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1、最新三年高考物理高频考点精选分类解析考点 60 原子核【考点知识方法解读】1.天然放射性元素能够自发放出 射线、 射线、 射线， 射线是高速运动的氦核，穿透能力最弱，电离能力最强； 射线是高速运动的电子，穿透能力较强，电离能力较弱；射线是频率很高的电磁波，穿透能力 最强，电离能力最小。 衰变规律是质量数减少 4，电荷数减少 2； 衰变规律是：电荷数增加 1，质量数不变。2.半衰期是反映原子核衰变快慢的物理量，放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期。放射性元素衰变的快慢与元素所处的物理化学状态无关。3.原子核反应一般分为四类：原子核衰变（包括 衰变和 衰变） 、原子核人工
2、转变、轻核聚变和重核裂变。原子核衰变自发进行，不受外界条件影响；原子核人工转变是利用 粒子等轰击原子核使其发生核反应产生新的原子核；轻核聚变是在高温下进行的能够释放大量能量的核反应；重核裂变是利用中子轰击重原子核使其发生裂变生成中等质量原子核的反应。4.质量亏损m 等于核反应前原子核的总质量与核反应后原子核的总质量之差。根据爱因斯坦的质能方程，核反应释放的核能E=mc 2。 。若质量亏损m 以原子质量单位 u 作为单位，可利用 1u 可释放能量 931.5MeV，用E =m931.5MeV 计算核反 应释放的核能。【最新三年高考物理精选解析】1. （2012全国理综） 2359U 经过 m 次
3、 衰变和 n 次 衰变 Pb,则2078A.m=7，n=3 B.m=7，n=4 C.m=14，n=9 D.m=14，n=181.【答案】：B【解析】：经过 衰变次数为(235-207)4=7，经过 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+ Li2y，y+ Nx+ O，y+ Bez+ C。7314717894126x、y 和 z 是 3 种不同的粒子，其中 z 是A 粒子 B质子 C中子 D电子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
4、应方程，表述正确的有A.H+H He+ n 是核聚变反应4210B. H+ H He+ n 是 衰变31C. U+ n Ba+ Kr+3 n 是核裂变反应2590145689310D U+ n Xe+ Sr+2 n 是 衰变320484. (2012天津理综)下列说法正确的是A 采用物理和化学方法可以有效改变放射性元素的半衰期B 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C 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D 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
5、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2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
6、比，碘 131 衰变更慢。D.与铯 133 和铯 137 含有相同的质子数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） 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） 射线（C ） 射线 （D） 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
7、收到的是 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 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】B10 （2 010
8、 全国理综 1）原子核 2389U经放射性衰变 变为原子核 23490Th，继而经放射性衰变变为原子核 4Pa，再经放射性衰变变为原子核 2U。放射性衰变 、 和 依次为A 衰变、 衰变和 衰变 B 衰变、 衰变和 衰变C 衰变、 衰变和 衰变 D 衰变、 衰变和 衰变【答案】A【解析】原子核 2389U经放射性衰变变为原子核 23490Th，质量数减少 4，电荷数减少 2，说明 为 衰变； 23490Th经放射性衰变 变为原子核 2391Pa，质子数增加 1，质量数不变，说明为 衰变； 23491Pa经放射性衰变 变为原子核2349U,质子数增加 1，质量数不变，说明 为 衰变，所以选项 A
9、 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，m 0 为 t0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 mt 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A11.4 天 B7.6 天
10、C5. 7天 D3.8 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A. U Th+ He 是 衰变2389402B. N+ He O+ H 是 衰变 1472178C. H+ H He+ n 是轻核聚变1340D. Se Kr+ He+2 e 是重核裂变82346420113【答案】AC【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
11、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 41026J，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近A.103 6 kg B.1018 kg C.1013 kg D.109 kg14【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 = =2Eckg=4.4109kg，选项 D 正确。261409【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
12、为 _.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 X e+ e C.X3 Ba+ e D.X4 Xe+ p37561013540-17560-135【答案】 B C 78 82解析：由质量数
13、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14718XNOH20()()HXNQmc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147反应能否发生？请简要说明理由。答案： He 4218（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。
14、已知： 、 、 和21H+31H 42He+x 21H31H 42He粒子 x 的质量分别为 2.0141u、3.0161u、4.0026u 和1.0087u；1u=931.5MeV/c 2，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=mc 2=m931.5MeV/c 2=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 衰变成为 Th 核，释放出的总动
15、能238923490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)？23490=Thm423式中 Ek =4.27MeV，是 粒子和 Th 核的总动能。23490联立解得： mThvTh2 = Ek。1Th+代入数据得，衰变后 Th 核的动能为 mThvTh2 = 0.07 MeV。234901【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 衰变后变为 Ni 核，其衰变方程为6027_；在该衰变过程中还发出频率为 1、 2 的两个光子，其总能量为_。【答案】： Co Ni+ e h(1+2).6027801-【解析】： Co 发生 一次 衰变后变为 Ni 核，根据核反应遵循的质量数守恒
