高中物理 第4章 原子核 第1节 走进原子核学业分层测评 粤教版

第四章原子核章末质量评估(四)(时间：90分钟总分为：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每一小题3分，共30分．在每一小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分) 1．一个放射性原子核，发生一次β衰变，如此它的( )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，中子数增加一个解析：发生一次β衰变，原子核里有一个中子变为一个质子和一个电子，即10n→11H＋0－1 e.答案：C2．某种元素不同同位素的原子核内，中子数N与原子核质量数A的关系是( )解析：同位素的质子数一样，中子数不同，而质量数等于质子数加中子数，设质子数为M，如此有：A＝N＋M，所以C正确．答案：C3．如下列图，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，如下判断正确的答案是()A．a为α射线、b为β射线B ．a 为β射线、b 为γ射线C ．假设增大放射源的温度，如此其半衰期减小D ．假设增大放射源的温度，如此其半衰期增大解析：α射线为氦核，带正电， β射线为电子流，带负电，γ射线为高频电磁波，故根据电荷所受电场力特点可知：a 为β射线、b 为γ射线、c 为α射线，故A 错误B 正确；半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故CD 错误．答案：B4．原子核A Z X 与氘核21H 反响生成一个α粒子和一个质子．由此可知( )A ．A ＝2，Z ＝1B ．A ＝2，Z ＝2C ．A ＝3，Z ＝3D ．A ＝3，Z ＝2解析：写出核反响方程：A Z X ＋21H →42He ＋11H ，由质量数守恒和电荷数守恒，列方程：A ＋2＝4＋1，Z ＋1＝2＋1，解得：A ＝3，Z ＝2，故答案为D.答案：D5．某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为() A ．1.4天B ．7.6天C ．5.7天D ．3.8天解析：有78的原子核发生了衰变，即有18的原子核未发生衰变．据m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T ，代入数据解得：t ＝3 T ＝11.4天，即T ＝3.8天．故ABC 错误，D 正确．答案：D6.235 92U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成207 82Pb ，如此( )A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18解析：此题考查了原子核衰变的规律，解题的关键是抓住原子核发生α衰变和β衰变时原子核质量数和电荷数的变化规律，在此根底上进展有关计算，原子核每发生一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每发生一次β衰变，质量数不变，电荷数增加1.比拟这两种原子核，质量数减少28，说明发生了7次α衰变，电荷数应减少14，而电荷数减少10，说明发生了4次β衰变，B 项正确．答案：B7．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响可能发生，并放出能量．这几种反响的总效果可以表示为621H →k 42He ＋d 11H ＋210n ＋43.15 MeV ，由平衡条件可知( )A ．k ＝1，d ＝4B ．k ＝2，d ＝2C ．k ＝1，d ＝6D ．k ＝2，d ＝3解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有4k ＋d ＝10，2k ＋d ＝6，解得k ＝2，d ＝2.正确选项为B.答案：B8．关于原子核与其变化，如下说法中正确的答案是( )A ．衰变和裂变都能自发的发生B ．β衰变现象说明电子是原子核的组成局部C ．升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短D ．同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等解析：衰变能自发发生，裂变不能自发发生，故A 错误；β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成局部，故B 错误；元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，故C 错误，D 正确．答案：D9．静止的氡核222 86Rn 放出α粒子后变成钋核218 84Po ，α粒子动能为E α.假设衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，如此该反响中的质量亏损为( )A.4218·E αc 2 B ．0 C.222218·E αc 2 D.218222·E αc 2 解析：由于动量守恒，反冲核和α粒子的动量大小相等，由E k ＝p 22m ∝1m，它们的动能之比为4∶218，因此衰变释放的总能量是222218E α，由质能方程得质量亏损是222218·E αc 2. 答案：C10．放射性元素238 92U 衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成210 83Bi ，而210 83Bi 可以经一次衰变变成210a X (X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b 81Tl, 210a X 和b 81 Tl 最后都变成20682Pb ，衰变路径如下列图．如此下面说法错误的答案是()A．a＝84B．b＝206C．①是β衰变，②是α衰变D．①是α衰变，②是β衰变解析：210 83Bi经过①变化为210a X，质量数没有发生变化，为β衰变，即：210 83Bi→210a X＋0－1e，故a＝84, 210 83Bi经过②变化为b81 Tl，核电荷数少2，为α衰变，即：210 83Bi→b81Tl＋42He，故b＝206，故ABC正确、D错误．答案：D二、多项选择题(本大题共4小题，每一小题4分，共16分．在每一小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)11．某放射性元素的原子核发生2次α衰变和6次β衰变，关于它的原子核的变化，如下说法中正确的答案是( )A．核子数减小8 B．质子数减小2C．质子数增加2 D．中子数减小10解析：设该原子核的质量数(核子数)为m，电荷数(质子数)为n，衰变后的质量数为x，电荷数为y，如此有：m＝x＋8，n＝－6＋4＋y，由此可知衰变后核子数减小8，质子数增加2，中子数减小10，故B错误，A、C、D正确．答案：ACD12．如下核反响方程与其表述中正确的答案是()A.2411Na→2412Mg＋0－1e 是原子核的β衰变B.32He＋21H→42He＋11H 是原子核的α衰变C.42He＋2713Al→3015P＋10n 是原子核的人工转变D.235 92U＋10n→9236Kr＋141 56Ba＋310n是重核的裂变反响解析：A是β衰变方程，故A正确；B是轻核聚变方程，故B错误；C是原子核的人工转变方程，故C正确；D是重核的裂变反响，故D正确．答案：ACD13．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β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γ射线．如下说法正确的答案是( )A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量大于可见光光子能量C．与铯137相比，碘131衰变更慢D．铯133和铯137含有一样的质子数解析：该题综合考查了衰变规律和同位素的相关问题，原子核中不包含β射线，A错；γ光子的能量大于可见光光子的能量，B正确；铯137的半衰期长，衰变更慢，C错；铯133和铯137是同位素，含有一样的质子数，D选项正确．答案：BD14．2017年1月9日，大亚湾反响堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖．大多数原子核发生核反响的过程中都伴随中微子的产生，例如核裂变、核聚变、β衰变等．如下关于核反响的说法正确的答案是()A.234 90Th衰变为222 86Rn，经过3次α衰变，2次β衰变B.21H＋31H→42He＋10n是α衰变方程，234 90Th→234 91Pa＋0－1e是β衰变方程C.235 92U＋10n→144 56Pa＋8936Kr＋310n是核裂变方程，也是氢弹的核反响方程D．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反响方程为14 7N＋42He→17 8O＋11 H解析：在α衰变的过程中，电荷数少2，质量数少4，在β衰变的过程中，电荷数多1，质量数不变，设经过m次α衰变，n次β衰变，根据电荷数和质量数守恒可知，2m－n＝4, 4m ＝12，解得m＝3，n＝2，故A正确；21H＋31H→42He＋10n是核聚变方程，234 90Th→234 91Pa＋0－1e是β衰变方程，235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n是裂变反响方程，不是氢弹的核反响方程，故BC错误；高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反响方程为14 7N＋42He→17 8O＋11H，故D 正确．答案：AD三、非选择题(此题共4小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．答案中必须明确写出数值和单位)15．(12分)完成如下核反响方程，并指出核反响的类型．(1)32He ＋________→42He ＋11H ，是________变．(2)2411Na →2412Mg ＋________，是________变．(3)2311Na ＋________→2411Na ＋11H ，是________变．(4)235 92U ＋10n →142 56Ba ＋9136Kr ＋3______，是______变．解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可判断粒子种类．答案：(1)21H 聚 (2)0－1e β衰 (3)21H 人工转 (4)10n 裂16．(12分)(1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反响，当温度达到108 K 时，可以发生“氦燃烧〞．完成“氦燃烧〞的核反响方程为：42He ＋______→84Be ＋γ.(2)Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s ．一定质量的Be ，经7.8×10－16s 后所剩Be 占开始时的__________________．(3)一个中子与某原子核发生核反响，生成一个氘核，其核反响方程式为____________．该反响放出的能量为Q ，如此氘核的平均结合能为______．(4)太阳内部不停地进展着热核反响(氢聚变为氦)，同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不________环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的________效应制成的．解析：(1)根据电荷数、质量数守恒，未知粒子的质量数为4，电荷数为2，为42He. (2)半衰期为2.6×10－16 s ，经7.8×10－16s ，即3个半衰期，根据m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫123＝18知，剩余84Be 占开始时的18＝12.5%. (3)由质量数与核电荷数守恒可知，核反响方程式为：10n ＋11H →21H ；氘核的平均结合能为Q 2； (4)太阳内部不停地进展着热核反响(氢聚变为氦)，同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不污染环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的光电效应制成的．答案：(1)42He (2)12.5% (3)10n ＋11H →21H Q 2(4)污染 光电 17．(14分)山东烟台海阳核电站项目，一期工程和2号常规岛正在进展设备安装，一期工程规划建设两台125万千瓦AP1000核电机组．如果铀235在中子的轰击下裂变为9038Sr 和136 54Xe ，质量m U ＝235.043 9 u ，m n ＝1.008 7 u ，m Sr ＝89.907 7 u ，m Xe ＝135.907 2 u ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1.(1)写出裂变方程；(2)求出一个铀核裂变放出的能量；(3)假设铀矿石的浓度为3%，一期工程建成后，一年将消耗多少吨铀矿石？解析：(1)235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n.(2)裂变过程的质量亏损Δm ＝m U ＋m n －m Sr －m Xe －10m n ＝0.1507 u ，释放的能量ΔE ＝Δmc 2＝0.1507×931MeV≈140.3 MeV.(3)核电站一年的发电量E ＝Pt ＝2×125×107×365×24×60×60 J ＝7.884×1016 J ， 由E ＝N ΔE ＝m ·3%M N A ΔE ，得m ＝EM 3%·N A ΔE＝ 7.884×1016×2353%×6.02×1023×140.3×106×1.6×10－19g ≈4.57×107g ＝45.7 t. 答案：(1)235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n(2)140.3 MeV (3)45.7 t18．(16分)1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳能电池将所承受的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的．车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为8 m 2，正对太阳能产生120 V 的电压，并对车上的电动机提供10 A 的电流，电动机的直流电阻为4 Ω，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为103 W/m 2.(1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反响所产生的，即在太阳内部持续不断地进展着热核反响，4个质子聚变为1个氦核(42He)，写出核反响方程；(2)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率η1是多少？电池把电能转化成机械能的效率η2是多大？(3)假设质子、氦核、正电子的静止质量分别为m p ＝1.672 6×10－27 kg 、m α＝6.642 5×10－27 kg 、m e ＝0.000 9×10－27 kg ，一次核反响过程中释放的能量是多少？(4)太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J ，如此太阳每秒减少的质量为多少千克？假设太阳质量减少万分之三，热核反响不能继续进展，计算太阳能存在多少年(太阳的质量为2×1030kg ，结果保存一位有效数字)?解析：(1)核反响方程：411H →42He ＋201e.(2)η1＝UI P 0S ＝15%，η2＝UI －I 2R UI＝66.7 %. (3)ΔE ＝(4m p －m α－2m e )c 2＝4.15×10－12 J ，(4)太阳每秒释放的能量为 3.8×1026 J ，如此太阳每秒减少的质量为Δm ＝ΔE c 2＝0.4×1010 kg ，太阳的质量为2×1030kg ，太阳还能存在的时间为t ＝ΔM Δm ＝2×1030×3×10－40.4×1010s ≈1.5×1017s ≈5×109年． 答案：(1)411H →42He ＋201e (2)15% 66.7%(3)4.15×10－12J (4)0.4×1010kg 5×109年。

粤教版高中物理选修3-5第四章原子核单元检测学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．以下说法正确的是（ ）A ．α衰变是原子核内的变化所引起的B ．某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能增大C ．当氢原子以n=4的状态跃迁到n=1的状态时，要吸收光子D ．N 715+H 11→C 612+H 24e 是α衰变方程2．阴极射线是（ ）A ．光子流B ．电子流C ．质子流D ．中子流 3．如图为电视机显像管中电子束偏转的示意图．磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向( )A ．向上B ．向左C ．向下D ．向右4．天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知A ．②来自于原子核外的电子B ．①的电离作用最强，是一种电磁波C ．③的电离作用较强，是一种电磁波D ．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子5．关于核力和结合能，下列说法正确的是（ ）A．强相互作用力是原子核内部的力，弱相互作用力是原子核外部的力B．强相互作用力和弱相互作用力都是短程力，其力程均在10﹣18米范围内C．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性D．组成原子核的核子越多，它的结合能越低6．二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，右图是（）A．卢瑟福的α粒子散射实验装置B．卢瑟福发现质子的实验装置C．汤姆逊发现电子的实验装置D．查德威克发现中子的实验装置7．如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数，若撤去电场后继续观察，发现每分钟的闪烁亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为（）A．α射线和γ射线B．α射线和β射线C．β射线和X射线D．β射线和γ射线8．日本发生里氏9.0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13153I和137Cs两种放射性元素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射，其中13153I的衰变方程为eXeI011315413153-+→，其半衰期为8天．下列说法不正确的是()A．该核反应是α衰变B．13153I原子核中含有78个中子C．经过16天，75％的13153I原子核发生了衰变D ．虽然该反应出现质量亏损，但核反应前后的原子核总质量数不变9．在匀强磁场中，有一个静止的原子核发生衰变，放出一个粒子而转变为一个新原子核，放射出的粒子与新原子核的速度方向都与磁感线方向垂直，形成的径迹是两个相外切的圆，如图所示．下列说法正确的是（ ）A ．放射出的粒子可能是α粒子也可能是β粒子B ．放射出的粒子和新原子核都做顺时针方向的圆周运动C ．图中小圆是放射出的粒子的径迹，大圆是新原子核的径迹D ．放射出的粒子的动能小于新原子核的动能10． 图示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1 mm 铝片和3 mm 铝片下的照相底片被感光，而5mm 铅片下的照相底片未被感光时，则工作人员可能受到了辐射的射线是( )A ．α和βB ．α和γC ．β和γD ．α、β和γ11．太阳辐射能量主要来自太阳内部的（）A ．化学反应B ．放射性衰变C ．裂变反应D ．热核反应12．大量释放核能的过程一定是（ ）A ．由质量较小的原子核结合成质量较大的原子核B ．由质量较大的原子核分裂成质量较小的原子核C ．由某些重核结合为质量较大的原子核D ．由某些重核分裂为中等质量的原子核二、多选题13．核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能。

亲爱的同学：这份试卷将再次记录你的自信、沉着、智慧和收获，我们一直投给你信任的目光……学习资料专题第一节走进原子核[A级抓基础]1．(多选)在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的正确选项是( ) A．查德威克通过实验证实了卢瑟福关于中子的猜想是正确的B．汤姆生首先提出了原子的核式结构学说C．贝克勒尔首先发现了天然放射现象D．卢瑟福首先发现了质子和中子解析：查德威克通过实验证实了卢瑟福关于中子的猜想是正确的，A正确；卢瑟福发现的质子并提出了核式结构模型，B错误；贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂结构，C正确；卢瑟福首先发现了质子，查德威克发现中子，D错误．答案：AC2．下列属于核子的是( )A．电子B．α射线C．原子D．中子解析：质子和中子统称为核子．电子、α射线、原子不属于核子，故ABC错误；中子属于核子，故D正确．答案：D3．(多选)某种元素的原子核符号为A Z X，则( )A．原子核的质子数为Z，中子数为A－ZB．原子核的质子数为Z，核子数为AC．原子核的质子数为A，中子数为ZD．原子核的质子数为A，中子数为A－Z解析：A Z X的质量数为A，质子数为Z，质量数＝质子数＋中子数，所以中子数是A－Z，故A正确，C、D错误；核子数＝质子数＋中子数，则核子数等于质量数，为A，故B正确．答案：AB4．据报道，放射性同位素钬166 67Ho可以有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数是( ) A．32 B．67C．99 D．166解析：根据原子核的表示方法得核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－67＝99，故C对，A、B、D错．答案：CB级提能力5．卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据是( )A．电子数与质子数相等B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些D．质子和中子的质量几乎相等解析：卢瑟福发现质子后，设想原子核只由质子组成，但核电荷数只是质量数的一半或少一些，这与假设相矛盾，因此他又设想原子核内除质子外还有不带电的中子存在，所以选项C正确．答案：C6．下列说法正确的是( )A．质子和中子的质量不等，但质量数相等B．质子和中子构成原子核，原子核的质量数等于质子和中子的质量总和C．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同D．中子不带电，所以原子核的总电量等于质子和电子的总电量之和解析：质子和中子的质量不等，但质量数相等，故A正确；质子和中子构成原子核，原子核的质量数等于质子和中子的质量数的总和，故B错误；同一种元素的原子核有相同的质子数，但中子数可以不同，故C错误；中子不带电，所以原子核的总电量等于质子总电量，故D错误．答案：A7．若用x代表一个中性原子的核外电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对23490Th的原子来说( )A．x＝90，y＝90，z＝234 B．x＝90，y＝90，z＝144C．x＝144，y＝144，z＝90 D．x＝234，y＝234，z＝324解析：在23490Th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝90；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，z＝234－90＝144.B项正确．答案：B。

4.1 原子核姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________一、选择题1、（单项）原子半径的数量级是：A．10－10cm; B.10-8m C. 10-10m D.10-13m2、（单项）若氢原子被激发到主量子数为n的能级,当产生能级跃迁时可能发生的所有谱线总条数应为：A．n-1 B .n(n-1)/2 C .n(n+1)/2 D .n3、（单项）天然放射现象的发现揭示了( )A.原子不可再分B.原子的核式结构C.原子核还可再分D.原子核由质子和中子组成4、（双项）下列说法正确的是( )A.22688Ra衰变为22286Rn要经过1次α衰变和1次β衰变。

1e6M、N之间的匀强7、光滑水平轨道上有一辆小车质量为20 kg，质量为60 kg的人站在小车上，与车一起以5 m/s的速度运动.试求：（1）相对于车以2 m/s的速度沿车前进的反方向行走，车速是多大?（2）相对于车以2 m/s竖直跳起，车速是多大?（3）相对于轨道以2 m/s竖直跳起，车速是多大?参考答案：1、A2、B3、C4、BC5、略6、解：γ射线不带电，所以是Ⅱ(直线)．设带电粒子打到金属板上的位置为x，偏转的距离都是d/2，根据公式代入上式，得比值所以Ⅰ为α射线，Ⅲ为β射线，M带负电．7、解析：（1）由于水平轨道是光滑的，人、车系统水平方向动量守恒.系统的初动量p＝（20＋60）×5 kg·m/s＝400 kg·m/s.设人反向行走时车速度为v1，系统动量p1＝20v1＋60（v1－2）.由动量守恒，有p1＝p，则20v1＋60（v1－2）＝400 kg·m/s，v1＝6.5 m/s.（2）设人相对于车竖直跳起时车速为v2，由于是相对于车竖直，则人与车水平方向相对静止，有共同速度，则系统动量p2＝20v2＋60v2.由动量守恒，p2＝p，则20v2＋60v2＝400 kg·m/s，v2＝5 m/s.（3）人相对于轨道竖直跳起，人水平方向速度为零，则系统的动量p3＝20v3，由动量守恒，p3＝p，则20v3＝400 kg·m/s，v3＝20 m/s.答案：（1）6.5 m/s （2）5 m/s （3）20 m/s。

第四章原子核第一节走进原子核第二节放射性元素的衰变(时间：60分钟)知识点一原子核的组成及同位素1．若用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Th的原子来说()．数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对23490A．x＝90y＝90z＝234B．x＝90y＝90z＝144C．x＝144y＝144z＝90D．x＝234y＝234z＝324解析质量数＝质子数＋中子数，中性原子中：质子数＝核外电子数，所以选B项．答案 B2．同位素是指()．A．质子数相同而核子数不同的原子B．核子数相同而中子数不同的原子C．核子数相同而质子数不同的原子D．中子数相同而核子数不同的原子解析原子序数相同(即核电荷数、质子数相同)而质量数不同(即核子数不同)的元素互为同位素．答案 A3．(双选)下列说法正确的是()．A.n m X与n m－1Y互为同位素B.n m X与n－1m Y互为同位素Y中子数相同C.n m X与n－2m－2D.23592 U核内有92个质子，235个中子解析A选项中，X核与Y核的质子数不同，不是互为同位素．B选项中n m X 核与n－1m Y核质子数都为m，而质量数不同，所以互为同位素．C选项中n m X核内中子数为n－m，n－2Y核内中子数为(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中m－2子数相同．D选项中23592 U核内有143个中子，而不是235个中子．答案BC知识点二天然放射现象及三种射线的性质4．下列说法中正确的是()．A．α射线与γ射线都是电磁波B．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C．用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D．原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量解析α、β、γ三种射线都是由原子核内发射出来的，α射线是氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是高频光子流，因此，A、B两项错，原子核衰变有质量亏损．答案 C5．如图4－1、2－5为查德威克实验示意图，用天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道()．图4－1、2－5A．A为中子，B为质子B．A为质子，B为中子C．A为γ射线，B为中子D．A为中子，B为γ射线解析不可见射线A，轰击石蜡时打出的应该是质子，因为质子就是氢核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见射线应该是中子．答案 A6．一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后面的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来的方向行进，射线b发生了偏转，如图4－1、2－6所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．图4－1、2－6解析放射源可以放射出α、β、γ三种射线，α射线的穿透能力弱，不能穿透铝箔，β射线和γ射线的穿透能力强，可以穿透铝箔．由于β射线带负电，经过电场时受到电场力的作用而发生偏转，γ射线不带电，经过电场时不发生偏转，所以图中射线a是γ射线，射线b是β射线．答案γβ知识点三衰变及半衰期7．(2011·北京)下列表示放射性元素碘131(13153I)β衰变的方程是()．A.131 53I―→127 51Sb＋42HeB.13153 I―→131 54Xe＋0－1eC.13153I―→13053I＋10nD.13153I―→13052Te＋11H解析β衰变是原子核自发地释放一个β粒子(即电子)产生新核的过程，原子核衰变时质量数与电荷数都守恒，结合选项分析可知，选项B正确．答案 B8．下列有关半衰期的说法正确的是()．A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素半衰期也变长C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度解析放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映了放射性元素衰变速度的快慢，半衰期越短，则衰变越快；某种元素的半衰期长短由其本身因素决定，与它所处的物理、化学状态无关，故A正确，B、C、D错误．答案 A9．(2011·重庆)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β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γ射线．下列说法正确的是()．A．碘131释放的β射线由氦核组成B．铯137衰变时辐射出的γ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．铯133和铯137含有相同的质子数解析β射线是高速电子流，是原子核内的中子转化成一个质子和一个电子时放出电子产生的，选项A错误；γ光子的频率高于可见光的频率，由光子能量E＝hν知选项B错误；由于铯137的半衰期比碘131的半衰期长，所以碘131比铯137衰变更快，选项C错误；同位素具有相同质子数和不同中子数，选项D正确．答案 D10．铀裂变的产物之一氪90(9036Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(9040Zr)，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衰变解析 原子核每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每经过一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变．法一 α衰变的次数为n ＝90－904＝0(次)， β衰变的次数为m ＝90－902＋40－36＝4(次)． 法二 设氪90(9036Kr)经过x 次α衰变，y 次β衰变后变成锆90(9040Zr)，由衰变前后的质量数、电荷数守恒得4x ＋90＝90，2x －y ＋40＝36，解得x ＝0，y ＝4.答案B11．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(239 94 Pu)，这种239 94 Pu 可由铀239(239 92 U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( )．A ．2B ．239C ．145D ．92 解析 由于239 92U 和239 94Pu 的质量数相等，而核电荷数增加2，因此，239 92U经2次β衰变，变为239 94Pu ，故A 正确．答案 A12．计数器是一种探测射线的仪器，如图4－1、2－7所示，X 为未知放射源，它向右方发射放射线．放射线首先通过一块薄铝箔P (厚度约为1 mm)，并经过一个强磁场区域后到达计数器，计数器上单位时间内记录到的射线粒子是一定的．现将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，然后将薄铝箔P 移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升．据此可以判定X 为( )．A ．纯β放射源B ．纯γ放射源C ．α和β的混合放射源D ．α和γ的混合放射源 图4－1、2－7解析 将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，即磁场对射线粒子没有影响，则可以断定计数器接收到的是不带电的γ射线，以后将薄铝箔P (厚度约为1 mm)移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升．这说明计数器除了接收到了γ射线之外，还接收到了一种原来被厚度约为1 mm 的薄铝箔P 挡住的射线，而厚度约为1 mm 的薄铝箔只能将α射线挡住，所以X 为能放射α射线和γ射线的混合放射源，故D 项正确． 答案 D13．(2012·朝阳区高二检测)天然放射性铀(238 92 U)发生衰变后产生钍(234 90 Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(238 92 U)核的速度为v ，衰变产生的钍(234 90Th)核速度为v 2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．解析 (1)238 92U ―→234 90Th ＋42He(2)设另一新核的速度为v ′，铀核质量为238m ，由动量守恒定律得：238m v＝234m v 2＋4m v ′得：v ′＝1214v 答案 (1)见解析 (2)1214v。

1 第一节 走进原子核
情景导入
考古学家确定古木年代的一种方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长时间，这叫做放射性同位素鉴年法，他的依据是什么？
简答：自然界中的碳主要是12C ，也有少量14C ，它是高层大气中的原子核在太阳射来的高能
粒子流的作用下产生的.14C 是具有放射性的碳同位素，能够自发地进行β衰变，变成氮，
半衰期为5 730年.14C 原子不断产生又不断衰变，达到动态平衡，它在大气中的含量是稳定
的，大约在1012个碳原子中有一个14C.活的植物通过光合作用和呼吸作用与环境交换碳元素，体内14C 的比例与大气中的相同.植物枯死后，遗体内的14C 仍在进行衰变，不断减少，但是不再得到补充.因此，根据放射性强度减小的情况就可以算出植物死亡的时间. 知识预览
⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧是查德威克发现的中性粒子中子是卢瑟福发现的带正电粒子质子原子核元素叫天然放射性元素能够自发地放出射线的射性元素具有放射性的元素叫放叫放射性物体放射出射线的性质家是贝克勒尔发现放射性现象的科学天然放射性现象核子原,:,:,。

学业分层测评(十二)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列说法不正确的是()A．康普顿发现了电子B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型C．贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象D．伦琴发现了X射线【解析】汤姆生在研究阴极射线时发现了电子；卢瑟福通过α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型；贝克勒尔在1896年发现了铀和含铀的矿物的天然放射现象，使人们认识到原子核是有复杂结构的，伦琴用高速电子流撞击阴极发现了X射线．【答案】A2．下列说法正确的是()【导学号：55272111】A．玛丽·居里首先提出原子的核式结构B．卢瑟福在α粒子的散射实验中发现了电子C．普朗克在原子核人工转变实验中发现了中子D．爱因斯坦为解释光电效应的实验提出了光子假说【解析】卢瑟福首先提出原子的核式结构，故A错；卢瑟福在α粒子的散射实验中并没有发现电子，而是发现了质子，故B错；查德威克发现了中子，故C 错．【答案】D231H)，氘(H)，((H)，则()氢有三种同位素，分别是氕多选．3()111A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等页 1 第C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等【解析】氕、氘、的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都为1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，所以本题A、B选项正确．【答案】AB4．同位素是指()【导学号：55272112】A．质子数相同而核子数不同的原子B．核子数相同而中子数不同的原子C．核子数相同而质子数不同的原子D．中子数相同而核子数不同的原子【解析】原子序数相同(即核电荷数、质子数相同)而质量数不同(即核子数不同)的元素互为同位素．【答案】A13下列有关6C－NMR(多选)核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析，5．( 136C的说法正确的是()A．质子数为6B．电子数为13C．中子数为7D．原子核的电荷量为6 C【解析】原子核的电荷数等于质子数，质量数等于质子数与中子数之和，原子核的电荷量等于核内所有质子电荷量的总和．故选项A、C正确．【答案】ACA X表示，下列说法中正确的是() )6．(多选某种元素的原子核用Z【导学号：55272113】A．原子核的质子数为ZB．原子核的中子数为A－Z页 2 第C．原子核的质子数为AD．原子核的质子数为A－Z【解析】根据原子核的符号的含义：A表示质量数，Z表示质子数，则中子数为A－Z，所以A、B正确．【答案】AB7．人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从发现________开始的．【解析】天然放射现象使人类认识到原子核结构的复杂性．【答案】天然放射现象8．用符号表示以下原子核：(1)铀238(2)有6个中子的碳原子核(3)核质量数为14的碳原子核(4)核电荷数为8，核质量数为17的原子核(5)α粒子A X中A表示质量数，Z表示质子数．【解析】Z12238U(2)【答案】(1)C 692 17414C(4)O(5)(3)He28 6[能力提升]23592U，可知(9．由原子核符号)【导学号：55272114】23592U原子核中有质子235个A.23592U原子核中有电子92B.个23592U原子核中有中子235C.个23592U原子核中有中子143个D.235A X，A为核子数，Z为质子数，可见92U原子核【解析】原子核符号为Z中核子数是235个，质子数是92个，中子数为235－92＝143个，故A、B、C错误，D正确．页 3 第【答案】D10．(多选)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【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对；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对．【答案】CD11．有J、K、L三种原子核，已知J、K的核子数相同，K、L的质子数相同，请完成下列表格：原子核原子序数质量数质子数中子数J918A Z K10L19【解析】由于K、L的质子数相同，故表中的Z＝10，J、K核子数相同，则表中的A＝18，然后根据原子序数＝质子数，质量数＝质子数＋中子数即可求解该题．【答案】原子核原子序数质量数质子数中子数J91899810K Z A页 4 第9101019L现在，科学家正在设法探寻“反物质”．所谓的“反物质”是由“反粒12.但电荷的符子”组成的，“反粒子”与对应的正粒子具有相同的质量和电荷量，4He)的反粒子质量数为多少？电荷数为多少？号相反，据此求α粒子(2】【导学号：55272115，粒子是氦核，它由两个质子和两个中子构成，故质量数为4【解析】α，但电荷数为”．2“质量数也是4”－“”“2.电荷数为而它的反粒子2 【答案】4－页 5 第。

4.1 原子核姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________一、选择题1、（单项）原子半径的数量级是：A．10－10cm; B.10-8m C. 10-10m D.10-13m2、（单项）若氢原子被激发到主量子数为n的能级,当产生能级跃迁时可能发生的所有谱线总条数应为：A．n-1 B .n(n-1)/2 C .n(n+1)/2 D .n3、（单项）天然放射现象的发现揭示了( )A.原子不可再分B.原子的核式结构C.原子核还可再分D.原子核由质子和中子组成4、（双项）下列说法正确的是( )A.22688Ra衰变为22286Rn要经过1次α衰变和1次β衰变。

B.23892U衰变为23491Pa要经过1次α衰变和1次β衰变。

C.23290 Th衰变为20882Pb要经过6次α衰变和4次β衰变。

D.23892U衰变为22286Rn要经过4次α衰变和4次β衰变。

二、综合题5、完成下列核反应方程：(1) 23490Hh→23491Pa+(2) 105B+42He→137N+(3) 2713Al+1n→+42He(4) 01e+01e→ (5) 11H→+01e6、一束天然放射线沿垂直电力线的方向从中间进入到两块平行带电金属板M、N之间的匀强电场中，试问：(1)射线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各是哪种射线？(2)M、N各带何种电荷？（请写出解题过程）7、光滑水平轨道上有一辆小车质量为20 kg，质量为60 kg的人站在小车上，与车一起以5 m/s的速度运动.试求：（1）相对于车以2 m/s的速度沿车前进的反方向行走，车速是多大?（2）相对于车以2 m/s竖直跳起，车速是多大?（3）相对于轨道以2 m/s竖直跳起，车速是多大?参考答案：1、A2、B3、C4、BC5、略6、解：γ射线不带电，所以是Ⅱ(直线)．设带电粒子打到金属板上的位置为x，偏转的距离都是d/2，根据公式代入上式，得比值所以Ⅰ为α射线，Ⅲ为β射线，M带负电．7、解析：（1）由于水平轨道是光滑的，人、车系统水平方向动量守恒.系统的初动量p＝（20＋60）×5 kg·m/s＝400 kg·m/s.设人反向行走时车速度为v1，系统动量p1＝20v1＋60（v1－2）.由动量守恒，有p1＝p，则20v1＋60（v1－2）＝400 kg·m/s，v1＝6.5 m/s.（2）设人相对于车竖直跳起时车速为v2，由于是相对于车竖直，则人与车水平方向相对静止，有共同速度，则系统动量p2＝20v2＋60v2.由动量守恒，p2＝p，则20v2＋60v2＝400 kg·m/s，v2＝5 m/s.（3）人相对于轨道竖直跳起，人水平方向速度为零，则系统的动量p3＝20v3，由动量守恒，p3＝p，则20v3＝400 kg·m/s，v3＝20 m/s.答案：（1）6.5 m/s （2）5 m/s （3）20 m/s。

高中物理（粤教版）选修3-5单元检测试卷第四章 原子核一、单选题1.以下说法正确的是（ ）A. α衰变是原子核内的变化所引起的B. 某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能增大C. 当氢原子以n=4的状态跃迁到n=1的状态时，要吸收光子D.1511247162N H C He +→+是α衰变方程【答案】A 【解析】α衰变是原子核内的变化所引起的，选项A 正确；根据光电效应的规律可知， 某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变，则频率不变，而增大光强时，光电子的最大初动能不变，选项B 错误；根据波尔理论， 当氢原子以n=4的状态跃迁到n=1的状态时，要放出光子，选项C 错误； 1511247162N H C He +→+ 是人工转变方程，选项D 错误；故选A. 2.阴极射线是（ ） A. 光子流 B. 电子流C. 质子流D. 中子流【答案】B 【解析】阴极射线是电子流．故B 项正确．3.如图为电视机显像管中电子束偏转的示意图．磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向()A. 向上B. 向左C. 向下D. 向右【答案】B【解析】磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，根据右手螺旋定则，在磁环上形成的磁场方向向下，磁场是闭合的，故在磁环中心处的磁场是竖直向上的，在根据左手定则，当电子束沿轴线向纸内射入时，电子束受到向左的洛伦兹力，故电子束的偏转方向向左．故A正确、BCD错误．故选A．点睛：本题要注意安培定则判断磁环中的磁场方向，不是磁环中心处的磁场方向，这一点很容易出错，应考虑到磁场是闭合的，磁环上产生的磁场向下，磁环中心处磁场向上．4. 天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知A. ②来自于原子核外的电子B. ①的电离作用最强，是一种电磁波C. ③的电离作用较强，是一种电磁波D. ③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子【答案】D 【解析】试题分析：因为γ射线的穿透本领最强，α射线的穿透本领最弱，由图可知①为α射线，②为β射线，③为γ射线；β射线的电子来自原子核内的中子转变为质子时放出的，选项A错误；α射线电离作用最强，但它不是电磁波，选项B错误；γ射线的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子，是一种电磁波，选项C 错误，D正确；故选D.考点：放射性三种射线.【此处有视频，请去附件查看】5.关于核力和结合能，下列说法正确的是（）A. 强相互作用力是原子核内部的力，弱相互作用力是原子核外部的力B. 强相互作用力和弱相互作用力都是短程力，其力程均在10﹣18米范围内C. 每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性D. 组成原子核的核子越多，它的结合能越低【答案】C【解析】核力属于强相互作用．核力只存在于相邻的核子之间，故A错误；核力是短程力，作用范围在1.5×10-15m，原子核的半径数量级在10-15m，所以核力只存在于相邻的核子之间，核力是原子核能稳定存在的原因，故B 错误，C正确；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，而组成原子核的核子越多，它的结合能并不是越低，故D错误．所以C正确，ABD错误．6.二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，右图是（）A. 卢瑟福的α粒子散射实验装置B. 卢瑟福发现质子的实验装置C. 汤姆逊发现电子的实验装置D. 查德威克发现中子的实验装置【答案】A【解析】【详解】由图可知，放射源放出α粒子，高速运动的α粒子轰击金箔，产生散射现象，这是卢瑟福的α粒子散射实验装置，所以A正确；B、C、D错误．7.如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数．若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为（）A. β射线和γ射线B. α射线和β射线C. β射线和X射线D. α射线和γ射线【答案】D【解析】【详解】三种射线中α射线和β射线带电，进入电场后会发生偏转，而γ射线不带电，不受电场力，电场对它没有影响，在电场中不偏转．由题，将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线．再将薄铝片移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大为增加，根据α射线的特性：穿透本领最弱，一张纸就能挡住，分析得知射线中含有α射线．故放射源所发出的射线可能为α射线和γ射线．故D正确．A．β射线和γ射线，与结论不相符，选项A错误；B．α射线和β射线，与结论不相符，选项B错误；C．β射线和X射线，与结论不相符，选项C错误；D．α射线和γ射线，与结论相符，选项D正确；故选D8.日本发生里氏9.0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13153I和137Cs两种放射性元素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射，其中13153I的衰变方程为eXeI011315413153-+→，其半衰期为8天．下列说法不正确的是()A. 该核反应是α衰变B. 13153I原子核中含有78个中子C. 经过16天，75％13153I原子核发生了衰变D. 虽然该反应出现质量亏损，但核反应前后的原子核总质量数不变【答案】A【解析】本题考查的是原子核的组成.核反应.半衰期等原子物理知识．该核反应是β衰变，选项A错误；13153I的中子数为131-53=78，选项B正确；16天为两个半衰期，有34的13153I发生了衰变，选项C正确；核反应前后，电荷数和质量数守恒，选项D正确．9.在匀强磁场中，有一个静止的原子核发生衰变，放出一个粒子而转变为一个新原子核，放射出的粒子与新原子核的速度方向都与磁感线方向垂直，形成的径迹是两个相外切的圆，如图所示．下列说法正确的是（）A. 放射出的粒子可能是α粒子也可能是β粒子B. 放射出的粒子和新原子核都做顺时针方向的圆周运动C. 图中小圆是放射出的粒子的径迹，大圆是新原子核的径迹D. 放射出的粒子的动能小于新原子核的动能【答案】B【解析】无论是哪种衰变，反应后的两个粒子运动方向一定是相反的．一个粒子是新的原子核带正电，另一个粒子带电情况要看是哪种衰变．由左手定则知α衰变后产生的径迹是两个外切的圆，β衰变后产生的径迹是两个内切的圆．由图可知该反应是α衰变后产生的，选项A错误；大的轨迹是α粒子，小圆是生成的新核的径迹，由左手定则可知，α粒子和新核都沿顺时针方向旋转，选项B正确；粒子在磁场中受洛伦兹力偏转，半径mvqB，mv就是动量，由动量守恒可知新核的动量和放出的α（或β）粒子的动量等大反向．对于α衰变，α粒子电量为2e，新核的电量都是几十个e，所以α衰变后产生的两个外切圆，大的是α粒子，小的新核的，选项C错误；很据2221()222kmv PE mvm m===可知，动量相同时，质量小的粒子动能较大，α粒子质量小于新核的质量，故α粒子动能较大，选项D错误；故选B.点睛：这类问题记忆时可以记成：α衰变为外切圆，β衰变为内切圆；小圆是新核的，大圆是放出粒子的．10.图示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而5mm铅片下的照相底片未被感光时，则工作人员可能受到了辐射的射线是( )A. α和βB. α和γC. β和γD. α、β和γ 【答案】A 【解析】试题分析：α射线贯穿能力很差，用一张纸就能把它挡住．β射线贯穿本领较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几厘米厚的铝板．γ贯穿本领更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板．α射线贯穿能力很差，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住．β射线贯穿本领较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几厘米厚的铝板．γ贯穿本领更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板．由于本题目中射线能穿透1mm 和3mm 的铝板，但不能穿透铅板，故一定不含γ射线，但一定含有β射线，可能含有α射线，A 正确．11.太阳辐射能量主要来自太阳内部的（） A. 化学反应 B. 放射性衰变C. 裂变反应D. 热核反应【答案】D 【解析】解：太阳的能量来自于内部的核聚变，产生很高的能量，又称为热核反应．故D 正确，A 、B 、C 错误． 故选D ．【点评】解决本题的关键知道太阳内部的核聚变反应又称为热核反应，放出很高的能量． 12.大量释放核能的过程一定是（ ）A. 由质量较小的原子核结合成质量较大的原子核B. 由质量较大的原子核分裂成质量较小的原子核C. 由某些重核结合为质量较大的原子核D. 由某些重核分裂为中等质量的原子核【答案】D 【解析】在重核裂变或轻核发生聚变时释放出的大量的核能，D 属于重核裂变，而ABC 不能释放大量核能，故D 正确．故选D ．二、多选题13.核电站中采用反应堆使重核裂变，将释放出的巨大能量转换成电能．反应堆中一种可能的核反应方程式是2351143909206040U n Nd Zr x y +→+++，设U 核质量为m 1，中子质量为m 2， Nd 核质量为m 3，Zr 核质量为m 4，x 质量为m 5，y 质量为m 6，那么，在所给的核反应中（ ） A. x 可能是113H ，y 可能是0111e - B. x 可能是103n ，y 可能是018e -C. 释放的核能为（m 1+m 2﹣m 3﹣m 4﹣m 5﹣m 6）c 2D. 释放的核能为（m 3+m 4+m 5+m 6﹣m 1﹣m 2）c 2 【答案】ABC 【解析】如果x 是311H ，y 是1101e -，则核反应过程质量数和电荷数都守恒，则可能是x 是311H ，y 是1101e -，故A 正确；如果x 是310n ，y 是801e - ，则核反应过程质量数守恒、核电荷数守恒，故B 正确；质量亏损：△m=m 1+m 2-m 3-m 4-m 5-m 6，由质能方程可知，释放的能量为：E=△mc 2=（m 1+m 2-m 3-m 4-m 5-m 6）c 2，故C 正确，D 错误；故选ABC ．点睛：知道核反应过程质量数与核电荷数守恒、掌握爱因斯坦质能方程是解题的前提与关键，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握． 14.下列说法正确的是（ ）A. β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B. α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构C. 氢原子核外电子轨道半径越大，其能量越低D. 重核的裂变和轻核的聚变过程都向外界放出核能，都有质量亏损E. 原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a 能级跃迁到c 能级状态时将要吸收波长为 1212λλλλ+的光子【答案】BDE 【解析】β衰变现象中的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的，不能说明电子是原子核的组成部分，选项A 错误；α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，选项B 正确；氢原子核外电子轨道半径越大，原子的能级越高，原子具有的能量越大，选项C 错误；重核的裂变和轻核的聚变过程都向外界放出核能，都有质量亏损，选项D 正确；光子的能量：E ＝ hcλ．原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收光子，已知λ1＞λ2，那么原子吸收的光子的能量大于发射的光子的能量，所以c 能级的能量最大，它们之间的能量差：122112hchcE hc λλλλλλ--⋅＝＝，那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收波长是：1212hcE λλλλλ-＝＝，故E 正确．故选BDE. 15.下列说法中正确的是（ ）A. 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B. 玻尔将量子观念引入原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征C. 结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D. 放射性物质的温度升高，其半衰期不会发生变化 【答案】ABD 【解析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，选项A 正确；玻尔将量子观念引入原子领域，并能够解释氢原子的光谱特征，选项B 正确；结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定 ，选项C 错误；半衰期与外界因素无关，即放射性物质的温度升高，其半衰期不会发生变化，选项D 正确；故选ABD.16.关于原子、原子核，下列说法正确的是（ ） A. 卢瑟福的原子结构模型很好的解释了α粒子散射实验B. β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的C. 某放射性元素4个原子核经过一个半衰期后不一定还剩下2个没有发生衰变D. 利用射线可以消除静电 【答案】ACD 【解析】卢瑟福的原子结构模型很好的解释了α粒子散射实验，选项A 正确；β衰变中产生的β射线是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B 错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适应，即某放射性元素的4个原子核经过一个半衰期后不一定还剩下2个没有发生衰变，故C 正确；α射线的电离作用很强，α射线可以使空气电离从而把静电导走，利用射线可以消除静电，故D 正确；故选ACD. 点睛：本题考查了选项3-5的内容，考查的知识点比较多，但难度不大，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握．三、填空题17.某实验室新发现的一种放射性元素X，8天后实验人员发现它有3／4发生衰变，则它的半衰期为________天，若对X加热，它的半衰期________（填变大、变小或不变）．【答案】(1). 4 (2). 不变【解析】试题分析：根据题意可得81124Tm m=，解得4T=天，元素的半衰期和外界因素无关，故加热后半衰期不变，考点：原子核衰变及半衰期、衰变速度．点评：本题比较简单，只要知道半衰期公式就能解答，原子物理中题目主要是加强记忆，没有很复杂的计算题．18.若用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，则对23490Th的原子来说x=________、y=________、z=________．【答案】(1). 90 (2). 90 (3). 144【解析】23490Th左上角的数为原子的质量数，即234，左下角数值为质子数，即y=90，所以电子数也是x=90，中子数：z=m-y=234-90=144点睛：本题考查原子的组成知识，注意核素的组成意义，以及质量数、质子数、中子数之间的关系：中性原子的质子数=核外电子数，质量数=质子数+中子数．19.如图甲为卢瑟福的原子核式结构模型图，原子的中间有一个体积很小、带正电的核，卢瑟福推算出原子核的直径约为________m；如图乙为α粒子散射实验现象模拟图，图中只有极少数α粒子有机会从离核很近的地方经过，是因为受到比较大的________力，才会发生大角度的偏转．【答案】(1). 10-15(2). 排斥【解析】原子核直径的数量级为10-15m，在α粒子散射实验中，极少数α粒子从离核很近的地方经过，发生大角度偏转是受到了原子核较大的排斥力作用．点睛：本题考查的是α粒子散射实验．对这个实验要清楚两点：一是α粒子散射实验的实验现象；二是对实验现象的微观解释--原子的核式结构．20.太阳内部不停地进行着热核反应（氢聚变为氦），同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不________环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的________效应制成的．【答案】(1). 污染(2). 光伏【解析】太阳能的特点是不污染环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的光伏效应制成的．四、计算题21.一质子束入射到静止靶核2713Al上．产生如下核反应：2713P Al X n+→+，式中P代表质子．n代表中子，X代表核反应产生的新核，由反应式可知．新核X的质子数为多少？中子数为多少？【答案】14，13【解析】质子的电荷数为1，质量数为1，中子的电荷数为0，质量数为1．根据电荷数守恒、质量数守恒，X的质子数为1+13﹣0=14，质量数为1+27﹣1=27．因为质量数等于质子数和中子数之和，则新核的中子数为27﹣14=13．22.在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电量为e、质量为m，求在刚射出加速电场时，一小段长为△L的电子束内电子个数是多少？【解析】设单位体积内电子数为n，则I=nevs，由动能定理得：eU=12mv2则得：n=。

1 第一节 走进原子核
情景导入
考古学家确定古木年代的一种方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长时间，这叫做放射性同位素鉴年法，他的依据是什么？
简答：自然界中的碳主要是12C ，也有少量14C ，它是高层大气中的原子核在太阳射来的高能
粒子流的作用下产生的.14C 是具有放射性的碳同位素，能够自发地进行β衰变，变成氮，
半衰期为5 730年.14C 原子不断产生又不断衰变，达到动态平衡，它在大气中的含量是稳定
的，大约在1012个碳原子中有一个14C.活的植物通过光合作用和呼吸作用与环境交换碳元素，体内14C 的比例与大气中的相同.植物枯死后，遗体内的14C 仍在进行衰变，不断减少，但是不再得到补充.因此，根据放射性强度减小的情况就可以算出植物死亡的时间. 知识预览
⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧是查德威克发现的中性粒子中子是卢瑟福发现的带正电粒子质子原子核元素叫天然放射性元素能够自发地放出射线的射性元素具有放射性的元素叫放叫放射性物体放射出射线的性质家是贝克勒尔发现放射性现象的科学天然放射性现象核子原,:,:,。