物理二轮复习 专题五 动量与原子物理学 第三讲 原子结构与原子核——课后自测诊断卷

第三讲原子结构与原子核

——课后自测诊断卷

1．[多选](2019·江苏七市三模)中微子是一种不带电、质量很小的粒子。早在1942年我国物理学家王淦昌首先提出证实中微子存在的实验方案。静止的铍核(74Be)可能从很靠近它的核外电子中俘获一个电子(动能忽略不计)形成一个新核并放出中微子，新核处于激发态，放出γ光子后回到基态。通过测量新核和γ光子的能量，可间接证明中微子的存在。则( )

A．产生的新核是锂核(73Li)

B．反应过程吸收能量

C．中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等

D．中微子的动能与处于激发态新核的动能相等

解析：选AC 根据题意可知发生的核反应方程为74Be＋0－1e→73Li＋νe，所以产生的新核是锂核，反应过程放出能量，故A正确，B错误；根据动量守恒可知中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，方向相反，故C正确；因为中微子的动量与处于激发态新核的动

量大小相等，质量不等，根据E k＝p2

2m

，可知中微子的动能与处于激发态新核的动能不相等，

故D错误。

2．[多选](2019·武汉质检)我国自主研发的钍基熔盐是瞄准未来20～30年后核能产业发展需求的第四代核反应堆，是一种液态燃料堆，使用钍铀核燃料循环，以氧化盐为冷却剂，将天然核燃料和可转化核燃料熔融于高温氯化盐中，携带核燃料在反应堆内部和外部进行循环。钍232不能直接使用，需要俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233再使用，铀233的一种典型裂变方程是233 92U＋10n→142 56Ba＋8936Kr＋310n。已知铀233的结合能为E1、钡142的结合能为E2、氪89的结合能为E3，则( )

A．铀233比钍232少一个中子

B．铀233、钡142、氪89三个核中氪89的结合能最小，比结合能却最大

C．铀233、钡142、氪89三个核中铀233的结合能最大，比结合能也最大

D．铀233的裂变反应释放的能量为ΔE＝E1－E2－E3

解析：选AB 设钍核的电荷数为a，则钍232俘获一个中子后经过2次β衰变转化成铀233，则a＝92－2＝90，则钍232中含有中子数为232－90＝142，铀233含有中子数为233－92＝141，则铀233比钍232少一个中子，选项A正确；铀233、钡142、氪89三个核中氪89质量数最小，结合能最小，因核子数较小，则比结合能却最大，选项B正确，C错误；铀233的裂变反应中释放的能量等于生成物的结合能减去反应物的结合能，选项D错误。

3．[多选](2019·南京、盐城三模)下列对物理知识的理解正确的有( )

A．α射线的穿透能力较弱，用厚纸板就能挡住

B ．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等

C ．放射性元素钋的半衰期为138天，100 g 的钋经276天，已发生衰变的质量为75 g

D ．质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m 1＋m 2－m 3)c 2

解析：选AC γ射线电离最弱，穿透最强，α射线电离最强，穿透最弱，用厚纸板就能挡住，故A 正确；动能相同的质子和电子，它们的动量大小可以用公式p ＝2m ·E k 判断，质子与电子的质量不同，所以动能相等的电子与质子的动量是不同的，再根据德布罗意波的波长公式λ＝h p ，可知其波长也不相同，故B 错误；根据m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T

知，100 g 的Po 经276天，即经过2个半衰期，已衰变的质量为75 g ，故C 正确；质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，由爱因斯坦质能方程可知，释放的能量是(2m 1＋2m 2－m 3)c 2

，故D 错误。

4．[多选](2019·南京、盐城二模)放射性元素氡(222 86Rn)的半衰期为T ，氡核放出一个X 粒子后变成钋核(218 84Po)，设氡核、钋核和X 粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，下列说法正确的是( )

A ．该过程的核反应方程是222 86Rn→218 84Po ＋42He

B ．发生一次核反应释放的核能为(m 2＋m 3－m 1)c 2

C ．1 g 氡经2T 时间后，剩余氡原子的质量为0.5 g

D ．钋核的比结合能比氡核的比结合能大

解析：选AD 根据核反应过程质量数守恒，电荷数守恒，该核反应方程是222 86Rn→218 84Po ＋42He ，故A 正确；聚变反应中亏损的质量转化为能量，故释放的核能为E ＝(m 1－m 2－m 3)c 2，故B 错误；1 g 氡经2T 时间后，剩余氡原子的质量为0.25 g ，故C 错误；从氡核衰变成钋核放出核能，所以钋核的比结合能比氡核的比结合能大，故D 正确。

5．[多选](2019·南师附中模拟)基于下列四幅图的叙述正确的是( )

A ．由甲图可知，黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动

B ．由乙图可知，a 光光子的频率高于b 光光子的频率

C ．由丙图可知，该种元素的原子核每经过7.6天就有14

发生衰变 D ．由丁图可知，中等大小的核的比结合能大，这些核最稳定

解析：选AD 由题图甲观察可知黑体温度升高时，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故A 正确；由题图乙可知，a 光光子的频率低于b 光光子的频率，故B 错误；由题图丙可知，该种元素的原子核每经过7.6天就有34

发生衰变，故C 错误；由题图丁可知，质量数为40的原子的比结合能最大，即中等大小的核的比结合能大，这些核最稳定，故D 正确。

6．[多选](2019·南通一模)已知氢原子基态能量为－13.6 eV ，下列说法正确的有

( )

A ．使n ＝2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4 eV 的能量

B ．氢原子由n ＝3能级跃迁到n ＝2能级，放出光子，能量增加

C ．处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV 的光子跃迁到n ＝4激发态

D ．大量处于n ＝3激发态的氢原子会辐射出3种不同频率的光

解析：选AD 氢原子基态能量为－13.6 eV ，则n ＝2能级为E 2＝－13.622 eV ＝－3.4 eV ，因此要使处于n ＝2能级的氢原子电离至少需要吸收3.4 eV 的能量，故A 正确；氢原子由n ＝3能级跃迁到n ＝2能级，放出光子，能量减少，故B 错误；处于基态的氢原子吸收能量为10.2 eV 的光子，能量变为E ＝－13.6 eV ＋10.2 eV ＝－3.4 eV ，因此会从n ＝1能级跃迁到n ＝2能级，故C 错误；根据C 23＝3，可知大量处于n ＝3能级的氢原子跃迁时能辐射出3种不同频率的光子，故D 正确。

7．[多选](2019·宿迁一模)下列说法中正确的有( )

A ．氡核的半衰期为3.8天，20个氡原子核经7.6天后剩下5个氢原子核

B ．由质能方程可知，物体的能量发生变化时，物体的质量也相应变化

C ．镭核发生一次α衰变时，产生的新核与原来的原子核相比，中子数减少了4

D ．钍核发生β衰变后，产生新核的比结合能大于原来钍核的比结合能

解析：选BD 半衰期具有统计意义，对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，故A 错误；质能方程E ＝mc 2可知，物体的能量发生变化时，物体的质量也相应变化，故B 正确；镭核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，质量数减少了4，中子数减少2，故C 错误；钍核发生β衰变后，产生新核处于高能级，所以产生的新核比结合能增加，故D 正确。

8．[多选](2019·盐城四模)下列说法正确的是( )

A ．氘和氚聚变反应中产生的氦核具有放射性