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1、高考物理2009-2012年全国高考考题精选解析考点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、g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；g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）、原子核人工转变、轻核聚变
2、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=mc2。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）U经过m次衰变和n次衰变Pb,则A.m=7，n=3 B.m=7，n=
3、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。x、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，下列释放核能的反应方程，表述正确的有A.H+HHe+n是核聚变反应B. H+HHe+n是衰变C. U+n Ba+Kr+3n是核裂变反应DU+n Xe+Sr+2
4、n是衰变4. (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
5、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
6、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
7、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（2010全国理综1）原子核经放射性衰变变为原子核，继而经放射性衰变变为原子核，再经放射性衰变变为原子核。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】原子核经放射性衰变变为原子核，质量数减少4，电荷数减少2，说明为衰变；经放射性衰变变为原子核，质子数增加1，质量数不变，说明为衰变；经放射性衰变变为原子核,质
8、子数增加1，质量数不变，说明为衰变，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 C5.7天 D3.8
9、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. UTh+He是衰变B. N+HeO+H是衰变 C. H+HHe+n是轻核聚变D. SeKr+He+2e是重核裂变13【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
10、质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近A.1036 kgB.1018 kgC.1013 kgD.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 =kg=4.4109kg，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 _.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
11、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.X1Ba+n B.X2Xe+e C.X3Ba+e D.X4Xe+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
12、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 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=m931.5MeV/c2=17.6 MeV。【考点
13、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)？=式中Ek =4.27MeV，是粒子和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1、2的两个光子，其总能量为_。【答案】：CoNi+e h(1+2).【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和电荷数守恒，其衰变方程为CoNi+e。在该衰变过程中还发出频率为1、2的两个光子，根据光子能量公式，其总能量为h(1+2).。【考点定位】此题考查衰变反应和光子能量及其相关知识。
