【精品试卷】物理选修1-1人教版高二下学期单元检测4-原子结构、原子核复习专用试卷

【最新】物理人教版选修1-23.2原子与原子核的结构同步练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”.对于爱因斯坦提出的质能万能方程2E mC =，下列说法中不正确的是( ) A ．2E mc =表明物体具有的能量与其质量成正比 B ．根据2E mc =可以计算核反应中释放的核能C ．2E mc =中的E 表示发生核反应过程中释放的核能，m 是参与核反应的核子的总质量D ．一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损 2．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( ) A ．α粒子散射实验揭示了原子核内部的复杂性 B ．光电效应现象揭示了光具有粒子性C ．紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大D ．处于基态的氢原子最不稳定 3．发生裂变的核反应方程为：2351921411920365602U n Kr Ba n +→++，设23592U 、9236Kr 、14156Ba 的质量分别为1m 、2m 、3m ，一个中子的质量为4m ，则反应过程释放的能量为( )A ．()2123m m m c --B ．()21234m m m m c ---C ．()21423m m m m c +--D ．()23412m m m m c +--4．如图所示，一种元素的同位素的质量数()A 与中子数()N 的关系可用A N -图象来表示的是( )A ．B ．C ．D ．5．目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成的．u 夸克带的电荷量为e,d 夸克带的电荷量为e,e 为元电荷,下列论断中可能正确的是（ ）A ．质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C ．质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成,中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D ．质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成 6．首次用实验验证“爱因斯坦质能方程”的核反应方程是714312Li H k He →＋，已知m Li ＝7.016 0 u ，m H ＝1.007 8 u ，m He ＝4.002 6 u ，则该核反应方程中的k 值和质量亏损分别是( ) A ．1和4.021 2 u B ．1和2.005 6 u C ．2和0.018 6 u D ．2和1.997 0 u二、多选题7．如图为卢瑟福和他的同事们做α 粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A 、B 、C 、D 四个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是()A ．相同时间内放在A 位置时观察到屏上的闪光次数最少B ．放在D 位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少C ．相同时间内放在B 位置时观察到屏上的闪光次数比放在A 位置时稍少些D ．放在C 、D 位置时屏上观察不到闪光8．关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是( )A ．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径B ．原子核经过衰变生成新核，则新核的总质量等于原核的总质量C ．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D ．处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大9．英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现了α粒子的散射现象.图中O 表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的图是()A ．B ．C ．D ．10．一种元素的几种同位素，它们的（ ） A ．中子数一定相同 B ．质子数一定相同 C ．质量数一定相同 D ．化学性质一定相同11．一个23592U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的核反应为：23519419203802Z A U n X Sr n +→++ ， 则下列叙述中正确的是( )A ．该反应是核的裂变反应B ．X 原子核中含有54个质子和140个中子C ．该核反应是太阳中进行的主要核反应D ．虽然该反应出现质量亏损，但反应前后的原子核总质量数不变12．碳原子可看作是由6个质子和6个中子组成，已知碳原子质量为C m ，碳原子核的质量为'C m ，质子的质量为P m ，中子质量为n m ，氢原子的质量为H m ，光速为.C 则在由单个核子结合成碳原子核的过程中所释放的能量可以用下面的哪个式子来计算？( )A ．()266'H n C m m m C +-B ．()266P n C m m m C +-C ．()266H n C m m m C +-D ．()266'P n C m m m C +-三、解答题13．6027Co 发生一次β衰变后变为Ni 核，在该衰变过程中还发出频率为1ν和2ν的两个光子，试写出衰变方程式，并求出该核反应因释放光子而造成的质量亏损． 14．物体运动时的能量和静止时的能量之差就是物体的动能k E ，试利用质能方程2E mc =，证明宏观低速物体的动能为21.[2k E mv =可能用到的数学知识：当1x <<时，(1)1nx nx ⎤+=+⎦．15．太阳现在正处于主序星演化阶段.它主要是由电子和11H 、42He 等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是：01411224e H He -+→+释放核能，这些核能最后转化为辐射能．①已知质子质量p m ，氦核的质量m α，电子质量e m ，光速.c 试求每发生一次上述核反应所释放的核能；②用上述辐射中产生的波长为400nm 某一单色光去照射逸出功为193.010J -⨯金属材料铯时，能否产生光电效应？若能，试求出产生的光电子的最大初动能.(保留三位有效数字，普朗克常量346.6310)h J s -=⨯⋅参考答案1．C 【解析】 【详解】爱因斯坦提出的质能方程2E mc =告诉我们，物体具有的能量与它的质量成正比，故A 正确；公式2E mc =中m 是亏损质量，E 是释放的核能，故B 正确．公式2E mc =中的E 是物体具有的能量，m 是物体的质量，不是参与核反应的核子的总质量，是质量亏损，故C 错误．核反应中若质量亏损，就要释放能量，所以一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损，故D 正确．本题选择不正确的，故选C. 2．B 【解析】卢瑟福的α粒子散射实验，让α粒子穿越原子，少数α粒子发生偏转，极少数α粒子发生大角度偏转，揭示了原子的核式结构，故A 错误；光电效应现象揭示了光具有粒子性，故B 正确；紫外线照射到金属锌板表面时能产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不变，故C 错误；处于基态的氢原子最稳定，故D 错误．所以B 正确，ACD 错误． 3．B 【解析】 【详解】在反应过程中的质量亏损1234m m m m m =---根据爱因斯坦质能方程得()221234E mc m m m m c ∆==---故选B ． 4．C 【解析】 【详解】同位素的质子数相同，中子数不同，而质量数等于质子数加中子数，设质子数为M ，则有：A=N+M ，所以C 正确．故选C.5．B【解析】根据质子和中子所带的电荷量,经验证:质子带的电荷量为2×e+（e）=e中子带的电荷量为e+2×（e）=0．故B项正确．6．C【详解】根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得：7＋1＝4k；3＋1＝2k，可得k＝2；m前＝m Li＋m H＝7.016 0 u＋1.007 8 u＝8.023 8 u，反应后的总质量m后＝2m He＝2×4.002 6 u＝8.005 2 u，反应前后质量亏损为Δm＝m前－m后＝8.023 8 u－8.005 2 u＝0.018 6 u；A. 1和4.021 2 u，与结论不相符，选项A错误；B. 1和2.005 6 u，与结论不相符，选项B错误；C. 2和0.018 6 u，与结论相符，选项C正确；D. 2和1.997 0 u，与结论不相符，选项D错误；7．BC【详解】放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在D位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少，说明很少很少射线发生大角度的偏折，故B正确；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故C正确；放在CD位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少，说明极少数射线较大偏折，可知原子内部带正电的体积小且质量大，故D错误．故选BD．【点睛】该实验中，放射源放出一束射线轰击金箔，运用显微镜前荧光屏去观察射线的多少．课本中，该实验的结论是：多数射线基本不偏折，少数发生较大角度的偏转，个别的粒子几乎被反射回来．8．AD【详解】卢瑟福根据a粒子轰击金箔的实验，提出原子核式结构学说，通过实验可以估算原子核的半径，故A正确；原子核经过衰变生成新核的过程中要向外放出大量的能量，所以新核的总质量小于原核的总质量，故B错误；玻尔的原子模型与原子的核式结构模型本质上是不同的，玻尔的原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，故C错误；处于激发态的氢原子放出光子后，向低能级跃迁，核外电子的运动半径减小，根据222e vk mr r=可知，其动能增大，电势能减小，总能量也减小，故D正确；故选AD．9．BD【解析】【详解】在α粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故斥力指向轨迹的内侧，显然A 中下方粒子受力指向轨迹的外侧，故A错误；在α粒子的散射现象中绝大多数的α粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数α粒子发生角度很大的偏转，个别的α粒子偏转角大于90，极少数的α粒子偏转角大于150，甚至个别粒子沿原方向弹回，原因在α粒子的散射现象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大，轨迹的偏转角越大，故BD正确，C错误．故选BD．10．BD【解析】试题分析：一种元素的几种同位素，电荷数相同，即核外电子数相等，核外电子决定化学性质，但同位素的质量数即中子数不同，因此答案为BD考点：同位素点评：本题考查了同位素的定义以及同位素的物理、化学性质．11．AD【详解】该反应为重核的裂变，故A正确；质子数即为电荷数，根据电荷数守恒可知X的原子核中有52个质子，88个中子，故B错误；该反应为裂变反应，而太阳中进行的是聚变反应，故C错误；裂变反应中出现质量亏损，亏损的质量转化为能量，但是质量数是守恒的，故D 正确．故选AD．【点睛】解题时要根据电荷数守恒、质量数守恒确定X的电荷数和质量数，从而确定中子数，该反应为重核裂变，将释放能量． 12．CD 【解析】 【详解】核子结合成碳原子核时的质量亏损：66H n C m m m m =+-=66'P n C m m m +-，由质能方程可知，释放的核能()2266H n C E mc m m m c ==+-，2266')P n C E mc m m m C ==+- ，故选CD ． 13．6006027128Co e Ni -→+；122h h m c νν+=【详解】根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程式为：6006027128Co e Ni -→+．释放的能量12E hv hv =+，根据2E mc =得质量亏损为：122h h m cνν+=． 【点睛】解决本题的关键知道书写衰变方程的注意事项，以及掌握爱因斯坦质能方程，并能灵活运用. 14．见解析【解析】 【详解】物体运动时的能量为：2E =物体静止时的能量：200E m c =根据题意可知：0k E E E=-则：201k E m c ⎡⎤⎢⎥⎥=⎥⎥⎦，当v 很小时，即1v c <<时，根据数学公式有： 211()2vc≈+，因此有：有20012K E E E mv =-≈．【点睛】本题属于信息给予题，很好的考查学生利用所学知识解决问题以及知识的迁移能力．根据题意，求出物体运动时的能量，静止时的能量，结合数学知识即可证明． 15．（1）()242p e m m m c α+-（2）191.9710-⨯J 【解析】 【分析】根据爱因斯坦质能方程，结合质量亏损求出释放的核能；根据光电效应的条件判断能否发生光电效应，通过光电效应方程求出光电子的最大初动能． 【详解】（1）根据爱因斯坦质能方程得()2242p e E mc m m m c α==+-（2）单色光的能量为834191973106.63104.9710J 3.010J 410cE hλ----⨯==⨯⨯=⨯>⨯⨯ 所以可以产生光电效应.最大初动能为：1919190 4.972510 3.010 1.9710km E hv W ---=-=⨯-⨯=⨯J.【点睛】解决本题的关键掌握光电效应方程和爱因斯坦质能方程，并能灵活运用；注意核反应放出能量时反应物的质量大于生成物的质量．。

高中物理测试题原子结构与核能原子结构与核能高中物理测试题第一部分：选择题（每题2分，共40分）1. 下列选项中，包含原子的基本组成部分的是：A. 电子云、中子、质子B. 原子核、电子壳层、中子C. 质子、电子壳层、中子D. 质子、中子、元素2. 核能是指：A. 核融合产生的能量B. 核裂变产生的能量C. 原子核内部的能量D. 原子核外部的能量3. 下列哪个选项是正确的？A. 质子和中子的质量相等B. 电子和质子的电荷相反C. 电子和中子的电荷相同D. 电子的质量远大于质子4. 以下哪个选项是正确的？A. 电子轨道与电子云是同一个概念B. 电子轨道是描述电子运动的路径C. 电子云是描述电子运动的概率区域D. 电子轨道和电子云都是描述电子的位置5. 下列哪个选项是正确的？A. 电子的质量与质子的质量相等B. 质子的质量小于中子的质量C. 中子的质量小于电子的质量D. 电子的质量远大于质子的质量6. 核反应中，原子核的质量和电荷的变化分别是：A. 质量不变，电荷也不变B. 质量不变，电荷有变化C. 质量有变化，电荷不变D. 质量有变化，电荷也有变化7. 以下哪个选项是正确的？A. 原子核由质子和电子组成B. 原子核由质子和中子组成C. 原子核由中子和电子组成D. 原子核只由中子组成8. 电子的质量约为：A. 1/2000个质子质量B. 1/2000个中子质量C. 与质子的质量相等D. 与中子的质量相等9. 下列哪个选项是正确的？A. 质子的电荷为正，电子的电荷为负B. 质子的电荷为负，电子的电荷为正C. 质子和电子的电荷都为正D. 质子和电子的电荷都为负10. 原子的质量数是指：A. 原子核内部的质量B. 原子核外部的质量C. 质子的质量D. 质子与中子的总数11. 以下哪个选项是正确的？A. 质子和中子都位于原子核内部B. 质子位于原子核内部，中子位于电子壳层C. 质子位于电子壳层，中子位于原子核内部D. 质子和中子都位于电子壳层12. 原子核的直径约为：A. 10^-14mB. 10^-10mC. 10^-6mD. 10^-4m13. 下列哪个选项是正确的？A. 原子核是稳定的，不会发生变化B. 原子核由电子组成C. 原子核的质量数等于质子数加上中子数D. 原子核的质量数等于质子数减去中子数14. 以下哪个选项是正确的？A. 原子核的质量远大于电子的质量B. 原子核的质量远小于电子的质量C. 原子核的质量与电子的质量相等D. 原子核的质量与电子的质量没有关系15. 质子和中子分别位于原子核的：A. 质子位于内层，中子位于外层B. 质子位于外层，中子位于内层C. 质子和中子都位于内层D. 质子和中子都位于外层16. 原子核的结构是由：A. 质子和电子组成B. 质子和中子组成C. 中子和电子组成D. 仅由质子组成17. 以下哪个选项是正确的？A. 质子和中子都带有电荷B. 质子带有正电荷，中子带有负电荷C. 质子带有正电荷，中子是中性的D. 质子带有负电荷，中子带有正电荷18. 下列哪个选项是正确的？A. 质子和电子的质量比接近1:1B. 质子的质量大约是电子的2倍C. 质子的质量远大于电子的质量D. 质子的质量远小于电子的质量19. 电子壳层是：A. 电子围绕原子核的轨道B. 电子围绕原子核的电子云C. 电子固定在原子核表面D. 电子不存在固定位置20. 下列哪个选项是正确的？A. 原子核中只存在质子B. 原子核中只存在中子C. 原子核中存在质子和电子D. 原子核中存在质子和中子第二部分：填空题（每题2分，共20分）21. 原子核的电荷数由______决定。

人教版物理高二选修1-2 3.2原子核的结构同步训练姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题；共30分)1. （2分）下列说法正确的有（）A . 黑体辐射的强度与频率的关系是：随着温度的升高，各种频率的辐射都增加，辐射强度极大值的光向频率较低的方向移动B . α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C . 天然放射现象的发现说明了原子有复杂的结构D . 利用α射线可发现金属制品中的裂纹2. （2分）下列关于原子和原子核的说法正确的是（）A . β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B . 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短C . 玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化D . 比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固3. （2分）如图所示，中子内有一个电荷量为＋ e的上夸克和两个电荷量为－e的下夸克，有一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图所示给出的四幅图中，能正确表示出夸克所受静电作用力的是（）A .B .C .D .4. （2分）恒星的前身是（）A . 宇宙的微粒B . 星团C . 行星D . 星际云或星际云中的某块星云5. （2分） (2017高二下·故城期中) 月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的 He含量十分丰富， He是发生核聚变的极好原料，将来 He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大．关于He，下列说法正确的是（）A . He的原子核内有三个中子两个质子B . He的原子核内有一个中子两个质子C . He发生聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D . He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起6. （2分）根据宇宙大爆炸的理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期，那么在大爆炸之后最早产生的粒子是（）A . 夸克、轻子、胶子等粒子B . 质子和中子等强子C . 光子、中微子和电子等轻子D . 氢核、氘核、氦核等轻核7. （2分） (2017高二下·包头期末) 贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是（）A . C→ N+ eB . U+ n→ I+ Y+2 nC . H+ H→ He+ nD . He+ Al→ P+ n8. （2分）目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成，u夸克带电量为，d夸克带电量为﹣，e为基元电荷，下列论断可能正确的是（）A . 质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B . 质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成C . 质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成D . 质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1 个d夸克组成．9. （2分）有关原子结构，下列说法正确的是（）A . 玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱B . 卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性C . 玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说D . 卢瑟福的α粒子散射实验肯定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”10. （2分）如图所示，为卢瑟福和他的同事们做粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，观察到的现象，下述说法中正确的是（）A . 放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最少B . 放在B 位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C . 放在C、D 位置时，屏上观察不到闪光D . 放在D 位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少11. （2分）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12. （2分）下面哪个事实能证明原子核具有复杂的结构（）A . α粒子的散射实验B . 天然放射性现象的发现C . 阴极射线的发现D . 伦琴射线的发现13. （2分）如图所示的阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空，当左右两个电极连接到高压电源时，阴极会发射电子，电子在电场的加速下飞向阳极，挡板上有一个扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束，长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线，电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹，现在用该装置研究磁场对运动电荷的作用的实验，下列对该实验的说法正确的是（）A . 没有施加磁场时，电子束的径迹是一条抛物线B . 若图中左侧是阴极射线管的阴极，加上图示的磁场，电子束会向上偏转C . 施加磁场后，根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向，可由相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性D . 施加磁场后，结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹，可以判断出磁场的方向，但无法判断出磁场的强弱14. （2分）恒星的周年视差证明了（）A . 地球绕其轴心运动B . 地球绕着太阳运动C . 月球绕地球运动D . 太阳质量远远大于地球质量15. （2分） (2017高二下·邯郸期中) 下列叙述正确的是（）A . 两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力B . 由爱因斯坦质能方程E=mc2可知，质量可以转变为能量C . 质子与中子的质量不等，但质量数相等D . 天然放射现象说明原子核内部有电子二、填空题 (共5题；共12分)16. （2分）通过观察宇宙中的其他星系，按外形大致分为：________星系、________星系和不规则星系．17. （2分）通过如图的实验装置，卢瑟福建立了________模型．实验时，若将显微镜分别放在位置1、2、3，则能观察到粒子数量最多的是________位置．18. （4分）原子的核式结构模型是根据________实验基础提出的，原子是由________和________组成的，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在________里．19. （2分） 1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现________．图中A为________放射源发出的射线，银箔的作用是吸收．20. （2分）α、β、γ三种粒子按穿透能力大小的顺序是________，按其电离本领大小的顺序是________．三、解答题 (共5题；共50分)21. （10分）太阳内部四个质子聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子（中微子不带电）．若太阳辐射能量的总功率为P ，质子、氦核、正电子的质量分别为mp、mHe、me ，真空中光速为c ．求：（1）写出核反应方程；（2）时间t内参与核反应的质子数（中微子能量可忽略）．22. （10分）太阳内部进行着剧烈的轻核聚变反应．氦核是由4个质子聚变生成的，同时有正电子放出，正电子又会和负电子湮灭成一对光子，在这一核反应过程中放出 4.5×10﹣12J的能量．已知现在太阳每秒辐射5.0×1026J的能量．（1）写出上述两个核反应的反应方程．（2）计算出太阳每秒产生的氦核数目及每年减少的质量．（结果保留两位有效数字）．已知1年时间约为3.15×107s．23. （5分）有三个原子核X、Y、Z ，已知X核放出一个电子后变为Y核，再用质子（11H）轰击Y核生成Z 核并放出一个氦核（24He），则Y核比X核中质子数多多少个？Z核比X核的中子数少多少个？24. （10分）为确定爱因斯坦的质能方程△m=mc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E1=0.60MeV的质子轰击静止的锂核，生成两个a粒子，测得两个a粒子的动能之和为E2=19.9MeV，已知质子、a粒子、锂粒子的质量分别取mp=1.0073u、ma=4.0015u、mLi=7.0160u，求：（1）写出该反应方程．（2）通过计算说明△m=mc2的正确性．（1u相当于931.5Mev）．25. （15分） (2018高二下·沂南期中) 一个质子和两个中子聚变为一个氚核，已知质子质量＝1.0073u，u为原子质量单位，中子质量＝1.0087u，氚核质量m＝3.018Ou。

人教版高中物理选修同步测试(含答案解析)原子核的组成与衰变(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分．)1. 人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从()A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的2．放射性同位素钬166 67Ho可有效治疗肝癌，下列关于166 67Ho的叙述正确的是()A．电子数是166 B．中子数是99C．质量数是67 D．原子序数是1663．氢有三种同位素，分别是氕(11H)、氘(21H)、氚(31H)，则()A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等4．关于三种射线，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，它具有中等的穿透能力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5．原子核发生β衰变时，此β粒子是()A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着的电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出的一个电子6．如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有()A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B．α射线和β射线的轨迹是抛物线C．α射线和β射线的轨迹是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b 7．本题中用大写字母代表原子核，E经α衰变成为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H .上述系列衰变可记为下式：E ――→αF ――→βG ――→αH 另一系列衰变如下： P ――→βQ ――→βR ――→αS 已知P 是F 的同位素，则( )A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素B ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素C ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素D ．Q 是E 的同位素，R 是F 的同位素 8．某种放射性元素的半衰期为6天，则下列说法中正确的是( ) A ．10个这种元素的原子，经过6天后还有5个没有发生衰变 B ．当环境温度升高的时候，其半衰期缩短C ．这种元素以化合物形式存在的时候，其半衰期不变D ．半衰期由原子核内部自身的因素决定9．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核A Z X 经过6次α衰变后的产物是253100Fm ，由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )A ．112、265B ．112、277C ．124、259D ．124、26510．近几年来，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5 000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A ．γ射线具有很强的穿透能力B ．γ射线具有很强的电离作用C ．γ射线波长很短，具有很高的能量D ．γ射线能很容易绕过阻碍物到达脑肿瘤位置11．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 94Pu)，这种239 94Pu 可由铀239(239 92U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( ) A ．2 B ．239 C ．145D ．9212．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的含量大约还有( )A.m 4B.m 8C.m 16D.m 32的演算步骤，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．)13．(8分)放射性元素210 84Po 衰变为206 82Pb ，此衰变过程的核反应方程是_____________；用此衰变过程中发出的射线轰击19 9F ，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是____________________________________________________．14．(8分)天然放射性元素铀(238 92U)发生衰变后产生钍(23490Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(238 92U)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．15.(12分)放射性元素14 6C 射线被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)14 6C 不稳定，易发生衰变，放出β射线，其半衰期为5 730年，试写出有关的衰变方程；(2)若测得一古生物遗骸中14 6C 的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？16.(12分)238 92U 经一系列的衰变后变为206 82Pb.(1)求一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)206 82Pb 与238 92U 相比，求质子数和中子数各少多少？(3)写出这一衰变过程的方程．参考答案与解析1．[导学号13050065] 【解析】选D.自从贝可勒尔发现天然放射现象，科学家对放射性元素及射线的组成、产生的原因等进行了大量研究，逐步认识到原子核的复杂结构，故D 正确，A 、B 、C 错误．2．[导学号13050066] 【解析】选B.已知166 67Ho ，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数＝67，即电子数为67，原子序数是67，A 、D 错误；166 67Ho 的质子数为67，质量数为166，则该同位素原子核内的中子数为166－67＝99，B 正确，C 错误．3．[导学号13050067] 【解析】选AB.氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都是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．4．[导学号13050068] 【解析】选C.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，它的穿透能力最强，故C 正确；γ射线是电磁波，它的穿透能力最强，故D 错误．5．[导学号13050069] 【解析】选D.因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不含电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个负电子，一个质子可以转化成一个中子和一个正电子，其转化可用下式表示：10n →11H ＋0－1e(β)，11H →1n ＋0＋1e.由上式可看出β粒子(负电子)是原子核内的中子转化而来，正电子是由原子核内的质子转化而来．6．[导学号13050070] 【解析】选AC.由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的110，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动(如果一个打在b ，则另一个必然打在b 点下方)．故A 、C 正确，B 、D 错误．7．[导学号13050071] 【解析】选B.因为P 是F 的同位素，其电荷数设为Z ，则衰变过程可记为Z ＋2E ――→αZ F ――→βZ ＋1G ――→αZ －1H ，Z P ――→βZ ＋1Q ――→βZ ＋2R ――→αZ S显然E 和R 的电荷数均为Z ＋2，则E 和R 为同位素，Q 和G 的电荷数均为Z ＋1，则Q 和G 为同位素，S 、P 、F 的电荷数都为Z ，则S 、P 、F 为同位素，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．8．[导学号13050072] 【解析】选CD.半衰期跟原子所处的物理环境和化学状态无关，由原子核自身决定，C 、D 两项正确，B 错误；半衰期是根据统计规律得出来的，对几个原子核来说没有意义，A 错误．9．[导学号13050073] 【解析】选B.每经一次α衰变，质量数减少4，电荷数即原子序数减少2，故A ＝253＋6×4＝277，Z ＝100＋6×2＝112.故B 选项正确．10．[导学号13050074] 【解析】选AC.γ射线是波长很短、频率很高的电磁波，具有很高的能量和很强的穿透能力，所以它能穿透皮肉和骨骼到达肿瘤位置并杀死肿瘤细胞．因γ射线不带电，它的电离作用很弱；因波长很短，衍射能力也很差，B 、D 选项错误．11．[导学号13050075] 【解析】选A.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． 12．[导学号13050076] 【解析】选C.经过n 个半衰期剩余碘131的含量m ′＝m ⎝⎛⎭⎫12n.因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131含量：m ′＝m ⎝⎛⎭⎫124＝m 16，选项C 正确．13．[导学号13050077] 【解析】根据核反应中的质量数、电荷数守恒规律，可以求出新生射线为42He ，另一粒子为11H.方程式中一定要使用箭头，不能用等号．【答案】210 84Po →206 82Pb ＋42He 42He ＋19 9F →2210Ne ＋11H 14．[导学号13050078] 【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 ·v2＋4m v ′得：v ′＝1214v .【答案】(1)见解析 (2)1214v ，与铀核速度方向相同15．[导学号13050079] 【解析】(1)衰变方程为14 6C →14 7N ＋0－1e. (2)活体中14 6C 含量不变，生物死亡后，14 6C 开始衰变，设活体中14 6C 的含量为m 0，遗骸中为m ，则由半衰期的定义得m ＝m 0⎝⎛⎭⎫12t τ即0.125＝⎝⎛⎭⎫12tτ，解得t τ＝3，所以t ＝3τ＝17 190年． 【答案】(1)14 6C →14 7N ＋0－1e (2)17 190年16．[导学号13050080] 【解析】(1)设238 92U 衰变为20682Pb 经过x 次α衰变和y 次β衰变．由质量数和电荷数守恒可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②联立①②解得x＝8，y＝6，即一共经过8次α衰变和6次β衰变．(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数减少1，而质子数增加1，故206 82Pb较238 92U质子数少10，中子数少22.(3)核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.【答案】见解析。