（浙江選考）2020版高考物理大一輪復習 第十三章 波粒二象性 原子結構 原子核 第2講 原子核學案

第2講原子核考試標準知識內容考試要求說明原子核的組成a1.不要求識記反映三種放射線穿透能力的數(shù)據.2.不要求知道威爾遜云室、氣泡室的工作原理.3.不要求知道蓋革米勒計數(shù)器的技術細節(jié).4.不要求了解比結合能概念以及比結合能曲線.5.不要求了解核電站的工作流程.6.不要求知道受控核聚變中的技術問題.7.不要求識記新粒子以及各種夸克的名稱.8.不要求識記宇宙與恒星演化的細節(jié).放射性元素的衰變c探測射線的方法a放射性的應用與防護a核力與結合能c核裂變c核聚變c粒子和宇宙a一、原子核的組成1.天然放射現(xiàn)象(1)天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn).天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復雜的結構.(2)三種射線名稱構成符號電離能力貫穿本領射線氦核He最強最弱射線電子e較弱較強射線光子最弱最強2.原子核的組成(1)原子核由質子(H)和中子(n)組成，質子和中子統(tǒng)稱為核子.質子帶正電，中子不帶電.(2)基本關系核電荷數(shù)(Z)質子數(shù)元素的原子序數(shù)核外電子數(shù).質量數(shù)(A)核子數(shù)質子數(shù)中子數(shù).(3)X元素的原子核的符號為X，其中A表示質量數(shù)，Z表示核電荷數(shù).(4)同位素：具有相同質子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，它們互稱為同位素.自測1與原子核內部變化有關的現(xiàn)象是()A.粒子散射現(xiàn)象B.光電效應現(xiàn)象C.電離現(xiàn)象D.天然放射現(xiàn)象答案D二、放射性元素的衰變1.原子核的衰變(1)原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變.(2)分類衰變：XYHe衰變：XYe當放射性物質連續(xù)發(fā)生衰變時，原子核中有的發(fā)生衰變，有的發(fā)生衰變，同時伴隨著輻射.(3)兩個典型的衰變方程衰變：UThHe衰變：ThPae.2.半衰期放射性元素衰變的快慢是由核內部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系.自測2表示放射性元素碘131(I)衰變的方程是()A.ISbHeB.IXeeC.IInD.ITeH答案B三、探測射線的方法威爾遜云室、氣泡室、蓋革米勒計數(shù)器.四、放射性的應用與防護1.應用射線：工業(yè)上可以使用射線來測厚度、醫(yī)療方面可以放射治療、利用射線照射種子來培育優(yōu)良品種等.2.示蹤原子：有關生物大分子的結構及其功能的研究，幾乎都要借助于示蹤原子.3.輻射與安全：人類一直生活在放射性的環(huán)境中，過量的射線對人體組織有破壞作用.要防止放射性物質對水源、空氣、用具等的污染.自測3醫(yī)學界通過14C標記的C60發(fā)現(xiàn)了一種C60的羧酸衍生物，在特定條件下可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則14C的用途是()A.示蹤原子B.電離作用C.催化作用D.貫穿作用答案A五、核裂變1.典型的裂變反應方程：UnKrBa3n.2.鏈式反應：由重核裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程.3.臨界體積和臨界質量：裂變物質能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積及其相應的質量.4.裂變的應用：原子彈、核反應堆.六、核聚變1.典型的聚變反應方程：HHHen17.6MeV2.人工轉變：(1)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子：NHeOH.(2)查德威克發(fā)現(xiàn)中子：BeHeCn.自測4(多選)下列說法正確的是()A.重核裂變時放出能量，而輕核聚變時吸收能量B.輕核聚變必須在很高的溫度下才能進行C.太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核聚變反應D.人類制成了原子彈，從而實現(xiàn)了用人工方法控制鏈式反應的速度，和平利用核能答案BC命題點一原子核的衰變及半衰期1.衰變規(guī)律及實質(1)衰變、衰變的比較衰變類型衰變衰變衰變過程XYHeXYe衰變實質2個質子和2個中子結合成一個整體射出1個中子轉化為1個質子和1個電子2H2nHenHe勻強磁場中軌跡形狀衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒、動量守恒(2)射線：射線經常伴隨著衰變或衰變同時產生.其實質是放射性原子核在發(fā)生衰變或衰變的過程中，產生的新核由于具有過多的能量(原子核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子.2.確定衰變次數(shù)的方法因為衰變對質量數(shù)無影響，所以先由質量數(shù)的改變確定衰變的次數(shù)，然后再根據衰變規(guī)律確定衰變的次數(shù).3.半衰期(1)公式：N余N原()，m余m原().(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內部自身因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強)或化學狀態(tài)(如單質、化合物)無關.例1一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核，衰變方程為，下列說法正確的是()A.衰變后釷核的動能等于粒子的動能B.衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經歷的時間D.衰變后粒子與釷核的質量之和等于衰變前鈾核的質量答案B解析靜止的鈾核在衰變過程中，滿足動量守恒的條件，根據動量守恒定律得pThp0，即釷核的動量和粒子的動量大小相等，方向相反，選項B正確；根據Ek可知，選項A錯誤；半衰期的定義是統(tǒng)計規(guī)律，對于一個粒子不適用，選項C錯誤；鈾核在衰變過程中，伴隨著一定的能量放出，即衰變過程中有一定的質量虧損，故衰變后粒子與釷核的質量之和小于衰變前鈾核的質量，選項D錯誤.變式1(多選)(2018·臺州市3月選考)關于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A.U經過7次衰變和4次衰變后得到PbB.將放射性元素摻雜到其他穩(wěn)定元素中，其半衰期不變C.衰變所釋放的電子是原子核內的質子轉變成中子時產生的D.在、這三種射線中，射線的電離能力最強，射線的穿透能力最強答案ABD變式2放射性元素A經過2次衰變和1次衰變后生成一新元素B，則元素B在元素周期表中的位置較元素A的位置向前移動了()A.1位B.2位C.3位D.4位答案C解析原子核經過一次衰變，電荷數(shù)減小2，所以經過2次衰變后電荷數(shù)減小4；同時，經過一次衰變，電荷數(shù)增加1；所以元素A經過2次衰變和1次衰變后電荷數(shù)減小3，則生成的新元素在元素周期表中的位置向前移3位，故C正確，A、B、D錯誤.變式3在很多裝飾材料中，都不同程度地含有放射性元素.下列說法正確的是()A.射線、射線和射線都是電磁波B.在、三種射線中，射線的電離能力最強C.氡的半衰期為3.8天，4個氡原子核經過7.6天后一定只剩下1個氡原子核D.放射性元素發(fā)生衰變時所釋放的電子是原子核內的中子轉化為質子時產生的答案D解析射線是高速He核流，射線是高速電子流，射線是能量很高的電磁波，A項錯誤.在、三種射線中，射線的電離能力最強，射線的電離能力最弱，B項錯誤.半衰期是對大量原子核的衰變行為作出的統(tǒng)計規(guī)律，對于少數(shù)原子核無意義，C項錯誤.命題點二核反應及核反應類型1.核反應的四種類型類型可控性核反應方程典例衰變衰變自發(fā)UThHe衰變自發(fā)ThPae人工轉變人工控制NHeOH(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子)HeBeCn(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)AlHePn約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子PSie重核裂變容易控制UnBaKr3nUnXeSr10n輕核聚變很難控制HHHen2.核反應方程式的書寫(1)熟記常見基本粒子的符號，是正確書寫核反應方程的基礎.如質子(H)、中子(n)、粒子(He)、粒子(e)、正電子(e)、氘核(H)、氚核(H)等.(2)掌握核反應方程遵守的規(guī)律，是正確書寫核反應方程或判斷某個核反應方程是否正確的依據，由于核反應不可逆，所以書寫核反應方程式時只能用“”表示反應方向.(3)核反應過程中質量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒.例2(多選)(2017·浙江11月選考·14)下列說法正確的是()A.核聚變反應方程可能為HHHe2nB.鈾核裂變的核反應方程可能為UnXeSr2nC.發(fā)生衰變時原子核放出電子，說明電子是原子核的組成部分D.中子和質子結合成氘核，若該過程質量虧損為m，則氘核的結合能為mc2答案BD解析選項A的核反應方程為HHHen，選項A錯誤；根據重核裂變的核反應方程配平方式可知，選項B正確；衰變時原子核內部中子衰變?yōu)橘|子時釋放出高速電子，電子并不是原子核的組成部分，選項C錯誤；根據Emc2可知，選項D正確.變式4(多選)關于核衰變和核反應的類型，下列表述正確的有()A.UThHe是衰變B.NHeOH是衰變C.HHHen是輕核聚變D.SeKr2e是重核裂變答案AC解析A為衰變，B為原子核的人工轉變，C為輕核聚變，D為衰變，故A、C正確.變式5(多選)一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0×107m/s的質子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si*.下列說法正確的是()A.核反應方程為pAlSi*B.核反應過程中系統(tǒng)動量守恒C.核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒D.核反應前后核子數(shù)相等，所以生成物的質量等于反應物的質量之和答案AB解析根據質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，核反應方程為pAlSi*，A正確；核反應過程中釋放的核力遠遠大于外力，故系統(tǒng)動量守恒，B正確，C錯誤；由于反應過程中，要釋放大量的能量，伴隨著質量虧損，所以生成物的質量小于反應物的質量之和，D錯誤.變式6(多選)現(xiàn)有如下兩個核反應方程分別為：XYHeH4.9MeVHHHeX17.6MeV下列表述正確的是()A.X是質子B.Y的質子數(shù)是3，中子數(shù)是3C.兩個核反應都沒有質量虧損D.氘和氚的核反應是核聚變反應答案BD解析根據核反應方程：HHHeX17.6MeV，X的質量數(shù)：A12341，核電荷數(shù)：Z11120，所以X是中子，故A錯誤；根據核反應方程：XYHeH4.9MeV，X是中子，所以Y的質量數(shù)：A24316，核電荷數(shù)：Z22103，所以Y的質子數(shù)是3，中子數(shù)是3，故B正確；根據兩個核反應方程可知，都有大量的能量釋放出來，所以一定都有質量虧損，故C錯誤；氘和氚的核反應過程中是質量比較小的核生成質量比較大的新核，所以是核聚變反應，故D正確.命題點三質量虧損及核能的計算1.根據核反應方程，計算出核反應前與核反應后的質量虧損m.2.根據愛因斯坦質能方程Emc2計算核能.質能方程Emc2中m的單位用“kg”，c的單位用“m/s”，則E的單位為“J”.3.Emc2中，若m的單位用“u”，則可直接利用Em×931.5MeV計算E，此時E的單位為“MeV”，即1u1.6606×1027kg，對應的能量為931.5MeV，這個結論可在計算中直接應用.例3(多選)(2018·溫州市期中)我國首次使用核電池隨“嫦娥三號”軟著陸月球，并用于“嫦娥三號”的著陸器和月球車上，核電池是通過半導體換能器，將放射性同位素衰變過程中釋放出的能量轉變?yōu)殡娔?“嫦娥三號”采用放射性同位素Pu，靜止的Pu衰變?yōu)殁櫤薝和粒子，并放出頻率為的光子，已知Pu、U和粒子的質量分別為mPu、mU、m.下列說法正確的是()A.Pu的衰變方程為PuUHeB.此核反應過程中質量虧損為mmPumUmC.釋放出的光子的能量為(mPumUm)c2D.反應后U和粒子結合能之和比Pu的結合能大答案ABD解析根據質量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可知，Pu的衰變方程為PuUHe，故A正確；此核反應過程中的質量虧損等于反應前后質量的差，為mmPumUm，故B正確；核反應的過程中釋放的能量：E(mPumUm)c2，由于核反應的過程中釋放的核能轉化為新核與粒子的動能以及光子的能量，所以光子的能量小于(mPumUm)c2，故C錯誤；Pu衰變成U和粒子后，釋放核能，將原子核分解為單個的核子需要的能量更大，原子變得更穩(wěn)定，所以反應后U和粒子結合能之和比Pu的結合能大，故D正確.變式7(多選)(2018·七彩陽光聯(lián)盟期中)裂變反應是目前核能利用中常用的反應，以原子核U為燃料的反應堆中，當U俘獲一個慢中子后發(fā)生的裂變反應可以有多種方式，其中一種可表示為()UnXeSrX235.04391.0087138.917893.9154反應方程下方的數(shù)字是中子及有關原子核的靜止質量(以原子質量單位u為單位)，已知1u的質量對應的能量為9.3×102MeV，則()A.此反應方程式中的X是2nB.此反應釋放出的能量約為1.8×102MeVC.此反應前后能量守恒D.此反應前后動量不守恒答案BC變式8(多選)目前核電站都是利用鈾核裂變釋放大量核能進行發(fā)電，其發(fā)生的核反應方程是UnBaKrXn，一座發(fā)電功率為P1.00×106kW的核電站，核能轉化為電能的效率50%，每次核反應過程中放出的核能E2.78×1011J，鈾核的質量mU390×1027kg，則下列說法正確的是()A.X3B.每年核電站消耗U的能量約為6.3×1016JC.每年消耗U的數(shù)目約為2.27×1024個D.每年消耗U的質量約為885kg答案ABD解析根據核反應方程遵循質量數(shù)和電荷數(shù)守恒知，X3，A正確；因核電站發(fā)電效率為50%，則核電站每年消耗U的能量為WPt×365×24×3 600J6.3×1016J，B正確；產生這些能量消耗的鈾核的數(shù)目：n2.27×1027(個)，C錯誤；每年消耗U的質量為MnmU2.27×1027×390×1027kg885kg，D正確.1.(多選)下列應用是把放射性同位素作為示蹤原子的是()A.利用鈷60治療腫瘤等疾病B.射線探傷C.利用含有放射性碘131的油檢測地下輸油管的漏油情況D.把含有放射性元素的肥料施給農作物用以研究農作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律答案CD2.(多選)下列說法正確的是()A.天然放射現(xiàn)象說明原子核內部具有復雜的結構B.粒子散射實驗說明原子核內部具有復雜的結構C.原子核發(fā)生衰變生成的新核原子序數(shù)增加D.氫原子從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的波長小于從能級2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的波長(氫原子的能級公式EnE1，n1,2,3，)答案AC解析天然放射現(xiàn)象說明原子核內部具有復雜的結構，A正確.粒子散射實驗說明原子具有核式結構，B錯誤.根據電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒知，衰變放出了一個電子，新核的核電荷數(shù)增加1，即原子序數(shù)增加，C正確.氫原子從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的頻率小于從能級2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的頻率，故從能級3躍遷到能級2輻射出的光子的波長大于從能級2躍遷到基態(tài)輻射出的光子的波長，D錯誤.3.(多選)(2018·溫州市3月選考)下列說法正確的是()A.全息照片的拍攝利用了光的干涉原理B.觀看立體電影的3D眼鏡，利用了光的偏振原理C.原子核發(fā)生一次衰變，該原子外層就失去一個電子D.在核反應堆中，為了使快中子的速度減慢，可用普通水作為慢化劑答案ABD4.(多選)(2019屆書生中學月考)鈾核裂變是核電站核能的重要來源，下列說法正確的是()A.鈾238是核電站的燃料B.鈾核裂變反應中有中子放出C.鈾核的鏈式反應可人工控制D.鈾塊體積對鏈式反應的發(fā)生無影響答案BC解析核電站的主要燃料是鈾235，選項A錯誤；重核裂變時也會產生一些中子，鏈式反應屬于可控裂變反應，選項B、C正確；要發(fā)生鏈式反應除了有中子外，還需要鈾塊體積達到臨界體積，選項D錯誤.5.(多選)(2018·臺州中學統(tǒng)練)下列有關說法正確的是()A.鈾核發(fā)生衰變時，釋放出粒子和一定的能量，目前核電站利用的就是這一自發(fā)釋放的能量B.如果利用紫光照射某種金屬可以發(fā)生光電效應，改用紅光一定不能發(fā)生光電效應C.氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，會釋放出一定頻率的光子D.機械波和電磁波都具有干涉、衍射的特性答案CD解析核電站利用的是鈾核的裂變反應釋放的能量，選項A錯誤；紫光的頻率大于紅光，如果利用紫光照射某種金屬可以發(fā)生光電效應，則改用紅光不一定能發(fā)生光電效應，有可能發(fā)生光電效應，選項B錯誤；氫原子由較高能級躍遷到較低能級時，會釋放出一定頻率的光子，選項C正確；機械波和電磁波都具有干涉、衍射的特性，選項D正確.6.(多選)下列說法正確的是()A.分別用X射線和綠光照射同一金屬表面都能發(fā)生光電效應，則用X射線照射時光電子的最大初動能較小B.用升溫、加壓或發(fā)生化學反應的方法不能改變放射性元素的半衰期C.以mD、mp、mn分別表示氘核、質子、中子的質量，則mDmpmnD.天然放射現(xiàn)象中的射線是原子核受激發(fā)產生的答案BD解析分別用X射線和綠光照射同一金屬表面都能發(fā)生光電效應，由光電效應方程：EkhW0，則用頻率比較大的X射線照射時光電子的最大初動能較大，故A錯誤；放射性元素的半衰期與原子核所處的物理環(huán)境和化學狀態(tài)無關，故B正確；質子和中子結合成氘核，有質量虧損，可知mDmpmn，故C錯誤；天然放射現(xiàn)象中的射線是原子核受激發(fā)產生的，故D正確.7.(多選)(2018·紹興市選考診斷)人類對微觀世界進行探索的過程中，下列說法正確的是()A.G.P.湯姆孫從實驗中發(fā)現(xiàn)了電子衍射現(xiàn)象，說明實物粒子也具有波動性B.查德威克用粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)中子的核反應為HBenCC.有些元素的半衰期會隨外界溫度和壓強的改變而略微改變D.一般化學反應只是核外電子的改變，而核反應則是原子核的改變.所以一般化學反應能量改變比核反應小答案AD8.(多選)下列關于近代物理學的敘述中，說法正確的是()A.盧瑟福提出了原子的核式結構模型B.已知鈾238的半衰期為4.5×109年，則100個鈾238原子經過9×109年后未發(fā)生衰變的有25個C.衰變釋放出的是電子流，且這些電子不是原子核外的電子D.愛因斯坦的光子說以及光電效應方程，說明光子具有波動性答案AC解析盧瑟福根據粒子散射實驗，提出了原子的核式結構模型，選項A正確；半衰期是對大量原子核的衰變行為作出的統(tǒng)計規(guī)律，對少量原子不成立，選項B錯誤；衰變釋放的電子流，來自于原子核內部，選項C正確；愛因斯坦的光子說以及光電效應說明光子具有粒子性，選項D錯誤.9.(多選)下列說法正確的是()A.德布羅意指出微觀粒子的動量越大，其對應的波長就越短B.射線是頻率極高的電磁波，其在云室中穿過會留下清晰的徑跡C.根據玻爾原子模型，氫原子輻射光子后，其繞核運動的電子動能將增大D.太陽輻射能量的主要來源與核電站發(fā)生的核反應一樣，都是重核裂變答案AC解析依據德布羅意波長公式可知，微觀粒子的動量越大，其對應的波長就越短，故A正確；射線是頻率極高的電磁波，但其電離本領最弱，在云室中穿過不會留下清晰的徑跡，故B錯誤；根據玻爾原子模型，氫原子輻射光子后，電子從能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道，電子繞核運動的動能增大，故C正確；太陽輻射能量的主要來源是輕核聚變，故D錯誤.10.(多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約為5700年，已知植物存活期間，其體內14C與12C的比例不變；生命活動結束后，14C的比例持續(xù)減少，現(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一.下列說法正確的是()A.該古木的年代距今約5700年B.12C、14C具有相同的中子數(shù)C.14C衰變?yōu)?4N的過程中放出射線D.增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變答案AC解析放射性元素經過一個半衰期剩下的原子核的質量是原來的一半，故該古木的年代距今約為5700年，A正確；12C和14C互為同位素，具有相同的質子數(shù)、不同的中子數(shù)，B錯誤；14C衰變?yōu)?4N，電荷數(shù)增加1，說明放出了電子，發(fā)生了衰變，C正確；半衰期由原子核本身決定，與外界因素無關，D錯誤.11.如圖1所示，我國自主研發(fā)制造的國際熱核聚變核心部件在國際上率先通過權威機構認證，這是我國對國際熱核聚變項目的重大貢獻.下列核反應方程中屬于聚變反應的是()圖1A.HHHenB.NHeOHC.HeAlPnD.UnBaKr3n答案A解析HHHen是一個氘核與一個氚核結合成一個氦核，同時放出一個中子，屬于聚變反應，故A正確；NHeOH是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程，是人類第一次實現(xiàn)原子核的人工轉變，屬于人工核反應，故B錯誤；HeAlPn屬于原子核的人工轉變，故C錯誤；UnBaKr3n是一種典型的鈾核裂變，屬于裂變反應，故D錯誤.12.(多選)(2018·浙江4月選考·14)下列說法正確的是()A.組成原子核的核子越多，原子核越穩(wěn)定B.U衰變?yōu)镽n經過4次衰變，2次衰變C.在LC振蕩電路中，當電流最大時，線圈兩端電勢差也最大D.在電子的單縫衍射實驗中，狹縫變窄，電子動量的不確定量變大答案BD解析原子核中核子結合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定，故A錯誤；U衰變?yōu)镽n，質量數(shù)減少16，電荷數(shù)減少6，由于原子核經過一次衰變，質子數(shù)減少2，質量數(shù)減少4，經過一次衰變，質子數(shù)增加1，質量數(shù)不變.所以有：衰變次數(shù)m4；衰變次數(shù)n2，故B正確；當線圈兩端電勢差最大時，電流變化率最大，此時電流為0，故C錯誤；在電子的單縫衍射實驗中，狹縫越窄，屏上中央亮條紋越寬，即能更準確地測得電子的位置.根據不確定性關系xp，電子動量的不確定量變得更大，故D正確.13.(多選)(2018·新高考研究聯(lián)盟聯(lián)考)如圖2所示的幾幅圖的有關說法中正確的是()圖2A.甲圖中少數(shù)粒子發(fā)生了較大角度偏轉，是由于原子的全部正電荷和絕大部分質量集中在一個很小的核上B.乙圖中射線丙由粒子組成，每個粒子帶兩個單位正電荷，射線乙不帶電，一定是高速運動的中子流C.丙圖中強黃光和弱黃光曲線交于U軸同一點，說明對于同種顏色的光發(fā)生光電效應時最大初動能與光的強度無關D.丁圖為粒子通過氣泡室時的照片，通過照片可以分析粒子的動量、能量及帶電情況答案ACD解析題圖甲中少數(shù)粒子發(fā)生了較大角度偏轉，是由于原子的全部正電荷和絕大部分質量集中在一個很小的核上，選項A正確；題圖乙中射線丙向右偏轉，由左手定則可知，它由粒子組成，每個粒子帶兩個單位正電荷，射線乙不偏轉，故不帶電，是射線，選項B錯誤；根據eUcEkhW0，強黃光和弱黃光曲線交于U軸同一點，說明對于同種顏色的光發(fā)生光電效應時最大初動能與光的強度無關，選項C正確；根據粒子通過氣泡室時的照片可以分析粒子的動量、能量及帶電情況，選項D正確.14.(多選)“核反應堆”是通過可控的鏈式反應實現(xiàn)核能的釋放(如圖3所示)，核燃料是鈾棒，在鈾棒周圍要放“慢化劑”，快中子和慢化劑中的碳原子核碰撞后，中子能量減少變?yōu)槁凶?碳核的質量是中子的12倍，假設中子與碳核是彈性正碰，而且認為碰撞前中子動能是E0，碳核都是靜止的，則()圖3A.鏈式反應是指由裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程B.鎘棒的作用是與鈾棒發(fā)生化學反應，消耗多余的鈾原子核，從而達到控制核反應速度的目的C.經過一次碰撞，中子失去的動能為E0D.在反應堆的外面修建很厚的水泥防護層是用來屏蔽裂變產物放出的各種射線答案ACD解析鏈式反應是指由裂變產生的中子使裂變反應一代又一代持續(xù)下去的過程，選項A正確；核反應堆中，鎘棒的作用是吸收中子，以控制反應速度，選項B錯誤；根據動量守恒有mv0mv112mv2，依據能量守恒有mv02mv12×12mv22，聯(lián)立可得v1v0，所以中子損失的動能為E0，選項C正確；水泥防護層的作用是屏蔽裂變產物放出的射線，選項D正確.15.(多選)下列說法中正確的是()A.盧瑟福通過實驗發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程為：HeNOHB.鈾核裂變的核反應是UBaKr2nC.質子、中子、粒子的質量分別為m1、m2、m3，那么質子和中子結合成一個粒子，所釋放的核能為E(m1m2m3)c2D.原子從a能級躍遷到b能級時發(fā)射波長為1的光子；原子從b能級躍遷到c能級時吸收波長為2的光子，已知1>2，那么原子從a能級躍遷到c能級時將要吸收波長為的光子答案AD解析盧瑟福用粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質子，A正確；鈾核要用中子轟擊才會引發(fā)裂變，裂變方程不能把轟擊的中子與裂變后放出的中子合并抵消，所以鈾核裂變的核反應方程為UnBaKr3n，B錯誤；兩個質子與兩個中子結合成一個粒子，所釋放的核能為E(2m12m2m3)c2，C錯誤；光的波速與波長、頻率關系為c，光子的能量為Eh，原子從a能級躍遷到b能級放出的光子能量E1，原子從b能級躍遷到c能級時，吸收的光子能量E2，設原子從a能級躍遷到c能級時吸收的光的波長為3，則，解得3，D正確.16.(多選)用中子(n)轟擊鈾核(U)產生裂變反應，會產生鋇核(Ba)和氪核(Kr)并釋放出中子(n)，當達到某些條件時可發(fā)生鏈式反應.一個鈾核(U)裂變時，釋放的能量約為200MeV(1eV1.6×1019J).以下說法正確的是()A.U的裂變方程為UBaKr2nB.U的裂變方程為UnBaKr3nC.U發(fā)生鏈式反應的條件與鈾塊的體積有關D.一個U裂變時，質量虧損約為3.6×1029kg答案BC解析鈾核在裂變過程中需要中子的轟擊，產生鏈式反應，選項A錯誤，B正確.而鏈式反應在進行過程中，還需要鈾塊達到臨界體積才能維持鏈式反應持續(xù)不斷進行下去，選項C正確.根據釋放出來的核能，結合質能方程Emc2可知，反應過程中，虧損質量為mkg3.6×1028kg，選項D錯誤.17.(多選)2017年11月6日“華龍一號”核電項目首臺發(fā)電機已通過了“型式試驗”，全部指標達到和優(yōu)于設計要求，標志著我國“華龍一號”首臺發(fā)電機自主研制成功.“華龍一號”是利用原子核鏈式反應放出的巨大能量進行發(fā)電的，U是核電站常用的核燃料.U受一個中子轟擊后裂變成Ba和Kr兩部分，并產生3個中子.要使鏈式反應發(fā)生，裂變物質的體積要大于等于它的臨界體積.已知U、Ba、Kr和中子n的質量分別是235.0439u、140.9139u、91.8973u和1.0087u.已知1u相當于931.5MeV的能量，則下列說法正確的是()A.該核反應方程為：UBaKr2nB.該核反應方程為：UnBaKr3nC.因為裂變釋放能量，出現(xiàn)質量虧損，所以裂變后的總質量數(shù)減少D.一個U裂變時放出的能量約為200.55MeV答案BD解析U受一個中子轟擊后裂變成Ba和Kr兩部分，并產生3個中子，根據質量數(shù)守恒，則有：UnBaKr3n，故A錯誤，B正確；該核反應過程中發(fā)生質量虧損，釋放能量，但是反應前后總質量數(shù)保持不變，故C錯誤；由質能方程Emc2，1u相當于931.5MeV的能量，代入數(shù)據，解得放出的能量約為200.55MeV，故D正確.16