人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE2章末檢測試卷(五)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題8小題，每小題3分，共24分)1．下列關(guān)于原子或原子核的說法正確的是()A．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)B．溫度升高，放射性元素的半衰期會減小C．原子核發(fā)生β衰變后，原子序數(shù)不變D．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定〖答案〗D〖解析〗天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，選項A錯誤；外界環(huán)境對半衰期無影響，選項B錯誤；原子核發(fā)生β衰變后，原子序數(shù)增加1，選項C錯誤；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項D正確．2．(2018·全國卷Ⅲ)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁核eq\o\al(27,13)Al，產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X：α＋eq\o\al(27,13)Al→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〖答案〗B〖解析〗將核反應(yīng)方程式改寫成eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(1,0)n＋X，由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知，X應(yīng)為eq\o\al(30,15)X.3．(2020·廣東高二月考)核電被視為人類解決能源問題的終極方案，我國在核電應(yīng)用和研究方面目前都處于國際一流水平，以下關(guān)于輕核聚變和重核裂變的說法正確的是()A．經(jīng)輕核聚變過程后核子的平均質(zhì)量增大B．經(jīng)重核裂變過程后原子核的比結(jié)合能減小C．經(jīng)輕核聚變過程后原子核的比結(jié)合能增大D．目前我國核電站還主要是利用輕核聚變釋放的能量來發(fā)電〖答案〗C〖解析〗輕核聚變過程放出能量，有質(zhì)量虧損，則經(jīng)輕核聚變過程后核子的平均質(zhì)量減小，原子核的比結(jié)合能增大，選項A錯誤，C正確；經(jīng)重核裂變過程后，由于放出核能，則原子核的比誤．4．(2020·上海市高二月考)以下幾個核反應(yīng)中，X代表α粒子的反應(yīng)式是()A.eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,

6)C＋XB.eq\o\al(234,

90)Th→eq\o\al(234,

91)Pa＋XC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(1,0)n＋XD.eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋X〖答案〗C〖解析〗由核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知A中的X的質(zhì)量數(shù)是1，電荷數(shù)是0，X是中子；B中X的質(zhì)量數(shù)是0，電荷數(shù)是－1，X是電子；C中X的質(zhì)量數(shù)是4，電荷數(shù)是2，X是氦原子核，即α粒子；D中X的質(zhì)量數(shù)是0，電荷數(shù)是1，X是正電子．故選C.5．(2020·長治市第二中學(xué)高二月考)某核電站獲得核能的核反應(yīng)方程為eq\o\al(235,

92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,

56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋xeq\o\al(1,0)n，已知鈾核eq\o\al(235,

92)U的質(zhì)量為m1，鋇核eq\o\al(144,

56)Ba的質(zhì)量為m2，氪核eq\o\al(89,36)Kr的質(zhì)量為m3，中子eq\o\al(1,0)n的質(zhì)量為m4，下列說法中正確的是()A．該核電站通過核聚變獲得核能B．鈾核的質(zhì)子數(shù)為235C．在上述核反應(yīng)方程中x＝3D．一個鈾核eq\o\al(235,

92)U發(fā)生上述核反應(yīng)，釋放的能量為(m1－m2－m3－m4)c2〖答案〗C〖解析〗該核電站獲得核能的途徑是核裂變，故A錯誤；鈾核eq\o\al(235,

92)U的質(zhì)子數(shù)為92，故B錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知x＝3，故C正確；一個鈾核eq\o\al(235,

92)U發(fā)生上述核反應(yīng)，由質(zhì)能方程可得：ΔE＝Δmc2＝(m1＋m4－m2－m3－3m4)c2＝(m1－m2－m3－2m4)c2，故D錯誤．6．(2019·武漢市二月調(diào)研)據(jù)悉我國第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)之一的釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)(TMSR)研究已獲重要突破．該反應(yīng)堆以釷為核燃料，釷俘獲一個中子后經(jīng)過若干次β衰變轉(zhuǎn)化成鈾；鈾的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇和氪，同時釋放巨大能量．下列說法正確的是()A．釷核eq\o\al(232,

90)Th有90個中子，142個質(zhì)子B．鈾核裂變的核反應(yīng)方程為eq\o\al(233,

92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(142,

56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC．放射性元素衰變的快慢與核內(nèi)部自身因素?zé)o關(guān)，由原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件決定D．重核分裂成中等大小的核，核子的比結(jié)合能減小〖答案〗B〖解析〗釷核eq\o\al(232,

90)Th有90個質(zhì)子，142個中子，故A錯誤；根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒可知，故B正確；根據(jù)半衰期的特點可知，放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系，故C錯誤；較重的核分裂成中等質(zhì)量大小的核或較輕的核合并成中等質(zhì)量大小的核的過程中會釋放一定的能量，所以核子的比結(jié)合能都會增大，故D錯誤．7．(2020·六盤山高級中學(xué)高二期中)太陽能是一種清潔的能源，現(xiàn)在太陽能已廣泛應(yīng)用于科技和生活中．太陽能是由太陽內(nèi)部激烈進(jìn)行的多種核聚變反應(yīng)而產(chǎn)生的，其中一種聚變反應(yīng)是一個氘核(eq\o\al(2,1)H)和一個氚核(eq\o\al(3,1)H)聚變產(chǎn)生一個氦核(eq\o\al(4,2)He)，下列關(guān)于太陽內(nèi)部的這種核聚變反應(yīng)的敘述正確的是()A．該核聚變反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(0,1)eB．若氘核(eq\o\al(2,1)H)的結(jié)合能為E1，氚核(eq\o\al(3,1)H)的結(jié)合能為E2，氦核(eq\o\al(4,2)He)的結(jié)合能為E3，則這個反應(yīng)中釋放出的核能為ΔE＝E3－E1－E2C．原子核聚變反應(yīng)過程中釋放出了核能，所以反應(yīng)后原子核的質(zhì)量數(shù)一定減少D．聚變反應(yīng)是核子間距離很小時，這些核子在強大的庫侖力和萬有引力作用下緊密結(jié)合在一起的過程〖答案〗B〖解析〗核反應(yīng)中的過程質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(3,1)H發(fā)生核反應(yīng)，核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n；原子核聚變反應(yīng)過程中釋放出了核能，但反應(yīng)前后原子核的質(zhì)量數(shù)依然守恒，A、C錯誤；釋放的核能ΔE＝E3－E2－E1，B正確；在核反應(yīng)中，核子結(jié)合在一起靠的不是庫侖力和萬有引力，D錯誤．8.(2020·會寧縣第一中學(xué)高二月考)如圖1，勻強磁場中有一個靜止的氡原子核(eq\o\al(222,

86)Rn)，衰變過程中放出一個粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個外切的圓，大圓與小圓的半徑之比為42∶1，則氡核的衰變方程是()圖1A.eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(222,

87)Fr＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(218,

84)Po＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(222,

85)At＋eq\o\al(0,－1)eD.eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(220,

85)At＋eq\o\al(2,1)H〖答案〗B〖解析〗粒子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律，有：qvB＝meq\f(v2,r)，故r＝eq\f(mv,qB)；粒子衰變過程中不受外力，系統(tǒng)動量守恒，故生成的兩個粒子的動量等大、反向，故：r＝eq\f(mv,qB)∝eq\f(1,q)；大圓與小圓的半徑之比為42∶1，故生成的兩個粒子的電荷量之比為1∶42；根據(jù)電荷數(shù)守恒，生成物是α粒子，則衰變方程應(yīng)該是eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(218,

84)Po＋eq\o\al(4,2)He，B正確．二、多項選擇題(本題4小題，每小題4分，共16分)9．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法中正確的是()A．做示蹤原子是利用放射性同位素的貫穿能力很強的性質(zhì)B．做示蹤原子是利用放射性同位素放出射線可被儀器探測的特點C．γ射線探傷利用了γ射線貫穿能力很強的性質(zhì)D．γ射線探傷利用了γ射線電離能力很強的性質(zhì)〖答案〗BC〖解析〗做示蹤原子是利用了放射性同位素的射線可以被儀器探測的特點；γ射線探傷是利用了γ射線貫穿能力很強的性質(zhì)，故B、C正確．10．(2020·赤峰二中高二月考)對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E＝mc2，下列說法正確的是()A．獲得一定的能量，質(zhì)量也相應(yīng)的增加一定的值B．物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系C．根據(jù)ΔE＝Δm·c2，可知質(zhì)量減少能量就會增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量D．根據(jù)ΔE＝Δm·c2可以計算核反應(yīng)中釋放的核能〖答案〗AD〖解析〗根據(jù)ΔE＝Δm·c2知，物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值，故A正確；根據(jù)質(zhì)能方程知，一定量的質(zhì)量和能量是相聯(lián)系的，物體有一定的質(zhì)量，就有一定量的能量，故B錯誤；愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δm·c2，不是指質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，故C錯誤；公式ΔE＝Δmc2中，Δm是虧損質(zhì)量，ΔE是釋放的核能，故D正確．11．(2020·泊頭市第一中學(xué)高二月考)關(guān)于核反應(yīng)方程，下列說法正確的是()A.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是核聚變反應(yīng)B．鈾核裂變的核反應(yīng)為：eq\o\al(235,

92)U→eq\o\al(141,

56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)nC．在衰變方程eq\o\al(239,

94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ中，X原子核的質(zhì)量數(shù)是234D．盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,

7)N→eq\o\al(17,

8)O＋eq\o\al(1,1)H〖答案〗AD〖解析〗根據(jù)核反應(yīng)的特點可知eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是核聚變反應(yīng)，故A正確；鈾核裂變的核反應(yīng)是用一個中子轟擊鈾核得到三個中子，但是方程式中子不能約去，故B錯誤；在衰變方程eq\o\al(239,

94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ中，He核的質(zhì)量數(shù)是4，所以X原子核的質(zhì)量數(shù)是239－4＝235，故C錯誤；盧瑟福通過α粒子轟擊氮核得到質(zhì)子，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，方程式正確，故D正確．12．(2020·浙江學(xué)業(yè)考試模擬)“氦－3”是地球上很難得到的清潔、安全和高效的核聚變發(fā)電燃料，被科學(xué)家們稱為“完美能源”．普通水中含有質(zhì)量約0.0150%的“重水”(普通水H2O的兩個氫中的一個被氘核取代)，使兩個氘核通過反應(yīng)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n發(fā)生聚變產(chǎn)生“氦－3”，已知氘核的質(zhì)量是3.3436×10－27kg，“氦－3”的質(zhì)量是5.0064×10－27kg，中子的質(zhì)量是1.6749×10－27kg,19g“重水”含有的氘核數(shù)目為6.02×1023個，若一天內(nèi)“燒”掉1L普通水中的所有氘核，則()A．發(fā)生聚變反應(yīng)后比結(jié)合能減小B．聚變反應(yīng)前后質(zhì)量守恒但能量不守恒C．兩個氘核聚變后釋放的能量約為3.3MeVD．所有氘核聚變后可獲得約14.6kW的平均功率〖答案〗CD〖解析〗裂變或者聚變都放出能量，故產(chǎn)物的比結(jié)合能比原來的原子核比結(jié)合能大，故A錯誤；核反應(yīng)前后質(zhì)量不守恒，虧損的質(zhì)量以能量的形式放出，自然界任何反應(yīng)前后能量都是守恒的，故B錯誤；由E＝Δmc2可得，反應(yīng)前后放出的能量為E0＝(2×3.3436×10－27－5.0064×10－27－1.6749×10－27)×(3×108)2J≈3.3MeV，故C正確；“燒”掉1L普通水中所有氘核放出的能量為E＝eq\f(1000,19)×0.015%×6.02×1023×eq\f(3.3,2)MeV≈1.26×109J，故功率為P＝eq\f(E,t)＝eq\f(1.26×109,24×3600)W≈14.6kW，故D正確．三、填空題(本題2小題，共12分)13．(6分)約里奧—居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎．他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素eq\o\al(30,15)P衰變成eq\o\al(30,14)Si的同時放出另一種粒子，這種粒子是________.eq\o\al(32,15)P是eq\o\al(30,15)P的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù).1mgeq\o\al(32,15)P隨時間衰變的關(guān)系圖像如圖2所示，請估算4mg的eq\o\al(32,15)P經(jīng)過________天的衰變后還剩0.25mg.圖2〖答案〗正電子(3分)56(3分)〖解析〗核反應(yīng)方程式為：eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋X，由質(zhì)量數(shù)守恒知X的質(zhì)量數(shù)為0，由電荷數(shù)守恒知X的電荷數(shù)為1，所以X為正電子；由題圖知半衰期大約為14天，由公式0.25mg＝4mg×，知t＝56天．14．(6分)(2019·江蘇卷)100年前，盧瑟福用α粒子轟擊氮核打出了質(zhì)子．后來，人們用α粒子轟擊eq\o\al(60,28)Ni核也打出了質(zhì)子：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(60,28)Ni→eq\o\al(62,29)Cu＋eq\o\al(1,1)H＋X，該反應(yīng)中的X是______(選填“電子”“正電子”或“中子”)．此后，對原子核反應(yīng)的持續(xù)研究為核能利用提供了可能．目前人類獲得核能的主要方式是________(選填“核衰變”“核裂變”或“核聚變”)．〖答案〗中子(3分)核裂變(3分)〖解析〗根據(jù)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得X的質(zhì)量數(shù)為1，核電荷數(shù)為零，所以X是中子．目前人類獲得核能的主要方式是核裂變．四、計算題(本題共4小題，共48分)15．(8分)eq\o\al(60,27)Co發(fā)生一次β衰變后變?yōu)镹i核，在該衰變過程中還發(fā)出頻率為ν1和ν2的兩個光子．普朗克常量為h，真空中光速為c.(1)試寫出衰變方程；(2)若該反應(yīng)產(chǎn)生的能量全部以光子的形式釋放，求出該核反應(yīng)過程中虧損的質(zhì)量．〖答案〗(1)eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(60,28)Ni(2)eq\f(hν1＋hν2,c2)〖解析〗(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知，衰變方程為eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(60,28)Ni.(3分)(2)釋放的能量ΔE＝hν1＋hν2.(2分)根據(jù)ΔE＝Δmc2(2分)得質(zhì)量虧損為Δm＝eq\f(hν1＋hν2,c2)(1分)16．(13分)(2020·宜春九中高二開學(xué)考試)氘核和氚核的核反應(yīng)為：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(b,a)X＋17.6MeV，則：(1)核反應(yīng)式中的X是什么粒子？(2)這一過程的質(zhì)量虧損是多少(保留兩位有效數(shù)字)?(3)1g氘核完全參與上述反應(yīng)，共釋放多少核能？(氘核的摩爾質(zhì)量M＝2g/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1)〖答案〗(1)中子(2)3.1×10－29kg(3)8.448×1011J〖解析〗(1)由質(zhì)量數(shù)守恒得：2＋3＝4＋b(1分)得b＝1(1分)由電荷數(shù)守恒得：1＋1＝2＋a(1分)得a＝0(1分)故X是中子．(1分)(2)根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，(2分)得：Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f(17.6×106×1.6×10－19,3×1082)kg≈3.1×10－29kg(2分)(3)1g氘核完全與氚核發(fā)生反應(yīng)釋放的核能為ΔE′＝eq\f(m,M)NA×17.6MeV(2分)得ΔE′＝5.28×1030eV＝8.448×1011J(2分)17．(13分)(2020·修水縣第五中學(xué)高二月考)核動力航空母艦的動力來自核反應(yīng)堆，其中主要的核反應(yīng)方程式是eq\o\al(235,

92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,

56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋()eq\o\al(1,0)n(1)在括號內(nèi)填寫eq\o\al(1,0)n前的系數(shù)；(2)用m1、m2、m3均分別表示eq\o\al(235,

92)U、eq\o\al(141,

56)Ba、eq\o\al(92,36)Kr核的質(zhì)量，m表示中子的質(zhì)量，則上述核反應(yīng)過程中一個鈾235核發(fā)生裂變產(chǎn)生的核能ΔE是多少？(3)假設(shè)核反應(yīng)堆的功率P＝6.0×105kW，若一個鈾235核裂變產(chǎn)生的能量為2.8×10－11J，則該航空母艦在海上航行一個月需要消耗多少千克鈾235？(鈾235的摩爾質(zhì)量μ＝0.235kg/mol，一月約為t＝2.6×106s)，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)〖答案〗(1)3(2)(m1－m2－m3－2m)c2(3)22kg〖解析〗(1)由質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知，235＋1＝141＋92＋x(2分)得x＝3(1分)(2)由題意知，質(zhì)量虧損為Δm＝m1－m2－m3－2m(2分)由質(zhì)能方程可知，釋放的核能為：ΔE＝Δm·c2＝(m1－m2－m3－2m)c2；(2分)(3)一個月內(nèi)核反應(yīng)產(chǎn)生的總能量為E＝Pt(2分)同時：E＝eq\f(m,μ)NAΔE(2分)可得：m＝eq\f(Ptμ,NAΔE)＝eq\f(6.0×108×2.6×106×0.235,6.0×1023×2.8×10－11)kg≈22kg.(2分)18．(14分)(2020·通榆縣第一中學(xué)高二期中)氡是一種放射性氣體，主要來源于不合格的水泥、墻磚、石材等建筑材料．呼吸時氡氣會隨氣體進(jìn)入肺部，氡衰變時放出α射線，這種射線像小“炸彈”一樣轟擊肺細(xì)胞，使肺細(xì)胞受損，從而引發(fā)肺癌、白血病等．若有一靜止的氡核eq\o\al(222,

86)Rn發(fā)生α衰變，放出一個速度為v0、質(zhì)量為m的α粒子和一個質(zhì)量為M的反沖核釙eq\o\al(218,

84)Po，此過程動量守恒，若氡核發(fā)生衰變時，釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為α粒子和釙核的動能．(1)寫出衰變方程；(2)求出反沖核釙的速度；(計算結(jié)果用題中字母表示)(3)求出這一衰變過程中的質(zhì)量虧損．(計算結(jié)果用題中字母表示)〖答案〗(1)eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(218,

84)Po＋eq\o\al(4,2)He(2)eq\f(mv0,M)，方向與α粒子速度方向相反(3)eq\f(M＋mmv\o\al(02),2Mc2)〖解析〗(1)由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，衰變方程為eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(218,

84)Po＋eq\o\al(4,2)He(3分)(2)核分)解得v＝－eq\f(mv0,M)，負(fù)號表示方向與α粒子速度方向相反(2分)(3)衰變過程產(chǎn)生的能量ΔE＝eq\f(1,2)mv02＋eq\f(1,2)Mv2＝eq\f(M＋mmv\o\al(02),2M)(3分)由愛因斯坦質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2(2分)解得Δm＝eq\f(M＋mmv\o\al(02),2Mc2).(2分)章末檢測試卷(五)(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題8小題，每小題3分，共24分)1．下列關(guān)于原子或原子核的說法正確的是()A．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子具有核式結(jié)構(gòu)B．溫度升高，放射性元素的半衰期會減小C．原子核發(fā)生β衰變后，原子序數(shù)不變D．比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定〖答案〗D〖解析〗天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，選項A錯誤；外界環(huán)境對半衰期無影響，選項B錯誤；原子核發(fā)生β衰變后，原子序數(shù)增加1，選項C錯誤；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項D正確．2．(2018·全國卷Ⅲ)1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁核eq\o\al(27,13)Al，產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X：α＋eq\o\al(27,13)Al→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〖答案〗B〖解析〗將核反應(yīng)方程式改寫成eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(1,0)n＋X，由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知，X應(yīng)為eq\o\al(30,15)X.3．(2020·廣東高二月考)核電被視為人類解決能源問題的終極方案，我國在核電應(yīng)用和研究方面目前都處于國際一流水平，以下關(guān)于輕核聚變和重核裂變的說法正確的是()A．經(jīng)輕核聚變過程后核子的平均質(zhì)量增大B．經(jīng)重核裂變過程后原子核的比結(jié)合能減小C．經(jīng)輕核聚變過程后原子核的比結(jié)合能增大D．目前我國核電站還主要是利用輕核聚變釋放的能量來發(fā)電〖答案〗C〖解析〗輕核聚變過程放出能量，有質(zhì)量虧損，則經(jīng)輕核聚變過程后核子的平均質(zhì)量減小，原子核的比結(jié)合能增大，選項A錯誤，C正確；經(jīng)重核裂變過程后，由于放出核能，則原子核的比誤．4．(2020·上海市高二月考)以下幾個核反應(yīng)中，X代表α粒子的反應(yīng)式是()A.eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,

6)C＋XB.eq\o\al(234,

90)Th→eq\o\al(234,

91)Pa＋XC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(1,0)n＋XD.eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋X〖答案〗C〖解析〗由核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知A中的X的質(zhì)量數(shù)是1，電荷數(shù)是0，X是中子；B中X的質(zhì)量數(shù)是0，電荷數(shù)是－1，X是電子；C中X的質(zhì)量數(shù)是4，電荷數(shù)是2，X是氦原子核，即α粒子；D中X的質(zhì)量數(shù)是0，電荷數(shù)是1，X是正電子．故選C.5．(2020·長治市第二中學(xué)高二月考)某核電站獲得核能的核反應(yīng)方程為eq\o\al(235,

92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,

56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋xeq\o\al(1,0)n，已知鈾核eq\o\al(235,

92)U的質(zhì)量為m1，鋇核eq\o\al(144,

56)Ba的質(zhì)量為m2，氪核eq\o\al(89,36)Kr的質(zhì)量為m3，中子eq\o\al(1,0)n的質(zhì)量為m4，下列說法中正確的是()A．該核電站通過核聚變獲得核能B．鈾核的質(zhì)子數(shù)為235C．在上述核反應(yīng)方程中x＝3D．一個鈾核eq\o\al(235,

92)U發(fā)生上述核反應(yīng)，釋放的能量為(m1－m2－m3－m4)c2〖答案〗C〖解析〗該核電站獲得核能的途徑是核裂變，故A錯誤；鈾核eq\o\al(235,

92)U的質(zhì)子數(shù)為92，故B錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知x＝3，故C正確；一個鈾核eq\o\al(235,

92)U發(fā)生上述核反應(yīng)，由質(zhì)能方程可得：ΔE＝Δmc2＝(m1＋m4－m2－m3－3m4)c2＝(m1－m2－m3－2m4)c2，故D錯誤．6．(2019·武漢市二月調(diào)研)據(jù)悉我國第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)之一的釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)(TMSR)研究已獲重要突破．該反應(yīng)堆以釷為核燃料，釷俘獲一個中子后經(jīng)過若干次β衰變轉(zhuǎn)化成鈾；鈾的一種典型裂變產(chǎn)物是鋇和氪，同時釋放巨大能量．下列說法正確的是()A．釷核eq\o\al(232,

90)Th有90個中子，142個質(zhì)子B．鈾核裂變的核反應(yīng)方程為eq\o\al(233,

92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(142,

56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC．放射性元素衰變的快慢與核內(nèi)部自身因素?zé)o關(guān)，由原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件決定D．重核分裂成中等大小的核，核子的比結(jié)合能減小〖答案〗B〖解析〗釷核eq\o\al(232,

90)Th有90個質(zhì)子，142個中子，故A錯誤；根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒可知，故B正確；根據(jù)半衰期的特點可知，放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系，故C錯誤；較重的核分裂成中等質(zhì)量大小的核或較輕的核合并成中等質(zhì)量大小的核的過程中會釋放一定的能量，所以核子的比結(jié)合能都會增大，故D錯誤．7．(2020·六盤山高級中學(xué)高二期中)太陽能是一種清潔的能源，現(xiàn)在太陽能已廣泛應(yīng)用于科技和生活中．太陽能是由太陽內(nèi)部激烈進(jìn)行的多種核聚變反應(yīng)而產(chǎn)生的，其中一種聚變反應(yīng)是一個氘核(eq\o\al(2,1)H)和一個氚核(eq\o\al(3,1)H)聚變產(chǎn)生一個氦核(eq\o\al(4,2)He)，下列關(guān)于太陽內(nèi)部的這種核聚變反應(yīng)的敘述正確的是()A．該核聚變反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(0,1)eB．若氘核(eq\o\al(2,1)H)的結(jié)合能為E1，氚核(eq\o\al(3,1)H)的結(jié)合能為E2，氦核(eq\o\al(4,2)He)的結(jié)合能為E3，則這個反應(yīng)中釋放出的核能為ΔE＝E3－E1－E2C．原子核聚變反應(yīng)過程中釋放出了核能，所以反應(yīng)后原子核的質(zhì)量數(shù)一定減少D．聚變反應(yīng)是核子間距離很小時，這些核子在強大的庫侖力和萬有引力作用下緊密結(jié)合在一起的過程〖答案〗B〖解析〗核反應(yīng)中的過程質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(3,1)H發(fā)生核反應(yīng)，核反應(yīng)方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n；原子核聚變反應(yīng)過程中釋放出了核能，但反應(yīng)前后原子核的質(zhì)量數(shù)依然守恒，A、C錯誤；釋放的核能ΔE＝E3－E2－E1，B正確；在核反應(yīng)中，核子結(jié)合在一起靠的不是庫侖力和萬有引力，D錯誤．8.(2020·會寧縣第一中學(xué)高二月考)如圖1，勻強磁場中有一個靜止的氡原子核(eq\o\al(222,

86)Rn)，衰變過程中放出一個粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個外切的圓，大圓與小圓的半徑之比為42∶1，則氡核的衰變方程是()圖1A.eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(222,

87)Fr＋eq\o\al(0,－1)eB.eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(218,

84)Po＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(222,

85)At＋eq\o\al(0,－1)eD.eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(220,

85)At＋eq\o\al(2,1)H〖答案〗B〖解析〗粒子在磁場中做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律，有：qvB＝meq\f(v2,r)，故r＝eq\f(mv,qB)；粒子衰變過程中不受外力，系統(tǒng)動量守恒，故生成的兩個粒子的動量等大、反向，故：r＝eq\f(mv,qB)∝eq\f(1,q)；大圓與小圓的半徑之比為42∶1，故生成的兩個粒子的電荷量之比為1∶42；根據(jù)電荷數(shù)守恒，生成物是α粒子，則衰變方程應(yīng)該是eq\o\al(222,

86)Rn→eq\o\al(218,

84)Po＋eq\o\al(4,2)He，B正確．二、多項選擇題(本題4小題，每小題4分，共16分)9．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法中正確的是()A．做示蹤原子是利用放射性同位素的貫穿能力很強的性質(zhì)B．做示蹤原子是利用放射性同位素放出射線可被儀器探測的特點C．γ射線探傷利用了γ射線貫穿能力很強的性質(zhì)D．γ射線探傷利用了γ射線電離能力很強的性質(zhì)〖答案〗BC〖解析〗做示蹤原子是利用了放射性同位素的射線可以被儀器探測的特點；γ射線探傷是利用了γ射線貫穿能力很強的性質(zhì)，故B、C正確．10．(2020·赤峰二中高二月考)對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程E＝mc2，下列說法正確的是()A．獲得一定的能量，質(zhì)量也相應(yīng)的增加一定的值B．物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系C．根據(jù)ΔE＝Δm·c2，可知質(zhì)量減少能量就會增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量D．根據(jù)ΔE＝Δm·c2可以計算核反應(yīng)中釋放的核能〖答案〗AD〖解析〗根據(jù)ΔE＝Δm·c2知，物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值，故A正確；根據(jù)質(zhì)能方程知，一定量的質(zhì)量和能量是相聯(lián)系的，物體有一定的質(zhì)量，就有一定量的能量，故B錯誤；愛因斯坦的質(zhì)能方程ΔE＝Δm·c2，不是指質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化，故C錯誤；公式ΔE＝Δmc2中，Δm是虧損質(zhì)量，ΔE是釋放的核能，故D正確．11．(2020·泊頭市第一中學(xué)高二月考)關(guān)于核反應(yīng)方程，下列說法正確的是()A.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是核聚變反應(yīng)B．鈾核裂變的核反應(yīng)為：eq\o\al(235,

92)U→eq\o\al(141,

56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋2eq\o\al(1,0)nC．在衰變方程eq\o\al(239,

94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ中，X原子核的質(zhì)量數(shù)是234D．盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,

7)N→eq\o\al(17,

8)O＋eq\o\al(1,1)H〖答案〗AD〖解析〗根據(jù)核反應(yīng)的特點可知eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是核聚變反應(yīng)，故A正確；鈾核裂變的核反應(yīng)是用一個中子轟擊鈾核得到三個中子，但是方程式中子不能約去，故B錯誤；在衰變方程eq\o\al(239,

94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ中，He核的質(zhì)量數(shù)是4，所以X原子核的質(zhì)量數(shù)是239－4＝235，故C錯誤；盧瑟福通過α粒子轟擊氮核得到質(zhì)子，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，方程式正確，故D正確．12．(2020·浙江學(xué)業(yè)考試模擬)“氦－3”是地球上很難得到的清潔、安全和高效的核聚變發(fā)電燃料，被科學(xué)家們稱為“完美能源”．普通水中含有質(zhì)量約0.0150%的“重水”(普通水H2O的兩個氫中的一個被氘核取代)，使兩個氘核通過反應(yīng)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n發(fā)生聚變產(chǎn)生“氦－3”，已知氘核的質(zhì)量是3.3436×10－27kg，“氦－3”的質(zhì)量是5.0064×10－27kg，中子的質(zhì)量是1.6749×10－27kg,19g“重水”含有的氘核數(shù)目為6.02×1023個，若一天內(nèi)“燒”掉1L普通水中的所有氘核，則()A．發(fā)生聚變反應(yīng)后比結(jié)合能減小B．聚變反應(yīng)前后質(zhì)量守恒但能量不守恒C．兩個氘核聚變后釋放的能量約為3.3MeVD．所有氘核聚變后可獲得約14.6kW的平均功率〖答案〗CD〖解析〗裂變或者聚變都放出能量，故產(chǎn)物的比結(jié)合能比原來的原子核比結(jié)合能大，故A錯誤；核反應(yīng)前后質(zhì)量不守恒，虧損的質(zhì)量以能量的形式放出，自然界任何反應(yīng)前后能量都是守恒的，故B錯誤；由E＝Δmc2可得，反應(yīng)前后放出的能量為E0＝(2×3.3436×10－27－5.0064×10－27－1.6749×10－27)×(3×108)2J≈3.3MeV，故C正確；“燒”掉1L普通水中所有氘核放出的能量為E＝eq\f(1000,19)×0.015%×6.02×1023×eq\f(3.3,2)MeV≈1.26×109J，故功率為P＝eq\f(E,t)＝eq\f(1.26×109,24×3600)W≈14.6kW，故D正確．三、填空題(本題2小題，共12分)13．(6分)約里奧—居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎．他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素eq\o\al(30,15)P衰變成eq\o\al(30,14)Si的同時放出另一種粒子，這種粒子是________.eq\o\al(32,15)P是eq\o\al(30,15)P的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù).1mgeq\o\al(32,15)P隨時間衰變的關(guān)系圖像如圖2所示，請估算4mg的eq\o\al(32,15)P經(jīng)過________天的衰變后還剩0.25mg.圖2〖答案〗正電子(3分)56(3分)〖解析〗核反應(yīng)方程式為：eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋X，由質(zhì)量數(shù)守恒知X的質(zhì)量數(shù)為0，由電荷數(shù)守恒知X的電荷數(shù)為1，所以X為正電子；由題圖知半衰期大約為14天，由公式0.25mg＝4mg×，知t＝56天．14．(6分)(2019·江蘇卷)100年前，盧瑟福用α粒子轟擊氮核打出了質(zhì)子．后來，人們用α粒子轟擊eq\o\al(60,28)Ni核也打出了質(zhì)子：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(60,28)Ni→eq\o\al(62,29)Cu＋eq\o\al(1,1)H＋X，該反應(yīng)中的X是______(選填“電子”“正電子”或“中子”)．此后，對原子核反應(yīng)的持續(xù)研究為核能利用提供了可能．目前人類獲得核能的主要方式是________(選填“核衰變”“核裂變”或“核聚變”)．〖答案〗中子(3分)核裂變(3分)〖解析〗根據(jù)核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得X的質(zhì)量數(shù)為1，核電荷數(shù)為零，所以X是中子．目前人類獲得核能的主要方式是核裂變．四、計算題(本題共4小題，共48分)15．(8分)eq\o\al(60,27)Co發(fā)生一次β衰變后變?yōu)镹i核，在該衰變過程中還發(fā)出頻率為ν1和ν2的兩個光子．普朗克常量為h，真空中光速為c.(1)試寫出衰變方程；(2)若該反應(yīng)產(chǎn)生的能量全部以光子的形式釋放，求出該核反應(yīng)過程中虧損的質(zhì)量．〖答案〗(1)eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(60,28)Ni(2)eq\f(hν1＋hν2,c2)〖解析〗(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知，衰變方程為eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(60,28)Ni.(3分)(2)釋放的能量ΔE＝hν1＋hν2.(2分)根據(jù)ΔE＝Δmc2(2分)得質(zhì)量虧損為Δm＝eq\f(hν1＋hν2,c2)(1分)16．(13分)(2020·宜春九中高二開學(xué)考試)氘核和氚核的核反應(yīng)為：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(b,a)X＋17.6MeV，則：(1)核反應(yīng)式中的X是什么粒子？(2)這一過程的質(zhì)量虧損是多少(保留兩位有效數(shù)字)?(3)1g氘核完全參與上述反應(yīng)，共釋放多少核能？(氘核的摩爾質(zhì)量M＝2g/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1)〖答案〗(1)中子(2)3.1×10－29kg(3)8.448×1011J〖解析〗(1)