第35講-原子結(jié)構(gòu)與原子核(解析版)

第35講原子結(jié)構(gòu)與原子核目錄考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與α粒子散射實(shí)驗(yàn) 1考點(diǎn)二玻爾理論的理解與計(jì)算 1考點(diǎn)三原子核的衰變 4考點(diǎn)四核反應(yīng)類型及核反應(yīng)方程 9考點(diǎn)五核力與核能的計(jì)算 13練出高分 16考點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)與α粒子散射實(shí)驗(yàn)1．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果圖1絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90°，有的甚至被撞了回來，如圖1所示．2．盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的所有正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)．（2023?豐臺(tái)區(qū)二模）盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析，提出的理論是（）A．原子的核式結(jié)構(gòu)模型 B．電子是原子的組成部分 C．原子核由質(zhì)子和中子組成 D．電子在不同的軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子具有不同的能量【解答】解：A.盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析，提出原子核式結(jié)構(gòu)模型，故A正確；B.該模型說明了原子的中心有個(gè)很小的核叫原子核，原子核集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)；盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析，提出原子核式結(jié)構(gòu)模型，無法說明電子是原子的組成部分，故B錯(cuò)誤；C.原子核式結(jié)構(gòu)模型并沒有指明原子核由質(zhì)子和中子組成，故C錯(cuò)誤；D.波爾的原子理論認(rèn)為，電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處在不同的能量狀態(tài)；原子核式結(jié)構(gòu)模型雖然指出了核外電子繞核高速旋轉(zhuǎn)，但并沒有提出軌道的概念，也沒有指出電子在不同軌道的能量關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選：A。如圖所示為α粒子散射實(shí)驗(yàn)的示意圖：放射源發(fā)出α射線打到金箔上，帶有熒光屏的放大鏡轉(zhuǎn)到不同位置進(jìn)行觀察，圖中1、2、3為其中的三個(gè)位置。下列對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的敘述或依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出的推理正確的是（）A．在位置2接收到的α粒子最多 B．在位置1接收到α粒子說明正電荷不可能均勻分布在原子內(nèi) C．位置2接收到的α粒子一定比位置1接收到的α粒子所受金原子核斥力的沖量更大 D．若正電荷均勻分布在原子內(nèi)，則1、2、3三個(gè)位置接收到α粒子的比例應(yīng)相差不多【解答】解：A、由于原子中大部分是空的，故大部分α粒子會(huì)沿直線通過，所以在位置③接收到的α粒子最多，故A錯(cuò)誤；B、在位置①接收到α粒子，說明α粒子發(fā)生了大角度偏折，可以推出正電荷不可能均勻分布在原子內(nèi)，故B正確；C、由圖看出，位置②接收到的α粒子偏折程度沒有位置①的大，所以α粒子所受金原子核斥力的沖量在位置①更大些，故C錯(cuò)誤；D、若正電荷均勻分布在原子內(nèi)，則①②位置幾乎接收不到α粒子，③位置接收得最多，故D錯(cuò)誤。故選：B。1909年，物理學(xué)家盧瑟福和他的學(xué)生用α粒子轟擊金箔，研究α粒子被散射的情況，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A．α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)是由于它跟電子發(fā)生了碰撞 B．α粒子大角度散射是由于它跟電子發(fā)生了碰撞 C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子中有一個(gè)帶正電的核幾乎占有原子的全部質(zhì)量 D．通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)還可以估計(jì)原子核半徑的數(shù)量級是10﹣10m【解答】解：當(dāng)α粒子穿過原子時(shí)，電子對α粒子影響很小，影響α粒子運(yùn)動(dòng)的主要是原子核，離核遠(yuǎn)則α粒子受到的庫侖斥力很小，運(yùn)動(dòng)方向改變小。只有當(dāng)α粒子與核十分接近時(shí)，才會(huì)受到很大庫侖斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的機(jī)會(huì)就很少，所以只有極少數(shù)大角度的偏轉(zhuǎn)，而絕大多數(shù)基本按直線方向前進(jìn)，A、α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)是由于它受到原子核的斥力，并不是跟電子發(fā)生了碰撞，故A錯(cuò)誤；B、造成α粒子散射角度大的原因是受到的原子核的斥力比較大，故B錯(cuò)誤；C、從絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可以推測使粒子受到排斥力的核體積極小，實(shí)驗(yàn)表明原子中心的核帶有原子的全部正電，和幾乎全部質(zhì)量，故C正確；D、α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算出原子核半徑的數(shù)量級是10﹣15m，故D錯(cuò)誤。故選：C。考點(diǎn)二玻爾理論的理解與計(jì)算1．定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量．2．躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)3．軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)．原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的．4．氫原子的能級、能級公式(1)氫原子的能級圖(如圖2所示)圖2(2)氫原子的能級和軌道半徑①氫原子的能級公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－13.6eV.②氫原子的半徑公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m.（2023?臺(tái)州模擬）地鐵靠站時(shí)列車車體和屏蔽門之間安裝有光電傳感器。如圖甲所示，若光線被乘客阻擋，電流發(fā)生變化，工作電路立即報(bào)警。如圖乙所示，光線發(fā)射器內(nèi)大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)，輻射出的光中只有a、b兩種可以使該光電管陰極逸出光電子，圖丙所示為a、b光單獨(dú)照射光電管時(shí)產(chǎn)生的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖線。已知光電管陰極材料的逸出功為2.55eV，可見光光子的能量范圍是1.62eV～3.11eV，下列說法正確的是（）A．光線發(fā)射器中發(fā)出的光有兩種為可見光 B．題述條件下，光電管中光電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能為9.54eV C．題述a光為氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級時(shí)發(fā)出的光 D．若部分光線被遮擋，光電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能變小，光電流減小【解答】解：A．光線發(fā)射器中發(fā)出的三種光子的能量分別為：E1＝﹣1.51eV﹣（﹣13.6）eV＝12.09eVE2＝﹣3.40eV﹣（﹣13.6）eV＝10.2eVE3＝﹣1.51eV﹣（﹣3.40）eV＝1.89eV可知光線發(fā)射器中發(fā)出的光只有一種為可見光，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)E1＝W0+Ekm，光電管中光電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能為Ekm＝12.09eV﹣2.55eV＝9.54eV，故B正確；C．a(chǎn)光遏止電壓小于b光遏止電壓，由E＝W0+Ekm，eUc＝Ekm得a光子能量小于b光子能量，則題述a光子能量等于E2，為氫原子從n＝2能級躍遷到n＝1能級時(shí)發(fā)出的光，故B錯(cuò)誤；D．部分光線被遮擋，不改變光子能量，則光電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能不變。因?yàn)楣庾訑?shù)量減少，則光電子數(shù)量減小，光電流變小，故D錯(cuò)誤。故選：B。為了解釋氫原子的發(fā)光現(xiàn)象，玻爾于1913年提出了原子假說。如圖所示，一電子繞氫原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，基態(tài)的軌道半徑為r1，電子在該軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為Ek1，基態(tài)原子的能量為E1，某激發(fā)態(tài)的軌道半徑為r2，電子在該軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為Ek2，該激發(fā)態(tài)原子的能量為E2。下列說法中正確的是（）A．Ek2＞Ek1 B．電子可以在r1和r2之間的任意軌道上穩(wěn)定運(yùn)動(dòng) C．處于激發(fā)態(tài)的原子向基態(tài)躍遷時(shí)釋放的光子頻率為E2D．氫原子的上述能級躍遷釋放能量的方式和氫彈釋放能量的相同【解答】解：A、電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)，由庫侖力提供向心力得ke2r2=mv2r，可得電子的動(dòng)能為Ek=12mvB、根據(jù)玻爾的電子軌道量子化假設(shè)，可知電子不可以在r1和r2之間的任意軌道上穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C、處于該激發(fā)態(tài)的原子向基態(tài)躍遷時(shí)釋放的光子能量為hν＝E2﹣E1可得釋放的光子頻率為ν=E2-D、氫原子的上述能級躍遷釋放能量的方式和氫彈釋放能量的不相同，氫彈是通過輕核聚變釋放能量，故D錯(cuò)誤。故選：C。圖甲是研究光電效應(yīng)的電路圖，逸出功為2.25eV的金屬為K極，圖乙為氫原子能級圖（巴耳末系的四種可見光，是分別從n＝3、4、5、6能級躍遷到n＝2能級產(chǎn)生的）。下列說法正確的是（）A．僅將P移至C端，電流表示數(shù)一定變?yōu)? B．氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，電子的動(dòng)能增大 C．上述的四種可見光只有一種不能讓圖甲中的K極金屬發(fā)生光電效應(yīng) D．處在n＝2能級的氫原子不能吸收動(dòng)能為2.75eV的自由電子而向高能級躍遷【解答】解：A、僅將P移至C端，AK間的電壓為零，如果發(fā)生光電效應(yīng)，逸出的光電子具有初動(dòng)能，亦可以從K極板到達(dá)A極板產(chǎn)生光電流，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)波爾原子結(jié)構(gòu)模型，氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，電子繞原子核勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑變大，由庫侖力提供向心力可得：ke2r2=mv2rC、從能級n＝3躍遷至n＝2產(chǎn)生的光子能量為E3﹣E2＝﹣1.51eV﹣（﹣3.40）eV＝1.89eV＜2.25eV，不能使K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)；從能級n＝4躍遷至n＝2產(chǎn)生的光子能量為E4﹣E2＝﹣0.85eV﹣（﹣3.40）eV＝2.55eV＞2.25eV，可以使K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)；從能級n＝5、6躍遷至n＝2產(chǎn)生的光子能量均大于從能級n＝4躍遷至n＝2產(chǎn)生的光子能量，也就均大于逸出功，能使K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)，所以巴耳末系的四種可見光中僅有一種可見光不能讓圖甲中K極金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故C正確；D、因E2＝﹣3.40eV，﹣3.40eV+2.75eV＝﹣0.65eV，﹣0.65eV處于n＝4和n＝5能級之間，故處在n＝2能級的氫原子可以吸收動(dòng)能為2.75eV的自由電子的一部分動(dòng)能而躍遷到高能級，故D錯(cuò)誤。故選：C。與氫原子不同，氬原子從一個(gè)能級躍遷到一個(gè)較低能級時(shí)，可能不發(fā)射光子，而是把相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給另一能級上的電子，并使之脫離原子，這一現(xiàn)象叫俄歇效應(yīng)，以這種方式脫離原子的電子叫俄歇電子。若氬原子的基態(tài)能量為E1，處于n＝2能級的電子躍遷時(shí)，將釋放的能量轉(zhuǎn)交給處于n＝4能級的電子，使之成為俄歇電子a。假設(shè)氬原子的能級能量公式類似于氫原子的，即En=E1n2（n＝1，A．氬原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷時(shí)釋放的能量為34E1B．氬原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷時(shí)釋放的能量為-14EC．俄歇電子a的動(dòng)能為-1116ED．俄歇電子a的動(dòng)能為-116【解答】解：AB、根據(jù)玻爾理論，氬原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷時(shí)釋放的能量等于這兩個(gè)能級間的能量差為：ΔE=E2-CD、n＝4能級的電子電離時(shí)需要吸收的能量為：ΔE'由題意可知俄歇電子a的動(dòng)能為：Ek=ΔE-ΔE'=-34E故選：C。玻爾氫原子模型成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，氫原子能級圖如圖所示，（電子電荷量e＝1.60×10﹣19C，普朗克常量h＝6.63×10﹣34J?s）（）A．氫原子從高能級躍遷到基態(tài)時(shí)，會(huì)輻射γ射線 B．用波長為325nm的光照射，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2的能級 C．當(dāng)氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時(shí)，輻射出頻率為6.2×1014Hz的光子 D．氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時(shí)所輻射的光去照射逸出功為2.25eV的鉀表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為0.3eV【解答】解：A、氫原子從高能級躍遷到基態(tài)時(shí)，會(huì)輻射紫外線，處于激發(fā)態(tài)的原子核才會(huì)輻射γ射線，故A錯(cuò)誤；B、氫原子從n＝1的能級躍遷到n＝2的能級時(shí)，吸收光子的能量為：E12＝E2﹣E1＝﹣3.4eV﹣（﹣13.6eV）＝10.2eV；由：E=可得：λ=hcE12=6.63×10-34×3.0×10810.2×1.6×10-19C、氫原子從n＝4的能級躍遷到n＝2的能級時(shí)，釋放出光子的能量為：E42＝﹣0.85eV﹣（﹣3.40eV）＝2.55eV由：hν＝E解得光子的頻率為：ν=2.55×1.6×10-196.63×10-34Hz＝6.15×D、用此光照射逸出功為2.25eV的鉀時(shí)，由光電效應(yīng)方程有：Ek＝hν﹣W產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為：Ek＝（2.55﹣2.25）eV＝0.3eV，故D正確。故選：D。考點(diǎn)三原子核的衰變1．原子核的衰變(1)原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變．(2)分類α衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e2．三種射線的成分和性質(zhì)名稱構(gòu)成符號(hào)電荷量質(zhì)量電離能力貫穿本領(lǐng)α射線氦核eq\o\al(4,2)He＋2e4u最強(qiáng)最弱β射線電子eq\o\al(0,－1)e－eeq\f(1,1837)u較強(qiáng)較強(qiáng)γ射線光子γ00最弱最強(qiáng)3.對半衰期的理解(1)根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式N余＝N原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)，m余＝m原eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，τ表示半衰期．(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，與原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)．靜止在O點(diǎn)的614C原子核發(fā)生衰變的同時(shí)，空間中出現(xiàn)如圖所示的勻強(qiáng)電場。之后衰變產(chǎn)物A、B兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡OA、OBA．A粒子為Be粒子 B．614C原子核發(fā)生的是βC．兩粒子始終處在同一等勢面上 D．經(jīng)過相等時(shí)間A、B粒子位移比為2：5【解答】解：AB．根據(jù)A、B兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，可知其所受電場力均與電場方向相同，即兩粒子均帶正電，可知614C原子核發(fā)生的是α衰變，由衰變反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)與核外電子數(shù)守恒可得，衰變后放出α粒子和質(zhì)量數(shù)為10，核外電子數(shù)為2又有衰變過程動(dòng)量守恒，則mAvA﹣mBvB＝0可知，質(zhì)量越大，速度越小，即210Be的初速度小于α粒子的初速度，粒子在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)，則有x＝解得y=根據(jù)圖像可知，當(dāng)豎直分位移大小相等時(shí)，210Be的初速度小，電荷量多，則水平分位移小一些，可知A粒子為Be粒子，故AC．根據(jù)上述有y=可知，若時(shí)間相等，210Be的比荷小于α粒子的比荷，即經(jīng)歷相等時(shí)間，210D．根據(jù)上述有x＝vt，規(guī)定vA的方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒得mAvA﹣mBvB＝0解得，經(jīng)過相等時(shí)間A、B粒子水平分位移比mBv可知，經(jīng)歷相等時(shí)間A、B粒子水平分位移比為2：5，位移之比并不等于2：5，故D錯(cuò)誤。故選：A。2964Cu原子核有40%的可能發(fā)生β﹣衰變，方程為2964Cu→3064Zn+-10e，衰變過程釋放的核能是ΔE1；有19%的可能發(fā)生β+衰變，方程為2964Cu→2864Ni+10e，衰變過程釋放的核能是ΔE2A．由于釋放核能，所以衰變過程質(zhì)量數(shù)不守恒 B．3064Zn的質(zhì)量比28C．3064Zn的比結(jié)合能為ED．2864Ni的比結(jié)合能為【解答】解：A、衰變過程一定遵循質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，故A錯(cuò)誤；B、由于ΔE2＞ΔE1，所以β+衰變質(zhì)量虧損更多，即2864Ni質(zhì)量比3064CD、2964Cu的比結(jié)合能為E，設(shè)3064Zn的比結(jié)合能為E1，則64E1﹣同理：設(shè)2864Ni的比結(jié)合能為E2，則64E2﹣64E＝Δ解得：E1=E+ΔE164，故選：D。（2023?青羊區(qū)校級模擬）隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，大量的科學(xué)發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了人們對原子、原子核的認(rèn)識(shí)，下列有關(guān)原子、原子核的敘述正確的是（）A．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) B．盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明質(zhì)子是原子核的組成部分 C．康普頓效應(yīng)證實(shí)了光具有波動(dòng)性 D．β衰變中釋放電子與化學(xué)反應(yīng)中失去電子都是使原子核外電子減少【解答】解：A．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象證明了原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故A正確；B．盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)原子具有核式結(jié)構(gòu)，而無法說明質(zhì)子是原子核的組成部分，故B錯(cuò)誤；C．光具有波粒二象性，而康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性，故C錯(cuò)誤；D．β衰變的本質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子與一個(gè)電子，即β衰變中釋放的電子來源于原子核內(nèi)部，不是原子核外的電子，故D錯(cuò)誤。故選：A。我國的火星探測車用放射性材料PuO2作為燃料，PuO2中的Pu元素是94238Pu。94238Pu發(fā)生衰變的方程為94238Pu→92A．方程中X是電子 B．衰變過程質(zhì)量數(shù)減小 C．放出的射線是α射線，它的電離能力很強(qiáng) D．100個(gè)94238Pu原子核經(jīng)過87.7年后還有【解答】解：AC、根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，方程中的X質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，則X是24He，衰變過程放出射線是α射線，具有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)，貫穿能力弱，故CB、衰變的過程中質(zhì)量數(shù)是守恒的，故B錯(cuò)誤；D、半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對少數(shù)原子核衰變不適用，故D錯(cuò)誤。故選：C。2019年1月3日10時(shí)26分，我國“嫦娥四號(hào)”探測器自主著陸在月球背面﹣馮?卡門撞擊坑內(nèi)，在人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)了航天器在月球背面軟著陸和巡視勘察。月球背面溫度低至﹣180℃，為避免低溫?fù)p壞儀器，月球車攜帶的放射性同位素钚﹣238（38Pu）會(huì)不斷衰變，釋放能量為儀器設(shè)備供熱。已知钚﹣238（38Pu）的衰變方程為94238Pu→X+92A．钚﹣238（38Pu）每隔幾年就需要更換，否則月球車能源供應(yīng)會(huì)大幅度衰減 B．钚﹣238（38Pu）在衰變前后質(zhì)量數(shù)和電荷量數(shù)均守恒 C．X為電子-10e，故钚﹣238（38Pu）的衰變?yōu)棣翫．白天溫度高時(shí)，钚﹣238（38Pu）的半衰期會(huì)減?。阂雇頊囟鹊蜁r(shí)，其半衰期會(huì)增大【解答】解：A．钚﹣238（38Pu）的半衰期是88年，幾年內(nèi)不需要更換，故A錯(cuò)誤；B．衰變反應(yīng)前后遵循質(zhì)量數(shù)和電荷量數(shù)守恒，故B正確；C．根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知，X的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)是4，故X為α粒子，故钚﹣238（38Pu）的衰變?yōu)棣了プ儯蔆錯(cuò)誤；D．半衰期由原子核內(nèi)部決定，與外界的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選：B?？键c(diǎn)四核反應(yīng)類型及核反應(yīng)方程類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變?chǔ)了プ冏园l(fā)eq\o\al(238,)92U→eq\o\al(234,)90Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變自發(fā)eq\o\al(234,)90Th→eq\o\al(234,)91Pa＋eq\o\al(0,－1)e人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂芿q\o\al(14,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋eq\o\al(1,1)H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,)6C＋eq\o\al(1,0)n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)eq\o\al(27,)13Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n約里奧－居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時(shí)發(fā)現(xiàn)正電子eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋0＋1e重核裂變比較容易進(jìn)行人工控制eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,)56Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)neq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(136,)54Xe＋eq\o\al(90,38)Sr＋10eq\o\al(1,0)n輕核聚變目前無法控制eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n注意：(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接．(2)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程．(3)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒；遵循電荷數(shù)守恒．（2023?遂寧三模）人體內(nèi)存在極微量的614C、1940K等放射性元素，614C、1940K衰變的核反應(yīng)方程式分別為：614C→A．614C的平均核子質(zhì)量大于7B．Y是質(zhì)子 C．X是614CD．20個(gè)1940K原子經(jīng)過一個(gè)半衰期一定還剩下【解答】解：A、614C衰變的過程是自然發(fā)生的，衰變的過程釋放能量，可知衰變的過程中原子核的質(zhì)量減少，所以614B、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知Y是正電子（10eC、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知X為是電子（-10e），是614C原子核內(nèi)的一個(gè)中子變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子被釋放出來的。6D、半衰期是針對大量的原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對于少量的原子核衰變來說半衰期沒有意義，故D錯(cuò)誤。故選：A。（2023?姜堰區(qū)模擬）經(jīng)過第122254次實(shí)驗(yàn)！幾天前的4月12日21時(shí)，中國有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒，對探索未來的聚變堆前沿物理問題，提升核聚變能源經(jīng)濟(jì)性、可行性，加快實(shí)現(xiàn)聚變發(fā)電具有重要意義．以下反應(yīng)中屬于核聚變的是（）A．714N+24He→B．92238U→90234C．12H+13H→D．92235U+01n→【解答】解：根據(jù)核聚變就是小質(zhì)量的兩個(gè)原子核合成一個(gè)比較大的原子核，核裂變就是一個(gè)大質(zhì)量的原子核分裂成兩個(gè)比較小的原子核；衰變是指放射性元素放射出粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N元素的過程，分為α衰變和β衰變；其中α衰變過程中，一個(gè)原子核釋放一個(gè)α粒子（氦原子核），并且轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2的新原子核；β衰變過程中，一個(gè)原子核釋放一個(gè)β粒子（電子），并且轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1的新原子核；可知：A、714N+B、92238U→90C、12H+D、92235U+故選：C。（2023?遼寧模擬）2023年1月，“中國超環(huán)”成為世界上首個(gè)實(shí)現(xiàn)維持和調(diào)節(jié)超過1000秒的超長時(shí)間持續(xù)脈沖的核反應(yīng)堆。其核反應(yīng)方程為12H+A．該核反應(yīng)在高溫高壓下才能發(fā)生，說明該核反應(yīng)過程吸收能量 B．γ光子來源于核外電子的躍遷 C．24He的比結(jié)合能大于D．X是中子，該核反應(yīng)為α衰變【解答】解：A、該核反應(yīng)在高溫高壓下才能發(fā)生，當(dāng)反應(yīng)開始后就不再需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的能量就能使反應(yīng)繼續(xù)下去，故A錯(cuò)誤；B、光子來源于原子核的能級躍遷，故B錯(cuò)誤；C、在核反應(yīng)過程中釋放能量，生成物的比結(jié)合能比較大，所以24He的比結(jié)合能大于D、核反應(yīng)過程中，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，12H+13H→24He+X故選：C。（2023?白山二模）2022年10月，中國新一代“人造太陽”（HL﹣2M）裝置等離子體電流突破100萬安培，創(chuàng)造了我國可控核聚變實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行的新紀(jì)錄。關(guān)于核聚變，下列說法正確的是（）A．聚變過程中核子的總質(zhì)量增加 B．任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生聚變 C．當(dāng)前我國的核電站都是采用核聚變技術(shù)發(fā)電的 D．兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，核子的比結(jié)合能增大【解答】解：A．聚變過程中要放出能量，有質(zhì)量虧損，則核子的總質(zhì)量減小，故A錯(cuò)誤；B．自然界中最容易實(shí)現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氫的同位素—氘與氚的聚變，不是任意的原子核就能發(fā)生核聚變，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)前我國的核電站都是采用重核裂變技術(shù)發(fā)電的，故C錯(cuò)誤；D．兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核，放出能量，生成的新核更加穩(wěn)定，根據(jù)比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，則核子的比結(jié)合能會(huì)增大，故D正確。故選：D。（2023?安慶模擬）聚變能是一種清潔、安全的新能源，核聚變反應(yīng)的主要原料是氘核（12H）與氚核（13H），已知氘核（12H）的比結(jié)合能是1.09MeV，氚核（13A．氚（13B．兩個(gè)氘核（12H）結(jié)合成氦核（C．氘（12H）和氚（D．氘（12H）和氚（【解答】解：A.核子在結(jié)合成氚核時(shí)發(fā)生質(zhì)量虧損，從而釋放大量的核能，因此氚（31H）的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，故B.兩個(gè)氘核（21H）結(jié)合成氦核（42C.核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不變，故C錯(cuò)誤；D.由于核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，氘（21H）和氚（31H）核聚變反應(yīng)的方程是21本題選擇錯(cuò)誤的說法。故選：C?？键c(diǎn)五核力與核能的計(jì)算1．應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖書寫核反應(yīng)方程→計(jì)算質(zhì)量虧損Δm→利用ΔE＝Δmc2計(jì)算釋放的核能(1)根據(jù)ΔE＝Δmc2計(jì)算，計(jì)算時(shí)Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”．(2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5MeV計(jì)算．因1原子質(zhì)量單位(u)相當(dāng)于931.5MeV的能量，所以計(jì)算時(shí)Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”．2．利用質(zhì)能方程計(jì)算核能時(shí)，不能用質(zhì)量數(shù)代替質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算．（2023?韶關(guān)模擬）科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，钚（Pu）是一種具有放射性的超鈾元素，其衰變方程為94239Pu→X+24He+γ，該衰變過程中產(chǎn)生的γ光子照射到逸出功為W0A．X原子核中含有92個(gè)中子 B．衰變產(chǎn)生的γ光子具有很強(qiáng)的電離作用 C．衰變產(chǎn)生的γ光子的頻率為W0D．钚（Pu）核的比結(jié)合能大于X原子核的比結(jié)合能【解答】解：A．由于核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，該衰變過程中產(chǎn)生的γ光子不帶電設(shè)X粒子為則根據(jù)核反應(yīng)過程的質(zhì)量數(shù)守恒可知X的質(zhì)量數(shù)為：b＝239﹣4＝235根據(jù)核反應(yīng)過程的電荷數(shù)守恒可知X的電荷數(shù)為：a＝94﹣2＝92則X原子核中含有中子為：n＝235﹣92＝143，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)γ射線的特點(diǎn)可知，γ射線不帶電，而且其電離能力很弱，故B錯(cuò)誤；C．γ光子照射到逸出功為W0的金屬上，逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ek0由光電效應(yīng)方程得：Ek0＝hν﹣W0故可得光子的頻率為：ν=W0+D．钚（Pu）核不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生衰變反應(yīng)，生成較穩(wěn)定的X核子，根據(jù)比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故钚（Pu）核的比結(jié)合能小于X原子核的比結(jié)合能，故D錯(cuò)誤。故選：C。（2023?市中區(qū)校級一模）月壤中存在大量氦3（23He），氦3可以進(jìn)行核聚變反應(yīng)，反應(yīng)方程式為：23He+23He→24He+2X，是理想的清潔核能源。已知23He的質(zhì)量3.0161u，24He的質(zhì)量4.0026u，A．X是質(zhì)子，釋放能量約11.36MeV B．X是質(zhì)子，釋放能量約13.04MeV C．X是中子，釋放能量約13.04MeV D．X是中子，釋放能量約11.36MeV【解答】解：由于核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，則設(shè)X為則有：3+3＝4+2b2+2＝2+2a解得：a＝1b＝1，即可知X是質(zhì)子，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程有：釋放的能量為：ΔE＝Δmc2代入數(shù)據(jù)有：ΔE＝（2×3.0161﹣4.0026﹣2×1.0078）×931.5MeV≈13.04MeV故B正確，ACD錯(cuò)誤；故選：B。（2023?安徽模擬）原子核的比結(jié)合能曲線如圖所示，根據(jù)該曲線，下列判斷正確的是（）A．12HB．中等質(zhì)量的原子核最穩(wěn)定 C．兩個(gè)12H核結(jié)合成D．92235U裂變成【解答】解：A．根據(jù)圖像可知，12H的比結(jié)合能約為1MeV，結(jié)合能＝質(zhì)量數(shù)×比結(jié)合能，所以12H的結(jié)合能E＝2×B．中等質(zhì)量的原子核比結(jié)合能最大，比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，故B正確；C．根據(jù)圖像可知，24He的比結(jié)合能大于兩個(gè)D．因?yàn)橹睾?2235U的比結(jié)合能小于裂變產(chǎn)物3689故選：B。（2023?南京二模）用中子轟擊靜止的鋰核，核反應(yīng)方程為：01n+36Li→24He+X+γ.已知光子的頻率為ν，鋰核的比結(jié)合能為E1，氦核的比結(jié)合能為E2，X核的比結(jié)合能為A．X核為12HB．γ光子的動(dòng)量p=hcC．釋放的核能ΔE＝（4E2+3E3）﹣6E1 D．質(zhì)量虧損Δm=【解答】解：A．核反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可分析出X核為13HB．光子的頻率為ν，可知γ光子的動(dòng)量p=hλ=C．由比結(jié)合能的概念可知，該核反應(yīng)釋放的核能為：ΔE＝（4E2+3E3）﹣6E1，故C正確；D．根據(jù)質(zhì)能方程可知質(zhì)量虧損為：Δm=(4E2故選：C。（2023?張家口二模）我國已成功發(fā)射的月球探測車上裝有核電池提供動(dòng)力。核電池是利用放射性同位素衰變放出載能粒子并將其能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。某核電池使用的核燃料為94238Pu，一個(gè)靜止的帶94238Pu發(fā)生一次α衰變生成一個(gè)新核，并放出一個(gè)γ光子。將該核反應(yīng)放出的γ光子照射某金屬，能放出最大動(dòng)能為EA．新核的中子數(shù)為144 B．新核的比結(jié)合能小于94238C．光電子的物質(zhì)波的最大波長為h2mD．若不考慮γ光子的動(dòng)量，α粒子的動(dòng)能與新核的動(dòng)能之比為117：2【解答】解：A．由題意知，94238Pu衰變方程為94238Pu→92234U+B．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，衰變反應(yīng)后的新核應(yīng)比反應(yīng)前的原子核更穩(wěn)定，所以新核的比結(jié)合能大于94238PuC．由p=hλ，p=2mEkD．由動(dòng)量守恒定律有mava﹣mUvU＝0，Ek=則α粒子的動(dòng)能與新核的動(dòng)能之比E故D正確；故選：D。練出高分一．選擇題（共14小題）1．（2023?遼寧模擬）有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是（）A．一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出α、β和γ三種射線 B．電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu) C．太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變 D．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)【解答】解：A、一個(gè)放射性原子能同時(shí)發(fā)出α、γ二種射線，或者放出β、γ射線，故A錯(cuò)誤；B、盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)讓人們認(rèn)識(shí)到了原子具有核式結(jié)構(gòu)，故B錯(cuò)誤；C、太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生輕核的聚變，故C錯(cuò)誤；D、天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故D正確。故選：D。2．（2023?江蘇模擬）宇宙射線轟擊大氣分子中的原子核，產(chǎn)生大量中子，中子與大氣中的氮14反應(yīng)，生成碳14，即714N+01n→A．質(zhì)子 B．中子 C．正電子 D．電子【解答】解：設(shè)X粒子為則根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得：14+1＝14+b根據(jù)電荷數(shù)守恒可得：7+0＝6+a解得：a＝1b＝1即X的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為1，故其為質(zhì)子，故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選：A。3．（2023?安陽二模）截至2022年02月28日，我國所有運(yùn)行、在建核電機(jī)組均在沿海地區(qū)，正在運(yùn)行的核電機(jī)組共53臺(tái)，裝機(jī)容量約5465萬千瓦。某核電站核反應(yīng)堆中存在如下核反應(yīng)：92235U+01n→56A．該反應(yīng)為核聚變反應(yīng)，需要較高溫度才能進(jìn)行 B．該核反應(yīng)過程電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)不守恒 C．92235U核的比結(jié)合能小于56D．92235U的質(zhì)子數(shù)是235，中子數(shù)是143，56ABa【解答】解：A．該核反應(yīng)為重核裂變，故A錯(cuò)誤；B．核反應(yīng)前后電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)均守恒，是質(zhì)量發(fā)生虧損，不守恒，故B錯(cuò)誤；C．重核裂變過程，由于質(zhì)量虧損，會(huì)釋放大量核能，核反應(yīng)向比結(jié)臺(tái)能大的方向反應(yīng)，故92235U核的比結(jié)合能小于56AD．92235U的質(zhì)量數(shù)是235，質(zhì)子數(shù)92，中子數(shù)是143；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得中子數(shù)A＝235+1﹣89﹣3＝144，故故選：C。4．（2023?菏澤二模）鋁26是天體物理研究中最為重要的放射性核索之一，銀河系中存在大量鋁26，它可以通過放射性衰變提供足夠的能量，以產(chǎn)生具有內(nèi)部分層的行星體，其衰變方程為1326Al→ZAA．ZAX中的中子個(gè)數(shù)為B．衰變前1326Al的質(zhì)量與衰變后ZAX和C．10個(gè)1326Al原子經(jīng)過一個(gè)半衰期可能還剩6D．1326【解答】解：A．核反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，由此可知ZAX的質(zhì)量數(shù)為26，電荷數(shù)為12，則ZAX中的中子個(gè)數(shù)為26﹣12＝B．衰變過程存在質(zhì)量虧損，所以衰變前1326Al的質(zhì)量大于衰變后ZAX和C．半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對大量原子核適用，對少數(shù)原子核不適用，即少數(shù)原子核衰變時(shí)具有不確定性，則10個(gè)1326Al經(jīng)過一個(gè)半衰期可能還剩6個(gè)沒衰變，故D．半衰期只由原子核內(nèi)部決定，無外界環(huán)境無關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選：C。5．（2023?海淀區(qū)二模）在范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場中，靜止在P點(diǎn)的614C核發(fā)生一次β衰變，衰變產(chǎn)生的A．該β衰變過程反映了614C核中至少含有1B．電子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑較小 C．電子與714ND．電子第一次回到P點(diǎn)時(shí)714N核也恰好到達(dá)【解答】解：A、該β衰變是原子核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子。也是其衰變過程中的來源，所以并不能說明614C核中有電子，故B、靜止的614C發(fā)生衰變，其產(chǎn)生的電子和714N核組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由0＝p電+p氮，所以電子和氮核的動(dòng)量大小相等，方向相反。其均在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力由qvB=mv2rC、若發(fā)生β衰變后，電子順時(shí)針做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒可知氮核做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)電流方向的判定，則電子和714N核形成的等效電流均沿逆時(shí)針方向，故D、發(fā)生β衰變后，兩帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qvB=mv2r，T=2πrv整理有T=2πmqB，因?yàn)殡娮雍秃偷说谋群刹灰恢?，故兩粒子的周期不同，所以?dāng)電子回到P故選：C。6．（2023?河南模擬）氘在地球的海水中藏量豐富，如果全部用于核聚變反應(yīng)，釋放出的能量足夠人類使用幾百億年，而且反應(yīng)產(chǎn)物是無放射性污染的氦。已知氘核和氚核的聚變方程為12H+13H→24He+01n反應(yīng)中涉及的原子核質(zhì)量：氘2.01410u、氚3.01605u、氦4.00260u、中子1.00867u，1u＝1.66×10﹣27A．2.8×10﹣12J B．2.0×10﹣10J C．2.0×10﹣8J D．1.8×10﹣6J【解答】解：反應(yīng)前后原子核的質(zhì)量虧損為：Δm＝（2.01410+3.01605﹣4.00260﹣1.00876）×1.66×10﹣27kg＝0.312×10﹣28kg根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知核聚變釋放的能量為ΔE＝Δmc2＝0.312×10﹣28×（3×108）2J＝2.8×10﹣12J故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選：A。7．月球夜晚溫度低至﹣180℃，“玉兔二號(hào)”月球車攜帶的放射性同位素238（94238Pu）會(huì)不斷發(fā)生α衰變94238Pu→24He+92234U，釋放能量為儀器設(shè)備供熱。94238Pu可以通過以下反應(yīng)過程得到，92238U+A．k＝1 B．X為電子 C．92238U+12H→D．94238Pu的比結(jié)合能比【解答】解：A、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得238+2＝238+k解得k＝2，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)核反應(yīng)過程中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都守恒可知，X的質(zhì)量數(shù)為0，電荷數(shù)為﹣1，即X為電子，故B正確；C、核反應(yīng)方程92238U+12H→93D、因?yàn)樵虑蜍嚁y帶的放射性同位素238（94238Pu）會(huì)不斷發(fā)生α衰變，且放出熱量，能量減小，所以94238故選：B。8．（2023?廣州二模）如圖所示的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警器具有穩(wěn)定性好、安全性高的特點(diǎn)，應(yīng)用非常廣泛，其工作原理為：放射源處的镅95241Am放出的α粒子，使殼內(nèi)氣室空氣電離而導(dǎo)電，當(dāng)煙霧進(jìn)入殼內(nèi)氣室時(shí)，αA．發(fā)生火災(zāi)時(shí)溫度升高，95241B．這種報(bào)警裝置應(yīng)用了α射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)的特點(diǎn) C．95241Am發(fā)生α衰變的核反應(yīng)方程是94241Pu→D．95241Am發(fā)生α衰變的核反應(yīng)方程是95241Am【解答】解：A．半衰期不因外界環(huán)境的溫度而改變，只會(huì)受到核子本身的性質(zhì)影響，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)題意可知，這種報(bào)警裝置應(yīng)用了α射線電離能力強(qiáng)的特點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；CD．α衰變釋放出氦核，故核反應(yīng)方程是95241Am→93237Np+2故選：D。9．（2023?延邊州二模）如圖，軋鋼廠的熱軋機(jī)上可以安裝射線測厚儀，儀器探測到的射線強(qiáng)度與鋼板的厚度有關(guān)。已知某車間采用放射性同位素銥﹣192作為放射源，其化學(xué)符號(hào)是Ir，原子序數(shù)是77，通過β衰變放出γ射線，產(chǎn)生新核X，半衰期為74天，適合透照鋼板厚度為10～100mm，已知鋼板厚度標(biāo)準(zhǔn)為30mm，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．放射性同位素發(fā)生衰變時(shí)，遵循能量守恒和質(zhì)量守恒 B．若有2.0g銥﹣192，經(jīng)過148天有0.5g沒有衰變 C．上述衰變方程為77192Ir→78192D．若探測器得到的射線變?nèi)?，說明鋼板厚度大于30mm，應(yīng)當(dāng)減小熱軋機(jī)兩輪之間的厚度間隙【解答】解：A、放射性同位素發(fā)生衰變時(shí)，遵循能量守恒，釋放核能，是由于存在質(zhì)量虧損，所以質(zhì)量不守恒，故A錯(cuò)誤；B、若有2g銥﹣192，經(jīng)過74天后還有1g沒有衰變，再過74天（即總共經(jīng)歷148天）還有0.5g沒有衰變，故B正確；C、β衰變的實(shí)質(zhì)是核里的一個(gè)中子放出一個(gè)電子變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子，核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，故β衰變生成的新核X質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)加一，則衰變方程為：77192Ir→78192X+D、探測器得到的射線變?nèi)鯐r(shí)，說明鋼板厚度增大，應(yīng)當(dāng)減小熱軋機(jī)兩輪之間的厚度間隙，故D正確；本題選錯(cuò)誤的，故選：A。10．（2023?青羊區(qū)校級模擬）中科院的可控核聚變裝置“人造太陽”全超導(dǎo)托卡馬克，成功實(shí)現(xiàn)了1.2億攝氏度的條件下人工可控核聚變101秒。已知該裝置內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)方程為12H+13H→24He+X，已知12H的質(zhì)量為m1，13H的質(zhì)量為m2，2A．X為正電子 B．24He比1C．24He的結(jié)合能為E＝（m1+m2﹣m3﹣m4）cD．高溫的作用是使原子核獲得足夠大的動(dòng)能克服強(qiáng)相互作用實(shí)現(xiàn)核聚變【解答】解：A、X的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，因此X是中子，故A錯(cuò)誤；B、核反應(yīng)方程式中，生成物比反應(yīng)物穩(wěn)定，故B正確；C、根據(jù)質(zhì)能方程，則反應(yīng)釋放的能量為ΔE＝（m1+m2﹣m3﹣m4）c2，但該能量不是24He的結(jié)合能，故D、要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達(dá)到10﹣15m以內(nèi)，核力才能起作用，那么熱核反應(yīng)時(shí)要將輕核加熱到很高的溫度，使它們具有足夠的動(dòng)能來克服庫侖斥力而不是克服強(qiáng)相互作用，故D錯(cuò)誤；故選：B。11．（2023?青羊區(qū)校級模擬）氫原子的能級圖如圖甲所示，一群處于n＝4能級的氫原子，用其向低能級躍遷過程中發(fā)出的光照射圖乙電路中的陰極K，其中只有a、b兩種頻率的光能使之發(fā)生光電效應(yīng)。分別用這兩種頻率的光照射陰極K，測得圖乙中電流表隨電壓表讀數(shù)變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是（）A．題中的氫原子躍遷共能發(fā)出3種不同頻率的光子 B．a(chǎn)光是從n＝4能級向n＝1能級躍遷產(chǎn)生的 C．a(chǎn)光的波長大于b光的波長 D．b光照射陰極K時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能比a光照射時(shí)的小【解答】解：A、一群處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷過程中，共能發(fā)出C42=6B、依題意，6種不同頻率的光子中只有2種能夠使陰極K發(fā)生光電效應(yīng)，可知這兩種光子是能量是較大的，那么這兩種光子是n＝3能級向n＝1能級躍遷和n＝4能級向n＝1能級躍遷產(chǎn)生的。圖丙中的圖線a所對應(yīng)的遏止電壓較小，則光電子最大初動(dòng)能較小，根據(jù)Ekm＝hν﹣W0，可知對應(yīng)的光子能量較小，原子躍遷對應(yīng)的能級差較小，即圖丙中的圖線a所表示的光是氫原子從n＝3能級向n＝1能級躍遷產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)上述分析，a光的光子能量小于b光的光子能量，根據(jù)E=hν=hcλ，可知aD、根據(jù)Ekm＝hν﹣W0，由于b光的光子能量大于a光的光子能量，則b光照射陰極K時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能比a光照射時(shí)的大，故D錯(cuò)誤。故選：C。12．（2023?海淀區(qū)一模）2022年10月31日“夢天”實(shí)驗(yàn)艙成功發(fā)射，其上配置了世界領(lǐng)先的微重力超冷原子物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用太空中的微重力環(huán)境和冷卻技術(shù)，可獲得地面無法制備的超冷原子。超冷原子是指溫度接近0K狀態(tài)下的原子（質(zhì)量約10﹣27kg），其運(yùn)動(dòng)速度約為室溫下原子速度（約500m/s）的5×10