课时作业39
[双基过关练]
1．(2016·江苏单科)贝克勒尔在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( )
1414 0A. 6C→ 7N＋－1e 2351139951B. 92U＋0n→ 53I＋39Y＋20n 2341C.1H＋1H→2He＋0n 427301D.2He＋13Al→15P＋0n
解析：A属于β衰变，B属于裂变，C是聚变，D是原子核的人工转变，故选A项． 答案：A
23511441
2．(多选)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是 92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30n，下列说法正确的有( )
A．上述裂变反应中伴随着中子放出 B．铀块体积对链式反应的发生无影响 C．铀核的链式反应可人工控制
D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响
解析：根据题给裂变反应方程，可知上述裂变反应中伴随着中子放出，选项A正确．铀块体积对链式反应的发生有影响，只有铀块体积大于临界体积时才能发生链式反应，选项B错误．铀核的链式反应可人工控制，铀核的半衰期不会受到环境温度的影响，选项C正确、D错误．
答案：AC
3．(多选)我国原子能科学事业的创始人、“两弹一星”元勋钱三强与夫人何泽慧一起，于20世纪40年代首先发现铀的三裂变、四裂变，在国际上引起巨大反响．下列关于核物理的说法正确的有( )
2351431
A. 92U→ 56Ba＋36Kr＋30n是铀的一种裂变方程
B．核不会轻易散开，因核内任两个质子之间的核力都大于库仑力 235
C. 92U的比结合能一定比36Kr的比结合能小
235235
D．单质的 92U与化合物中的 92U半衰期相同
解析：铀的裂变方程中左边掉了“入射中子”，变成了“衰变”方程，选项A错误；核力是短程力，只有邻近核子间才会发生，选项B错误；中等大小的核的比结合能最大，选项C正确；放射性元素的半衰期取决于核内部本身的因素，跟所处的化学状态和外部条件没有关系，选项D正确．
答案：CD
4．(2018·湖北七市州联考)(多选)如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝5激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出10种不同频率的光子．其中莱曼系是指氢原子由高能级向n＝1能级跃迁时释放的光子，则( )
A．10种光子中波长最短的是从n＝5能级跃迁到n＝1能级时产生的 B．10种光子中有4种属于莱曼系
C．使n＝5能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量 D．从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量
解析：10种光子中波长最短的就是频率(能量)最大的，是从n＝5能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子，A正确；10种光子中，从激发态跃迁到n＝1能级辐射出的光子有四种，分别为从n＝5、4、3、2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子，它们都属于莱曼系，B正确；使n＝5能级的氢原子电离至少要0.54 eV的能量，C错误；从n＝2能级跃迁到基态释放光子的能量为10.20
eV，而从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放光子的能量为1. eV，D错误．
答案：AB
5．(2018·重庆八中适应性考试)(多选)下列说法正确的是( ) A．α、β、γ三种射线中，α射线的穿透能力最强 B．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
414171
C．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为2He＋ 7N→ 8O＋1H
D．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3，那么质子和中子结合成一个α粒子，所
2
释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3)c
解析：α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故A错误．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故B正
414171
确．卢瑟福通过实验发现质子的核反应方程为2He＋ 7N→ 8O＋1H，故C正确．两个质子和两个中子
2
结合成一个α粒子，质量亏损Δm＝2m1＋2m2－m3，由质能方程可知，释放的能量ΔE＝Δmc＝
2
(2m1＋2m2－m3)c，故D错误．
答案：BC
6．(多选)关于原子核的结合能，下列说法正确的是( )
A．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量
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
133208
C．铯原子核( 55Cs)的结合能小于铅原子核( 82Pb)的结合能 D．比结合能越大，原子核越不稳定
解析：由原子核的结合能定义可知，原子核分解成自由核子时所需的最小能量为原子核的结合能，选项A正确；重原子核的核子平均质量大于轻原子核的平均质量，因此原子核衰变产物的结合能之和一定大于衰变前的结合能，选项B正确；铯原子核的核子数少，因此其结合能小，选项C正确；比结合能越大的原子核越稳定，选项D错误．
答案：ABC
7．(2018·河北省石家庄第二中学高三联考)如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是( )
A．卢瑟福通过α粒子散射实验否定了原子的核式结构模型
B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强 C．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关 D．链式反应属于重核的裂变
解析：卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A错误．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最弱，选项B错误．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明光电流和光的强度有关，不能说明遏止电压和光的强度有关，选项C错误．链式反应属于重核的裂变，选项D正确．
答案：D
8．图示为氢原子能级图以及从n＝3、4、5、6能级跃迁到n＝2能级时辐射的四条光谱线，已知从n＝3跃迁到n＝2的能级时辐射光的波长为656 nm，下列叙述正确的有( ) A．四条谱线中频率最大的是Hδ B．用633 nm的光照射能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 C．一群处于，n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种谱线 D．如果Hδ可以使某种金属发生光电效应，只要照射时间足够长，光的强度足够大，Hβ也可以使该金属发生光电效应 解析：频率最大的光子对应的能量最大，即跃迁时能量差最大，故从n＝6跃迁至n＝2的频率最大，选项A正确；原子跃迁过程中，吸收光子的能量应刚好等于两能级的能量差，选项B错误；从n＝3向低能级跃迁时，可以是从3→2、2→1或者是3→1，即有三种频率不同的光子，选项C正确；光电效应与光照的时间无关，Hδ光子的能量最大，故其他光子不一定可以使该金属产生光电效应，选项D错误． 答案：AC 9．(2018·浙江杭州期末)(多选)在家居装饰中常用到花岗岩、大理石等天然石材，这些岩石都含有不同程度的放射性元素．下列说法中正确的是( ) 2382382344A．放射性元素 92U发生α衰变的方程是 92U→ 90Th＋2He B．α衰变中，α粒子获得的能量越大，其德布罗意波长越短 C．β衰变中产生的电子来源于原子核的内部，故半衰期会受元素化学状态的影响 2D．若某一原子核衰变辐射出一个频率为ν的γ光子，该过程的质量亏损为Δm，则hν>Δmc 解析：衰变过程中遵循电荷数守恒和质量数守恒，A正确；α衰变中，α粒子获得的能量越大，其动量就越大，由p＝得λ＝，动量大的粒子德布罗意波长就短，B正确；β衰变中λp产生的电子来源于原子核的内部，半衰期不受元素化学状态的影响，C错误；若某一原子核衰变辐射出一个频率为ν的光子，该过程的质量亏损为Δm，由于衰变后生成的粒子一般会有动能，2所以hν<Δmc，D错误． 答案：AB [能力提升练] hh 23810．(2018·湖北省襄阳市高三调研测试)(多选)静止在匀强磁场中的 92U核发生α衰变，产生一个未知粒子x，它们在磁场中的运动径迹如图所示，下列说法正确的是( ) 2382344A．该核反应方程为 92U→ 90x＋2He B．α粒子和粒子x在磁场中做圆周运动时转动方向相同 C．轨迹1、2分别是α粒子、x粒子的运动径迹 D．α粒子、x粒子运动径迹半径之比为：1 238解析：显然选项A中核反应方程正确，A对； 92U核静止，根据动量守恒可知α粒子和x新核速度方向相反，又都带正电，则转动方向相同，选项B对；根据动量守恒可知α粒子和x新核的动量大小p相等，由带电粒子在磁场中运动半径公式R＝可知轨道半径R与其所带电荷量pqB
成反比，半径之比为：1，选项C错、D对． 答案：ABD 11．(2018·江西师大附中、临川一中联考)已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为En＝2，其中n＝2,3,4，….1885年，巴耳末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现111＝R2－2，其中n＝3,4,5，….式中Rλ2n叫里德伯常量，这个公式称为巴耳末公式．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则里德伯常量R可以表示为( ) 这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写作A．－ B. hc2hcC．－E1nE1E1E1E1 D. 2hchchc111解析：从n＝3能级向n＝2能级跃迁辐射出的光子的能量为E3－E2＝，而＝R2－3，λλ2311E1E2＝E1，E3＝E1，四式联立解得R＝－，A正确． 49hc答案：A 12．(2018·天津五校联考)氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4能级向n＝2能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3能级向n＝2能级跃迁时辐射出可见光b，则( ) A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线 B．氢原子从n＝4能级向n＝3能级跃迁时会辐射出紫外线 C．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，电子的电势能减小，氢原子的能量也减小 D．氢原子在n＝2能级时可吸收任意频率的光而发生电离 解析：γ射线的产生机理是原子核受激发才产生的，故A错误；根据跃迁规律可知氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级的能量差，从n＝4能级向n＝3能级跃迁时辐射出的光子能量小于a光子的能量，不可能为紫外线，故B错误；根据库仑引力提供向心ke2v2力，结合牛顿第二定律，可知2＝m，从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，电子的动能增大，电rr子的电势能减小，由于放出光子，氢原子的能量减小，故C正确；欲使在n＝2能级的氢原子发生电离，吸收的光子能量一定不能小于3.4 eV，故D错误． 答案：C 13．(多选)雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的中微子(ν)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖，他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615吨四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶，中微子可3737 037以将一个氯核转变为—个氩核，其核反应方程式为ν＋17Cl→18Ar＋－1e.已知17Cl核的质量为37 036.956 58 u, 18Ar核的质量为36.956 91 u，－1e的质量为0.000 55 u，1 u质量对应的能量为931.5 MeV.根据以上信息，可以判断( ) A．中微子不带电 B．中微子是参与强相互作用的粒子，所以中微子属于强子 37C．该核反应中17Cl核中有1个中子转化成了1个质子和1个电子 D．参与上述反应的中微子的最小能量约为8.2 MeV 解析：在核反应中，电荷数守恒，质量数守恒，可以判断中微子所带电荷数是零，质量数是零，选项A正确．粒子家族分为强子、轻子和媒介子三大类．核子(质子、中子)、超子和介子参与强相互作用，属强子；电子、中微子、μ子、τ子及其反粒子参与弱相互作用，属于轻子；
37光子、胶子、中间玻色子则是相互作用的传递者，故称媒介子，选项B错误．该核反应中17Cl核37转化为18Ar核时，其内部有1个中子转化成了1个质子和1个电子，选项C正确．中微子的能量E≥931.5×(0.000 55＋36.956 91－36.956 58) MeV≈0.82 MeV，选项D错误． 答案：AC 22221814．一个静止的氡核 86Rn放出一个α粒子后衰变为钋核 84Po，同时放出能量为E＝0.09 MeV的光子．假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能，不计光子的动量．已知M氡＝222.086 63 u、mα＝4.002 6 u、M钋＝218.076 6 u,1 u相当于931.5 MeV的能量． (1)写出上述核反应方程； (2)求出发生上述核反应放出的能量； (3)确定钋核与α粒子的动能． 2222184解析：(1) 86Rn→ 84Po＋2He＋γ. (2)质量亏损Δm＝222.086 63 u－4.002 6 u－218.076 6 u＝0.007 43 u 2ΔE＝Δmc＝0.007 43×931.5 MeV＝6.92 MeV. (3)设α粒子、钋核的动能分别为Ekα、Ek钋，动量分别为pα、p钋，由能量守恒定律得：ΔE＝Ekα＋Ek钋＋E 不计光子的动量，由动量守恒定律得： 0＝pα＋p钋 p2又Ek＝，故Ekα：Ek钋＝：4 2m联立解得Ek钋＝0.12 MeV，Ekα＝6.71 MeV. 答案：(1) 86Rn→ 84Po＋2He＋γ (2)6.92 MeV (3)0.12 MeV 6.71 MeV 2222184
