2010-2012高考物理高频考点精选分类解析60 原子核

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2010~2012高考物理高频考点精选分类解析
高频考点60 原子核
1. （2012·全国理综）U经过m次α衰变和n次β衰变Pb,则
A.m=7，n=3 B.m=7，n=4 C.m=14，n=9 D.m=14，n=18
1.【答案】：B【解析】：经过α衰变次数为(235-207)÷4=7，经过β衰变次数为4次，选项B正确。
【考点定位】此题考查原子核衰变次数的计算。
2．（2012·重庆理综）以下是物理学史上3个著名的核反应方程
x+Li→2y，y+N→x+O，y+Be→z+C。
x、y和z是3种不同的粒子，其中z是
A．α粒子 B．质子 C．中子 D．电子
2.【答案】：C【
解析】：x是质子，y是α粒子，z是中子，选项C正确。
【考点定位】考查核反应方程及其相关知识。
3. （2012·广东理综物理）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有
A.H+H→He+n是核聚变反应
B. H+H→He+n是β衰变
C. U+n →Ba+Kr+3n是核裂变反应
D．U+n →Xe+Sr+2n是α衰变
3【答案】：AC
【解析】：H+H→He+n是核聚变反应，U+n →Ba+Kr+3n是核裂变反应，U+n →Xe+Sr+2n是核裂变反应，选项AC正确。
【考点定位】此题考查核反应方程的类型分析及其相关知识。
4. (2012·天津理综)下列说法正确的是
采用物理和化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期
由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子
从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力
原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量
4.【答案】B
【解析】采用物理和化学方法不能改变放射性元素的半衰期，选项A错误；由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，选项B正确；从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，选项C错误；原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，选项D错误。
【考点定位】本题考查原子物理的相关知识，意在考查考生对原子物理知识的了解和知道。
5.（2011·重庆理综）核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。.碘131的半衰期约为8天，会释放射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射射线。下列说法正确的是
A.碘131释放的射线由氦核组成
B.铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量
C.与铯137相比，碘131衰变更慢。
D.与铯133和铯137含有相同的质子数
5.答案：D
解析：碘131释放的射线由电子组成，选项A错误；铯137衰变时辐射出的光子能量大于可见光光子能量，选项B错误；与铯137相比，碘131衰变更快，选项C错误；与铯133和铯137含有相同的质子数，互为同位素，选项D正确。
6．（2012·上海物理）与原子核内部变化有关的现象是 （ ）
（A）电离现象 （B）光电效应现象
（C）天然放射现象 （D）α粒子散射现象
【答案】：C
【解析】：与原子核内部变化有关的现象是天然放射现象，选项C正确。
【考点定位】此题考查一些物理现象的产生原因。
7．（2012·上海物理）在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。该装置中探测器接收到的是 （ ）
（A）x射线 （B）α射线
（C）β射线 （D）γ射线
【答案】：D
【解析】：．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，该装置中探测器接收到的是γ射线，选项D正确。
【考点定位】此题考查放射线的穿透能力。
8．（2012·上海物理）某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图（ ）
【答案】：B
【解析】：同位素的质量数A越大，中子数N越大，当质量数为1时，中子数为零，选项B正确。
【考点定位】此题考查同位素的质量数A与中子数N关系。
9．（2010天津理综）下列关于原子和原子核的说法正确的是
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B. 玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
【答案】B
【解析】：β衰变释放的电子是原子核内的中子转化为质子和电子，原子核内没有电子，选项A错误；玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化，选项B正确；放射性元素的半衰期是原子核本身属性，与所处的物理化学状态无关，选项C错误；比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，选项D错误。
【点评】此题考查波尔理论、β衰变、半衰期和比结合能等知识点。
10．（2010全国理综1）原子核经放射性衰变①变为原子核，继而经放射性衰变②变为原子核，再经放射性衰变③变为原子核。放射性衰变?①、②和③依次为
A．α衰变、β衰变和β衰变 B．β衰变、α衰变和β衰变
C．β衰变、β衰变和α衰变 D．α衰变、β衰变和α衰变
【答案】A
【解析】原子核经放射性衰变①变为原子核，质量数减少4，电荷数减少2，说明①为α衰变；经放射性衰变②变为原子核，质子数增加1，质量数不变，说明②为β衰变；经放射性衰变③变为原子核,质子数增加1，质量数不变，说明③为β衰变，所以选项A正确。
【点评】考查原子核的衰变规律。
11（2010福建理综）14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是 。（填选项前的字母）
【答案】C
【解析】：根据放射性元素的衰变规律，衰变规律图象是一向下凹的曲线，能正确反映14C衰变规律的是图C。
【点评】考查反映衰变规律的m—t图象。
12. （2010上海物理）某放射性元素经过11.4天有7/8的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为
A．11.4天 B．7.6天 C．5. 7天 D．3.8天
【答案】D
【解析】有7/8的原子核发生了衰变，即剩余1/8，根据放射性元素的衰变规律，经过3个半衰期剩余1/8，所以半衰期T=11.4/3天=3.8天，选项D正确。
【点评】考查原子核半衰期的计算。
13（2010广东理综）关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有
U→ Th+He是α衰变
N+He→O+H是β衰变
H+H→He+n是轻核聚变
Se→Kr+He+2e是重核裂变
13【答案】AC
【解析】：核反应U→ Th+He发出了α粒子，是α衰变，选项A正确；N+He→O+H是α粒子轰击氮核产生质子的反应，属于原子核的人工转变，选项B错误；H+H→He+n是氘氚聚合成氦核的聚变反应，选项C正确；Se→Kr+He+2e是Se释放出氦核和电子的衰变反应，选项D错误。
【点评】此题考查对核衰变和核反应的类型判断，要根据各种核反应的特征进行判断。
14．（2010北京理综）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4×1026J，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
14【答案】D
【解析】：根据爱因斯坦的质能方程，太阳每秒钟减少的质量△m ==kg=4.4×109kg，选项D正确。
【点评】凡是释放能量的核反应，其核反应后的总质量必然小于反应前的总质量。
15（2012·江苏物理）一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为 _____________. 该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为 _____________.
.【答案】 n+H→H Q/2
【解析】一个中子与氢原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为n+H→H。该反应放出的能量为Q，由两个核子，则氘核的比结合能为Q/2。
【考点定位】此题考查核反应、比结合能及其相关知识。
16（4分）（2011海南物理卷19题（1））2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射。在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是_______和__________（填入正确选项前的字母）。131I和137Cs原子核中的中子数分别是________和_______.
A.X1→Ba+n B.X2→Xe+e C.X3→Ba+e D.X4→Xe+p
【答案】 B C 78 82
解析：由质量数和核电荷数守恒可以得出能反映131I衰变过程的是方程B，131I原子核中的中子数是131-53=78；能反映137Cs衰变过程的是方程C，137Cs原子核中的中子数是137-55=82.
17.（2011江苏物理）有些核反应过程是吸收能量的。例如在中，核反应吸收的能量，在该核反应中，X表示什么粒子？X粒子以动能EK轰击静止的N，若EK=Q，则该核反应能否发生？请简要说明理由。
答案：He
不能实现，因为不能同时满足能量守恒定律和动量守恒定律的要求。
解析：根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可求得X粒子质量数和电荷数分别为4和2，所以X表示He。He以动能EK轰击静止的N核，说明系统初动量不为零，由动量守恒定律可知，系统末动量一定不为零，由动量与动能关系可知，系统末动能一定不为零，所以，若EK=Q，则该核反应一定不能发生。
18（6分）（2012·新课标理综）氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：，式中x是某种粒子。已知：、、和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u=931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知，粒子x是__________，该反应释放出的能量为_________ MeV（结果保留3位有效数字）
18.答案：中子 17.6
解析：由核反应满足的质量数守恒和电荷数守恒可知，粒子x是中子。由质能方程可得△E=△mc2=△m×931.5MeV/c2=17.6 MeV。
【考点定位】此题考查核反应方程、核能计算等。
19（2012·海南物理）一静止的U核经α衰变成为Th核，释放出的总动能为4.27MeV。问此衰变后Th核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)？
【答案】0.07 MeV
【解析】：
根据题意知，此α衰变的衰变方程为U→Th+He。
根据动量守恒定律得，mαvα= mThvTh，
式中，mα和mTh分别为α粒子和Th核的质量，vα和vTh分别为α粒子和Th核的速度的大小。由题设条件知，mαvα2+mThvTh2 =Ek，
=
式中Ek =4.27MeV，是α粒子和Th核的总动能。
联立解得：mThvTh2 =Ek。
代入数据得，衰变后Th核的动能为mThvTh2 =0.07 MeV。
【考点定位】此题考查动量守恒定律、衰变及其相关知识。
20．（2012·上海物理）Co发生一次β衰变后变为Ni核，其衰变方程为______________；在该衰变过程中还发出频率为ν1、ν2的两个光子，其总能量为_____________________。
【答案】：Co→Ni+e h(ν1+ν2).
【解析】：Co发生一次β衰变后变为Ni核，根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒，其衰变方程为Co→Ni+e。在该衰变过程中还发出频率为ν1、ν2的两个光子，根据光子能量公式，其总能量为h(ν1+ν2).。
【考点定位】此题考查衰变反应和光子能量及其相关知识。