鲁科版高中物理选修3-5第三章原子核与放射性单元检测含答案解析

2017年01月19日阿甘的高中物理组卷一．选择题（共30小题）1．下列核反应方程中X代表质子的是（）A．B．C．D．2．太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是（）A．→B．→C．→D．→3．某原子核内有核子N个，其中包含质子n个，当核经过一次α衰变和一次β衰变后，它自身变成一个新的原子核，可知这个新的原子核内（）A．有核子（n﹣3）个B．有核子数（N﹣4）个C．有中子（N﹣n﹣1）个D．有质子（n﹣1）4．下列说法正确的是（）A．当大批氢原子从4能级跃迁到1能级时，氢原子会产生3种频率的光子B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型C．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的D．对放射性物质施加压力，其半衰期将减少5．居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料．这些材料都不同程度地含有放射性元素．有些含有铀和钍的花岗岩会释放出放射性惰性气体氡，而氡发生衰变，放射出α、β、γ射线，很容易对人体造成伤害．下列的说法中正确的是（）A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核经过7.6天后就全部衰变完了B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．γ射线一般伴随α射线或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少4 6．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：→．下列判断正确的是（）A．n是质子B．n是电子C．X是P的同位素 D．X是的同位素7．下列说法正确的是（）A．γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转B．β射线比α射线更容易使气体电离C．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变D．核电站产生的能量来自轻核聚变8．“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风，下列原子弹和氢弹说法正确的是（）A．原子弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式→B．原子弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式→10nC．氢弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式→D．氢弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式→10n9．下列事件中属于核辐射给人类带来环境灾难的是（）A．日本福岛大地震引起的第一核电站1至4号机组核废料池泄漏B．以美国为首的北约军队在科索沃、伊拉克和利比亚大量使用貧铀弹C．汶川大地震D．前苏联切尔诺贝利核电站爆炸10．在下列核反应方程中，X代表质子的方程的是（）A．→B．→C．→D．→11．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是（）A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力12．已知氘核的平均结合能是1.09，氚核的平均结合能是2.78，氦核的平均结合能是7.03．在某次核反应中，1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核并放出17.6的能量，下列说法正确的是（）A．这是一个裂变反应B．核反应方程式为→C．目前核电站都采用上述核反应发电D．该核反应会有质量亏损13．以下核反应方程式的书写及其说明正确的是（）A．→，这是轻核聚变的方程式B．→，这是β衰变的方程式C．→10n，这是重核裂变的方程式D．→，这是原子核人工转变的方程式14．下列说法正确的是（）A．方程式U→是核裂变反应方程B．方程式→γ是核聚变反应方程C．氢原子光谱是连续的D．氢原子从某激发态跃迁至基态要放出特定频率的光子15．若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下元素A和元素B的质量之比：是（）A．30：31 B．31：30 C．1：2 D．2：116．2014年5月7日，南京某工厂发生了丢失放射源铱﹣192的事件，已知铱﹣192发生β衰变，则衰变方程为（）A．→B．→C．→D．→17．水的折射率为n，距水面深h处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为（）A．2（）B．2 h （）C．2 h （）D．2 h （）18．下列说法正确的是（）A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果B．用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射的应用C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰19．用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则在光屏上看到的条纹是下列中的哪一个（）A．B． C． D．20．市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处．这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线．以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为（）A．λB．λC．λD．λ21．如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为、，则（）A．λa＜λb，＞B．λa＞λb，＜C．λa＜λb，＜D．λa ＞λb，＞22．某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示，他改变的实验条件可能是（）A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源23．下列说法正确的是（）A．一用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．光导纤维内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C．超过极限频率的入射光频率越高，对同一金属所产生的光电子的最大初动能越大D．在研究双缝干涉现象的实验装置中，仅将屏移近双缝，则干涉条纹间距变宽24．如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）．则在下面的四个图中从左往右排列，那个图是紫光形成的条纹（）A．B．C．D．25．华裔科学家高锟获得了2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通讯之父”．在光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法正确的是（）A．波长越短的光在光纤中传播的速度越大B．频率越大的光在光纤中传播的速度越大C．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射D．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射26．如图所示，水下光源S向水面A点发射一束复色光线，折射光线分成a、b两束，则下列说法正确的是（）A．在水中a光的速度比b光的速度小B．a光的频率小于b光的频率C．若a、b两种单色光由玻璃射向空气时，a光的临界角较小D．若保持入射点A位置不变，将入射光线顺时针旋转，则从水面上方观察，a光先消失27．如图所示，截面为的玻璃直角三棱镜放置在空气中，宽度均为d的紫、红两束光垂直照射三棱镜的一个直角边，在三棱镜的另一侧放置一平行于边的光屏，屏的距离远近可调，在屏上出现紫、红两条光带，可能是（）A．紫色光带在上，红色光带在下，紫色光带较宽B．紫色光带在下，红色光带在上，紫色光带较宽C．红色光带在上，紫色光带在下，红色光带较宽D．红色光带在下，紫色光带在上，紫色光带较宽28．有a、b两束单色光从空气中平行照射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图所示．则有关a、b光的说法正确的是（）A．在玻璃中传播时a光的速度较大B．在同一双缝干涉实验装置发生干涉时a光的干涉条纹间距较大C．从同一介质射向空气时a光发生全反射的临界角较小D．b光在真空中的传播速度较大29．一束光线从空气射向折射率为1.5的玻璃内，入射角为45°，下面光路图中正确的是（）A．B．C．D．30．下列说法正确的是（）A．“海市蜃楼”是因为光的衍射原理导致的B．交警向行进中的汽车发射频率已知的超声波，同时测量反射波的频率，根据反射波频率变化的多少就可以知道汽车的速度，这是利用了惠更斯原理C．使要发射的电磁波的频率随所需传递的信号而发生改变的过程叫做调频D．家用遥控器是用紫外线脉冲信号来实现的2017年01月19日阿甘的高中物理组卷参考答案与试题解析一．选择题（共30小题）1．（2014•东城区模拟）下列核反应方程中X代表质子的是（）A．B．C．D．【解答】解：根据核反应方程前后质量数守恒、电荷数守恒知：X在A中代表电子，B中代表质子，C中代表中子，D中代表氦原子核，B正确．故选：B．2．（2011•肇庆一模）太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是（）A．→B．→C．→D．→【解答】解：聚变是质量较轻的原子反应生成质量较大的原子核，故A正确；故选：A3．（2005•苏州一模）某原子核内有核子N个，其中包含质子n 个，当核经过一次α衰变和一次β衰变后，它自身变成一个新的原子核，可知这个新的原子核内（）A．有核子（n﹣3）个B．有核子数（N﹣4）个C．有中子（N﹣n﹣1）个D．有质子（n﹣1）【解答】解：α衰变生成氦原子核，质子数减少2个，质量数减少4个，所以中子数减少2个；β衰变生成负电子，质子数增加1个，是因为一个中子转化成质子而释放出的电子，中子数减少1个，所以新核质子数为n﹣1，质量数为N﹣4=核子数，中子数为N﹣n﹣3，正确．故选4．（2014•青岛一模）下列说法正确的是（）A．当大批氢原子从4能级跃迁到1能级时，氢原子会产生3种频率的光子B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型C．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的D．对放射性物质施加压力，其半衰期将减少【解答】解：A、氢原子从4能级跃迁到1能级时，氢原子会产生=6种频率的光子，A错误；B、卢瑟福提出了原子的核式结构模型，B正确；C、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子同时放出的电子，C错误；D、半衰期与外界因素无关，D错误；故选：B5．（2014•越秀区校级三模）居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料．这些材料都不同程度地含有放射性元素．有些含有铀和钍的花岗岩会释放出放射性惰性气体氡，而氡发生衰变，放射出α、β、γ射线，很容易对人体造成伤害．下列的说法中正确的是（）A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核经过7.6天后就全部衰变完了B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．γ射线一般伴随α射线或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少4 【解答】解：A、半衰期的对大量原子核的衰变的统计规律，对于单个是不成立的，故A错误；B、发生β衰变的过程是：一个中子变为质子同时放出一个电子，故B正确；C、根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能量最强，穿透能力最弱，故C正确；D、根据质量数和电荷数守恒可知：发生α衰变放出42，导致质子数减小2个，质量数减小4，故中子数减小2，故D错误．故选6．（2012•岳阳楼区校级模拟）铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：→．下列判断正确的是（）A．n是质子B．n是电子C．X是P的同位素 D．X是的同位素【解答】解：质子带正电，电子带负电，n是中子，故错误；根据质量数和电荷数守恒可知：X的电荷数为15，质量数为30，磷元素的电荷数为15，因此X为1531P的同位素，故C正确D错误．故选C．7．（2008•四川）下列说法正确的是（）A．γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转B．β射线比α射线更容易使气体电离C．太阳辐射的能量主要来源于重核裂变D．核电站产生的能量来自轻核聚变【解答】解：A、γ射线不带电，所以在电场和磁场中都不会发生偏转，故A正确；B、α射线比β射线更容易使气体电离，故B错误；C、太阳辐射的能量主要来源于轻核聚变，故C错误；D、核电站产生的能量来自铀235的裂变，故D错误；故选：A8．（2016春•清远校级期末）“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风，下列原子弹和氢弹说法正确的是（）A．原子弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式→B．原子弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式→10nC．氢弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式→D．氢弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式→10n【解答】解：A、B、原子弹是根据重核的裂变原理，基本核反应方程式→10n．故A错误，B正确；C、D、氢弹是根据轻核聚变原理，基本核反应方程式→．故C正确，D错误．故选：9．（2016春•枣阳市校级期中）下列事件中属于核辐射给人类带来环境灾难的是（）A．日本福岛大地震引起的第一核电站1至4号机组核废料池泄漏B．以美国为首的北约军队在科索沃、伊拉克和利比亚大量使用貧铀弹C．汶川大地震D．前苏联切尔诺贝利核电站爆炸【解答】解：A、核废料池泄漏出高浓度的放射性物质可伤害人体细胞，故A正确；B、贫铀弹是一种新武器，其爆炸后所弥散的贫铀将长时间影响人类的生存环境，对人体产生慢性伤害，故B正确；C、地震不像核辐射给人类带来环境灾难，故C错误；D、前苏联切尔诺贝利核电站4号机组发生爆炸，泄露的能量相当于200颗广岛原子弹．这是人类历史上迄今最严重的核事故，造成了极严重的后果．20多年过去了，切尔诺贝利依然是一座死城，故D正确；故选：10．（2015•海珠区三模）在下列核反应方程中，X代表质子的方程的是（）A．→B．→C．→D．→【解答】解：A、根据质量数和电荷数守恒得X的电荷数为0，质量数为1，所以X是中子，故A错误；B、同理X的电荷数为1，质量数为1，所以X为质子，故B正确；C、X的电荷数为1，质量数为1，所以X是质子，故C正确；D、X的电荷数为1，质量数为2，所以X是氘核，故D错误．故选：．11．（2015•翁牛特旗校级模拟）氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是（）A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力【解答】解：核力是强力，它能将核子束缚在原子核内．万有引力最弱，研究核子间相互作用时万有引力可以忽略．故选：D．12．（2015•肇庆三模）已知氘核的平均结合能是 1.09，氚核的平均结合能是2.78，氦核的平均结合能是7.03．在某次核反应中，1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核并放出17.6的能量，下列说法正确的是（）A．这是一个裂变反应B．核反应方程式为→C．目前核电站都采用上述核反应发电D．该核反应会有质量亏损【解答】解：A、1个氘核和1个氚核结台生成1个氮核，这是聚变反应．故A错误；B、1个氘核和1个氚核结台生成1个氮核，根据质量数与质子数守恒知同时有一个中子生成，反应方程为→．故B正确；C、目前核电站都采用核裂变发电．故C错误；D、该反应放出热量，所以一定有质量亏损．故D正确．故选：13．（2015•清远校级模拟）以下核反应方程式的书写及其说明正确的是（）A．→，这是轻核聚变的方程式B．→，这是β衰变的方程式C．→10n，这是重核裂变的方程式D．→，这是原子核人工转变的方程式【解答】解：A、→，这是人工核反应方程的方程式，故A错误；B、→，放射出的是电子，这是β衰变的方程式，故B错误；C、→10n，这是重核裂变的方程式，故C正确；D、→，这是原子核人工转变的方程式，是通过实验发现质子的核反应方程，故D正确；故选：14．（2015•深圳校级三模）下列说法正确的是（）A．方程式U→是核裂变反应方程B．方程式→γ是核聚变反应方程C．氢原子光谱是连续的D．氢原子从某激发态跃迁至基态要放出特定频率的光子【解答】解：A、A是a衰变生成氦原子核，B是聚变方程放出光子，故A错误B正确．C、由于氢原子发射的光子的能量：﹣，所以发射的光子的能量值E是不连续的，只能是一些特殊频率的谱线，故C错误D、氢原子从某激发态跃迁至基态要放出特定频率的光子，故D 正确故选：15．（2015春•湖北校级期末）若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下元素A和元素B的质量之比：是（）A．30：31 B．31：30 C．1：2 D．2：1【解答】解：根据衰变公式：知，：故选：C16．（2014•重庆校级二模）2014年5月7日，南京某工厂发生了丢失放射源铱﹣192的事件，已知铱﹣192发生β衰变，则衰变方程为（）A．→B．→C．→D．→【解答】解：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，发生β衰变时新核的质量数不变，核电荷数加1，所以写出铱﹣192的衰变方程为：→；故选：B17．（2014•宿州模拟）水的折射率为n，距水面深h处有一个点光源，岸上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为（）A．2（）B．2 h （）C．2 h （）D．2 h （）【解答】解：水下点光源射向空气时，当照射越远时入射角越大，照射越近则入射角越小．由水的折射率n可求出水的临界角则当入射角i等于C时，恰好发生全反射．设上的人看到水面被该光源照亮的圆形区域的直径为D则，因为，所以因此由=得或者也可以这样算：恰好发生光的全反射时，则有所以22（）故选：A18．（2010•红桥区二模）下列说法正确的是（）A．太阳光通过三棱镜形成彩色光谱，这是光的干涉的结果B．用光导纤维束传送图象信息，这是光的衍射的应用C．眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹，这是光的偏振现象D．在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰【解答】解：A、太阳光通过三棱镜，由于各种色光的折射率不同，而发生色散形成彩色光谱．故A错误．B、用光导纤维束传送图象信息是利用光在纤维中不停地发生全反射进行传递信息．故B错误．C、当光通过狭缝时，若缝的尺寸与光的波长相当，则会发生明显的衍射现象．故C错误．D、在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物，可使景像清晰是利用光的偏振．只能让振动方向与透振方向一致的通过．故D正确．故选D．19．（2013•河西区二模）用激光器作光源，在不透光的挡板上开一条缝宽为0.05的窄缝，进行光的衍射实验，如图所示，则在光屏上看到的条纹是下列中的哪一个（）A．B． C． D．【解答】解：由于衍射条纹狭缝平行，且中间宽、两边窄，不等间距．故A正确，B、C、D错误．故选：A．20．（2001•天津、山西）市场上有种灯具俗称“冷光灯”，用它照射物品时能使被照物品处产生的热效应大大降低，从而广泛地应用于博物馆、商店等处．这种灯降低热效应的原因之一是在灯泡后面放置的反光镜玻璃表面上镀一层薄膜（例如氟化镁），这种膜能消除不镀膜时玻璃表面反射回来的热效应最显著的红外线．以λ表示此红外线的波长，则所镀薄膜的厚度最小应为（）A．λB．λC．λD．λ【解答】解：因为薄膜的厚度为波长的，所以两个界面上的反射光相干涉后互相抵消，减少了反射光，从而减少了反射光的能量．故选B21．（2015•福建）如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光a、b，波长分别为λa、λb，该玻璃对单色光a、b的折射率分别为、，则（）A．λa＜λb，＞B．λa＞λb，＜C．λa＜λb，＜D．λa ＞λb，＞【解答】解：由光路图可知，a光的偏折程度较小，b光的偏折程度较大，则a光的折射率小，b光的折射率大．即＜．折射率越大，频率越大，波长越小，则知a光的波长大，即λa ＞λb．故选：B．22．（2014•江苏）某同学用单色光进行双缝干涉实验，在屏上观察到图甲所示的条纹，仅改变一个实验条件后，观察到的条纹如图乙所示，他改变的实验条件可能是（）A．减小光源到单缝的距离B．减小双缝之间的距离C．减小双缝到光屏之间的距离 D．换用频率更高的单色光源【解答】解：乙图中条纹的间距比甲图大，根据双缝干涉的条纹间距公式△λ知，乙图中可能是光的波长较长，即频率较低，也可能缝与屏间距增大，也可能双缝间距减小．故B正确，A、C、D错误．故选：B．23．（2012•资阳三模）下列说法正确的是（）A．一用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象B．光导纤维内芯的折射率比外套小，光传播时在内芯与外套的界面发生全反射C．超过极限频率的入射光频率越高，对同一金属所产生的光电子的最大初动能越大D．在研究双缝干涉现象的实验装置中，仅将屏移近双缝，则干涉条纹间距变宽【解答】解：A、一用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象．故A错误．B、光传播时在内芯与外套的界面发生全反射，从全反射的条件知，光导纤维内芯的折射率大于外套的折射率．故B错误．C、根据光电效应方程﹣W0知，入射光的频率越高，光电子的最大初动能越大．故C正确．D、根据双缝干涉条纹的间距公式知，将屏移近双缝，L 减小，则干涉条纹的间距变窄．故D错误．故选C．24．（2012春•雅安期末）如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样（黑色部分表示亮纹）．则在下面的四个图中从左往右排列，那个图是紫光形成的条纹（）A．B．C．D．【解答】解：双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故是衍射图样，紫光波长较短，则中央亮条纹较细，故B是紫光的衍射条纹．故选：B．25．（2015•广元二模）华裔科学家高锟获得了2009年诺贝尔物理学奖，他被誉为“光纤通讯之父”．在光纤通讯中信号传播的主要载体是光导纤维，它的结构如图所示，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播．下列关于光导纤维的说法正确的是（）A．波长越短的光在光纤中传播的速度越大B．频率越大的光在光纤中传播的速度越大C．内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射D．内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射【解答】解：A、波长越短的光，频率越大，介质对它的折射率n越大，根据公式，知光在光纤中传播的速度越小．故A错误．B、频率越大的光，介质对它的折射率n越大，根据公式，知该光在光纤中传播的速度越小．故B错误．、发生全反射的必要条件是光必须从光密介质射入光疏介质，即从折射率大的介质射入折射率小的介质；当内芯的折射率比外套的大时，光传播时在内芯与外套的界面上才能发生全反射．故C 正确，D错误．故选：C26．（2015•合肥校级模拟）如图所示，水下光源S向水面A点发射一束复色光线，折射光线分成a、b两束，则下列说法正确的是（）A．在水中a光的速度比b光的速度小B．a光的频率小于b光的频率C．若a、b两种单色光由玻璃射向空气时，a光的临界角较小。

2021-2021学年鲁科版高中物理选修3-5 第3章原子核与放射性单元测试一、单项选择题1.以下说法中正确的选项是〔〕A. γ射线是原子受激发后向低能级跃迁时放出的B. 在稳定的重原子核中，质子数比中子数多C. 核反响过程中假如核子的平均质量减小，那么要吸收核能D. 诊断甲状腺疾病时，注入的放射性同位素碘131作为示踪原子2.放射性衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成，而可以经一次衰变变成〔X 代表某种元素〕，也可以经一次衰变变成，和最后都衰变变成，衰变途径如下图，那么可知图中〔〕A. 过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变B. 过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变C. 过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变D. 过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变3.关于近代物理，以下说法正确的选项是〔〕A. α射线是高速运动的氦原子B. 中，表示质子C. 从金属外表逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D. 玻尔将量子观念引入原子领域，其理论可以解释氦原子光谱的特征4.是人工产生的放射性元素，产生后会自发的衰变为．关于衰变为，以下描绘正确的选项是〔〕A. 上述核反响属于α衰变B. 的半衰期随温度升高、压强增大而变小C. 上述核反响属于β衰变D. 的半衰期随着数量的减少而增大5.一块氡222放在天平的左盘时，需要天平的右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，氡222发生α衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为( )A. 222gB. 8gC. 2gD. 4g6.关于原子构造及原子核的知识，以下判断正确的选项是〔〕A. 处于n=3的一个氢原子回到基态时一定会辐射三种频率的光子B. α射线的穿透才能比γ射线强C. 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的总能量增大，电子的动能也增大D. 放射性元素的半衰期与压力、温度无关7.铀裂变的产物之一氪90( )是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90( )，这些衰变是( )A. 1次α衰变，6次β衰变B. 4次β衰变C. 2次α衰变D. 2次α衰变，2次β衰变二、多项选择题8.以下说法正确的选项是〔〕A. Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2B. 太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的裂变反响C. 假设使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小D. 用14eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离9.以下说法正确的选项是〔〕A. 原子核的结合能越大，其原子核越稳定B. 德布罗意认为电子具有波动性，且其波长与它的动量成反比C. 铀235 与铀238 原子核内的中子数不同，因此有不同的半衰期D. 某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4 个三、填空题年卢瑟福通过如下图的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现________．图中A为放射源发出的________粒子，B为________气．11.假设用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表原子的原子核内的中子数，那么对的原子来说x=________、y=________、z=________．12.钍232经过6次α衰变和4次β衰变后变成一种稳定的元素，这种元素的原子量为________，核电荷数为________．四、解答题13.某放射性元素质量为M ，测得每分钟放出1.2×104个β粒子，21天后再测，发现每分钟放出1.5×103个β粒子，该放射性元素的半衰期是多少？五、综合题14.用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．〔1〕带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是( )A. 射线的贯穿作用B. 射线的电离作用C. 射线的物理、化学作用D. 以上三个选项都不是〔2〕以下图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．假如工厂消费的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是________射线．〔3〕在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素做________．15.碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．〔1〕碘131核的衰变方程：―→________(衰变后的元素用X表示)．〔2〕经过________天75 %的碘131核发生了衰变．答案解析局部一、单项选择题1.【答案】D【解析】【解答】A、γ射线是一般伴随着α或β射线产生的电磁波，具有一定的能量，原子核受激发后向低能级跃迁时放出的．故A错误；B、在稳定的重原子核中，质子数比中子数少．故B错误；C、核反响过程中假如核子的平均质量减小，说明核反响的过程中由质量亏损，属于要释放核能．故C错误；D、给疑心患有甲状腺的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病，是将碘131作为示踪原子，故D正确．应选：D【分析】γ射线一般伴随着α或β射线产生，γ射线是电磁波；根据核反响的过程中质量的变化断定是释放能量，还是吸收能量；γ射线的穿透才能最强；放射性同位素碘131能做示踪原子．2.【答案】A【解析】【解答】解：Bi经过①变化为X，质量数没有发生变化，为β衰变，经过③变化为Pb，质量数数少4，为α衰变，过程②变化为Ti，电荷数少2，为α衰变，过程④的电荷数增加1，为β衰变．所以选项A正确．应选：A【分析】根据α衰变和β衰变的本质原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4，一次β衰变后电荷数增加1，质量数不变．分析即可．3.【答案】D【解析】【解答】α射线是高速运动的氦核流，不是氦原子．故A错误．核聚变反响方程12H+13H-→24He+01n 中，01n表示中子．故B错误．根据光电效应方程E km= -W0，知最大初动能与照射光的频率成线性关系，不是成正比，故C错误．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论可以解释氢原子光谱的特征．故D 正确．【分析】α射线是高速运动的氦核流；根据电荷数守恒、质量数守恒判断核聚变方程的正误；根据光电效应方程得出最大初动能与照射光频率的大小关系；玻尔将量子观念引入原子领域，可以很好解释氢原子光谱，但不能解释氦原子光谱特征4.【答案】C【解析】【解答】解：产生后会自发的衰变为．反响方程式，→ + ；A、假设发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，质量数减少4，质子数减少2，所以中子减少2，故A错误；B、半衰期与外界因素无关，B错误；C、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，C正确；D、半衰期是统计规律，对少数原子是没有意义的，且半衰期是不变，D错误．应选：C【分析】α衰变生成核原子核，β衰变生成的电子是其中的中子转化为质子同时生成的，半衰期是统计规律，与外界因素无关．5.【答案】D【解析】【解答】衰变前氡的质量为444g，摩尔质量为222g/mol，故共2mol氡。

( 时间： 60 分钟 满分： 100 分 )一、选择题 ( 共 8 小题，每题6 分，共 48 分 )1．对于天然放射现象，以下说法正确的选项是 ()A ．放射性元素的原子核内的核子有多半发生变化所需的时间就是半衰期B ．放射性物质放出的射线中，α 粒子动能很大，所以贯串物质的本事很强C ．当放射性元素的原子的核外电子拥有较高能量时，将发生 β 衰变D ．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出 γ 射线分析：选 D 放射性元素的原子核有多半发生衰变需要的时间， 就是半衰期， 故 A 不对；α 粒子的贯串本事很弱，故 B 不对；原子核发生 β 衰变放出的电子其实不是核外电子，故 C 不对， D 正确。

2．碘 131 的半衰期约为 8 天。

若某药物含有质量为 m 的碘 131，经过 32 天后，该药物中碘 131 的含量大概还有 ()mmA. 4B.8mmC.D.1632m m分析：选 C 经过 32 天即 4 个半衰期，碘 131 的含量变为 m ′＝ 24＝ 16， C 项正确。

3．铀裂变的产物之一氪 90 是不稳固的， 它经过一系列衰变最后成为稳固的锆 90 (90 90( Kr)4036Zr) ，这些衰变是 ()A ． 1 次 α 衰变， 6 次 β 衰变B ． 4 次 β 衰变C ． 2 次 α 衰变D ． 2 次 α 衰变， 2 次 β 衰变分析：选B因为衰变前后质量数没变，说明没有发生α 衰变，电荷数增添 4，说明经过了 4 次 β 衰变， B 正确。

4．假如原子 X 是原子 P 的同位素，并且它们分别发生了以下的衰变： α β X ――→ Y ――→ Z ，β α()P ――→ Q ――→R ，则以下说法正确的选项是A ． X 的质量数和 P 的同样B ． Y 的质子数比 Q 的质子数多C ． X 的中子数和 P 的同样D ． Z 和 R 是同位素分析：选 D 同位素是质子数同样而中子数不一样的原子， D 正确， A 、 C 错误。

原子物理单元测试（B 卷）说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答共100分，考试时间90分钟第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分1 1999年9月18日，中共中央、国务院、中央军委在人民大会堂隆重表彰为研制“两弹一星”作出突出贡献的科学家下列核反应方程中属于研究“两弹”的基本核反应方程式是（ ）A →B →Xe 1365410C →Th 23490D →解析：本题考查重核裂变和轻核聚变的核反应方程“两弹”是指原子弹和氢弹，原理分别为重核裂变和轻核聚变，B 为重核裂变方程之一，答案BD2下图为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋（Th 23490Pu 23994Pu 23994Pu 23994Pu 23994n ，氦核的质量为m α，下列关系式正确的是 （ ）α=2m n α＜2m n α＞2m nD 以上关系都不对解析：本题考查质量亏损两个质子和两个中子结合成氦核时放出能量， 答案B第Ⅱ卷（非选择题共60分）二、本题共5小题，每小题4分，共20分把答案填在题中的横线上11根据宇宙大爆炸理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽现风采的时期从大爆炸的瞬间产生夸克、轻子、胶子等粒子，到电子与原子核结合成原子，先后经历了四个时代，它们是： 、 、 、解析：根据宇宙大爆炸理论，“粒子家族”在大爆炸开始，到形成原子这105时间内，先后经历了强子时代、轻子时代、核合成时代、复合时代答案强子时代轻子时代核合成时代复合时代12雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（νe ）而获得了2022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 t 四氯乙烯（C 2C 4）溶液的巨桶电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核，其核反应方程为v e →已知的质量为 58 u, 的质量为 91 u, 的质量为 55 u,1 u 质量对应的能量为 MeV 根据以上数据，可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量为解析：上面核反应过程增加的质量： Δm = 91 u 55 58 u= 88 u 应吸收的能量：ΔE =Δmc 2= 88× MeV= MeV 答案 MeV13一个正电子和一个负电子相遇会发生湮灭而转化为一对光子，设正、负电子的质量均为m ，普朗克常量为h ，则这一对光子的频率为解析：本题考查质能方程及光子论2mc 2=2hv 则v =hm c 2答案hm c 214已知质子的质量为 227 u ，中子的质量为 665 u ，它们结合成碳核的质量为 000 u ，放出的能量为 MeV解析：本题考查质能方程ΔE =Δmc 2=［6× 227 665-12］× MeV= MeV 答案15一个中子和一个质子结合成氘核时要放出 MeV 的能量，这些能量以γ光子的形式辐射出来这一过程的核反应方程是 ，质量亏损为 g,此光子的波长为 m解析：本题考查核反应方程及质量亏损 核反应方程为→γ由ΔE =Δmc 2得Δm =2cE ∆=4×10-30g 由ΔE =hλc 得λ=Ehc ∆=×10-13m 答案→γ4×10-30×10-13三、本题共4小题，共40分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位16（8分）中子、质子、氘核D 的质量分别为m n 、m D -m n c 2质子和中子获得的总动能是：ΔEE 所以中子的动能为：E n =21ΔEE = 21［m D -m n c 2E ］ 答案r → 21［m D -m n c 2E ］17（10分）放射性同位素C 被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖（1）宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成很不稳定的，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5 730年试写出此核反应方程（2）若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的%，则此遗骸距今约有多少年 解析：本题考查核反应方程及它的实际应用 （1）此衰变的核反应方程：→ →（2）活体中的含量不变，生物死亡后，遗骸中的按其半衰期变化，设活体中的含量为N 0，遗骸中的含量为N ，由半衰期的定义得：N =21）N 0即=21 所以t=3 t =3τ=17 190年答案（1）→ →（2）17 19018（10分）受中子轰击时会发生裂变，产生Ba 13956和，同时放出能量已知每个铀核裂变释放的平均能量为200 MeV （1）写出核反应方程;（2）现在要建设发电功率为5×105W 的核电站，用作核燃料，假设核裂变释放的能量一半转化为电能，那么该核电站一天消耗多少千克（阿伏加德罗常数取×1023 mo -1）解析：（1）核反应方程→Ba 139563200 MeV（2）电站一天发出的电能E 1= g ，核裂变释放的能量为 E 2=m ×103××1023×200×106××10-19/235 ② 由能量转化得E 1=ηE 2③由①②③式得m = g 答案（1）→Ba 139563200 MeV（2） g1912分1920年，质子已被发现，英国物理学家卢瑟福曾预言可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子1930年发现，在真空条件下用α射线轰击铍（）时，会产生一种看不见的、贯穿力极强的不知名射线和另一种粒子经过研究发现，这种不知名射线具有如下的特点：①在任意方向的磁场中均不发生偏转；②这种射线的速度小于光速的十分之一；③用它轰击含有氢核的物质，可以把氢核打出来；用它轰击含有氮核的物质，可以把氮核打出来，并且被打出的氢核的最大速度v H 和被打出的氮核的最大速度v N 之比近似等于15∶2若该射线中的粒子均具有相同的能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可以为静止，之比等于1∶14（1）写出α射线轰击铍核的核反应方程；（2）试根据上面所述的各种情况，通过具体分析说明该射线是不带电的，但不是γ射线，而是由中子组成的解析：（1）→（2）由①可知，该射线在任何方向的磁场中均不发生偏转，因此该射线不带电 由②可知，该射线速度小于光速，所以它不是γ射线由③可知，由于碰撞中无机械能损失，当被打出的氢核和氮核的速度为最大值时，，碰撞前速度为v 0，与氢核碰撞后速度为v 1，与氮核碰撞后速度为v 2，则有mv 0=mv 1M H v H21mv 02=21mv 1221M H v H 2 解得v H =H2M m m v +同理得v N =NM m m v +02由题意知215N H =v v ,114H N =M M 解得m =M H即该粒子的质量与氢核（质子）的质量相近，因此这种粒子是中子 答案（1）→ （2）略。

第3节放射性的应用与防护(建议历时：45分钟)[学业达标]1．关于放射性同位素，以下说法正确的是( )A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有必然的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方式制得D．放射性同位素可用于培育良种E．放射性同位素放出的射线照射马铃薯，可使其很快发芽【解析】放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原子核，选项A、B正确；大部份放射性同位素都是人工转变后取得的，选项C错误；放射性同位素放出的射线照射种子，可使种子内的遗传物质发生变异，从而培育出良种，D正确；用射线照射马铃薯，可以抑制其发芽，E错误．【答案】ABD2．关于放射性的应用与防护，下列说法正确的是( )A．通过原子核的人工转变可以发现和制造新元素B．在人工核反映进程中，质量守恒C．利用示踪原子可以研究生物大分子的结构D．人类一直生活在放射性的环境中E．射线对人体没有破坏作用【解析】通过原子核的人工转变可以发现和制造新元素，A项正确；在人工核反映进程中，质量数守恒，B项错；利用示踪原子可以研究生物大分子的结构，C项正确；人类一直生活在放射性的环境中，地球上的每一个角落都有射线，D项正确；只有在安全剂量之内的射线才对人体没有破坏作用，E项错．【答案】ACD3．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线取得普遍应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是( )【导学号：】A．医学上制成γ刀，无需开颅即可医治脑肿瘤B．机械运转时常产生很多静电，用γ射线照射机械可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保留期E．γ射线的穿透能力很强，可用于钢板探伤【解析】γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度转变时，接收到的信号强度转变很小，不能控制铝板厚度，但可用于金属钢板探伤，C错误，E正确；γ射线能量很大，可以杀菌，延长水果的保留期，对肿瘤细胞有很强的杀伤作用，故A、D正确．【答案】ADE4．下列哪些应用是把放射性同位素是作为示踪原子的( )A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，以判断甲状腺的器质性和功能性疾病E．医学上利用“放疗”医治恶性肿瘤，使癌细胞活动受到抑制或使其死亡【解析】利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，医学上利用“放疗”医治恶性肿瘤，利用的是射线照射，而不是作为示踪原子．【答案】ABD5．避免放射性污染的防护办法有( )A．将废弃的放射性物质进行深埋B．将废弃的放射性物质倒在下水道里C．接触放射性物质的人员穿上铅防护服D．严格和准确控制放射性物质的放射剂量E．将废弃的放射性物质投放到大海里【解析】因为放射性物质残余的时间太长，具有辐射性，故应将其深埋，A对、B、E 均错；铅具有必然的避免放射性的能力，接触放射性物质的人员穿上铅防护服，并要控制必然的放射剂量．故C、D对．【答案】ACD6．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )A．放射线改变了布料的性质使其再也不因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体透视C．用放射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果也不必然是更优良的品种D．用γ射线医治肿瘤时必然要严格控制剂量，以避免对人体正常组织造成太大的伤害E．用于人体透视的是X射线而不是γ射线【解析】利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电导出，A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，用于人体透视的是X射线，故B错误，E正确；作物种子发生的DNA突变不必然都是有利的，还要通过挑选才能培育出优秀品种，C正确；用γ射线医治肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，D正确．【答案】CDE7．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.元素射线半衰期钋210α138天氡222β天锶90β28年铀238α、β、γ×109年利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是不是均匀，可利用的元素是________．【解析】要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不适合；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期过小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较适合．【答案】锶908．如图3­3­2所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示用意．图3­3­2(1)请简述自动控制的原理；(2)若是工厂生产的是厚度为2 mm的铝板，在α、β和γ三种射线中，哪一种对铝板的厚度控制起主要作用？为何？【解析】(1)放射线具有穿透本领，若是向前移动的铝板的厚度有转变，则探测器接收到的放射线的强度就会随之转变，将这种转变转变成电信号输入到相应的装置，使之自动地控制图中右边的两个轮间的距离，达到自动控制铝板厚度的目的．(2)β射线起主要作用，因为α射线的贯穿本领很小，穿不过2毫米的铝板；γ射线的贯穿本领很强，能穿过几厘米的铅板，2毫米左右的铝板厚度发生转变时，透过铝板的γ射线强度几乎不发生转变；β射线的贯穿本领较强，能穿过几毫米厚的铝板，当铝板厚度发生转变时，透过铝板的β射线强度转变较大，探测器可明显地反映出这种转变，使自动化系统做出相应的反映．【答案】观点析[能力提升]9．贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成份为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染．人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病．下列结论正确的是( )A．铀238的衰变方程式为：238 92U→234 90Th＋42HeU和238 92U互为同位素C．人患皮肤癌和白血病是因为核辐射致使了基因突变D．贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性E．癌症病人可以生活在蒙受贫铀炸弹破坏的环境里，以达到放射性医治的效果【解析】铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，A正确．铀238和铀235质子数相同，故互为同位素，B正确．核辐射能致使基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，C正确．贫铀弹的穿甲能力很强，是因为它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成，解决目标时产生高温化学反映，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，D 错．医学上利用放射线医治癌症是有放射位置和放射剂量限制的，不能直接生活在被贫铀炸弹破坏的环境里，E错．【答案】ABC10．如图3­3­3甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示用意，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示用意，请问图乙中的检查是利用了________射线．图3­3­3【解析】由题图甲可知，γ射线的穿透性最强，且能穿透钢板，其他两种射线不能穿透钢板．【答案】γ11．一个静止在匀强磁场中的放射性同位素原子核3015P，放出一个正电子后变成一个新原子核．(1)写出核反映方程；(2)求正电子和新核做圆周运动的半径之比．【解析】 (1)3015P→3014Si ＋ 0＋1e. (2)由洛伦兹力提供向心力，即qvB ＝m v 2r ，所以做匀速圆周运动的半径为r ＝mv qB.衰变时放出的正电子与反冲核Si 的动量大小相等，因此在同一个磁场中做圆周运动的半径与它们的电荷量成反比，即r e r Si ＝q Si q e ＝141. 【答案】 (1)略 (2)14112．为了临床测定病人血液的体积，可按照磷酸盐在血液中被红血球吸收这一事实，向病人体内输入适量含有3215P 作示踪原子的血液，先将含有3215P 的血液4 cm 3分为两等份，其中一份留作标准样品，20 min 后测量出其放射性强度为10 800 s －1；另一份则通过静脉注射进入病人体内，经20 min 后，放射性血液散布于全身，再从病人体内抽出血液样品2 cm 3，测出其放射性强度为5 s －1，则病人的血液体积大约为多少？【解析】 由于标准样品与输入体内的3215P 的总量是相等的，因此二者的放射性强度与3215P 原子核的总数均是相等的．设病人血液整体积为V ，应有52×V ＝10 800， 解得：V ＝4 320 cm 3.【答案】 4 320 cm 3。

第3章原子核与放射性(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共5小题，每小题6分．在每小题给出的五个选项中，有三项是符合题目要求的，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分．)1．关于天然放射现象，下列说法正确的是( )A．放射性元素的原子核有半数发生变化所需的时间就是半衰期B．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变D．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线E．放射性元素放出的射线中，β粒子是从原子核内放出的【解析】放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，就是半衰期，故A对；α粒子的贯穿本领很弱，故B不对；原子核发生β衰变放出的电子并不是核外电子，故C不对，D、E均正确．【答案】ADE2．有关放射性同位素3015P的下列说法中正确的是( )A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素具有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变短D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用来作示踪原子，以便观察磷肥对植物的影响E．用3015P制成化合物后它的半衰期不发生变化【解析】同位素具有相同的质子数，化学性质相同，A错，B对；半衰期与化学状态无关，C错，E对；含有3015P的磷肥放出正电子，3015P可作为示踪原子，D对．【答案】BDE3．放射性元素氡(222 86Rn)经α衰变成为钋(218 84Po)，半衰期约3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素222 86Rn的矿石，其原因不是( )A．目前地壳中的222 86Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素222 86Rn的含量足够高C．当衰变产物218 84Po积累到一定量以后，218 84Po的增加会减慢222 86Rn的衰变进程D.222 86Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期E.222 86Rn的半衰期只有3.8天，目前矿石中仍有其成分存在，说明地壳中的222 86Rn一定存在着不断衰变和不断生成的过程【解析】从衰变及半衰期角度分析，各种不同元素的衰变不断发生，而222 86Rn的半衰期较短，衰变速度较快，因此目前地壳中的222 86Rn不是因为原来含量高而是由其他元素衰变生成的，选项A、E正确，选项B错误；放射性元素的半衰期只由原子核本身决定，与其他因素无关，选项C、D错误．【答案】BCD4．正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是将放射性同位素15 8O注入人体，参与人体的代谢过程，15 8O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像，则根据PET原理判断下列表述正确的是( )【导学号：18850049】A.15 8O在人体内衰变方程是15 8O―→15 7N＋01eB．正、负电子湮灭方程是01e＋0－1e―→γC．在PET中，15 8O主要用途是作为示踪原子D．在PET中，15 8O主要用途是参与人体的新陈代谢E．计算机断层显像技术在医学检查时对人的影响是微乎其微的，检查过程也是安全的【解析】由题意知A正确，B错误．显像的原理是采集γ光子，即注入人体内的15 8O 衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为γ光子，因此15 8O主要用途是作为示踪原子，故C对，D错．医学中应用放射性同位素15 8O注入人体，进行医学检查时，人体呼吸沉积的量很小，对人体造成的影响很小，检查过程安全，E正确．【答案】ACE5．朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目，其焦点问题就是朝鲜生产供研制核武器用的钚239(239 94Pu)，这种239 94Pu可由铀239(239 92U)经过衰变而产生．则下列判断中正确的是( )A.239 94Pu与239 92U的核内具有相同的中子数B.239 94Pu与239 92U的核内具有相同的核子数C.239 92U经过1次α衰变产生239 94PuD.239 92U经过2次β衰变产生239 94PuE．由铀239转变为239 94Pu的过程中有2个中子转变为2个质子【解析】239 94Pu的核子数是239，中子数为239－94＝145，而239 92U的核子数是239，中子数为239－92＝147，所以239 94Pu与239 92U的核内具有相同的核子数，不同的中子数，选项A错误，B正确；239 92U经过1次α衰变，生成的新核的质子数为90，所以产生物不是239 94Pu，选项C错误；根据质量数守恒和电荷数守恒可判断出，239 92U经过2次β衰变后产生的新核是239 94Pu，此过程中有2个中子转变为2个质子，故D、E均正确．【答案】BDE二、非选择题(本题共5小题，共70分，按题目要求作答)6．(10分)如图1所示在垂直纸面向外的匀强磁场中，一个静止的镭(22688Ra)发生一次α衰变，生成氡(Rn)时可能的径迹图，其中α粒子的径迹是________，新核的径迹为________，核反应方程为________．图1【解析】 由动量守恒定律可知22286Rn 与42He 的运动方向相反，故轨迹为外切圆，由r ＝mv qB ＝p qB可知，电荷量小的42He 轨道半径大．【答案】 c d22688Ra ―→222 86Rn ＋42He7．(12分)地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算．测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化的规律如图2所示，图中N 为铀238的原子数，N 0为铀和铅的总原子数．图2由此可知地球的年龄大约为________亿年，被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为________．【解析】 据题意，岩石中铀含量是形成初期的12，即有半数发生衰变，由图像N N 0＝12时，时间约为45亿年，即半衰期也是地球的大致年龄；90亿年时有34的铀衰变为铅，故铀、铅原子数之比为1∶3.【答案】 45 1∶38．(14分)碳14具有放射性，其半衰期T ＝5 686年，空气中碳12跟碳14的存量比约为10∶1.2，活着的生物体中碳的这两种同位素之比与空气中相同，生物死亡后，不再吸收碳，碳14以T ＝5 686年的半衰期减少，因此测得生物遗骸中的碳12与碳14存量比，再与空气中比较，可估算出生物死亡年代，现测得一古代遗骸中碳14与碳12的存量比为空气中的23，试计算该古代遗骸距今的时间． 【解析】 设活着和死亡时古生物中含14C 的质量分别为m 0和m ，含12C 的质量为M ，则：m 0M ＝1.210，m M ＝23×1.210所以m 0m ＝32，因为m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t /T ，所以2t /T＝m 0m ＝32所以t ＝3 326年． 【答案】 3 326年9．(16分)静止的氮核147N 被速度为v 0的中子10n 击中生成甲、乙两核，已知甲、乙两核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙两核动量之比为1∶1，动能之比为1∶4，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动，其半径之比为1∶6，问：甲、乙各是什么核？速度各是多大？写出该核反应方程．【解析】 设甲、乙两核质量分别为m 甲、m 乙，电荷量分别为q 甲、q 乙． 由动量与动能的关系p ＝2mE k 和p 甲＝p 乙可得m 甲∶m 乙＝E k 乙∶E k 甲＝4∶1又由R ＝mv Bq ＝pBq可得q 甲∶q 乙＝R 乙∶R 甲＝6∶1设中子质量为m 0，m 甲＋m 乙＝15m 0，q 甲＋q 乙＝7e ，所以m 甲＝12m 0，m 乙＝3m 0，q 甲＝6e ，q 乙＝e ，即甲为12 6C ，乙为31H.由动量守恒定律，可得m 0v 0＝m 甲v 甲＋m 乙v 乙＝2m 甲v 甲＝24m 0v 甲 进而求得甲的速度v 甲＝v 024，乙的速度v 乙＝v 06核反应方程为147N ＋10n→126C ＋31H. 【答案】 甲为126C ，乙为31Hv 024 v 0614 7N ＋10n→12 6C ＋31H10．(18分)如图3甲所示，静止在匀强磁场中的63Li 核俘获一个速度为v 0＝7.7×104m/s 的中子而发生核反应，即63Li ＋10n ―→31H ＋42He ，若已知42He 的速度v 2＝2.0×104m/s ，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：【导学号：18850050】图3(1)31H 的速度大小和方向；(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比； (3)当42He 旋转三周时，粒子31H 旋转几周？【解析】 (1)反应前后动量守恒：m 0v 0＝m 1v 1＋m 2v 2(v 1为氚核速度，m 0、m 1、m 2分别代表中子、氚核、氦核质量)代入数值可解得：v 1＝－1.0×103 m/s ，方向与v 0相反．(2)31H 和42He 在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比r 1∶r 2＝m 1v 1Bq 1∶m 2v 2Bq 2＝3∶40.(3)31H 和42He 做匀速圆周运动的周期之比T 1∶T 2＝2πm 1Bq 1∶2πm 2Bq 2＝3∶2所以它们的旋转周数之比：n 1∶n 2＝T 2∶T 1＝2∶3，即42He 旋转三周，31H 旋转2周．【答案】 (1)大小为1.0×103m/s ，方向与v 0相反 (2)3∶40 (3)2周。

原子核与放射性一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意） 1.下列现象中，涉及原子核内部变化的是（ ） A ．α粒子的散射 B ．天然放射现象 C ．光电效应现象D ．原子发出现象2．天然放射现象的发现揭示了（ ）A ．原子还可再分B ．原子的核式结构C ．原子核还可再分D ．原子核由原子和中子组成3．α粒子击中氮14核后放出一个质子，转变为氧17核（O 178）.在这个氧原子核中有（ ） A ．8个正电子 B ．17个电子 C ．17个中子D ．8个质子4．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）A ．α射线是放射性的原子核中自发放射出的氦核流，它的穿透能力最强B ．β射线是放射性的原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C ．γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的，它的穿透能力最强D ．放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，产生的新核处于高能级，它向低能级跃迁时能量以X 射线的形式释放出来5．一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生衰变而形成了如图所示的两个圆形轨迹，两圆半径之比为1∶16，下列说法中正确的是（ ）A ．该原子核发生了α衰变B ．反冲核沿大圆做逆时针方向的圆周运动C ．原来静止的原子核的序数为15D ．沿大圆和沿小圆运动的木立 子周期相同6．科学家利用回旋加速器，通过（钙48）轰击（铜249）发生核反应，成功合成了第118 号元素，实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x ，再连续经过3次α衰变后，变成质量为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x 是（ ）A ．中子B ．质子C ．电子D ．α粒子7．光子的能量为hv ，动量的大小为chv如果一个静止的放射性元素的原子核在发生衰变时，只发出一个光子，则衰变后的原子核（ ）A ．仍然静止B ．沿着与光子运动相同的方向运动C ．沿着与光子运动方向相反的方向运动D ．可能向任何方向运动8．一块含铀的矿石质量为M ，其中铀元素的质量为m. 铀发生一系列衰变，最终生成物只铅.已知轴的半衰期为T ，那么下列说法中正确的是（ ） A ．经过一个半衰期后该矿石的质量剩下2MB ．经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有4m发生了衰变 C ．经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩8mD ．若取8个铀原子核，经过两个半衰期后就一定剩下两个轴原子核9．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有（ ）A ．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B ．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C ．用放射线照射农作物种子能使其DNA 发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D ．用γ射线治疗肿瘤时一定要业格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害 二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）10．天然放射性元素23290Th （钍）经过一系形α衰变和β衰变之后，变成20882Pb （铅）.下列论断中正确的是（ ）A ．铅核比钍核少24个中子B ．铅核比钍核少8个质子C ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变11．钍核（23490Th ）具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核（Pa 23491），伴随该过程会放出β光子，下列说法中正确的是（ ）A ．因为衰变过程中原子核的质量数守恒，所以不会出现质量亏损B．γ光子是镤核（23491Pa）从高能级向低能级跃迁时释放出来C．给钍加热，钍的半衰期将变短D．电子是钍核内中子转化质子而释放的三、计算或论述题12．完成下列核反应方程（1）147N+42He→178O+（）（2）94Be+42He→126C+（）（3）23490Th→23491Pa+（）（4）23892U→23490Th+（）（5）2713Al+42He→3015P+（）（6）3015P→3014Si+（）13．云室处的磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止质量为M的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m，电荷量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内，现测得α粒子运动的轨道半径为R，试求在衰变过程中释放出来的能量.14．放射性同位素146C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来断定古生物体死亡至今的年代.此项研究成果获得1960年诺贝尔化学奖. （1）宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成146C，写出它的核反应方程式；（2）146C很不稳定，容易发生衰变，其半衰期为5 730年，写出它发生衰变的方程；（3）146C的生成和衰变通常是平衡的，即空气中生物活体的146C含量是不变的.当机体死亡后，机体内的146C含量将会不断减少.若测得一具古生物遗骸中146C含量只有活体中的12.5%，则这具遗骸死亡至今应有多少年？15、静止的氮核（147N）被速度为v0的中子（1n）击中，生成甲、乙两核，甲、乙两核的速度方向与撞击的中子速度方向一致.测得甲、乙两核动量之比为1∶1，动能之比为1∶4，当它们垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动，其半径之比为1∶6，试分析判断，甲、乙分别是什么核？写出核反应方程式，并求出甲、乙两核速度.1．B 2.C3.D 解析 O 178原子核中有8个质子，9个中子，计17个核子 4．C5．A 解析 由衰变过程中动量守恒得：0=mv+Mv ′,α粒子和反冲核均带正电，衰变时所受的洛伦兹力方向相反，做圆周运动的轨迹外切，由qBmv R R v m qvB ==得2，可知电荷量与半径成反比，由qBmT π2=，得周期不同 6．A 7.C8.C 解析 经过两个半衰期后矿石中剩余的铀应该还有4m ，经过三个半衰期后还剩8m，因为衰变产物大部分仍然留在该矿石中，所以矿石质量没有太大的改变.9．D 解析 利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电泄出，γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视.作物种子发生的DNA 突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种.用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地严格控制剂量. 10．BD 11.BD12．（1）e n He e H H11042011011)6()5()4()3()2(-13．该衰变放出的α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径R 与运动速度v 的关系，由洛伦兹力和牛顿定律可得Rv m qvB 2=由衰变过程动量守恒得（衰变过程亏损质量很小，可忽略不计）；0=v m M mv '-+)( 又衰变过程中，能量守恒，则粒子和剩余核的动能都来自于亏损质量 即222)(2121v m M mv E '-+=∆ 由以上各式解得：)(2)(2m M m qBR M E -=∆14．生物体活着时因新陈代谢不断进行，14C 含量不变，生物体死亡后，14C 要按一定的半衰期衰变，而含量减少；根据半衰期的公式rN N 1021⎪⎭⎫⎝⎛=，求出半衰期，测定含量的方法，通常用放射计数器记录每分钟射出电子的个数，两种样品的这个数量之比往往就是14C 的含量比.（1）H C n N 1114610147+→+ （2）e N C 01147146-+→ （3）17190年15．设甲质量为m 1速度v 1，乙质量为m 2速度v 2，甲乙电荷量为q 1和q 2，因为211222221121421;v m v m v m v m ⨯== 可得1:4:,4:1:2121==m m v v 则， 解得：,315)114(,1245)114(21u um u u m =⨯+==⨯+=由6:1:,2221112==Bq vm B q v m r mv qvB 得则e q q q q 7,1:6:2121=+=得,,621e q e q ==所以甲为H C 31126,乙为.核反应方程.,31126H C 乙为核反应方程 22110v m v m v m n += 得020161,24v v v v ==。

第1节 原子核结构(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于质子与中子，下列说法正确的是( )A ．原子核(除氢核外)由质子和中子构成B ．质子和中子统称为核子C ．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在D ．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在E ．查德威克用α粒子轰击铍发现了质子【解析】 原子核(除氢核外)由质子和中子构成，质子和中子统称为核子，卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在，查德威克用α粒子轰击铍发现了中子，故A 、B 、C 正确，D 、E 错误．【答案】 ABC2．α粒子击中氮14核后放出一个质子，转变为氧17核(178O)．在这个氧原子核中有( )A ．8个正电子B ．17个电子C ．9个中子D ．8个质子E ．这个氧原子核中不可能存在处于游离态的电子或正电子【解析】 根据原子核的构成，核电荷数为8，即质子数为8，核外电子数为8，质量数为17，所以中子数为17－8＝9，原子核内没有游离的正电子，所以答案为C 、D 、E.【答案】 CDE3．三个原子核X 、Y 、Z ，X 核放出一个正电子后变为Y 核，Y 核与质子发生核反应后生成Z 核并放出一个氦(42He)，则下面说法正确的是( )A ．X 核比Z 核多一个质子B ．X 核比Z 核少一个中子C ．X 核的质量数比Z 核的质量数大3D ．X 核与Z 核的总电荷是Y 核电荷的2倍E ．X 核的电荷数比Z 核的电荷数大2【解析】 设原子核X 的核电荷数为n ，质量数为m ，则由已知可得两个核反应方程式分别为：mn X→01e ＋m n －1Y m n －1Y ＋11H→42He ＋m －3n －2Z因此比较X 、Y 、Z 的质量数与核电荷数，可判定C 、D 、E 均正确．【答案】 CDE4．有些元素的原子核可以从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子形成一个新原子(如从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”)，当发生这一过程时( )【导学号：18850040】A．新原子是原来原子的同位素B．新原子核比原来的原子核少一个质子C．新原子核将带负电D．新原子核比原来的原子核多一个中子E．新原子核与原来的原子核具有相同的核子数【解析】原子核“俘获”一个电子后，带负电的电子与原子核内带正电的质子中和，原子核的质子数减少1，中子数增加1，形成一个新原子，新原子与原来的原子相比，质子数不同，中子数也不同，但核子数相同，不是同位素，所以B、D、E均正确．【答案】BDE5．以下说法中正确的是( )A．原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B．原子核中的中子数一定跟核外电子数相等C．用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分D．绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子E．查德威克发现中子后又从许多元素的原子核中都能轰击出中子，表明中子是原子核的组成部分【解析】原子中除了有带负电的电子外，还有带正电的原子核，故A错；原子核中的中子数不一定跟核外电子数相等，故B错；正是用α粒子轰击原子核的实验才发现了质子，故C正确；因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，才确定原子核内还有别的中性粒子，故D正确；由中子的发现过程可知，选项E 正确．【答案】CDE6．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y y＋14 7N→x＋17 8O y＋94Be→z＋12 6Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是________．【解析】把前两个方程化简，消去x，即14 7N＋73Li＝y＋17 8O，可见y是42He，结合第三个方程，根据电荷数守恒、质量数守恒可知z是中子10n.【答案】10n7．最近国外科技杂志报道，将6228Ni和20882Pb经核聚变并释放出一个中子后，生成第110号元素的一种同位素，该同位素的中子数是________．【解析】 根据质量数与电荷数守恒，写出核反应方程6228Ni ＋208 82Pb ―→269110Y ＋10n ，则Y 的中子数为269－110＝159. 【答案】 1598．一个静止的氮核14 7N 俘获了一个速度为2.3×107m/s 的中子，生成一个复核A ，A 又衰变成B 、C 两个新核．设B 、C 的速度方向与中子速度方向相同，B 的质量是中子的11倍，速度是106 m/s ，B 、C 在同一匀强磁场中做圆周运动的半径之比R B ∶R C ＝11∶30，求：(1)C 核的速度大小；(2)根据计算判断C 核是什么；(3)写出核反应方程．【解析】 氮核吸收了一个中子变成的复核不稳定，将发生衰变．整个过程中，中子、氮核以及两个新核组成一个系统，过程前后都不受外界的任何干扰，所以整个系统在俘获与衰变过程中动量均守恒．利用这一点，可以求出C 核的速度．然后根据粒子在磁场中的运动情况就可以判断核的种类，写出核反应方程．(1)氮核从俘获中子到衰变成B 、C 两个新核的过程动量守恒，有m n v n ＝m B v B ＋m C v C 根据质量数守恒规律，可知C 核的质量数为14＋1－11＝4.由此解得v C ＝3×106 m/s.(2)由带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动时R ＝mv qB，可得 q B q C ＝m B v B R C m C v C R B ＝11×106×304×3×106×11＝52① q B ＋q C ＝7②将①②式联立求解得q C ＝2，而A C ＝4，则C 核是氦原子核．(3)核反应方程式是14 7N ＋10n→11 5B ＋42He.【答案】 见解析[能力提升]9．有两束均由质子和氘核混合组成的粒子流，第一束中的质子和氘核具有相同的动量，第二束中的质子和氘核具有相同的动能．现打算将质子和氘核分开，有以下一些做法，这些方法中可行的是( )A ．让第一束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出B ．让第一束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出C ．让第二束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出D ．让第二束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出E ．让粒子流垂直于电场方向进入速度选择器，适当调节两板间电场强度大小，让粒子流从板间穿出【解析】 在电场中，电场方向上的偏移量为y ＝12at 2＝qEl 2m 2p 2＝qEl 24E k在磁场中，轨道半径为 R ＝mv qB ＝p qB ＝2mE k qB所以，以相同的动量进入电场和以相同的动能进入磁场能分开．适当调节速度选择器两板间电场强度，可使质子满足Eq ＝Bvq ，沿直线飞出，则氘核将沿电场方向偏转，倾斜穿出，故A 、D 、E 正确．【答案】 ADE10．1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素20278Pt ，制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶94Be 产生快中子，核反应方程：_________；(2)用快中子轰击汞204 80Hg ，反应过程可能有两种：①生成202 78Pt ，放出氦原子核，核反应方程：____________；②生成202 78Pt ，放出质子、中子，核反应方程：__________________________________________________________________________________________________________________.【解析】 根据质量数守恒和电荷数守恒，算出新核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程．(1)94Be ＋11H ―→95B ＋10n.(2)①204 80Hg ＋10n ―→202 78Pt ＋32He ；②204 80Hg ＋10n ―→202 78Pt ＋211H ＋10n.【答案】 见解析11．1930年发现，在真空条件下用α粒子(42He)轰击铍(94Be)时，会产生一种看不见的、贯穿能力极强且不带电的粒子，查德威克认定这种粒子就是中子．(1)写出α粒子轰击铍核的核反应方程；(2)若一个中子与一个静止的碳核发生正碰，已知中子的质量为m n 、初速度为v 0，与碳核碰后的速率为v 1，运动方向与原来运动方向相反，碳核质量视为12m n ，求碳核与中子碰撞后的速率；(3)若与中子碰撞后的碳核垂直于磁场方向射入匀强磁场，测得碳核做圆周运动的半径为R ，已知元电荷的电荷量为e ，求该磁场的磁感应强度大小.【导学号：18850041】【解析】 (1)94Be ＋42He ―→10n ＋12 6C.(2)根据动量守恒定律有m n v 0＝－m n v 1＋12m n v 2，解得：v 2＝v 1＋v 012. (3)根据牛顿第二定律和洛伦兹力公式有6eBv 2＝12m n v 22/R解得：B ＝m n v 1＋v 06eR. 【答案】 (1)94Be ＋42He ―→10n ＋12 6C(2)v 1＋v 012 (3)m n v 1＋v 06eR。

绝密★启用前鲁科版高中物理选修3-5 第3章原子核与放射性寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

分卷I一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.过量的放射线会对人体产生伤害，需要加以防范，下列做法中能防范放射线伤害的是() A．把放射性物质放在高温的环境里B．把放射性物质放在干燥的环境里C．把放射性物质密封在铝盒内D．把放射性物质密封在铅罐内2.一个放射性原子核发生一次β衰变，则它的()A．质子数减少一个，中子数不变B．质子数增加一个，中子数不变C．质子数增加一个，中子数减少一个D．质子数减少一个，中子数增加一个3.以下四个核反应方程式中，X代表α粒子的是()A．Be＋He→C＋XB．H＋H→n＋XC．Th→Pa＋XD．P→Si＋X4.原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量．这几种反应的总效果可以表示为6H→k He＋d H＋2n＋43.15 MeV，则下列选项正确的是 ()A．k＝1，d＝4B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6D．k＝2，d＝35.由原子内层电子受激发后产生的电磁波是()A．红外线B．γ射线C．可见光D． X射线6.关于α、β、γ三种射线，下列说法正确的是()A．α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它的穿透能力强C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强D．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱7.关于放射性元素，下列说法中正确的是()A．半衰期是指放射性元素样品质量减少一半所需的时间B．当放射性元素的温度升高时，其半衰期不变C．放射性元素的原子核每放出一个β粒子，就减少一个质子，增加一个中子D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力和电离能力均最强8.关于天然放射现象，下列说法正确的是()A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性9.下列射线中，来自于原子核内部，且穿透能力最强的射线是()A．γ射线B．α射线C．阴极射线D． X射线10.放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的有()A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)下列关于β粒子的说法中正确的是()A．它是从原子核内释放出来的B．它和电子有相同的性质C．当它通过空气时电离作用比α粒子更强D．它能贯穿纸板12.(多选)α粒子可表示为He，下列说法正确的是()A．α粒子原子核内有4个质子B．α粒子原子核内有2个中子C．α粒子原子核内有2个质子D．α粒子实际就是He原子核13.(多选)下列事件中核辐射给人类带来环境灾难的是()A．日本福岛大地震引起的第一核电站1至4号机组核废料池泄漏B．以美国为首的北约军队在科索沃、伊拉克和利比亚大量使用贫铀弹C．汶川大地震D．前苏联切尔诺贝利核电站爆炸14.(多选)所有涉及电子和正电子的核转变过程都叫做β衰变，实际的例子有Co Ni＋e＋νeNa Ne＋e＋νe其中νe是不带电而质量很小可以忽略的中微子，由于原子核中没有单个的电子或正电子，所以上述衰变实际上是核中的质子和中子相互变化的结果，已知静止中子质量大于质子的质量．以下说法正确的是 ()A．负电子衰变是不稳定原子核中一个中子转变为质子，放出负电子B．Co与Ni是同位素C．静止的自由中子可能发生负电子衰变D．静止的自由质子可能发生正电子衰变分卷II三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________.P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术.1 mg P随时间衰变的关系如图所示，请估算4 mg的P经多少天衰变后还剩0.25 mg?16.静止的N被速度为v0的n击中生成C和另一种原子核甲，已知C与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向均一致，碰后C与甲核的动量之比为2∶1.(1)写出核反应方程；(2)求C与甲核的速度各是多大．17.一种铀原子核U的质量数是235，问：它的核子数、质子数和中子数分别是多少？18.P是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5 min，能衰变为Si和一个未知粒子．①写出该衰变的方程；②已知容器中原有纯P的质量为m，求5 min后容器中剩余P的质量．答案解析1.【答案】D【解析】放射线的危害与环境的温度与湿度无关，即使放在高温或者干燥的环境里，辐射危害作用并不减少，故A、B错误；γ射线的穿透厚能力较强能穿透几厘米厚的铝板，故把放射性物质密封在铝盒内防范不了射线的危害，故C错误；射线无法穿透厚铅板，故可以将放射性物质密封在铅罐内，D正确．2.【答案】C【解析】β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，故中子减少一个而质子增加一个．故A、B、D错，C对．3.【答案】B【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可知，四个选项中的X分别代表：n、He、e和e，故选B.4.【答案】B【解析】根据质量数和电荷数守恒可知：.解得：k＝2，d＝2，故选B.5.【答案】D【解析】电磁波中红外线由原子的外层电子受激发后产生，故A错误；γ射线是原子核受激发后产生，故B错误；可见光是由原子的外层电子受激发后产生，故C错误；X射线由原子内层电子受激发后产生的，故D正确．6.【答案】C【解析】α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最弱．故A错误；β射线是原子核中一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来．故B错误；γ射线一般伴随着α或β射线产生，γ射线是电磁波，它的穿透能力最强．故D错误，C正确．7.【答案】B【解析】半衰期就是放射性元素的原子核数目减小一半所需的时间，不是指放射性元素样品质量减少一半所需的时间，故A错误；半衰期的大小由原子核内部因素决定，与所处的物理环境与化学状态无关．故B正确；β衰变的实质是原子核中的一个中子变成一个质子和一个电子，一次β衰变后电荷数增加1，即原子序数增加1，故C错误；α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．故D错误．8.【答案】D【解析】α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来，A错误；β射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即β粒子，B错误；γ射线是原子核在发生α衰变和β衰变时产生的能量以γ光子的形式释放，C错误；放射性元素的放射性是原子核自身决定的，而化学反应不能改变原子的原子核，故化学反应并不能改变物质的放射性，D正确．9.【答案】A【解析】题目要求射线来自原子核内部，所以只有A、B选项符合，α射线的电离作用最强，γ射线的穿透能力最强，故A正确，B、C、D错误．10.【答案】B【解析】利用放射线消除有害静电是利用α射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电放出的，故A错误；γ射线在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，故B正确； DNA变异并不一定都是有益的，有时也发生变害的一面，故C错误；γ射线具有较强的辐射性，不能用来进行人体透视，故D错误．11.【答案】ABD【解析】β射线是高速电子流，所以β粒子与电子有相同的性质；β粒子是从原子核内释放出来的，它的电离作用比较弱，但贯穿作用较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．12.【答案】BCD【解析】根据原子的表示符号X：A表示质量数，Z表示质子数，X表示元素符号，综合分析，得B、C、D正确．13.【答案】ABD【解析】核废料池泄漏出高浓度的放射性物质可伤害人体细胞，故A正确；贫铀弹是一种新武器，其爆炸后所弥散的贫铀将长时间影响人类的生存环境，对人体产生慢性伤害，故B正确；地震不属于核辐射给人类带来环境灾难，故C错误；前苏联切尔诺贝利核电站4号机组发生爆炸，泄露的能量相当于200颗广岛原子弹．这是人类历史上迄今最严重的核事故，造成了极其严重的后果.20多年过去了，切尔诺贝利依然是一座死城，故D正确．14.【答案】AC【解析】原子核能发生β衰变，是因为内部的中子转化为质子而同时发出一个电子，所以负电子衰变是不稳定原子核中一个中子转变为质子，放出负电子，A、C正确；Co与Ni的质子数不同，不是同位素，所以静止的自由质子不可能发生正电子衰变， D错误．15.【答案】正电子56天(54～58天都对)【解析】衰变方程为P→Si＋e，这种粒子是正电子．由题图象可以看出P的半衰期为14天左右，则4()mg＝0.25 mg，得t＝56天．16.【答案】(1)N＋n→C＋H(2)【解析】设中子的质量为m0，C的质量为m C，甲核的质量为m甲，由动量守恒定律得：m0v0＝m C v C＋m甲v甲，即m0v0＝12m0v C＋3m0v甲，又因为C与甲核动量比为2∶1，所以m C v C＝2m甲v甲，即12m0v C＝2×3m0v甲，联立求得：v C＝，v甲＝.17.【答案】23592143【解析】铀原子核的质量数是235，所以它的核子数为235；铀是第92号元素，即质子数为92；则中子数为235－92＝143.18.【答案】①P→Si＋e(正电子)②m【解析】①衰变的方程为：P→Si＋e(正电子)．②半衰期为2.5 min，则经过5 min后发生2次衰变，则容器中剩余P的质量为：M＝m()＝m.。

放射性的应用与防护(15分钟·30分)一、选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分)1.关于国际通用的辐射警示标志,下列说法错误的是( )A.国际通用的辐射警示标志是毒性标志的骷髅B.国际通用的辐射警示标志是以黄色为背景的黑色的圆形中心和三个黑色叶瓣的图形C.有此项标志的地方是有辐射警示危险的地方D.没有特别的极其特殊的需要应远离有国际通用的辐射警示标志的地方【解析】选A。

国际通用的辐射警示标志是以黄色为背景的黑色的圆形中心和三个黑色叶瓣的图形,A错误,B正确;因为放射性的危险性和放射性的强穿透性,所以要远离有放射性的地方,C、D正确。

【加固训练】(多选)防止放射性污染的防护措施有( )A.将废弃的放射性物质进行深埋B.将废弃的放射性物质倒在下水道里C.接触放射性物质的人员穿上铅防护服D.严格和准确控制放射性物质的放射剂量【解析】选A、C、D。

因为放射性物质残存的时间太长,具有辐射性,故应将其深埋,A正确、B 错误;铅具有一定的防止放射性的能力,接触放射性物质的人员应穿上铅防护服,并要控制一定的放射剂量,故C、D正确。

2.最近医学界通过用放射性14C标记的C60,发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA杀死细胞,从而抑制艾滋病(AIDS),则14C的用途是( )A.示踪原子B.电离作用C.催化作用D.贯穿作用【解析】选A。

利用了放射性同位素14C的示踪作用研究C60的行踪,故A正确。

3.有三种射线,射线a很容易穿透黑纸,速度接近光速;射线b可穿透几十厘米厚的混凝土,能量很高;用射线c照射带电的导体,可使电荷很快消失。

则下列判断中正确的是( )A.a是α射线,b是β射线,c是γ射线B.a是β射线,b是γ射线,c是α射线C.a是γ射线,b是α射线,c是β射线D.a是γ射线,b是β射线,c是α射线【解析】选B。

由题意知,射线a贯穿能力较强,速度接近光速,故是β射线;射线b贯穿能力很强且能量高,是γ射线;射线c很容易使空气电离成为导体,从而将电荷导入大地,是α射线。