eq\f(p2,2m)，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)驗(yàn)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：B7．(多選)太陽的能量來源是輕核的聚變，太陽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1u＝eq\f(1,6)×10－26kg)．粒子名稱質(zhì)子(p)α粒子正電子(e)中子(n)質(zhì)量/u1.00734.00150.000551.0087以下說法正確的是()A．核反應(yīng)方程為411H→24He＋210eB．4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為0.0266kgC．4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為4.43×10－29D．聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為4.0×10－12J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＝(4×1.0073－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266u＝4.43×10－29kg，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)2J≈4×10－12J，故選項(xiàng)D正確．答案：ACD8．現(xiàn)有兩動(dòng)能均為E0＝0.35MeV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2.0141u,23He的質(zhì)量為3.0160u，新粒子的質(zhì)量為1.0087u，核反應(yīng)時(shí)質(zhì)量虧損1u釋放的核能約為931MeV(假如涉及計(jì)算，結(jié)果保留整數(shù))．則下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程為12H＋12H→23He＋11HB．核反應(yīng)前后不滿意能量守恒定律C．新粒子的動(dòng)能約為3MeVD．23He的動(dòng)能約為4MeV解析：由核反應(yīng)過程中的質(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)過程中質(zhì)量虧損，釋放能量，仍舊滿意能量守恒定律，B錯(cuò)誤；由題意可知ΔE＝(2.0141×2－3.0160－1.0087)×931MeV≈3MeV，依據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE，依據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒有