高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程同步试题粤教版选修3_5
高中物理 第4章 原子核 第1节 走进原子核 第2节 核衰变与核反应方程课后提能训练 粤教版选修3-5
第1节 走进原子核 第2节 核衰变与核反应方程基础达标1．(2019年乌鲁木齐名校模拟)下列说法中正确的是( ) A ．β衰变说明原子核里有电子 B ．结合能越大的原子核越稳定C ．放射性元素的半衰期不会随元素所处的物理状态和化学状态的变化而改变D ．在光电效应中，从金属表面飞出的光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 【答案】C【解析】β衰变时，原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，释放出来的电子就是β粒子，可知β衰变现象并不说明电子是原子核的组成部分，故A 错误；比结合能越大的原子核越稳定，故B 错误；放射性元素的半衰期是由放射性元素本身决定的，采用物理或化学方法都不能改变放射性元素的半衰期，它与状态或环境无关，故C 正确；根据光电效应方程E km ＝hν－W 0可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成线性关系，但不是正比关系，故D 错误．2．关于放射现象，下列说法正确的是( ) A ．产生放射线的过程是原子核的裂变过程 B ．放射性同位素可以作为示踪原子 C ．各种放射线都是电磁波D ．放射性物质的半衰期随时间的增加而变短 【答案】B【解析】产生放射线的过程是原子核衰变的过程，属于天然放射现象，故A 错误．放射性同位素示踪是利用放射性同位素及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质即能够发生衰变，故放射性同位素可以作为示踪原子，故B 正确．α射线是高速氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，故C 错误．放射性物质的半衰期是固定的，不随时间，位置，状态，温度等等的变化而变化，故D 错误．故选B ．3．放射性同位素2411Na 的样品经过6小时还剩下18没有衰变，它的半衰期是( )A ．2小时B ．1.5小时C ．1.17小时D ．0.75小时【答案】A【解析】我们知道，放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下14，再经一个半衰期这14又会衰变一半，只剩18，所以题中所给的6小时为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2小时，也可根据m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ ，得18＝⎝ ⎛⎭⎪⎫126τ ，τ＝2小时．4．对未知特性的粒子X 进行有关试验，获得如下结果：粒子X 在磁场中的偏转方向与α粒子相同，粒子X 的比荷是α粒子的23，下列符号中对粒子X 最合适的是( )A ．13X B ．31X C ．42X D ．3－1X【答案】B【解析】粒子X 磁场中的偏转方向与α粒子相同，说明该粒子带正电．α粒子的比荷表示为2q 4m ，X 粒子的比荷为2q 4m ×23＝q 3m，所以X 粒子可表示为31X ，选项B 正确．5．(多选)(2018年诸城期末)下列说法正确的是( ) A ．n m X 与 nm －2Y 互为同位素 B ．n m X 与n －1m Y 互为同位素 C ．n m X 与n －2m －2Y 中子数相同D ．235 92U 核内有92个质子，235个中子 【答案】BC【解析】n m X 与 n m －2Y 质子数不同，不是互为同位素，故A 错误；n m X 与n －1m Y 质子数相同中子数不同，是互为同位素，故B 正确；n m X 中子数是n －m ，n －2m －2Y 中子数是n －m ，故C 正确；23592U 核内有92个质子，143个中子，故D 错误．6．(多选)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 核并放出一个氦核(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 核质量数大3D ．X 核与Z 核的总电荷数是Y 核电荷数的2倍 【答案】CD【解析】设原子核X 的质量数为x ，电荷数为y ，依题意写出核反应方程x y X→Y＋01e ，Y ＋11H→Z＋42He.根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核Y 的质量数为x ，电荷数为y －1，原子核Z 的质量数为x －3，电荷数为y －2.由此可得X 核的质子数(y ) 比Z 核的质子(y －2)多2个，选项A 错；X 核的中子数(x －y )比Z 核的中子数(x －y －1)多1个，选项B 错；X 核的质量数(x )比Z 核的质量数(x －3)多3个，选项C 对；X 核与Z 核的总电荷数(2y －2)是Y 核的电荷数(y －1)的2倍，选项D 对．7．(多选)关于放射性元素的半衰期( ) A ．是原子核质量减少一半所需的时间 B ．是原子核有半数发生衰变所需的时间C ．与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关D ．可以用于测定地质年代、生物年代等 【答案】BD【解析】原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与一般外界环境无关．每隔一定的时间即半衰期，原子核就衰变掉总数的一半，不同种类的原子核，其半衰期也不同，若开始时原子核数目为N 0，经时间t 剩下的原子核数目为N ，半衰期为τ，则有如下关系式：N ＝N 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ .若能测定出N 与N 0的比值，就可求出时间t 值，依此公式就可测定地质年代、生物年代或考察出土文物存在年代等．故B 、D 正确．8．(多选)图中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，以下判断正确的是( )A ．a 为α射线，b 是β射线B ．a 为β射线，b 为γ射线C ．b 为γ射线，c 为α射线D ．b 为α射线，c 为γ射线 【答案】BC【解析】γ射线不带电，在电场中不会偏转，α射线带正电，向负极板偏转，质量远大于β粒子的质量，电荷量是β粒子的2倍，α粒子的加速度远小于β粒子的加速度，β粒子的径迹比α粒子的径迹弯曲得多，选项B 、C 正确．能力提升9．(多选)(2019年衡水校级期中)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 ．23290Th 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 【答案】BC【解析】原子核经1次α衰变和1次β衰变后质量数减4，核电荷数减1(先减2再加1)，代入验算可知A 、D 错误，B 、C 正确．10.23892U 核经一系列的衰变后变为20682Pb 核，问： (1)一共经过几次α衰变和β衰变？(2)20682Pb 与23892U 相比，质子数和中子数各少了多少？ (3)写出这一衰变过程的方程．【答案】(1)8次α衰变，6次β衰变 (2)10 22 (3)23892U→20682Pb ＋842He ＋60－1e【解析】(1)设23892U 衰变为20682Pb 经过x 次α衰变和y 次β衰变．由质量数守恒和电荷数守恒可得238＝206＋4x ， ① 92＝82＋2x －y ，②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衰变中子数少1，而质子数增1，故20682Pb 较23892U 质子数少10，中子数少22.(3)核反应方程为238 92U→206 82Pb ＋842He ＋60－1e.。
粤教版高中物理选修3-5第四章同步测试题及答案全套
粤教版高中物理选修3-5第四章同步测试题及答案第四章原子核第一节走进原子核[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16667Ho可以有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数是()A．32B．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第四章原子核第二节放射性元素的衰变A级抓基础1．关于三种天然放射线，下列说法正确的是()A．α射线是高速运动的氦原子B．穿透能力最强的是β射线C．天然放射线的发现说明原子核具有复杂结构D．α射线是三种天然放射线中的一种，常利用它的穿透本领做医学检查解析：α射线是高速运动的氦原子核，故A错误；穿透能力最强的是γ射线，故B错误；天然放射线的发现说明原子核具有复杂结构，故C正确；γ射线是三种天然放射线中的一种，常利用它的穿透本领做医学检查，故D错误．答案：C2．(多选)关于原子核的衰变，下列说法中正确的是()A．α粒子来自于原子核，说明原子核里含有α粒子B．β粒子来自于原子中的电子，正如光电效应一样C．某些原子核发生衰变说明它们是不稳定的D．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解析：发生β衰变时，原子核内的中子转化为质子和电子，B错误，D正确；原子核由质子和中子组成，并不含有α粒子，A错误；某些原子核的核子间结合不太牢固、不稳定，会放出α粒子，C正确．答案：CD3．关于天然放射性，下列说法中正确的是()A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线解析：有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，故A错误；放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，故B错误；放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确；一个原子核在一次衰变中不可能同时放出α、β和γ三种射线，故D 错误．答案：C4．在花岗岩、大理石等装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是( )A ．α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个B ．氡的半衰期为3.8天，16个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下2个氡原子核C.238 92U 衰变成206 82Pb 要经过6次β衰变和8次α衰变D ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的质子转化为中子时产生的解析：发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少4，但中子数减少2个，故A 错误；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B 错误；根据质量数和电荷数守恒可知：发生α衰变放出42He ，导致质子数减小2个，质量数减小4，故中子数减小2；发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，电荷数多1，质量数不变，所以发生α衰变的次数是：238－2064＝8次，发生β衰变的次数是：2×8－(92－82)＝6次，故C 正确；根据β衰变的特点可知，放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，故D 错误．答案：CB 级 提能力5．如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过方向如图所示的匀强磁场、匀强电场共存的区域时，射线的轨迹只出现图示的两条(其中有两种射线的轨迹重合)下列判断中正确的是( )A ．射到b 处的一定是α射线B ．射到b 处的一定是β射线C ．射到b 处的可能是γ射线D ．射到b 处的可能是α射线解析：因为γ射线不带电，所以射到b 点的一定不是γ射线，α、β射线在电磁场中受到电场力和洛伦兹力：若电场力大于洛伦兹力，说明射线是α，若洛伦兹力大于电场力说明是β射线．故D 正确，A 、B、C错误．答案：D6．(多选)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.23290Th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衰变解析：原子核经1次α衰变和1次β衰变后质量数减4，核电荷数减1(先减2再加1)，故A错误；发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0－1e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋91＝92，4x＋234＝238，解得x＝1，y ＝1，故衰变过程为1次α衰变和1次β衰变，故B正确；发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0－1e，设发生了x次α衰变和y 次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋82＝90，4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C正确；发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0－1e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋86＝92，4x＋222＝238，解得x＝4，y＝2，故衰变过程中共有4次α衰变和2次β衰变，故D错误．答案：BC7．由于放射性元素23793Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现. 已知23793Np经过一系列α衰变和β衰变后变成霉20983Bi，下列论断中正确的是() A．衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒B.20983Bi的原子核比得23793Np的原子核少28个中子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D．经过两个半衰期后含有23793Np的矿石的质量将变为原来的四分之一解析：20983Bi的原子核比23793Np的原子核质量数少28，电荷数少10，所以衰变过程中原子核的质量和电荷量不守恒，故A错误；20983Bi 的原子核比23793Np的原子核质量数少28，电荷数少10，故中子少18个，故B错误；设23793Np变为20983Bi 需要经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：93－83＝2x－y，4x＝237－209，解得：x＝7，y＝4，故C正确；经过两个半衰期后23793Np的原子核个数变为原来的四分之一，但含有23793Np的矿石质量大于原来的四分之一，故D错误．答案：C8．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目.聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是( )A ．钋210B ．氡222C ．锶90D ．铀238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射线不合适；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半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．答案：C 9．一个静止在磁场中的226 88Ra(镭核)，发生α衰变后转变为氡核(元素符号为Rn)．已知衰变中释放出的α粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直. 设镭核、氡核和α粒子的质量分别是m 1、m 2、m 3，衰变的核能都转化为氡核和α粒子的动能. 求：(1)写出衰变方程．(2)α粒子和氡核在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比．解析：(1)衰变方程为：226 88Ra →222 86Rn ＋42He(2)根据q v B ＝m v 2r 得，r ＝m v qB发生α衰变后产生的α粒子和氡核动量等大，由半径公式r ＝m v qB∝1q ，得r 1r 2＝862＝431答案：(1)226 88Ra →222 86Rn ＋42He (2)43∶1第四章 原子核第三节 放射性同位素A级抓基础1．(多选)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射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地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，可延长保存期解析：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，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误；γ射线能量很大，可以杀菌，延长水果的保存期，对肿瘤细胞有很强的杀伤作用，A、D正确．答案：AD2．放射性同位素能被用作示踪原子，以下说法错误的是() A．放射性同位素不改变其化学性质B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素容易制造解析：放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性的危害，因此，选项A、B、C正确，选项D错误．答案：D3．(多选)联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中使用的贫铀炸弹的残留物长期危害环境，对当地居民的健康也产生了严重的影响，下列有关说法正确的是() A．贫铀炸弹的残留物存在放射性，且半衰期很长，对环境产生长期危害B．贫铀炸弹的残留物不会对人体产生危害，但对环境产生了长期危害C．过量的射线对人体组织具有破坏性D．受到射线伤害后，人能立即感觉到射线对人体的破坏解析：贫铀炸弹的残留物对人体和环境都会产生长期危害，A正确，B错误．过量射线对人体造成的伤害有时不会马上感觉到，C正确，D错误．答案：AC4．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为168O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b判断正确的是()A．X代表正电子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表中子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1解析：根据电荷数守恒，知b＝1，则X代表正电子. 根据质量数守恒，a＝17，A正确．答案：A5．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．(1)23892U→23490Th＋____________；(2)94Be＋42He→126C＋________；(3)23490Th→23491Pa＋__________；(4)3015P→3014Si＋____________；(5)23592U＋________→9038Sr＋13654Xe＋1010n；(6)147N＋42He→178O＋________．解析：在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子(0－1e)，正电子(0＋1e)，中子(10n)，质子(11H)．答案：(1)42He(2)10n(3)0－1e(4)0＋1e(5)10n(6)11HB级提能力6．(多选)在下列核反应方程中，X代表质子的方程是()A.2713Al＋42He→3015P＋XB.147N＋42He→178O＋XC.21H＋γ→10n＋XD.31H＋X→42He＋10n解析：根据核反应的质量数和电荷数相等可知，A中X代表中子10n；B中X代表质子11H；C中X代表质子11H；D中X代表氘核21H，故选BC.答案：BC7．(多选)下列核反应方程不正确的是()A.147N＋42He→178O＋10nB.23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋1010nC．U23892→23490Th＋42HeD.21H＋31H→42He＋10n解析：由核反应可知，质量数反应前后均为18，反应前电荷数为9，反应后电荷数为8，不能满足核反应关系，故A错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故B正确；反应前后质量数及电荷数均守恒，但U23892书写错误，故C错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故D正确．本题选错误的，故选AC.答案：AC8．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y y＋147N→x＋178O y＋94Be→z＋126Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A．α粒子B．质子C．中子D．电子解析：将题给3个方程相加，整理后得73Li＋147N＋94Be→178O＋126C ＋Z，根据电荷数守恒和质量数守恒，Z的质量数为1，电荷数为0，为中子，C正确．答案：C9．(多选)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素158O注入人体，158O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对γ光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像. 则根据PET原理判断下列表述正确的是()A.158O在人体内衰变方程是158O→157N＋01eB．正、负电子湮灭方程是01e＋0－1e→2γC．在PET中，158O的主要用途是作为示踪原子D．在PET中，158O的主要用途是参与人体的新陈代谢解析：由质量数守恒和电荷数守恒知，衰变方程是158O→157N＋01e，故A正确；正负电子湮灭生成两个光子，故B正确；在PET中，158O 的主要用途是作为示踪原子被探测器探测到，故C正确、D错误．答案：ABC10．一个静止的氮核147N俘获一个速度为1.1×107m/s的氦核变成B、C两个新核，设B的速度方向与氦核速度方向相同、大小为4×106m/s，B的质量数是C的17倍，B、C两原子核的电荷数之比为8∶1.(1)写出核反应方程；(2)估算C核的速度大小．解析：(1)由题可知B、C电荷数之和为9，因为B、C两原子核的电荷数之比为8∶1，则B的电荷数为8，C的电荷数为1；由题可知B、C质量数之和为18，因为B的质量是C的17倍，则B的质量数为17，则C的质量数为1，所以B为178O，C为11H. 故核反应方程为：147N＋42He→178O＋11H(2)设氦核的速度方向为正方向；根据动量守恒得：m He v He＝m B v B＋m C v C代入数据得：v C＝－2.4×107 m/s答案：(1)147N＋42He→178O＋11H(2) v C＝－2.4×107 m/s第四章原子核第四节核力与结合能A级抓基础1．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，则三种力从大到小的顺序是() 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、万有引力解析：核力是核子之间的一种强相互作用，其相互作用力巨大，远超过两个质子之间的库仑力，两质子之间的万有引力远小于库仑力，故选项D正确．答案：D2．质子与中子发生核反应，生成氘核，放出的能量为E，则() A．氘核的平均结合能是EB．氘核的结合能是EC．氘核中质子与中子间没有相互作用力D．质子与中子的总质量小于氘核的质量解析：质子与中子发生核反应，生成氘核，放出的能量为E，从而得知氘核的结合能为E，氘核的平均结合能为12E，故A错误，B正确；氘核中质子与中子间存在核力作用，故C错误；因为有能量放出，根据爱因斯坦质能方程知，有质量亏损，所以中子和质子的总质量大于氘核的质量，故D错误．答案：B3．如图，原子核的平均核子质量A与原子序数Z的关系图象，下列说法正确的是( )A ．若D 、E 能结合成F ，结合过程一定要释放能量B ．若D 、E 能结合成F ，结合过程一定要吸收能量C ．若C 、B 能结合成G ，结合过程一定要释放能量D ．若F 、C 能结合成B ，结合过程一定要释放能量解析：由平均核子质量A 与原子序数Z 的关系图象可知，D 与E 的平均质量大于F 的平均质量，所以D 、E 结合成F ，平均质量减小，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放，故A 正确，B 错误；由平均核子质量A 与原子序数Z 的关系图象可知，B 与C 的平均质量小于 G 的平均质量，所以若C 、B 能结合成G ，则质量增加，根据爱因斯坦质能方程，要吸收能量，故C 错误；由平均核子质量A 与原子序数Z 的关系图象可知，F 与C 的平均质量小于B 的平均质量，所以若C 、F 能结合成B ，则质量增加，根据爱因斯坦质能方程，要吸收能量，故D 错误．答案：A4．太阳因核聚变释放出巨大能量，同时其质量不断减少. 太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )A ．1036 kgB ．1018 kgC ．1013 kgD ．109 kg解析：根据ΔE ＝Δmc 2得：Δm ＝ΔE c 2＝4×1026()3×1082 kg ＝4.4×109 kg ，故D 正确．答案：D5．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m 1、m 2、m 3、m 4，氘核与氚核结合成一个氦核并释放一个中子：21H ＋31H →42He ＋10n.对于这个反应，以下看法正确的是( )A ．氘核和氚核的平均结合能比氦核大，所以该反应会释放核能B ．氘核和氚核的核子的平均质量比氦核大，所以该反应会吸收一定的能量C ．对应的质量亏损是Δm ＝m 1＋m 2－()m 3＋m 4D ．反应中释放的核能为()m 3＋m 4－m 1－m 2c 2解析：根据平均结合能与核子数目的关系可以知道，氘核和氚核的平均结合能比氦核的平均结合能小，所以该反应会释放核能，故A错误；氘核和氚核的核子的平均质量比氦核大，所以该反应的过程中由质量亏损，会释放一定的能量，故B错误；根据质量之间的关系可以知道对应的质量亏损是Δm＝m1＋m2－()m3＋m4，故C正确；该反应是轻核的聚变，根据质能方程可以知道，反应中释放的核能为(m1＋m2－m3－m4)c2，故D错误．答案：CB级提能力6．(多选)光子的能量为hν，动量的大小为hνc.如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只发出一个γ光子，则下列说法错误的是()A．衰变后的原子核仍然静止B．衰变后的原子核沿着与光子运动方向相反的方向运动C．该过程中质量亏损为hνc2D．该过程中质量亏损大于hνc2解析：由动量守恒知，衰变后的原子核沿着与光子运动方向相反的方向运动，故A错误、B正确；hνc2仅仅是光子对应的质量亏损，而原子核具有动能，还对应部分质量亏损，故C错误、D正确．答案：AC7．放射性物质碘131的衰变方程为13153I→13154Xe＋Y，若13153I的质量为m1，13154Xe的质量为m2，Y粒子的质量为m3.真空中的光速为c，则下列说法中正确的是()A．Y粒子具有很强的电离本领B．Y粒子具有很强的穿透本领C．核反应中释放出的核能为(m1－m2－m3)c2D．核反应中释放出的核能为(m1－m2－m3)c解析：根据核电荷数守恒可知，Y的核电荷数为53－54＝－1，质量数为131－131＝0，则Y是0－1e，即为β粒子，而α射线具有很强的电离本领，γ射线具有很强的穿透本领，故A、B错误；核反应过程中的质量亏损Δm＝m1－m2－m3，根据质能方程，那么这个核反应中释放的核能ΔE＝Δmc2＝( m1－m2－m3)c2，故C正确，D错误．答案：C8．原子质量单位为u，1 u相当于931.5 MeV的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1kg和m2kg的原子核结合为质量为M kg的原子核时释放出的能量是( )A ．(M －m 1－m 2)u·c 2B ．(m 1＋m 2－M )u ×931.5 JC ．(m 1＋m 2－M )c 2D ．(m 1＋m 2－M )×931.5 eV解析：在核能计算时，如果质量的单位是kg ，则用ΔE ＝Δmc 2进行计算，如果质量的单位是u ，则利用1 u 相当于931.5 MeV 的能量计算，即ΔE ＝Δm ×931.5 MeV 进行计算，故C 正确，A 、B 、D 错误．答案：C9．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出28.30 MeV 的能量，当三个α粒子结合成一个碳(C)核时，放出7.26 MeV 能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳(C)核时，释放的能量约为( )A ．21.04 MeVB ．35.56 MeVC ．77.64 MeVD ．92.16 MeV解析：6个中子和6个质子可结合成3个α粒子，放出能量3×28.30 MeV ＝84.9 MeV ，3个α粒子再结合成一个碳核，放出7.26 MeV 能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放能量为84.9 MeV ＋7.26 MeV ＝92.16 MeV .故选D.答案：D10．原来静止的原子核a b X 发生α衰变时，放出α粒子的动能为E 0.假设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是( )A.E 0c 2B.E 0（a －4）c 2C.（a －4）E 0c 2D.aE 0（a －4）c 2解析：α粒子与新核质量比为4a －4，衰变过程满足动量守恒，即m αv α＝m 新·v 新，根据动量和动能的关系p 2＝2m ·E k 可知，新核动能为4a －4E 0.由ΔE ＝Δmc 2，得Δm ＝E 0＋4a －4E 0c 2＝aE 0（a －4）c 2，故D 选项正确．答案：D11．三个α粒子结合成一个碳12，已知碳原子的质量为12.000 0 u ，氦原子的质量为4.002 6 u(1 u ＝1.66×10－27 kg)．(1)写出核反应方程．(2)这个核反应放出的能量是多少焦耳？(3)这个能量合多少MeV?解析：(1)342He→126C＋ΔE.(2)Δm＝3×4.002 6 u－12.000 0 u＝0.007 8 u＝12.948×10－30kg，ΔE＝Δmc2＝1.165×10－12 J.(3)ΔE＝1.165×10－12 J＝7.28 MeV.答案：(1)342He→126C＋ΔE(2)1.165×10－12 J(3)7.28 MeV第四章原子核第五节裂变和聚变A级抓基础1．链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是()A．质子B．中子C．β粒子D．α粒子解析：重核裂变时放出中子，中子再轰击其他重核发生新的重核裂变，形成链式反应，B项正确．答案：B2．太阳辐射能量主要来自太阳内部的()A．裂变反应B．热核反应C．化学反应D．放射性衰变解析：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B正确．答案：B3．氢弹和原子弹各是根据什么原理制造的()A．都是根据重核裂变原理B．都是根据轻核聚变原理C．原子弹是根据轻核聚变原理，氢弹是根据重核裂变原理D．原子弹是根据重核裂变原理，氢弹是根据轻核聚变原理解析：氢弹是根据轻核聚变原理，原子弹是根据重核裂变原理，故选项D对．答案：D4．下列核反应方程，属于裂变反应的是( )A.238 92U →234 90Th ＋42HeB.235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310nC.3015P →3014Si ＋01eD.94Be ＋42He →12 6C ＋10n解析：A 选项是α衰变，B 选项是裂变反应，C 选项是放射性元素的衰变，D 选项是查德威克发现中子的人工转变方程，故B 正确，A 、C 、D 错．答案：B5．下列说法正确的是( )A.15 7N ＋11H →12 6C ＋42He 是α衰变方程B.11H ＋21H →32He ＋γ是核聚变反应方程C.238 92U →234 90Th ＋42He 是核裂变反应方程D.42He ＋2713Al →3015P ＋10n 是核聚变反应方程解析：α衰变是自发地进行的，不需其它粒子轰击，A 错误；B 中的反应为轻核聚变反应方程，B 正确；C 中是α衰变方程，C 错误；D 中的反应方程为原子核人工转变方程，D 错误．答案：BB 级 提能力6．(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有：(1)235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋k 10n(2)21H ＋31H →42He ＋d 10n关于这两个方程的下列说法，正确的是( )A ．方程(1)属于α衰变B ．方程(2)属于轻核聚变C ．方程(1)中k ＝10，方程(2)中d ＝1D ．方程(1)中k ＝6，方程(2)中d ＝1解析：方程(1)应属于重核裂变而不是α衰变，选项A 错误；方程(2)为轻核聚变，选项B 正确；核反应前后质量数守恒、核电荷数守恒，方程(1)中：235＋1＝90＋136＋k ×1，解得k ＝10，方程(2)中：2＋3＝4＋d ×1，解得d ＝1，选项C 正确，D 错误．答案：BC7．(多选)月球土壤里大量存在着一种叫作“氦3”()32He 的化学元素，这是热核聚变的重要原料．科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源．关于“氦3”()32He 与氘核的聚变，下列说法中正确的是( )A ．核反应方程为32He ＋21H →42He ＋11HB ．核反应生成物的质量将大于反应物质量C ．氦3()32He 一个核子的结合能大于氦4()42He 一个核子的结合能D ．氦3()32He 的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量解析：32He 和21H 的核聚变的方程为32He ＋21H →42He ＋11H ，同时释放大量的能量，故A 正确；由于核反应的过程中释放大量的能量，根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，可知生成物的质量小于反应物的质量，故B 错误；质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故一个生成物核子的结合能大于一个反应物的核子的结合能，故C 错误；由于质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故D 正确．答案：AD8．典型的铀核裂变是生成钡和氪，并放出x 个中子，即235 92U ＋10n→144 56Ba ＋8936Kr ＋x 10n ，铀235的质量为m 1，中子的质量为m 2，钡144的质量为m 3，氪89的质量为m 4，真空中的光速度为c .下列说法正确的是( )A ．该核反应类型属于人工转变B ．该反应放出能量为(m 1－xm 2－m 3－m 4)c 2C ．x 的值是3D ．该核反应比聚变反应对环境的污染小解析：该核反应是核裂变，可以自发进行，不是人工控制的，故A 错误；根据质量数守恒得：235＋1＝144＋89＋x ，解得x ＝3，故C 正确；根据爱因斯坦质能方程：ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 3－m 4－2m 2)c 2，故B 错误；该核反应比聚变反应对环境的污染大，故D 错误．答案：C9．一个原来静止的锂核(63Li)俘获一个速度为7.7×104 m/s 的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0×103 m/s ，方向与中子的运动方向相反．(1)试写出核反应方程；(2)求出氦核的速度大小；(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量(已知氘核质量为m D ＝2.014 102 u ，氚核质量为m T ＝3.016 050 u ，氦核质量m He ＝4.002 603 u ，中子质量m n ＝1.008 665 u ，1 u ＝1.660 6×10－27 kg)．解析：(1)63Li ＋10n →31H ＋42He.(2)取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律得m n v 0＝－m T v 1＋m He v 2，。
部编版2020高中物理第四章原子核过关检测粤教版选修3_5(1)
第四章原子核过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.由原子核的衰变规律可知()A.放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线B.放射性元素发生β衰变时,新核的化学性质不变C.放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D.放射性元素发生正电子衰变时,新核质量数不变,核电荷数增加1答案C解析一次衰变不可能同时产生α射线和β射线,只可能同时产生α射线和γ射线或β射线和γ射线;原子核发生衰变后,新核的核电荷数发生了变化,故新核(新的物质)的化学性质应发生改变;发生正电子衰变,新核质量数不变,核电荷数减小1.2.14C是一种半衰期为5 730年的放射性同位素.若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的,则该古树死亡的时间距今大约()A.22 920年B.11 460年C.5 730年D.2 856年答案B解析放射性元素的原子核有半数发生衰变所需时间为一个半衰期,14C的含量为原来的,经过了两个半衰期,故t=2×5 730=11 460(年),故选项B正确.3.铀是常用的一种核燃料,若它的原子核发生了如下的裂变反应n→a+b+n,则a+b 可能是()(导学号51160216)A Xe KrB Ba KrC Ba SrD Xe Sr答案D解析根据核反应中的质量数守恒可知,a+b的质量数应为235+1-2=234,质子数应为92,A项中的质量数为140+93=233,B项中质量数是141+92=233,C项中质量数为141+93=234,质子数为 56+38=94,D项中质量数为140+94=234,质子数为 54+38=92,综上可知,选项D正确.4.用α粒子照射充氮的云室,摄得如图所示的照片,下列说法中正确的是() (导学号51160217)A.A是α粒子的径迹,B是质子的径迹,C是新核的径迹B.B是α粒子的径迹,A是质子的径迹,C是新核的径迹C.C是α粒子的径迹,A是质子的径迹,B是新核的径迹D.B是α粒子的径迹,C是质子的径迹,A是新核的径迹答案D解析α粒子轰击氮核产生一个新核并放出质子,入射的是α粒子,所以B 是α粒子的径迹;产生的新核质量大、电离作用强,所以径迹粗而短,故A是新核径迹;质子电离作用弱一些,贯穿作用强,所以细而长的径迹是质子的径迹,所以选项D正确.5.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为N+Q1C+X+Q2方程中Q1、Q2表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:原子核H He He C N N质量/u 1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1以下推断正确的是()A.X是He,Q2>Q1B.X是He,Q2>Q1C.X是He,Q2<Q1D.X是He,Q2<Q1答案B解析由核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒知:X是He,排除A、C选项;前一核反应过程的质量亏损Δm1=(1.007 8+12.000 0-13.005 7) u=0.002 1 u,而后一核反应的质量亏损Δm2=(1.007 8+15.000 1-12.000 0-4.002 6) u=0.005 3 u,Δm2>Δm1,故Q2>Q1,D错误,B正确.6.月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3He)”的化学元素,这是热核聚变的重要原料.科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3,如果相关技术开发成功,将可为地球带来取之不尽的能源.关于“氦3He)”与氘核的聚变,下列说法中正确的是() (导学号51160218)A.核反应方程为He H He HB.核反应生成物的质量将大于反应物质量C.氦3He)一个核子的结合能大于氦4He)一个核子的结合能D.氦3He)的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量答案AD解析根据电荷数守恒和质量数守恒可得核反应方程为He H He H,A对;根据比结合能曲线可知氦3He)一个核子的结合能小于氦 4He) 一个核子的结合能,所以核反应中释放了能量,质量发生亏损,B、C错,D对.7.“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式,即原子核俘获一个核外电子,核内一个质子变为中子,原子核衰变成一个新核,并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电).若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计),则()A.生成的新核与衰变前的原子核质量数相同B.生成新核的电荷数增加C.生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D.生成的新核与中微子的动量大小相等答案AD解析发生“轨道电子俘获”时,一个质子变为中子,质子与中子的总量不变,所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量数相同,选项A正确;新核质子数减少,故核电荷数减少,选项B错误;新核与原核质子数不同,不能称它们互为同位素,选项C错误;以静止原子核及被俘获电子为系统,系统动量守恒,系统初动量为零,所以生成的新核与中微子的动量大小相等,方向相反,选项D正确.8.下列所述正确的是()A.强子是参与强相互作用的粒子B.轻子是不参与强相互作用的粒子C.目前发现的轻子只有8种D.夸克有6种,它们带的电荷量分别为元电荷的+或-答案ABD解析目前发现的轻子只有6种,分别是电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子中微子,C是错误的.A、B、D正确.二、非选择题(共4小题,共52分)9.(10分)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应,当温度达到108K时,可以发生“氦燃烧”.(导学号51160219)(1)完成“氦燃烧”的核反应方程He+→Be+γ.(2)Be是一种不稳定的粒子,其半衰期为2.6×10-16s.一定质量的Be,经7.8×10-16s后所剩Be占开始时的.答案(1He或α(2)或12.5%解析(1He根据电荷数守恒和质量数守恒可知参加核反应的原子核质量数为4,电荷数为2.(2)7.8×10-16 s为3个半衰期剩余Be占原来的()3=.10.(10分)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.答案H解析设某原子核的质量数为x,核电荷数为y,根据核反应前后质量数、核电荷数均守恒可得x+1=2,0+y=1,联立两式解得x=1,y=1,该原子核为质子,核反应方程式为H.核反应放出能量为Q时, H的比结合能为.11.(16分)已知铀235的质量为235.043 9 u,钡141的质量为140.913 9 u,氪92 的质量为91.897 3 u,每个中子质量为1.0087 u,1 kg铀235发生n Kr+n的铀核裂变所放出的能量相当于多少吨优质煤完全燃烧时放出的能量?(1 kg优质煤完全燃烧时能产生2.9×107 J的热量) (导学号51160220)答案2.84×103 t解析质量亏损为Δm=(m U+m n)-(m Ba+m Kr+3m n)=236.052 6 u-235.837 3 u=0.215 3 u.释放的能量ΔE=Δmc2≈201 MeV.1 kg铀235 含有的铀原子核数目为N=×6.02×1023≈2.56×1024个.1 kg铀完全反应释放的总能量为E总=N·ΔE=2.56×1024×201×106×1.60×10-19J≈8.23×1013 J.1 t煤完全燃烧释放的能量为E=1 000×2.9×107 J=2.9×1010 J,故1 kg铀完全反应相当于这样的煤完全燃烧的质量为n==2.84×103t.12.(16分)中子的发现是守恒定律在核反应过程中的重要应用,1930年发现用钋放出的α射线轰击Be核时产生一种射线,其贯穿能力极强,能穿透几厘米厚的铝板,当时著名物理学家居里夫人也不知道这是一种什么射线.1932年,英国青年物理学家查德威克用这种射线分别轰击氢原子和氮原子,结果打出了一些氢核和氮核.若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰,测出被打出的氢核最大速度为v H=3.5×107 m/s,被打出的氮核的最大速度v N=4.7×106 m/s,假定正碰时无能量损失,设未知射线中粒子的质量为m,初速为v,被打出的核质量为m'.(导学号51160221)(1)推导出被打出的核的速度v'的表达式;(2)根据上述数据,推算出未知射线中粒子的质量m与质子质量之比.(氮核质量m N为氢核质量m H的14倍)答案(1)(2)解析(1)未知射线其实是中子流,中子与静止的核正碰过程中应遵守两个守恒定律,即系统动量守恒与机械能守恒.则据动量守恒有mv=mv″+m'v'(v″为中子的末速度).据机械能守恒有mv2=mv″2+m'v'2.联立两式,解得v'=;v″=v.(2)据上式可得v H=3.5×107 m/s=.v N=4.7×106 m/s=.两式相除,可得,解得.。
物理粤教版选修3-5单元测试： 第四章原子核 含解析 精
本章测评(满分：100分时间：90分钟)第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(共12个小题，每小题4分，共48分．每小题至少有一个正确选项，选对得4分，选不全但对得2分，选错或不选得0分)1关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是…()A．α射线是原子核自发放出的氦核，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，它的穿透能力最强2关于核反应，下列说法中正确的是( )A．在核反应中，反应前后总质量不变B．在核反应中，反应前后中子数不变C．在核反应中，质量会有改变，但质量数不变D．因为核反应总是放能的，所以反应中一定有质量亏损3电子的质量为m e，一对正、负电子以一定的速度相碰湮灭后放出一对光子，c为光速，h为普朗克常量，则以下说法中正确的是( )A．这对光子的总能量等于2m e c2B．这对光子的总能量大于2m e c2C．光子的波长等于hm e cD．光子的波长大于hm e c4下列说法中正确的是( )A．裂变又叫链式反应B．太阳上现在正在进行着激烈的裂变反应C．大亚湾核电站是利用裂变反应发电的D．秦山核电站是利用聚变反应发电的5以下说法中正确的是( )A．氦4核中有4个质子、2个中子B．氦4核与氦3核不是互为同位素C.10 4Be中质子数比中子数少6D.3014Si中的质子数比中子数少26放射性元素发生衰变时放出射线，若沿垂直于射线射出的方向加一匀强电场，射线在电场中被分为a、b、c三束，如图4－1所示．则其中…()图4－1A．a为β射线，b为α射线B．a为α射线，c为β射线C．利用α射线可检查金属内部有无裂纹D．利用γ射线照射可使种子发生变异，培育出新的优良品种7原子核内的核子能稳定地结合在一起，是因为有核力的作用，下列说法中正确的是( )A．核力是核子间的库仑力和万有引力的合力B．每个核子与核内的其他核子之间都存在着核力的作用C．每个核子只跟与它相邻的核子之间才有核力作用D．核力是一种很强的力，是在核子之间存在的、超短距离的作用力8某原子核内有N个核子，其中包含有n个中子，当该核俘获1个中子后，放出1个α粒子和1个β粒子，它自身转化成1个新核，可知这个新核( )A．有(n－1)个中子B．有(n－2)个中子C．核子数是(N－3)个D．原子序数是(N－n－2)9一个235 92U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为235 92U＋10n→X ＋9438Sr＋210n，则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中含有141个核子C．因为裂变时释放能量，根据E＝2mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少10原子核A发生α衰变后变为原子核a b X，原子核B发生β衰变后变为原子核d c Y，已知原子核A和原子核B的中子数相同，则两个生成核X和Y的中子数以及a、b、c、d的关系可能是( )A．X的中子数比Y少1B. X的中子数比Y少3C．如果a－d＝2，则b－c＝3D．如果a－d＝2，则b－c＝111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方程E＝mc2，下列说法中不正确的是( )A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损D. E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能12静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，如图4－2 所示，则( )图4－2A．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B．原来放射性元素的原子核电荷数为90C．反冲核的核电荷数为88D．α粒子和反冲粒子的速度之比为1∶88第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、填空题(共3个小题，每小题5分，共15分．把正确的答案填在横线上)13用γ光子轰击氘核，使之产生质子和中子，已知氘核的质量为2.013 5 u，质子的质量为1.007 2 u，中子的质量为1.008 7 u,1 u＝1.660 6×10－27kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，则γ光子的波长应为________ m.14雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(ντ)而获得了2002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存615 t 四氯乙烯(C 2Cl 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，其核反应方程式为ντ＋3717Cl→3718Ar ＋ 0－1e已知3717Cl 核的质量为36.956 58 u ，3718Ar 核的质量为36.956 91 u ， 0－1e 的质量为0.000 55 u ，1 u 质量对应的能量为931.5 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______．151956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co 放射源进行了实验验证．次年，李、杨二人为此获得诺贝尔物理学奖.6027Co 的衰变方程是6027Co→A Z Ni ＋ 0－1e ＋ν e其中νe 是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零．Co 与Fe 同周期，它应在周期表的第______周期，6027Co 的核外电子数为______．在上述衰变方程中，衰变产物AZ Ni 的质量数A 是______，核电荷数Z 是______．17(12分)放射性同位素146C 被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物的年代，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146C(很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5 730年)，放出β射线．试写出有关的核反应方程．(2)若测得一古生物遗骸中146C 含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？ 18(15分)1930年发现，在真空条件下用α粒子(42He)轰击铍核(94Be)时，会产生一种看不见的、贯穿能力强且不带电的粒子，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，与碳核碰后的速度为v 1，运动方向与原来的运动方向相反，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的大小．参考答案1解析：α、β、γ三种射线有重要的性质，了解这三种射线的性质，可知C、D正确．答案：CD2解析：在核反应中会发生质量变化，但在核反应中质量数守恒和电荷数守恒，故答案为C.答案：C3解析：由能量守恒得，放出的一对光子的总能量为碰前正、负电子的动能与质量亏损放出的能量之和，故这对光子的总能量应大于2m e c2，由c＝λν，2hν＞2m e c2可得1λ＞m e ch，即λ＜hm e c，故答案为B.答案：B4解析：裂变反应并不是链式反应，故A错．太阳上进行的反应是聚变反应，故B错．核电站是利用裂变反应发电的，目前还没有利用聚变反应发电的核电站，故C对，D错．答案：C5解析：氦4核中只有2个质子、2个中子，故A错误．氦4与氦3是互为同位素，故B错误.10 4Be中质子数为4、中子数为6，故C错误.3014Si中的质子数为14、中子数为16，故D 正确．答案：D6解析：因是电场可判断出a为α射线，b为β射线，c为γ射线，由各种射线的特点知D正确．答案：D7解析：根据核力及原子核内的结构可知C、D正确．答案：CD8解析：通过分析知核子的个数为N－4＋1＝(N－3)个，中子的个数为(n－2)个，答案为B、C.答案：BC9解析：核反应必须遵循电荷数与质量数守恒，则X 原子核中有140个核子，86个中子，所以A 正确，B 错误．因裂变放出能量，由ΔE ＝Δmc 2，一定有质量的减少，但质量数仍守恒，所以C 、D 错误．答案：A10解析：由题知：a ＋4b ＋2A dc －1B ，因为a ＋4－(b ＋2)＝d －(c －1)，所以a －b ＋1＝d －c ，故A 、C 正确，B 、D 错误．答案：AC11解析：加深对质能方程E ＝mc 2的理解，并明确ΔE ＝Δmc 2的物理意义，这是解决这种类型题目的关键．E ＝mc 2中c 为光速，所以物体的能量E 与其质量成正比，A 对．ΔE ＝Δmc 2可以计算核反应中释放的核能，B 对．一个中子和一个质子结合成氘核，释放出核能，表明此过程出现了质量亏损，C 对．E ＝mc 2中E 并不是特指核反应中释放的核能，D 错，故选择D.答案：D12解析：微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反．由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动．由Bqv ＝mv2R 得：R ＝mv Bq若原来放射性元素的核电荷数为Q ，则对α粒子：R 1＝p 1B·2e对反冲核：R 2＝p 2BQ －2e由p 1＝p 2，得R 1∶R 2＝44∶1 得Q ＝90它们的速度大小与质量成反比． 答案：ABC13解析：Δm ＝1.007 2 u ＋1.008 7 u －2.013 5 u ＝0.002 4 u ＝4.0×10－30kg ，ΔE＝Δmc 2＝hc λ，则λ＝h Δmc ＝5.6×10－13m.答案：5.6×10－1314解析：核反应过程中，反应前的能量应大于或等于反应后的能量．质量关系为m ντ＋m Cl ≥m Ar ＋me ，得m ντ≥0.000 88 u.则电子中微子的最小能量应为0.000 88×931.5 MeV＝0.82 MeV. 答案：0.82 MeV15解析：关键要知道Go 在表中的位置.6027Co 核外电子数等于质子数(27)，而AZ Ni 是6027Co 的衰变产物，且它与6027Co 质量相差仅为一个电子和一个反中微子，而电子质量仅为质子的11 840，可忽略不计．又知反中微子静止质量可认为零．因此，A Z Ni 的质量数A 应与6027Co 相同，也为60，据衰变方程知，6027Co 的一个中子变成质子，则AZ Ni 核电荷数应比6027Co 多1，即Z ＝28.答案：4 27 60 28三、计算题(共3个小题，共37分．解答时写出必要的文字说明和重要的演算步骤，有数值计算的应写出数值和单位)16(10分)放射性元素21088Bi 的半衰期是5天，10 g Bi 经过20天后已衰变掉的Bi 的质量是多少？16解析：经过20天即经过4个半衰期，剩下的未衰变的Bi 的质量m 等于m 0(12)4＝m 016衰变掉的质量m′＝m 0－m ＝1516m 0＝9.375 g.答案：m′＝9.375 g 17解析：(1)147N ＋10n→146C ＋11H14 6C→14 7N ＋ 0－1e(2)活体中146C 含量不变，生物死亡后，146C 按其半衰期衰变，设活体中146C 的含量为ρ0，遗骸中为ρ，则由半衰期的定义得ρ＝(12)t τ·ρ0，即0.125＝(12)t τ，tτ＝3，所以t ＝3τ＝17 190年．答案：(1)147N ＋10n→146C ＋11H 146C→14 7N ＋ 0－1e(2)17 190年18解析：(1)94Be ＋42He→126C ＋10n(2)根据动量守恒定律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＝12mnv 22R，解得B ＝mnv 1＋v 06eR.答案：(1)94Be ＋42He→10n ＋126C (2)v 2＝v 1＋v 012(3)B ＝mn v 1＋v 06eR。
物理粤教版选修3-5单元测试：第四章原子核 含解析 精
物理粤教版选修3—5第四章原子核单元检测（时间：45分钟 满分：100分）一、单项选择题（每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对得6分，选错或不答得0分，共24分）1．从原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是（ ）．A ．原子核中有质子、中子，还有α粒子B ．原子核中有质子、中子，还有β粒子C ．原子核中有质子、中子，还有γ粒子D ．原子核中只有质子和中子2．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为1610807O+n N+X a b ．对式中X 、a 、b 的判断正确的是（ ）．A ．X 代表中子，a ＝17，b ＝1B ．X 代表电子，a ＝17，b ＝－1C ．X 代表正电子，a ＝17，b ＝1D ．X 代表质子，a ＝17，b ＝13．钍核23290Th 经过6次α衰变和4次β衰变后变成铅核，则（ ）． A ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少8个中子B ．铅核的符号为20478Pb ，它比23290Th 少16个中子C ．铅核的符号为20882Pb ，它比23290Th 少16个中子D ．铅核的符号为22078Pb ，它比23290Th 少12个中子4．如图所示，两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种核反应后产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹，可以判定（ ）．A ．原子核只可能发生β衰变B ．原子核可能发生α衰变或β衰变C ．原子核放出一个正电子D ．原子核放出一个中子二、双项选择题（在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对得6分，只选1个且正确的得3分，有选错或不答的得0分，共24分）5．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）．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射线一般是伴随着α或β射线产生的，它的穿透能力最强D ．γ射线是电磁波，它的穿透能力最强6．“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（称为母核）俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核（称为子核），并且放出一个中微子的过程．中微子的质量很小，不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．一个静止的原子的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子．下面的说法中正确的是（ ）．A ．母核的质量数等于子核的质量数B ．母核的电荷数大于子核的电荷数C ．子核的动量与中微子的动量相同D ．子核的动能大于中微子的动能7．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，其主要成分为铀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：238234492902U Th+He →B ．贫铀弹的穿甲能力很强，也是因为它的放射性C ．23592U 和23892U 互为同位素D ．以上均不正确8．美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍632863(Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能．下面有关该电池的说法正确的是（ ）．A ．镍63的衰变方程是6306328127Ni e+Cu -→B ．镍63的衰变方程是6306428129Ni e+Cu -→C ．外接负载时镍63的电势比铜片高D ．该电池内电流方向是从铜片到镍三、填空题（共2个小题，每小题10分，共20分）9．现在，科学家们正在设法探寻“反物质”．所谓“反物质”，是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相等的电荷量，但电荷的符号相反．据此，若有反α粒子，它的质量数为________，电荷数为________．10．完成下列核反应方程．A ．2222188684Rn Po+_______→．B ．321110H+H ________n →．C ．27111301Al+n ________+H →．D ．2351139959205438U+n Xe+Sr+________→．四、计算题（共2个小题，每小题16分，共32分）11．太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳能的来源．（已知：m H ＝1.007 3 u ，m He ＝4.001 509 u ，m e ＝0.000 55u ，且1 u ＝1.660 6×10－27 kg ）（1）写出这个核反应方程；（2）这一核反应放出的能量．12．太阳每秒辐射出3.8×1026 J 的能量，其中到达地球表面的能量中每秒有4.0×1010kJ 通过光合作用转化为化学能．求太阳每秒钟损失多少质量．通过光合作用，每年有多少太阳能转化为化学能？（每年按365天计）参考答案1．答案：D 解析：原子核内只有质子和中子．原子核放出的α粒子是核内两个质子和两个中子结合形成的；放出的β粒子是核内的一个中子转变成一个质子时产生的；原子核发生α衰变或β衰变时处于激发态，向低能级跃迁时，将多余的能量以γ光子的形式辐射出去．只有D 正确．2. 答案：C 解析：由质量数和电荷数守恒，得16＋1＝a,8＝7＋b 得a ＝17，b ＝1则X 为正电子，正确选项为C ．3．答案：C 解析：据质量数守恒、电荷数守恒可知铅核的电荷数是82，质量数是208，则钍核的衰变方程如下：23220840908221Th Pb+6He+4e -→钍核的中子数是232－90＝142；铅核的中子数是208－82＝126铅核比钍核少的中子数是142－126＝16．故C 对．4．答案：A 解析：静止的核发生核反应的过程动量守恒，所以新核和新粒子的速度方向相反，又因为轨迹只有两个，是内切圆，所以放出的新粒子只有一个，且粒子带负电，是β粒子，故A 正确．5．答案：CD 解析：α射线是速度约为光速1/10的氦核流，由原子核中的两个质子和两个中子组成，穿透本领很弱，电离作用很强，故A 错．β射线是速度接近光速的电子流，其实质是原子核中的一个中子变为质子，同时放出一个电子，贯穿本领很强，电离作用较弱，所以B 错．γ射线是波长极短的电磁波，贯穿本领最强，电离作用很弱．对于同一个原子核，不可能同时发生α衰变和β衰变．放射性元素同时发出三种射线，是不同原子核同时衰变的结果．γ射线总是伴随着α射线或β射线而产生的，C 、D 均对．6．答案：AB7．答案：AC 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，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，袭击目标时产生高温化学反应，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，B 错．8．答案：CD 解析：6328Ni 的衰变方程为6306328129Ni e+Cu -→，选项A 、B 错．电流方向为正电荷定向移动方向，在电池内部电流方向从铜片到镍片且镍片电势高，选项C 、D 对．故正确选项为C 、D ．9．答案：4 －2解析：由题中所述“反物质”的概念知，反α粒子就是质量数与α粒子相同，即为4，所带电荷为负电荷，电荷数与α粒子相同，即为2，所以应依次填“4”“－2”．10．答案：A ：42He B ：42He C ：2712Mg D ：102n解析：根据质量数守恒、电荷数守恒知：A ：222218486842Rn Po+He →．B ：32411120H+H He+n →．C ：271271130121Al+n Mg+H →．D ：235113995192054380U+n Xe+Sr+2n →．11．答案：（1）1401214H He+2e → （2）4.056×10－12J解析：（1）根据质量数守恒和电荷数守恒可知核反应方程为：1401214H He+2e →．（2）该反应过程中的质量亏损为：Δm ＝4m H －（m He ＋2m e ）＝0.026 6 uΔE ＝Δm ×c 2＝0.027 141×1.660 6×10－27×（3×108）2 J ＝4.056×10－12 J ．12．答案：（1）4.2×109 kg （2）1.26×1018 kJ解析：（1）由质能方程ΔE ＝Δmc 2得太阳每秒损失质量为Δm ＝2E c＝4.2×109 kg ． （2）每年通过光合作用利用的太阳能为 E ＝E 1t＝4×1010×365×24×3 600 kJ＝1.26×1018 kJ ．。
粤教版高中物理选修3-5 第四章 原子核 单元检测
粤教版高中物理选修3-5 第四章原子核单元检测一、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. 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。
高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程同步试题粤教版选修
核衰变与核反应方程1.（2009·上海高考）放射性元素衰变时放出的三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是 ( )A.α射线，β射线，γ射线B.γ射线，β射线，α射线C.γ射线，α射线，β射线D.β射线，α射线，γ射线 【解析】由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是γ射线，β射线次之，α射线最弱，故正确答案是B.【答案】B2.（2009·广东高考）科学家发现在月球上含有丰富的He 32（氦3），它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为He 32+He 32→2H 11+He 42.关于He 32聚变下列表述正确的是 ( )A.聚变反应不会释放能量B.聚变反应产生了新的原子核C.聚变反应没有质量亏损D.目前核电站都采用He 32聚变反应发电4.（2009·福建理综）随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是 .（填选项前的编号）（1）卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构（2）天然放射现象表明原子核内部有电子（3）轻核聚变反应方程有：H 21+H 31→He 42+n 1（4）氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长【解析】（1）选项错误，卢瑟福的α粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构.天然放射现象表明原子核会发生衰变，（2）错.氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级放出的光子能量比从n=2能级跃迁到n=1能级大，由公式E= ch 可知，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短，（4）错.正确选项为（3）.【答案】（3） 5.（2009·山东理综）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为 0.5 MeV 的质子H 11轰击静止的X A Z ,生成两个动能均为8.9 MeV 的He 42.（1 MeV=1.6× 10-13 J ）（1）上述核反应方程为 .（2）质量亏损为 kg.。
粤教版高中物理选修3-5 第四章 原子核 单元检测(word版附解析).doc
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=。
高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程同步试题粤教版选修3_5
核衰变与核反应方程1.（2009·上海高考）放射性元素衰变时放出的三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是 ( )A.α射线，β射线，γ射线B.γ射线，β射线，α射线C.γ射线，α射线，β射线D.β射线，α射线，γ射线 【解析】由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是γ射线，β射线次之，α射线最弱，故正确答案是B.【答案】B2.（2009·广东高考）科学家发现在月球上含有丰富的He 32（氦3），它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为He 32+He 32→2H 11+He 42.关于He 32聚变下列表述正确的是 ( )A.聚变反应不会释放能量B.聚变反应产生了新的原子核C.聚变反应没有质量亏损D.目前核电站都采用He 32聚变反应发电4.（2009·福建理综）随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是 .（填选项前的编号）（1）卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构（2）天然放射现象表明原子核内部有电子（3）轻核聚变反应方程有：H 21+H 31→He 42+n 1（4）氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长【解析】（1）选项错误，卢瑟福的α粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构.天然放射现象表明原子核会发生衰变，（2）错.氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级放出的光子能量比从n=2能级跃迁到n=1能级大，由公式E= c h 可知，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短，（4）错.正确选项为（3）.【答案】（3） 5.（2009·山东理综）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV 的质子H 11轰击静止的X A Z ,生成两个动能均为8.9 MeV 的He 42.（1 MeV=1.6× 10-13J ）（1）上述核反应方程为 .（2）质量亏损为 kg.。
物理粤教版选修3-5课后集训：第四章2.核衰变与核反应
课后集训基础达标1.原子核X 经β衰变（一次）变成原子核Y ,原子核Y 再经一次α衰变变成原子核Z ，则下列说法中不正确的是（ ）A.核X 的中子数减核Z 的中子数等于2B.核X 的质子数减核Z 的质子数等于5C.核Z 的质子数比核X 的质子数少1D.原子核X 的中性原子的电子数比原子核Y 的中性原子的电子数少1解析：根据衰变规律，发生一次α衰变减少两个质子和两个中子，发生一次β衰变减少了一个中子而增加一个质子.中性原子的电子数等于质子数.答案：C2.放射性元素放出的射线，在电场中分成A 、B 、C 三束，如图4-2-2所示，其中( )图4-2-2A.C 为氦核组成的粒子流B.B 为比X 射线波长更长的光子流C.B 为比X 射线波长更短的光子流D.A 为高速电子组成的电子流解析：从三束粒子在电场中可以看出，A 为α粒子，B 为γ光子，C 为电子.γ光子的波长比X 射线还短.答案：C3.近几年来，原子物理学家在超重元素的探测方面取得了重大进展，1996年，科学家在研究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X AZ 经过6次α衰变后的产物是Fm 253100,由此判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( ) A.124、259 B.124、265C.112、265D.112、277答案：D4.一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，强度减为原来的31，而当用1 cm 厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小到几乎为零.由此可知，该放射源所射出的( )A.仅是α射线B.仅是β射线C.是α射线和β射线D.是α射线和γ射线解析：三种射线中，γ射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，本题中用1 cm 厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含γ射线，用薄纸便可挡住部分射线,说明射线中含有贯穿本领较小的α射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有β射线.答案：C5.某原子核X AZ 吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子.由此可知( )A.A=7，Z=3B.A=7，Z=4C.A=8，Z=3D.A=8，Z=4解析：其核反应方程为X A Z +He e n 4201102+−→−-.由质量数守恒知Z=2×4-1=7,由电荷数守恒知Z=2×2-1=3,故A 项正确.答案：A6.(2006上海高考，14)1919年卢瑟福通过如图4-2-3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_____________粒子，B 为_____________气.完成该实验的下列核反应方程_____________+_____________O 178−→−+ _____________.图4-2-3解析：卢瑟福利用此装置第一次完成了原子核的人工转变，并发现了质子，放射源发出α粒子，B 为氮气，核反应方程为N 147+He 42O 178−→−+H 11.答案：质子 α 氮 N 147 He 42 H 11 7.(2005江苏高考，1)下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是( )A.X C He Be +−→−+1264294B.N 147+He 42O 178−→−+XC.X H Pt n Hg ++−→−+112027*********D.X Np U +−→−2399323992 解析：由质量数守恒和电荷数守恒可知，A 、C 两项为中子，B 项为质子，D 项为电子. 答案：AC综合运用8.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生衰变，得到两条如图4-2-4中所示的径迹，图中箭头表示衰变后粒子的运动方向.不计放出光子的能量，则下述说法中正确的是( )图4-2-4A.发生的是β衰变，b 为β粒子的径迹B.发生的是α衰变，b 为α粒子的径迹C.磁场方向垂直纸面向外D.磁场方向垂直纸面向内解析：从轨迹可以看出两粒子的运动方向不同，但受力方向相同，说明电流方向相同，即发生了β衰变，在磁场中受力向上，由左手定则可判断出磁场方向垂直纸面向内，A 、D 选项正确.如果发生α衰变时遵循动量守恒和能量守恒。
广东省中山市高中物理 第四章 原子核 第二节 放射性元素的衰变同步练习1 粤教版选修3-5
4.2 放射性元素的衰变练习1姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 1、（单项) 下列四个方程中，表示α衰变的是：（ ）A ． +→Th U 2349023892He 42 B ． e Ng Na 0124122411-+→C ． 31415692361023592++→+Ba Kr n U n 10 D ． n He H H 10423121+→+2、（单项) 关于天然放射现象，叙述正确的是（ ） A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少 B ．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C ．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D ．铀核（23892U ）衰变为铅核（20682U ）的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变3、（单项) 天然放射性元素Th 23290（钍）经过一系列核衰变之后，变成Pb 20882（铅）,下列论断中正确的是：（ ）A ．铅核比钍核少23个中子；B ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变；C ．铅核比钍核少24个质子；D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变。
4、（单项)23892U 放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变 成21083Bi ，而21083Bi 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81b Ti ，210a X 和81bTi 最后都变成20682Pb ，衰变路径如图所示，则图中( )A ．a =82， b = 211B ．①是β衰变，②是α衰变C ．①是α衰变，②是β衰变D ．81b Ti 经过一次α衰变变成20682Pb 5、（双项) 钍核Th 23490，具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核()Pa 23491，伴随该过程放出γ光子，下列说法中正确的 ( ) A ．该电子就是钍原子核外的电子B ．γ光子是衰变过程中原子核放出的C ．给钍元素加热，钍元素的半衰期将变短D ．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的6、写出下列两个核反应的反应方程27Al(铝核)俘获一个α粒子后放出一个中子。
(广东省)中山市高中物理 第四章 原子核 第二节 放射性元素的衰变同步练习2 粤教版选修3-5(含答案).doc
4.2 放射性元素的衰变练习2姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________1、（单项) .某原子核A经过一次β衰变变成B核，B核再发生一次α衰变变成C核，则：A．核A的中子数减核C的中子数等于2B．核A的质量数减核C的质量数等于5C．原子核为A的中性原子中的电子数比原子核为B的中性原子中的电子数多1D．核C的质子数比核A的质子数减少12、（单项)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，最终生成物为铅。
已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的有：A．经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了B．经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m/4发生了衰变C ．经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m /8D ．经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M /23、（双项) A 、B 为原来都静止在同一匀强磁场中的两个放射性元素原子核的变化示意图，其中一个放出一α粒子，另一个放出一β粒子，运动方向都与磁场方向垂直.下图中a 、b 与c 、d 分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是：A ．磁场方向一定为垂直纸面向里B ．磁场方向一定为水平方向C ．A 放出的是α粒子，B 放出的是β粒子D ．b 为α粒子的运动轨迹，c 为β粒子的运动轨迹 4、（双项) 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Abac dB屏上的亮斑可能只剩下b1 2 3 45、完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。
⑴147N+1n →146C+_____ ⑵147N+42He →178O+_____⑶105B+1n →_____+42He ⑷94Be+42He →_____+1n⑸5626Fe+21H →5727Co+_____6、地表处C126和C146存在一定的比例，植物吸收后C126和C146也含有一定的比例，植物死后，不再吸收碳.已知C146具有β放射性，则其衰变方程是.若其半衰期为5600年，现测得某被伐古树C146是活树的22，则该古树是年前被伐的。
(广东省)中山市高中物理 第四章 原子核 第三节 放射性同位素同步练习 粤教版选修3-5(含答案).doc
第三节放射性同位素1．原子核在其他粒子的轰击下产生新的原子核的过程中叫_________________，与衰变一样，该过程中也遵守____________守恒和_____________守恒。
2．放射性同位素主要应用它的__________________，以及作为________________。
3．写出下列核反应方程，并注明对应的人名：发现质子：_______________________________________，________________；发现中子：_______________________________________，________________；发现正电子：_____________________________________，________________。
4．有人工方法获得放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素不过40几种，而今天人工制造的放射性同位素已达到1000多种，每种元素都有放射性同位素。
放射性同位素在、、和等许多方面都得了广泛的应用。
5．关于放射性同位素，下列说法正确的是( )A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可以生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法测得D．以上说法都不对6．关于同位素，下列说法正确的是( )A．原子序数等于核内质子数与核外电子数之差B．原子序数等于核内质子数与中子数之差C．原子序数相同的元素，互为同位素D．核内质子数相同的元素，互为同位素7．用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是( )A．质子，α衰变B．电子，α衰变C．α粒子，β衰变D．正电子，β衰变8．一质子以107m/s的速度撞击一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核。
已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则( )A．核反应方程为2713Al＋11H→2814SiB．核反应方程为2713Al＋11P→2814SiC．硅原子核速度的数量级为107m/s，方向与质子的初速度方向一致D．硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子的初速度方向一致9．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( )A．作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很强的性质B．作为示踪原子是利用了放射性同位素的射线可以被仪器探测到的特点C．γ射线探伤是利用了γ射线贯穿能力很强的性质D．γ射线探伤是利用了γ射线电离能力很强的性质10．下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是( )A．利用钻60治疗肿瘤等疾病B．射线探伤C．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况D．把含有放射性同位素的肥料施给农作物用以检测其吸收养分的情况11．对放射性的应用，下列说法正确的是( )A．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，所以人体可以经常照射B．对放射性的肥料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C．射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置D．对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的12．带电的检测器在放射线的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．以上均不正确13．1965年，我国科学家首次用人工合成的方法合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质，所使用的鉴别技术是( )A．光谱分析B．同位素示踪原子C．微机技术D．测定介电常数14．联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从金属铀中提炼铀235以后的副产品，其主要成分是铀238。
高中物理第4章原子核章末检测粤教版选修3-5(new)
第4章原子核章末检测(时间:90分钟满分：100分）一、选择题（1～7题为单项选择题，8～12题为多项选择题,每小题5分,共60分)1．下列与α粒子相关的说法中正确的是( )A．天然放射现象中产生的α射线速度与光速相当，穿透能力很强B。
错误!U（铀238）核放出一个α粒子后就变为错误!Th(钍234)核C．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为42He＋错误!N―→错误!O＋错误!n D．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型答案B解析α粒子的速度是c10，A错;根据核反应遵循的电荷数守恒、质量数守恒可知，B对,C错；D项中应是卢瑟福，D错．2．“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风．下列核反应方程中,属于研究“两弹”的基本核反应方程的是( )①错误!N＋错误!He→错误!O＋错误!H ②错误!U＋错误!n→错误!Sr＋错误!Xe＋10错误!n ③错误! U→错误!Th＋错误!He ④错误!H＋错误!H→错误!He＋错误!nA．①② B．②③ C．②④ D．③④答案C解析“两弹"指原子弹和氢弹,原子弹的核反应方程是铀核裂变，②正确；氢弹的核反应方程是轻核聚变,④正确，所以选项C正确．3．放射性元素（错误!Rn)经α衰变成为钋（错误!Po)，半衰期约为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错误!Rn的矿石，其原因是（）A．目前地壳中的错误!Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素错误!Rn的含量足够高C．当衰变产物218， 84Po积累到一定量以后，218， 84Po的增加会减慢错误!Rn的衰变进程D。
错误!Rn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答案A4．原子核聚变有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，放出热量．这几种反应的总效果可以表示为621H―→k错误!He＋d错误!H＋2错误!n＋43.15 MeV由平衡条件可知（）A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝3答案B解析根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得12＝4k＋d＋26＝2k＋d解得k＝2，d＝2。
高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程学案粤教版选修3-5(new)
4。
2 核衰变与核反应方程1．衰变:原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种新的________,这种变化叫做原子核的衰变．衰变的类型:原子核的自发衰变有两种，一种是______衰变，一种是______衰变．而γ射线是伴随着α衰变或β衰变时产生的．2．衰变方程：在衰变过程中遵守________守恒和________守恒．3．半衰期：放射性元素的原子核有______发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期．根据半衰期的概念可得：剩余原子核数目:N余＝N原（错误!）错误!,剩余元素质量m余＝m原（错误!)错误!。
半衰期由放射性元素的______________的因素决定，跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态（如单质或化合物）无关．不同的放射性元素，半衰期______．4．对天然放射现象,下列说法中正确的是（)A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B．β粒子带负电,所以β粒子有可能是核外电子C．γ射线是光子，所以γ射线有可能是原子发光产生的D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的5．一个放射性原子核，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6．下列关于放射性元素的半衰期的几种说法,正确的是（）A．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比单质中长B．把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变C．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律,只对大量的原子核适用D．氡的半衰期是3。
8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后就只剩下一个【概念规律练】知识点一原子核的衰变1．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是( ）A．原子最外层电子B．原子的最内层电子C．原子核内的中子变化为质子时产生的电子D．原子核内的质子变化为中子时产生的电子2．原子核错误!U经放射性衰变①变为原子核错误!Th，继而经放射性衰变②变为原子核错误!Pa,再经放射性衰变③变为原子核错误!U.放射性衰变①、②和③依次为( )A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变知识点二半衰期3．关于半衰期，下面各种说法中正确的是（）A．所有放射性元素都有一定的半衰期，半衰期的长短与元素的质量有关B．半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间C．一块纯净的放射性元素的矿石,经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半D．放射性元素在高温和高压的情况下,半衰期要变短，但它与其他物质化合后,半衰期要变长4．若放射性元素A的半衰期为4天,放射性元素B的半衰期为5天，则相同质量的放射性元素A和B经过20天，剩下的两元素质量的比mA∶mB为（）A．30∶31 B．31∶30C．1∶2 D．2∶1【方法技巧练】一、α、β衰变次数的确定方法5．放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为错误!Th→错误!Rn＋xα＋yβ，其（)A．x＝1,y＝3 B．x＝2，y＝3C．x＝3，y＝1 D．x＝3,y＝26．天然放射性元素20890Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成22086Rn（铅)．下列论断中正确的是（）A．衰变过程共有6次α衰变和4次β衰变B．铅核比钍核少8个质子C．β衰变所放出的电子来自原子核外轨道D．钍核比铅核多24个中子二、半衰期在考古学中的应用方法7．某考古队发现一古生物骸骨．考古专家根据骸骨中错误!C的含量推断出了该生物死亡的年代,已知此骸骨中错误!C的含量为活着的生物体中错误!C的1/4，错误!C的半衰期为5 730年,该生物死亡时距今约________年．1．由原子核的衰变规律可知( )A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线B．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变C．放射性元素发生衰变的速率跟它所处的物理、化学状态无关D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加12．下列关于放射性元素半衰期的几种说法中，正确的是( ）A．利用半衰期，我们能预言某个原子核何时发生衰变B．我们不能预计为数很少的原子核（如几个或几十个）衰变掉一半需要多少时间C．同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中长D．升高温度可以使半衰期缩短3．某放射性元素的原子核A经α衰变得到新核B,B经β衰变得到新核C，则（)A．原子核C的中子数比A少2B．原子核C的质子数比A少1C．原子核C的中子数比B多1D．原子核C的质子数比B少14．下列说法中正确的是( ）A．把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变B．把放射性元素同其他稳定元素结合变成化合物,放射性元素的半衰期不变C．半衰期是放射性元素的原子核全部衰变所需时间的一半D．某一铅的矿石中发现有20个氡原子核，经过3。
粤教版高中物理选修35第四章原子核单元测试
粤教版高中物理选修35第四章原子核单元测试一、单选题1.铀裂变的产物之一氪90( )是不稳固的，它议决一系列衰变最终成为稳固的锆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2.目前，在居室装修中通常用到的花岗岩、大理石等装修质料，都不同程度地含有放射性元素，装修混浊已经被列为“危害群众最大的五种环境混浊”之一．有关放射性元素的下列说法正确的是（）A. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡核，议决7.6天就只剩下一个氡原子核了B. 产生a衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个C. β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子所产生的D. γ射线一般伴随着a或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强3.关于宇宙，下列说法中正确的是（）A. 银河系是一种旋涡星系，太阳处在此中的一个旋臂上B. 恒星的寿命取决于亮度C. 太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断产生化学反响D. 地球是宇宙中唯一有卫星的星球4.关于聚变，以下说法正确的是（）A. 两个轻原子核聚变为一个质量较大的原子核放出的能量比一个重核破裂成两此中等质量的原子核放出的能量大很多倍B. 一定质量的聚变物质聚变时放出的能量比相同质量的裂变物质裂变时释放的能量小很多C. 聚变产生的条件是聚变物质的体积大于临界体积D. 产生聚变反响时，原子核必须有足够大的动能5.在日本本州岛相近海域产生里氏9.0级猛烈地震，地震和海啸引发福岛第一核电站放射性物质泄漏，此中放射性物质碘131的衰变方程为I→ Xe+Y．根占有关放射性知识，下列说法正确的是（）A. 生成的Xe处于激发态，放射γ射线．γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强B. 若I的半衰期大抵是8天，取4个碘原子核，经16天就只剩下1个碘原子核了C. Y粒子为β粒子D. I中有53个质子和132个核子6.下列说法正确的是（）A. 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伤害B. 两个质子间，不管隔断怎样，总有核力存在，且核力总是大于库仑力C. 放射性元素的半衰期与原子所处的物理状态或化学状态有关D. 核子连合成原子核一定有质量亏损，释放出能量7.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，有一简略模型是三个夸克都在半径为r的联合圆周上，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.8.在下列四个核反响方程中，标记“X”表示中子的是（）A. A+ n→ Mg+XB. Na→ Mg+XC. Be+ He→ C+XD. U→ Np+X二、多选题9.关于放射性元素发出的三种射线，下列说法正确的是（）A. α粒子便是氢原子核，它的穿透本领很强B. β射线是电子流，其速度靠近光速C. γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板D. 三种射线中，α射线的电离本领最弱，γ射线的电离本领最强10.下列说法中正确的是（）A. 铀核裂变的核反响是B. 已知质子、中子、粒子的质量分别为，那么质子和中子连合成一个粒子，释放的能量是C. 铀（）议决多次、β衰变形成稳固的铅（）的历程中，有6此中子转变成质子D. 一个处于n=5能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的历程中能辐射10种不同频率的电磁波11.能源是社会成长的基础，成长核能是办理能源标题的途径之一，下列释放核能的反响方程，表述正确的有（）A. H+ H→ He+ n是核聚变反响B. H+ H→ He+ n是β衰变C. U+ n→ Ba+ Kr+3 n是核裂变反响D. U+ n→ X+ Sr+2 n是α衰变三、填空题12.下面列出一些医疗工具的名称和这些工具运用的物理现象．请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗工具后面的空格上．①X光机________；②紫外线灯________；③理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用了________．A．紫外线的波长很短B．紫外线具有很强的荧光作用；C．紫外线具有杀菌消毒作用；D．X射线的很强的贯穿力；E．红外线具有显著的热作用．13.如图所示是查得威克发觉中子的实验装置示意图，图中粒子X代表的是________粒子，粒子X轰击铍核的核反响方程是________.14.原子核A议决多少次衰变后变成原子核B ，已知B核的质子数比A核少8，B核的中子数比A核少16，则此衰变历程中共有________次α衰变，________次β衰变．四、解答题15.我国怀念抗曰战争和世界反法西斯战争胜利70周年．1945年7月，为了加快日本军国主义的灭亡，促使日本早日无条件投诚，美国在日本的广岛、长崎投下了两枚原子弹．落在日本广岛的原子弹，其爆炸力相当于2×l04tTNT爆炸的能量（约8.4×1013J），由此可知该原子弹中铀235的质量是几多千克？（已知裂变的核反响方程U+ n→ Ba+ Kr+3 n+201MeV．阿伏加德罗常数N A=6.02×1023）五、综合题16.已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．试问：（1）镭核中有几个质子？几此中子？（2）镭核所带的电荷量是几多？（3）呈中性的镭原子，核外有几个电子？答案剖析部分一、单选题1.【答案】B【剖析】【解答】原子核每议决一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每议决一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变．要领一α衰变的次数为n＝＝0(次)，β衰变的次数为m＝＋40－36＝4(次)．要领二设氪90( )议决x次α衰变，y次β衰变后变成锆90( )，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.【剖析】衰变方程满足质量数和电荷数守恒。
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核衰变与核反应方程
1.（2009·上海高考）放射性元素衰变时放出的三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是 ( )
A.α射线，β射线，γ射线
B.γ射线，β射线，α射线
C.γ射线，α射线，β射线
D.β射线，α射线，γ射线 【解析】由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是γ射线，β射线次之，α射线最弱，故正确答案是B.
【答案】B
2.（2009·广东高考）科学家发现在月球上含有丰富的He 32（氦3），它是一种高效、
清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为He 32+He 32→2H 1
1+He 4
2.关于He 3
2聚变下列表述正确的是 ( )
A.聚变反应不会释放能量
B.聚变反应产生了新的原子核
C.聚变反应没有质量亏损
D.目前核电站都采用He 32聚变反应发电
4.（2009·福建理综）随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是 .（填选项前的编号）
（1）卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构
（2）天然放射现象表明原子核内部有电子
（3）轻核聚变反应方程有：H 21+H 31→He 42+n 1
（4）氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长
【解析】（1）选项错误，卢瑟福的α粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构.天然放射现象表明原子核会发生衰变，（2）错.氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级放出的光子能量比从n=2能级跃迁到n=1能级大，由公式E= c h 可知，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短，（4）错.正确选项为（3）.
【答案】（3） 5.（2009·山东理综）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为
0.5 MeV 的质子H 11
轰击静止的X A Z ,生成两个动能均为8.9 MeV 的He 42.（1 MeV=1.6× 10-13
J ）
（1）上述核反应方程为 .
（2）质量亏损为 kg.。