1、1第 2 讲 原子核考试标准知识内容 考试要求 说明原子核的组成 a放射性元素的衰变 c探测射线的方法 a放射性的应用与防护 a核力与结合能 c核裂变 c核聚变 c粒子和宇宙 a1.不要求识记反映三种放射线穿透能力的数据.2.不要求知道威尔逊云室、气泡室的工作原理.3.不要求知道盖革米勒计数器的技术细节.4.不要求了解比结合能概念以及比结合能曲线.5.不要求了解核电站的工作流程.6.不要求知道受控核聚变中的技术问题.7.不要求识记新粒子以及各种夸克的名称.8.不要求识记宇宙与恒星演化的细节.一、原子核的组成1.天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现.天然放射
2、现象的发现，说明原子核具有复杂的结构.(2)三种射线名称 构成 符号电离能力贯穿本领 射线 氦核 He42 最强 最弱 射线 电子 e0-1 较弱 较强 射线 光子 最弱 最强2.原子核的组成2(1)原子核由质子( H)和中子( n)组成，质子和中子统称为核子.质子带正电，中子不带电.1 10(2)基本关系核电荷数( Z)质子数元素的原子序数核外电子数.质量数( A)核子数质子数中子数.(3)X 元素的原子核的符号为 X，其中 A 表示质量数， Z 表示核电荷数.AZ(4)同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素.自测 1 与原子核内部变化有关的
3、现象是( )A. 粒子散射现象B.光电效应现象C.电离现象D.天然放射现象答案 D二、放射性元素的衰变1.原子核的衰变(1)原子核放出 粒子或 粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变.(2)分类 衰变： X Y HeAZ A 4Z 2 42 衰变： X Y eAZ AZ+1 0-1当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生 衰变，有的发生 衰变，同时伴随着 辐射.(3)两个典型的衰变方程 衰变： U Th He23892 23490 42 衰变： Th Pa e.23490 23491 0 12.半衰期放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关
4、系.自测 2 表示放射性元素碘 131( I) 衰变的方程是( )1315A. I Sb He B. I Xe e1315 12751 42 1315 13154 0-1C. I I n D. I Te H1315 1305 10 1315 13052 1答案 B三、探测射线的方法威尔逊云室、气泡室、盖革米勒计数器.四、放射性的应用与防护31.应用射线：工业上可以使用射线来测厚度、医疗方面可以放射治疗、利用 射线照射种子来培育优良品种等.2.示踪原子：有关生物大分子的结构及其功能的研究，几乎都要借助于示踪原子.3.辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有破坏作用.要防止
5、放射性物质对水源、空气、用具等的污染.自测 3 医学界通过 14C 标记的 C60发现了一种 C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂 DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，则 14C 的用途是( )A.示踪原子 B.电离作用C.催化作用 D.贯穿作用答案 A五、核裂变1.典型的裂变反应方程：U n Kr Ba3 n.23592 10 8936 14456 102.链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程.3.临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量.4.裂变的应用：原子弹、核反应堆.六、核聚变1.典型的聚变反应方程：H H He n17.6Me
6、V21 31 42 102.人工转变：(1)卢瑟福发现质子： N He O H.147 42 178 1(2)查德威克发现中子： Be He C n.94 42 126 10自测 4 (多选)下列说法正确的是( )A.重核裂变时放出能量，而轻核聚变时吸收能量B.轻核聚变必须在很高的温度下才能进行C.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应D.人类制成了原子弹，从而实现了用人工方法控制链式反应的速度，和平利用核能答案 BC命题点一 原子核的衰变及半衰期1.衰变规律及实质(1) 衰变、 衰变的比较4衰变类型 衰变 衰变衰变过程 X Y HeAZ A 4Z 2 42 X Y eAZ AZ 1 0
7、12 个质子和 2 个中子结合成一个整体射出1 个中子转化为 1 个质子和1 个电子衰变实质2 H2 n He1 10 42 n H e10 1 0 1匀强磁场中轨迹形状衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒(2) 射线： 射线经常伴随着 衰变或 衰变同时产生.其实质是放射性原子核在发生 衰变或 衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(原子核处于激发态)而辐射出光子.2.确定衰变次数的方法因为 衰变对质量数无影响，所以先由质量数的改变确定 衰变的次数，然后再根据衰变规律确定 衰变的次数.3.半衰期(1)公式： N 余 N 原 ( )tT， m 余 m 原 ( )tT.12 12(2)影
8、响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关.例 1 一静止的铀核放出一个 粒子衰变成钍核，衰变方程为 ，下列说23892U 23490Th 42He法正确的是( )A.衰变后钍核的动能等于 粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于 粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个 粒子所经历的时间D.衰变后 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 静止的铀核在 衰变过程中，满足动量守恒的条件，根据动量守恒定律得pTh p 0，即钍核的动量和 粒子的动量大小相等，方向相反，选项 B 正确；根据 Ek可知，
9、选项 A 错误；半衰期的定义是统计规律，对于一个 粒子不适用，选项 C 错误；p22m铀核在衰变过程中，伴随着一定的能量放出，即衰变过程中有一定的质量亏损，故衰变后 粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，选项 D 错误.变式 1 (多选)(2018台州市 3 月选考)关于天然放射现象，下列说法正确的是( )5A. U 经过 7 次 衰变和 4 次 衰变后得到 Pb23592 20782B.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，其半衰期不变C. 衰变所释放的电子是原子核内的质子转变成中子时产生的D.在 、 这三种射线中， 射线的电离能力最强， 射线的穿透能力最强答案 ABD变式 2 放射性元素
10、A 经过 2 次 衰变和 1 次 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 原子核经过一次 衰变，电荷数减小 2，所以经过 2 次 衰变后电荷数减小 4；同时，经过一次 衰变，电荷数增加 1；所以元素 A 经过 2 次 衰变和 1 次 衰变后电荷数减小 3，则生成的新元素在元素周期表中的位置向前移 3 位，故 C 正确，A、B、D 错误.变式 3 在很多装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素.下列说法正确的是( )A. 射线、 射线和 射线都是电磁波B.在 、 三种射线中， 射线的电离能
11、力最强C.氡的半衰期为 3.8 天，4 个氡原子核经过 7.6 天后一定只剩下 1 个氡原子核D.放射性元素发生 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的答案 D解析 射线是高速 He 核流， 射线是高速电子流， 射线是能量很高的电磁波，A 项42错误.在 、 三种射线中， 射线的电离能力最强， 射线的电离能力最弱，B 项错误.半衰期是对大量原子核的衰变行为作出的统计规律，对于少数原子核无意义，C 项错误.命题点二 核反应及核反应类型1.核反应的四种类型类型 可控性 核反应方程典例 衰变 自发 U Th He23892 23490 42衰变 衰变 自发 Th Pa e23490 2
12、3491 0 1N He O H(卢瑟福发现质子)147 42 178 1He Be C n(查德威克发现中子)42 94 126 10Al He P n2713 42 3015 10人工转变人工控制P Si e3015 3014 0 1约里奥居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子U n Ba Kr3 n23592 10 14456 8936 10重核裂变容易控制U n Xe Sr10 n23592 10 13654 9038 106轻核聚变很难控制H H He n21 31 42 102.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础.如质子( H)、中子( n
13、)、1 10粒子( He)、 粒子( e)、正电子( e)、氘核( H)、氚核( H)等.42 0 1 0 1 21 31(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“”表示反应方向.(3)核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒.例 2 (多选)(2017浙江 11 月选考14)下列说法正确的是( )A.核聚变反应方程可能为 H H He2 n21 31 42 10B.铀核裂变的核反应方程可能为 U n Xe Sr2 n23592 10 1405 9438 10C.发生 衰变时原子核放出电子，说明电子是原子核
14、的组成部分D.中子和质子结合成氘核，若该过程质量亏损为 m，则氘核的结合能为 mc2答案 BD解析 选项 A 的核反应方程为 H H He n，选项 A 错误；根据重核裂变的核反应方程21 31 42 10配平方式可知，选项 B 正确； 衰变时原子核内部中子衰变为质子时释放出高速电子，电子并不是原子核的组成部分，选项 C 错误；根据 E mc2可知，选项 D 正确.变式 4 (多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( )A. U Th He 是 衰变23892 23490 42B. N He O H 是 衰变147 42 178 1C. H H He n 是轻核聚变21 31 42
15、10D. Se Kr2 e 是重核裂变8234 8236 0 1答案 AC解析 A 为 衰变，B 为原子核的人工转变，C 为轻核聚变，D 为 衰变，故 A、C 正确.变式 5 (多选)一静止的铝原子核 Al 俘获一速度为 1.0107m/s 的质子 p 后，变为处于2713激发态的硅原子核 Si*.下列说法正确的是( )2814A.核反应方程为 p Al Si*2713 2814B.核反应过程中系统动量守恒C.核反应过程中系统能量不守恒D.核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和答案 AB解析 根据质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为 p Al Si*，A 正确；核反应过程2
16、713 28147中释放的核力远远大于外力，故系统动量守恒，B 正确，C 错误；由于反应过程中，要释放大量的能量，伴随着质量亏损，所以生成物的质量小于反应物的质量之和，D 错误.变式 6 (多选)现有如下两个核反应方程分别为：XY He H4.9MeV42 31H H HeX17.6MeV21 31 42下列表述正确的是( )A.X 是质子B.Y 的质子数是 3，中子数是 3C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应答案 BD解析 根据核反应方程： H H HeX17.6MeV，X 的质量数： A12341，核电21 31 42荷数： Z11120，所以 X 是中子，故 A 错
17、误；根据核反应方程：XY He H4.9MeV，X 是中子，所以 Y 的质量数： A24316，核电荷数：42 31Z22103，所以 Y 的质子数是 3，中子数是 3，故 B 正确；根据两个核反应方程可知，都有大量的能量释放出来，所以一定都有质量亏损，故 C 错误；氘和氚的核反应过程中是质量比较小的核生成质量比较大的新核，所以是核聚变反应，故 D 正确.命题点三 质量亏损及核能的计算1.根据核反应方程，计算出核反应前与核反应后的质量亏损 m.2.根据爱因斯坦质能方程 E mc2计算核能.质能方程 E mc2中 m 的单位用“kg” ， c 的单位用“m/s” ，则 E 的单位为“J”.3.
18、E mc2中，若 m 的单位用“u” ，则可直接利用 E m931.5MeV 计算 E，此时 E 的单位为“MeV” ，即 1u1.660610 27 kg，对应的能量为 931.5MeV，这个结论可在计算中直接应用.例 3 (多选)(2018温州市期中)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 Pu，静止的 Pu 衰变23994 23994为铀核 U 和 粒子，并放出频率为 的 光子，已知 Pu、 U 和 粒子的质量23592 23994 23592
19、分别为 mPu、 mU、 m .下列说法正确的是( )A. Pu 的衰变方程为 Pu U He23994 23994 23592 42B.此核反应过程中质量亏损为 m mPu mU mC.释放出的 光子的能量为( mPu mU m )c2D.反应后 U 和 粒子结合能之和比 Pu 的结合能大23592 23994答案 ABD8解析 根据质量数守恒与电荷数守恒可知， Pu 的衰变方程为 Pu U He，故23994 23994 23592 42A 正确；此核反应过程中的质量亏损等于反应前后质量的差，为 m mPu mU m ，故 B 正确；核反应的过程中释放的能量： E( mPu mU m )c
20、2，由于核反应的过程中释放的核能转化为新核与 粒子的动能以及光子的能量，所以光子的能量小于( mPu mU m )c2，故 C 错误； Pu 衰变成 U 和 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23994 23592大，原子变得更稳定，所以反应后 U 和 粒子结合能之和比 Pu 的结合能大，故 D 正23592 23994确.变式 7 (多选)(2018七彩阳光联盟期中)裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核 U 为燃料的反应堆中，当 U 俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，23592 23592其中一种可表示为( )U n Xe SrX23592 10 13
21、954 9438235.0439 1.0087 138.9178 93.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量(以原子质量单位 u 为单位)，已知 1u的质量对应的能量为 9.3102MeV，则( )A.此反应方程式中的 X 是 2 n10B.此反应释放出的能量约为 1.8102MeVC.此反应前后能量守恒D.此反应前后动量不守恒答案 BC变式 8 (多选)目前核电站都是利用铀核裂变释放大量核能进行发电，其发生的核反应方程是 U n Ba KrX n，一座发电功率为 P1.0010 6kW 的核电站，核能转化23592 10 14156 9236 10为电能的效率 50%，每次
22、核反应过程中放出的核能 E2.7810 11 J，铀核的质量mU39010 27 kg，则下列说法正确的是( )A.X3B.每年核电站消耗 U 的能量约为 6.31016J23592C.每年消耗 U 的数目约为 2.271024个23592D.每年消耗 U 的质量约为 885kg23592答案 ABD解析 根据核反应方程遵循质量数和电荷数守恒知，X3，A 正确；因核电站发电效率为 50%，则 核 电 站 每 年 消 耗 U 的 能 量 为 W P t 365243 235921.00 106 10350%600J6.310 16J，B 正确；产生这些能量消耗的铀核的数目：n 2.2710 27
23、(个)，C 错误；每年消耗 U 的质量为W E 6.310162.7810 11 23592M nmU2.2710 273901027 kg885kg，D 正确.91.(多选)下列应用是把放射性同位素作为示踪原子的是( )A.利用钴 60 治疗肿瘤等疾病B. 射线探伤C.利用含有放射性碘 131 的油检测地下输油管的漏油情况D.把含有放射性元素的肥料施给农作物用以研究农作物吸收养分的规律答案 CD2.(多选)下列说法正确的是( )A.天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构B. 粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C.原子核发生 衰变生成的新核原子序数增加D.氢原子从能级 3 跃迁到能级
24、2 辐射出的光子的波长小于从能级 2 跃迁到基态辐射出的光子的波长(氢原子的能级公式 En E1， n1,2,3，)1n2答案 AC解析 天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，A 正确. 粒子散射实验说明原子具有核式结构，B 错误.根据电荷数守恒、质量数守恒知， 衰变放出了一个电子，新核的核电荷数增加 1，即原子序数增加，C 正确.氢原子从能级 3 跃迁到能级 2 辐射出的光子的频率小于从能级 2 跃迁到基态辐射出的光子的频率，故从能级 3 跃迁到能级 2 辐射出的光子的波长大于从能级 2 跃迁到基态辐射出的光子的波长，D 错误.3.(多选)(2018温州市 3 月选考)下列说法正确的是(
25、 )A.全息照片的拍摄利用了光的干涉原理B.观看立体电影的 3D 眼镜，利用了光的偏振原理C.原子核发生一次 衰变，该原子外层就失去一个电子D.在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可用普通水作为慢化剂答案 ABD4.(多选)(2019 届书生中学月考)铀核裂变是核电站核能的重要来源，下列说法正确的是( )A.铀 238 是核电站的燃料B.铀核裂变反应中有中子放出C.铀核的链式反应可人工控制10D.铀块体积对链式反应的发生无影响答案 BC解析 核电站的主要燃料是铀 235，选项 A 错误；重核裂变时也会产生一些中子，链式反应属于可控裂变反应，选项 B、C 正确；要发生链式反应除了有中子外，还需
26、要铀块体积达到临界体积，选项 D 错误.5.(多选)(2018台州中学统练)下列有关说法正确的是( )A.铀核发生 衰变时，释放出 粒子和一定的能量，目前核电站利用的就是这一自发释放的能量B.如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，改用红光一定不能发生光电效应C.氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会释放出一定频率的光子D.机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性答案 CD解析 核电站利用的是铀核的裂变反应释放的能量，选项 A 错误；紫光的频率大于红光，如果利用紫光照射某种金属可以发生光电效应，则改用红光不一定能发生光电效应，有可能发生光电效应，选项 B 错误；氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会
27、释放出一定频率的光子，选项 C 正确；机械波和电磁波都具有干涉、衍射的特性，选项 D 正确.6.(多选)下列说法正确的是( )A.分别用 X 射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用 X 射线照射时光电子的最大初动能较小B.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C.以 mD、 mp、 mn分别表示氘核、质子、中子的质量，则 mD mp mnD.天然放射现象中的 射线是原子核受激发产生的答案 BD解析 分别用 X 射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，由光电效应方程：Ek h W0，则用频率比较大的 X 射线照射时光电子的最大初动能较大，故 A 错误；放射性元素
28、的半衰期与原子核所处的物理环境和化学状态无关，故 B 正确；质子和中子结合成氘核，有质量亏损，可知 mD mp mn，故 C 错误；天然放射现象中的 射线是原子核受激发产生的，故 D 正确.7.(多选)(2018绍兴市选考诊断)人类对微观世界进行探索的过程中，下列说法正确的是( )A.G.P.汤姆孙从实验中发现了电子衍射现象，说明实物粒子也具有波动性B.查德威克用 粒子轰击铍核发现中子的核反应为 H Be n C42 94 01 126C.有些元素的半衰期会随外界温度和压强的改变而略微改变D.一般化学反应只是核外电子的改变，而核反应则是原子核的改变.所以一般化学反应能量改变比核反应小11答案
29、AD8.(多选)下列关于近代物理学的叙述中，说法正确的是( )A.卢瑟福提出了原子的核式结构模型B.已知铀 238 的半衰期为 4.5109年，则 100 个铀 238 原子经过 9109年后未发生衰变的有 25 个C. 衰变释放出的是电子流，且这些电子不是原子核外的电子D.爱因斯坦的光子说以及光电效应方程，说明光子具有波动性答案 AC解析 卢瑟福根据 粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项 A 正确；半衰期是对大量原子核的衰变行为作出的统计规律，对少量原子不成立，选项 B 错误； 衰变释放的电子流，来自于原子核内部，选项 C 正确；爱因斯坦的光子说以及光电效应说明光子具有粒子性，选项
30、D 错误.9.(多选)下列说法正确的是( )A.德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短B. 射线是频率极高的电磁波，其在云室中穿过会留下清晰的径迹C.根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能将增大D.太阳辐射能量的主要来源与核电站发生的核反应一样，都是重核裂变答案 AC解析 依据德布罗意波长公式 可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故hpA 正确； 射线是频率极高的电磁波，但其电离本领最弱，在云室中穿过不会留下清晰的径迹，故 B 错误；根据玻尔原子模型，氢原子辐射光子后，电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道，电子绕核运动的动能增大，故 C 正确
31、；太阳辐射能量的主要来源是轻核聚变，故 D 错误.10.(多选) 14C 发生放射性衰变成为 14N，半衰期约为 5700 年，已知植物存活期间，其体内14C 与 12C 的比例不变；生命活动结束后， 14C 的比例持续减少，现通过测量得知，某古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一.下列说法正确的是( )A.该古木的年代距今约 5700 年B.12C、 14C 具有相同的中子数C.14C 衰变为 14N 的过程中放出 射线D.增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变答案 AC解析 放射性元素经过一个半衰期剩下的原子核的质量是原来的一半，故该古木的年代距今约为 5700
32、年，A 正确； 12C 和 14C 互为同位素，具有相同的质子数、不同的中子数，B 错误；1214C 衰变为 14N，电荷数增加 1，说明放出了电子，发生了 衰变，C 正确；半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，D 错误.11.如图 1 所示，我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献.下列核反应方程中属于聚变反应的是( )图 1A. H H He n21 31 42 10B. N He O H147 42 178 1C. He Al P n42 2713 3015 10D. U n Ba Kr3 n23592 10 14456
33、8936 10答案 A解析 H H He n 是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子，属于21 31 42 10聚变反应，故 A 正确； N He O H 是卢瑟福发现质子的核反应方程，是人类第一次147 42 178 1实现原子核的人工转变，属于人工核反应，故 B 错误； He Al P n 属于原子核的42 2713 3015 10人工转变，故 C 错误； U n Ba Kr3 n 是一种典型的铀核裂变，属于裂变反23592 10 14456 8936 10应，故 D 错误.12.(多选)(2018浙江 4 月选考14)下列说法正确的是( )A.组成原子核的核子越多，原子核越
34、稳定B. U 衰变为 Rn 经过 4 次 衰变，2 次 衰变23892 22286C.在 LC 振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大D.在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大答案 BD解析 原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，故 A 错误； U 衰变为 Rn，质量数23892 22286减少 16，电荷数减少 6，由于原子核经过一次 衰变，质子数减少 2，质量数减少 4，经过一次 衰变，质子数增加 1，质量数不变.所以有： 衰变次数 m 4； 衰变238 2224次数 n 2，故 B 正确；当线圈两端电势差最大时，电流变化率最大，此时电8 92 861流为 0，
35、故 C 错误；在电子的单缝衍射实验中，狭缝越窄，屏上中央亮条纹越宽，即能更准确地测得电子的位置.根据不确定性关系 x p ，电子动量的不确定量变得更大，故h4D 正确.1313.(多选)(2018新高考研究联盟联考)如图 2 所示的几幅图的有关说法中正确的是( )图 2A.甲图中少数 粒子发生了较大角度偏转，是由于原子的全部正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B.乙图中射线丙由 粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，射线乙不带电，一定是高速运动的中子流C.丙图中强黄光和弱黄光曲线交于 U 轴同一点，说明对于同种颜色的光发生光电效应时最大初动能与光的强度无关D.丁图为粒子通过气泡室时的照片，通
36、过照片可以分析粒子的动量、能量及带电情况答案 ACD解析 题图甲中少数 粒子发生了较大角度偏转，是由于原子的全部正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，选项 A 正确；题图乙中射线丙向右偏转，由左手定则可知，它由 粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，射线乙不偏转，故不带电，是 射线，选项 B错误；根据 eUc Ek h W0，强黄光和弱黄光曲线交于 U 轴同一点，说明对于同种颜色的光发生光电效应时最大初动能与光的强度无关，选项 C 正确；根据粒子通过气泡室时的照片可以分析粒子的动量、能量及带电情况，选项 D 正确.14.(多选)“核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能的释放(如图 3 所示)
37、，核燃料是铀棒，在铀棒周围要放“慢化剂” ，快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后，中子能量减少变为慢中子.碳核的质量是中子的 12 倍，假设中子与碳核是弹性正碰，而且认为碰撞前中子动能是 E0，碳核都是静止的，则( )14图 3A.链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程B.镉棒的作用是与铀棒发生化学反应，消耗多余的铀原子核，从而达到控制核反应速度的目的C.经过一次碰撞，中子失去的动能为 E048169D.在反应堆的外面修建很厚的水泥防护层是用来屏蔽裂变产物放出的各种射线答案 ACD解析 链式反应是指由裂变产生的中子使裂变反应一代又一代持续下去的过程，选项 A 正确；核反应堆
38、中，镉棒的作用是吸收中子，以控制反应速度，选项 B 错误；根据动量守恒有mv0 mv112 mv2，依据能量守恒有 mv02 mv12 12mv22，联立可得 v1 v0，所以中12 12 12 1113子损失的动能为 E0，选项 C 正确；水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的射线，选项48169D 正确.15.(多选)下列说法中正确的是( )A.卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为： He N O H42 147 178 1B.铀核裂变的核反应是 U Ba Kr2 n23592 14156 9236 10C.质子、中子、 粒子的质量分别为 m1、 m2、 m3，那么质子和中子结合成一个 粒子
39、，所释放的核能为 E( m1 m2 m3)c2D.原子从 a 能级跃迁到 b 能级时发射波长为 1的光子；原子从 b 能级跃迁到 c 能级时吸收波长为 2的光子，已知 1 2，那么原子从 a 能级跃迁到 c 能级时将要吸收波长为的光子 1 2 1 2答案 AD解析 卢瑟福用 粒子轰击氮核发现了质子，A 正确；铀核要用中子轰击才会引发裂变，裂变方程不能把轰击的中子与裂变后放出的中子合并抵消，所以铀核裂变的核反应方程为U n Ba Kr3 n，B 错误；两个质子与两个中子结合成一个 粒子，所释放23592 10 14156 9236 10的核能为 E(2 m12 m2 m3)c2，C 错误；光的波
40、速与波长、频率关系为 c ，光子的能量为 E h ，原子从 a 能级跃迁到 b 能级放出的光子能量 E1 ，原子从 b 能级跃hc hc 115迁到 c 能级时，吸收的光子能量 E2 ，设原子从 a 能级跃迁到 c 能级时吸收的光的波长hc 2为 3，则 ，解得 3 ，D 正确.hc 3 hc 2 hc 1 1 2 1 216.(多选)用中子( n)轰击铀核( U)产生裂变反应，会产生钡核( Ba)和氪核( Kr)并释10 23592 14456 8936放出中子( n)，当达到某些条件时可发生链式反应.一个铀核( U)裂变时，释放的能量约10 23592为 200MeV(1eV1.610 1
41、9 J).以下说法正确的是( )A. U 的裂变方程为 U Ba Kr2 n23592 23592 14456 8936 10B. U 的裂变方程为 U n Ba Kr3 n23592 23592 10 14456 8936 10C. U 发生链式反应的条件与铀块的体积有关23592D.一个 U 裂变时，质量亏损约为 3.61029 kg23592答案 BC解析 铀核在裂变过程中需要中子的轰击，产生链式反应，选项 A 错误，B 正确.而链式反应在进行过程中，还需要铀块达到临界体积才能维持链式反应持续不断进行下去，选项 C 正确.根据释放出来的核能，结合质能方程 E mc2可知，反应过程中，亏损
42、质量为 mkg3.610 28 kg，选项 D 错误.2001061.610 193108217.(多选)2017 年 11 月 6 日“华龙一号”核电项目首台发电机已通过了“型式试验” ，全部指标达到和优于设计要求，标志着我国“华龙一号”首台发电机自主研制成功.“华龙一号”是利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电的， U 是核电站常用的核燃料. U 受一23592 23592个中子轰击后裂变成 Ba 和 Kr 两部分，并产生 3 个中子.要使链式反应发生，裂变物质14156 9236的体积要大于等于它的临界体积.已知 U、 Ba、 Kr 和中子 n 的质量分别是23592 14156 92
43、36 10235.0439u、140.9139u、91.8973u 和 1.0087u.已知 1u 相当于 931.5MeV 的能量，则下列说法正确的是( )A.该核反应方程为： U Ba Kr2 n23592 14156 9236 10B.该核反应方程为： U n Ba Kr3 n23592 10 14156 9236 10C.因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少D.一个 U 裂变时放出的能量约为 200.55MeV23592答案 BD解析 U 受一个中子轰击后裂变成 Ba 和 Kr 两部分，并产生 3 个中子，根据质量数23592 14156 9236守恒，则有： U n Ba Kr3 n，故 A 错误，B 正确；该核反应过程中发生质量23592 10 14156 9236 10亏损，释放能量，但是反应前后总质量数保持不变，故 C 错误；由质能方程 E mc2，1u 相当于 931.5MeV 的能量，代入数据，解得放出的能量约为 200.55MeV，故D 正确.16
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