高考模拟精选原子核含答案 3页

原子核 一、单选题（本大题共5小题）‎ ‎1. 1934年，约里奥‎-‎居里夫妇用α粒子轰击铝核‎ ‎‎13‎‎27‎Al，产生了第一个人工放射性核素X：α+‎ ‎‎13‎‎27‎Al→n+X.X的原子序数和质量数分别为‎(‎　　‎‎)‎ A. 15和28 B. 15和30 C. 16和30 D. 17和31‎ ‎2. 在核反应方程‎ ‎‎2‎‎4‎He+‎ ‎‎7‎‎14‎N→‎ ‎‎8‎‎17‎O+X中，X表示的是‎(‎　　‎‎)‎ A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 粒子 ‎3. 已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T，则相同质量的A和B经过2T后，剩有的A和B质量之比为‎(‎　　‎‎)‎ A. 1：4 B. 1：2 C. 2：1 D. 4：1‎ ‎4. 下列说法正确的是‎(‎　　‎‎)‎ A. 光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性 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 C. 一个氘核‎ ‎‎1‎‎2‎H与一个氚核‎ ‎‎1‎‎3‎H聚变生成一个氦核‎ ‎‎2‎‎4‎He的同时，放出一个质子 D. 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，电子的动能增大，电势能增大，原子的总能量增大 ‎5. 如图，天然放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，则‎(‎　　‎)‎ ‎ A. ‎①‎电离作用最强，是一种电磁波 B. ‎②‎贯穿本领最弱，用一张白纸就可以把它挡住 C. 原子核放出一个‎①‎粒子后，形成的新核比原来的电荷数多1个 D. 原子核放出一个‎③‎粒子后，质子数比原来少4，中子数比原来少2个 ‎ 二、多选题（本大题共4小题）‎ ‎6. 下列说法正确的有‎(‎　　‎‎)‎ A. 比结合能大的原子核分解成比结合能小的原子核时要吸收能量 B. 用紫光照射某金属表面时发生光电效应，改用红光照射时也一定能发生光电效应 C. 黑体辐射的强度随温度的升高而变大，且最大值向波长较短的方向移动 D. 改变压强、温度可改变放射性元素的半衰期 ‎7. 关于轻核聚变和重核裂变，下列说法正确的是‎(‎　　‎‎)‎ A. 聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积 B. 发生聚变反应时的原子核必须有足够大的动能 C. 我国已建成生产的秦山和大亚湾核电站，前者是利用核聚变释放核能，后者是利用核裂变释放核能 D. 一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为‎1.0073u，中子质量为‎1.0087u，氚核质量为‎3.0180u，则该反应中释放的核能约为‎6.24Mev(1u=-931.5Mev)‎ ‎8. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是‎(‎　　‎)‎ ‎ A. 图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子 B. 图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，链式反应会释放出巨大的核能 C. 图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的 D. 图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构 ‎9. 下列说法正确的是‎(‎　　‎‎)‎ A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B. 原子核‎ ‎‎90‎‎232‎Th经过6次 α 衰变和4次 β 衰变后成为原子核‎ ‎‎82‎‎208‎Pb C. 用升温、加压或发生化学反应的方法不能改变放射性元素的半衰期 D. 以mD、mp、mn分别表示氘核、质子、中子的质量，则mD‎=mp+‎mn E. 天然发射现象中的γ射线是原子核受激发产生的 三、填空题（本大题共1小题）‎ ‎10. 已知质子的质量为m‎1‎，中子的质量为m‎2‎，碳核‎(‎ ‎‎6‎‎12‎C)‎的质量为m‎3‎，则碳核‎(‎ ‎‎6‎‎12‎C)‎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‎(‎ ‎‎7‎‎14‎N)‎起核反应产生碳‎-14‎，请写出核反应方程______．‎ 四、计算题（本大题共3小题）‎ ‎11. 英国物理学家卢瑟福1919年通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现了______‎.‎实验时，卢瑟福仔细调节铝箔的厚度，使______恰好不能穿透铝箔‎.‎ 该实验的核反应方程为：‎ ‎‎7‎‎14‎N+‎ ‎‎2‎‎4‎He→‎______‎+‎______． ‎ ‎12. 能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过程中也同样适用。卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子。 ‎ ‎(1)‎为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用α粒子轰击一系列元素进行实验。当他用α粒子‎(‎2‎‎4‎He)‎轰击铍原子核‎(‎4‎‎9‎Be)‎时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测。请你完成此核反应方程‎2‎‎4‎He+‎4‎‎9‎Be→______+‎0‎‎1‎n。‎ ‎(2)‎为了测定中子的质量mn，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰。实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是vN‎=‎‎1‎‎7‎vH。已知氮核质量与氢核质量的关系是mN‎=14‎mH，将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞。请你根据以上数据计算中子质量mn与氢核质量mH的比值。‎ ‎(3)‎以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速。在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子。以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由。 ‎ ‎13. 氡存在于建筑水泥、装饰石材及土壤中，是除吸烟外导致肺癌的重大因素。静止的氡核‎ ‎‎86‎‎222‎Rn放出一个粒子X后变成钋核‎  ‎‎ ‎‎84‎‎218‎Po，钋核的动能为‎0.33MeV，设衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X的动能。 ‎①‎写出上述衰变的核反应方程； ‎②‎求粒子X的动能。‎(‎保留两位有效数字‎)‎ ‎ ‎1. B 2. A 3. B 4. B 5. C 6. AC 7. BD 8. BC 9. BCE ‎ ‎10. ‎1‎‎12‎‎(6m‎1‎+6m‎2‎-m‎3‎)‎c‎2‎；‎ ‎‎0‎‎1‎n+‎ ‎‎7‎‎14‎N→‎ ‎‎6‎‎14‎C+‎ ‎‎1‎‎1‎H  ‎ ‎11. 质子；α粒子；‎ ‎‎8‎‎17‎O；‎ ‎‎1‎‎1‎H  ‎ ‎12. 解：‎(1)‎根据核反应过程中核电荷数与质量数守恒，知核反应方程式为‎ ‎‎2‎‎4‎He‎+‎‎4‎‎9‎Be→‎ ‎‎6‎‎12‎C‎+‎‎0‎‎1‎n  ‎(2)‎设中子与氢核、氮核碰撞前后速率为v‎0‎，中子与氢核发生完全弹性碰撞时，取碰撞前中子的速度方向为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律有：    mnv‎0‎‎=mnvn+‎mHvH；    ‎1‎‎2‎mnv‎0‎‎2‎‎=‎1‎‎2‎mnvn‎2‎+‎‎1‎‎2‎mHvH‎2‎；  解得碰后氢核的速率vH‎=‎‎2‎mnv‎0‎mn‎+‎mH  同理可得：中子与氮核发生完全弹性碰撞后，氮核的速率vN‎=‎‎2‎mnv‎0‎mn‎+‎mN  因此有vHvN‎=‎mn‎+‎mNmn‎+‎mH  解得mnmH‎=‎‎7‎‎6‎  ‎(3)‎仅从力学角度分析，氢核减速效果最好‎.‎因为：  中子与质量为m的粒子发生弹性正碰时，根据动量守恒定律和能量守恒定律知，碰撞后中子的速率vn‎=‎mn‎-mmn‎+mv‎0‎  ‎①‎由于铅核质量比中子质量大很多，碰撞后中子几乎被原速率弹回‎.‎  ‎②‎由于电子质量比中子质量小很多，碰撞后中子将基本不会减速‎.‎  ‎③‎由于中子质量与氢核质量相差不多，碰撞后中子的速率将会减小很多‎.‎  故答案为：  ‎(1)‎ ‎‎6‎‎12‎C.‎  ‎(2)‎中子质量mn与氢核质量mH的比值为7：‎6.‎  ‎(3)‎仅从力学角度分析，氢核减速效果最好‎.‎  ‎ ‎13. 解：‎①‎根据电荷数守恒、质量数守恒得，衰变方程为：‎ ‎‎86‎‎222‎Rn‎→‎ ‎‎84‎‎218‎Po+‎ ‎‎2‎‎4‎He。 ‎②‎设钋核的质量为m‎1‎、速度为v‎1‎，粒子X的质量为m‎2‎、速度为v‎2‎，根据动量守恒有： ‎0=m‎1‎v‎1‎-‎m‎2‎v‎2‎， 粒子X的动能为：Ek2‎‎=P‎2‎‎2‎‎2‎m‎2‎=‎(‎m‎2‎v‎2‎‎)‎‎2‎‎2‎m‎2‎=‎109‎Ek1‎‎2‎=18MeV。 答：‎①‎上述衰变的核反应方程为‎ ‎‎86‎‎222‎Rn‎→‎ ‎‎84‎‎218‎Po+‎ ‎‎2‎‎4‎He。 ‎②‎求粒子X的动能为18MeV。  ‎ 即可正确解题。‎