2019届高三物理一轮复习：作业55 原子核

题组层级快练(五十五)

一、选择题

1．(2016·江苏)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是( )

A. 614C→ 714N＋－1 0e B. 92235U＋01n→ 53131I＋ 39103Y＋201n

C．12H＋13H→24He＋01n D．24He＋1327Al→1530P＋01n

答案 A

解析 原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫作原子核的衰变，只有A项符合．B项是核裂变反应．D项是人工核转变反应，C项是核聚变反应．

2．(2017·洛阳二模)如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数．若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为(

)

A．β射线和γ射线 B．α射线和β射线

C．β射线和X射线 D．α射线和γ射线

答案 D

解析 三种射线中α射线和β射线带电，进入电场后会发生偏转，而γ射线不带电，不受电场力，电场对它没有影响，在电场中不偏转．由题意，将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线．再将薄铝片移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大为增加，根据α射线的特性：穿透本领最弱，一张纸就能挡住，分析得知射线中含有α射线．故放射源所发出的射线可能为α射线和γ射线．故D项正确．

3．(2017·河南模拟)下列说法中正确的是( )

A．放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化

B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生的

C．原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒

D．比结合能越大表示原子核中核子结合得越松散，原子核越不稳定

答案 B

解析 A项，半衰期与压强无关，由原子核内部因素决定，故A项错误；B项，β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子和电子产生的，不是核外电子．故B项正确；C项，核反应方程质量数和电荷数是守恒的．故C项错误；D项，比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定．故D项错误． 4．(2017·课标全国Ⅱ)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为92238U→90234Th＋24He，下列说法正确的是( )

A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能

B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小

C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间

D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量

答案 B

解析 A、B项，一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，根据系统动量守恒知，衰变后钍核和α粒子动量之和为零，可知衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小，根据Ek＝p22m知，由于钍核和α粒子质量不同，则动能不同，故A项错误，B项正确．C项，半衰期是原子核有半数发生衰变的时间，故C项错误．D项，衰变的过程中有质量亏损，即衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D项错误．

5．(2016·上海)放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了( )

A．1位 B．2位

C．3位 D．4位

答案 C

解析 α粒子是24He，β粒子是－1 0e，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：－2×2＋1＝－3，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位．故C项正确．

6．(2017·孝义市一模)下列说法正确的是( )

A. 92238U衰变为 91234Pa要经过2次α衰变和1次β衰变

B．β射线与γ射线一样都是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱

C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关

D．天然放射性现象使人类首次认识到原子核可分

答案 D

解析 A项， 92238U衰变为 91234Pa，质量数减小4，所以α衰变的次数为1次．故A项错误；B项，β射线的实质是电子流，γ射线的实质是电磁波，γ射线的穿透本领比较强．故B项错误；C项，根据半衰期的特点可知，放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关．故C项错误；D项，天然放射现象是原子核内部自发的放射出α粒子或电子的现象，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，涉及到原子核内部的变化，所以天然放射性现象使人类首次认识到原子核可分．故D项正确．

7．(2017·太原一模)(多选)钍 90234Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤 91234Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为 90234Th→ 91234Pa＋X，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是( ) A．一块纯净的钍234矿石经过24天，矿石的质量仅剩下原来质量的一半

B．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的

C．γ射线是钍原子核发生衰变后产生的镤234的原子核释放的

D．γ射线具有很强的电离作用，对人体细胞破坏能力较大

答案 BC

解析 A项，根据半衰期的定义可知，经过一个半衰期以后，有一半的放射性元素发生衰变；由于衰变后的产物能仍然留在原来的矿物中，所以一块纯净的钍234矿石经过24天，即经过一个半衰期，矿石的质量大于原来质量的一半．故A项错误；B项，根据质量数守恒与电荷数守恒可知，该衰变产物的质量数为0，电荷数为－1，可知X为电子，该衰变为β衰变，电子是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的．故B项正确；C项，γ射线是处于激发态的原子核释放的，即γ射线是钍原子核发生衰变后产生的、处于激发态的镤234的原子核向低能级跃迁时释放的．故C项正确；D项，γ射线对人体细胞破坏能力较大，但其电离作用比较弱，故D项错误．

8．(2017·浙江模拟)(多选)我国首次使用核电池随“嫦娥三号”软着陆月球，并用于嫦娥三号的着陆器和月球车上，核电池是通过半导体换能器，将放射性同位素衰变过程中释放出的能量转变为电能．嫦娥三号采用放射性同位素 94239Pu，静止的 94239Pu衰变为铀核 92235U和α粒子，并放出频率为ν的γ光子，已知

94239Pu、 92235U和α粒子的质量分别为mpU、mU、mα.下列说法正确的是( )

A. 94239Pu的衰变方程为 94239Pu→ 92235U＋24He＋γ

B．此核反应过程中质量亏损为Δm＝mpu－mU－mα

C．释放出的γ光子的能量为(mpu－mU－mα)c2

D．反应后 92235U和α粒子结合能之和比 94239Pu的结合能大

答案 ABD

解析 A项，根据质量数守恒与电荷数守恒可知， 94239Pu的衰变方程为 94239Pu→ 92235U＋24He＋γ，故A项正确；B项，此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差，为Δm＝mpu－mU－mα，故B项正确；C项，释放的γ光子的能量为hν，核反应的过程中释放的能量：E＝(mpu－mU－mα)c2，由于核反应的过程中释放的核能转化为新核与α粒子的动能以及光子的能量，所以光子的能量小于(mpu－mU－mα)c2，故C项错误；D项， 94239Pu衰变成 92235U和α粒子后，释放核能，将原子核分解为单个的核子需要的能量更大，原子变得更稳定，所以反应后 92235U和α粒子结合能之和比 94239Pu的结合能大，故D项正确．

9．(2017·安徽三模)关于质量亏损和原子核的结合能以下说法正确的是( )

A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子释放的能量

B．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能

C．核子结合成原子核时会出现质量亏损，亏损的质量转化为释放的能量

D．原子核的平均结合能越大，则原子核中核子的平均质量就越小，在核子结合成原子核时平均每个核子的质量亏损就越小

答案 B 解析 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量，故A项错误；重核的比结合能比中等核小，因此重核衰变时释放能量，衰变产物的结合能之和大于原来重核的结合能，故B项正确；质量亏损只是表明了亏损的质量与释放的能量关系，而不是将亏损质量转化为释放的能量，故C项错误；比结合能也叫平均结合能，比结合能越大，表示原子核中单个核子分离所需的能量越多，原子核中核子结合时平均每个核子的质量亏损能量越多，故D项错误．

10．一块氡222放在天平的左盘时，需要天平的右盘加444 g砝码，天平才能处于平衡，氡222发生α衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为( )

A．222 g B．8 g

C．2 g D．4 g

答案 D

解析 衰变前氡的质量为444 g，摩尔质量为222 g/mol，故共2 mol氡．经过一个半衰期，有1 mol氡衰变，放出1 mol α粒子，则左盘质量减少了4 g，故应从右盘中取出4 g砝码．D项正确．

11．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )

A．1036 kg B．1018 kg

C．1013 kg D．109 kg

答案 D

解析 本题意在考查考生对爱因斯坦质能方程的运用能力，根据ΔE＝Δmc2，得Δm＝ΔEc2＝4×1026（3×108）2 kg≈4.4×109 kg.D项正确．

12．(多选)人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系．下列说法正确的是

( )

A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量

B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能

C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ射线强度，则逸出的光电子的最大初动能增大

D．在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度

E．在核反应堆的外面修建很厚的水泥层能防止放射线和放射性物质的泄漏

答案 BDE

解析 原子核D和E聚变成原子核F时会放出能量，A项错误；由Ek＝hν－W知增加射线强度，逸出光电