高中一輪復習物理課時檢測（六十五）原子的能級結構與原子核（雙基落實課）

課時檢測(六十五)原子的能級結構與原子核（雙基落實課）一、選擇題1．下列說法正確的是()A．根據(jù)ΔE＝Δmc2可知，在核裂變過程中減少的質量轉化成了能量B．太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核裂變C．盧瑟福首先發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象D．由氫原子能級示意圖知，處于基態(tài)的氫原子至少要吸收13.60eV的能量才能發(fā)生電離解析：選D愛因斯坦的質能方程E＝mc2，不是指質量和能量可以相互轉化，二者概念本質不同，當發(fā)生質量虧損時，質量只是以能量形式釋放出去，故A錯誤；太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核聚變，故B錯誤；貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象，故C錯誤；基態(tài)的氫原子能量為－13.60eV，則基態(tài)氫原子發(fā)生電離，吸收的能量需大于等于13.60eV，故D正確。2．(多選)(粵教教材原題)eq\o\al(232,)90Th(釷)經過一系列α和β衰變，變成eq\o\al(208,)82Pb(鉛)，則()A．鉛核比釷核少8個質子B．鉛核比釷核少16個中子C．共經過4次α衰變和6次β衰變D．共經過6次α衰變和4次β衰變解析：選ABD由電荷數(shù)推斷，鉛核比釷核少8個質子，A正確；根據(jù)質量數(shù)計算，鉛核比釷核少16個中子，B正確；再由電荷數(shù)和質量數(shù)推斷，可知共經過6次α衰變和4次β衰變，D正確。3．(多選)關于核衰變和核反應的類型，下列表述正確的是()A.eq\o\al(238,92)92U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰變B.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H是β衰變C.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是輕核聚變D.eq\o\al(82,34)Se→eq\o\al(82,36)Kr＋2eq\o\al(0,－1)e是重核裂變解析：選AC由核反應方程可知，A是α衰變，B是人工轉變，C是輕核聚變，D是β衰變，故A、C正確。4．(2017·全國Ⅰ卷)大科學工程“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發(fā)電。氘核聚變反應方程是：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n。已知eq\o\al(2,1)H的質量為2.0136u，eq\o\al(3,2)He的質量為3.0150u，eq\o\al(1,0)n的質量為1.0087u,1u＝931MeV/c2。氘核聚變反應中釋放的核能約為()A．3.7MeV B．3.3MeVC．2.7MeV D．0.93MeV解析：選B氘核聚變反應的質量虧損為Δm＝(2×2.0136－3.0150－1.0087)u＝0.0035u，釋放的核能為ΔE＝Δmc2＝0.0035×931MeV/c2×c2≈3.3MeV，選項B正確。5．(多選)科學家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的eq\o\al(3,2)He(氦3)，它是一種高效、清潔、安全的核聚變燃料，其參與的一種核聚變反應的方程式為eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(3,2)He→2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(4,2)He。關于eq\o\al(3,2)He聚變下列表述正確的是()A．聚變反應不會釋放能量B．聚變反應產生了新的原子核C．聚變反應會有質量虧損D．目前核電站都利用eq\o\al(3,2)He聚變反應發(fā)電解析：選BC聚變反應會有質量虧損，同時會釋放能量，A錯誤，C正確；聚變反應是兩個質量較小的核結合成一個中等質量的核，有新核產生，B正確；與裂變反應相比，聚變反應目前還不能控制反應速度，所以核電站都是利用裂變反應，D錯誤。二、非選擇題6．(2016·全國Ⅱ卷)在下列描述核過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________。(填正確答案標號)A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(32,15)P→eq\o\al(32,16)S＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeD.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HE.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nF.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n解析：α衰變是一種元素衰變成另一種元素過程中釋放出α粒子的現(xiàn)象，選項C為α衰變；β衰變?yōu)樗プ冞^程中釋放出β粒子的現(xiàn)象，選項A、B均為β衰變；重核裂變是質量較大的核變成質量較小的核的過程，選項E是常見的一種裂變；聚變是兩個較輕的核聚合成質量較大的核的過程，選項F是典型的核聚變過程。答案：CABEF7．(滬科教材原題)1956年李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，吳健雄用eq\o\al(60,27)Co對此進行了實驗驗證。次年，李、楊二人為此獲得諾貝爾物理學獎，eq\o\al(60,27)Co的衰變方程是：eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(A,Z)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(ν)e，其中eq\x\to(ν)e是反電子中微子，它的電荷為零，靜止質量被認為是零。(1)在上述衰變方程中，衰變產生的eq\o\al(A,Z)Ni的核子數(shù)A是______，核電荷數(shù)Z是_______。(2)在衰變前eq\o\al(60,27)Co是靜止的，根據(jù)云室照片可以看出，衰變產物eq\o\al(A,Z)Ni和eq\o\al(0,－1)e的運動徑跡不在同一條直線上，如果認為衰變產物只有eq\o\al(A,Z)Ni和eq\o\al(0,－1)e，那么衰變過程將違反________守恒定律。解析：(1)根據(jù)質量數(shù)守恒可得，A是60，根據(jù)電荷數(shù)守恒可得，Z是28。(2)若eq\o\al(A,Z)Ni和eq\o\al(0,－1)e的運動徑跡不在同一條直線上，且沒有其他衰變產物，則違反了動量守恒定律。答案：(1)6028(2)動量8．一個靜止的鈾核eq\o\al(232,92)U(原子質量為232.0372u)放出一個α粒子(原子質量為4.0026u)后衰變成釷核eq\o\al(228,90)Th(原子質量為228.0287u)。(已知：原子質量單位1u＝1.67×10－27kg，1u相當于931MeV)(1)寫出核衰變反應方程；(2)算出該核衰變反應中釋放出的核能；(3)假設反應中釋放出的核能全部轉化為釷核和α粒子的動能，則釷核獲得的動能有多大？解析：(1)eq\o\al(232,92)U→eq\o\al(228,90)Th＋eq\o\al(4,2)He。(2)質量虧損Δm＝(232.0372－4.0026－228.0287)u＝0.0059uΔE＝Δmc2＝0.0059×931MeV≈5.49MeV。(3)系統(tǒng)動量守恒，釷核和α粒子的動量大小相等，即pTh＝pαEkTh＝eq\f(p\o\al(2,Th),2mTh)，Ekα＝eq\f(p