原子核和放射性复习要点和习题答案
原子核和放射性复习要点和习题答案
第十四章 原子核和放射性通过复习后，应该：1.掌握原子核的结构和性质2.掌握原子核的放射性衰变3。
掌握核衰变的规律和衰变常量与半衰期4。
了解射线与物质作用及防护5.课后作业题14—1 如果原子核半径公式为R =1.2×10 -15 A 1/3 （A 为质量数），试计算：①核物质的密度；②核物质单位体积内的核子数。
解: ①原子核的质量M 可表示为M =Au =1。
66×10 —27 A （u 为原子质量单位)，而原子核的半径R =1。
2×10 —15 A 1/3 ，则其体积V 为V =34πR 3 =34×3。
14×（1.2×10 -15 A 1/3）3 =7.24×10 —45 A 由密度的定义可得核物质的密度为ρ=M/ V =1。
66×10 -27 A /7.24×10 —45 A kg ·m -3 ≈2。
3×10 17 kg ·m —3②由质量数A 和体积V 可进一步得到单位体积内的核子数n 为n =A/ V = A /7。
24×10 —45 A m -3 =1.38×10 44 m —314—2 计算2个 2H 原子核结合成1个 4He 原子核时释放出的能量（以MeV 为单位）.解： 核反应中质量亏损△m =2m D -m He =（2×2。
013553-4.002603)u=0.024503u ，对应的能量为 △E =△m ·c 2 =0.024503×931。
5MeV=22。
82MeV14—3 解释下列名词:(a ）同位素、同质异能素、结合能、平均结合能、质量亏损;（b ）核衰变、α衰变、β衰变、γ衰变、电子俘获、内转换；(c ）半衰期、平均寿命、放射性活度、放射平衡、同位素发生器。
答： （a ）①同位素：原子序数Z 相同而质量数A 不同的核素在元素周期表中占有相同的位置，这些核素称为同位素。
原子核和放射性衰变
原子核和放射性衰变一、原子核结构1.质子：带正电荷，质量约为1个原子单位；2.中子：不带电，质量约为1个原子单位；3.原子核：由质子和中子组成，质量约为10-27米3。
二、放射性衰变1.阿尔法衰变：原子核放出一个阿尔法粒子（即氦核），质量数减少4，原子序数减少2；2.贝塔衰变：原子核中的一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子（贝塔粒子）和一个反中微子；3.贝塔+衰变：原子核中的一个质子转变为一个中子，同时放出一个正电子（贝塔+粒子）和一个中微子；4.伽马衰变：原子核从高能级向低能级跃迁，放出伽马射线。
5.定义：放射性物质衰变到其原有数量的一半所需的时间；6.公式：N = N0 * (1/2)^(t/T)，其中N为当前放射性物质数量，N0为初始数量，t为时间，T为半衰期。
四、放射性应用1.核电站：利用核裂变反应产生热能，驱动发电机发电；2.医学：放射性同位素用于癌症治疗、放射性示踪等；3.地质探测：放射性元素分布用于地层划分、资源勘探等。
五、核裂变与核聚变1.核裂变：重核分裂成两个质量较小的核，释放大量能量；2.核聚变：轻核融合成质量较大的核，释放大量能量。
六、核安全与防护1.核辐射：放射性物质发出的粒子辐射和电磁辐射；2.辐射防护：采用屏蔽、距离防护、时间防护等方法；3.核事故：核泄漏、核爆炸等，对环境和人类造成严重危害。
七、核能前景与挑战1.优点：清洁、高效、可持续发展；2.挑战：核废料处理、核安全、核扩散等。
八、中学生必知知识点1.原子核结构；2.放射性衰变类型及特点；3.半衰期及其应用；4.核裂变与核聚变；5.核安全与防护；6.核能前景与挑战。
习题及方法：1.下列关于原子核的说法，正确的是：（）A. 原子核由质子和中子组成B. 原子核中只有质子C. 原子核中只有中子D. 原子核可以分为质子和电子2.放射性物质经过一个半衰期后，剩余的放射性物质数量是：（）A. 原来的一半B. 原来的四分之一C. 原来的八分之一D. 原来的十六分之一3.在核反应中，下列哪种反应是放能的：（）A. 阿尔法衰变B. 贝塔衰变C. 贝塔+衰变D. 伽马衰变4.原子核由____和____组成。
高考物理新近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案(2)
高考物理新近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案(2)一、选择题1．如图所示，X为未知放射源．若将由N、S磁极产生的强力磁场M移开，发现计数器单位时间接收到的射线粒子数保持不变；若再将铝薄片也移开，发现计数器单位时间接收到的射线粒子数大幅度上升．则X为（）A．α、β混合放射源B．α、γ混合放射源C．纯β放射源D．纯γ放射源2．关于天然放射性，下列说法正确的是A．天然放射现象说明原子是可分的B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关，温度越高半衰期越短C．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D．机场、车站进行安检时，能发现箱内危险物品，是利用了α射线较强的穿透能力3．关于近代物理，下列说法正确的是（）A．射线是高速运动的氦原子B．核聚变反应方程，表示质子C．从金属表面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，其理论能够解释氦原子光谱的特征4．关于天然放射性，下列说法正确的是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．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最弱5．中国大科学装置“东方超环”（EAST）近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。
由于其内部核反应原理与太阳类似，因此“东方超环”也被称为“人造太阳”“人造太阳”采用的核反应方程可能是（）A．B．C．D．6．下列叙述符合历史事实的是（）A．麦克斯韦通过实验发现，电磁波在真空中的传播速度等于光速B．玻尔通过对氢原子光谱的研究，建立了原子的核式结构模型C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构D．查德威克用粒子轰击氮原子核，打出一种新的粒子叫中子7．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 ＝234B ．x ＝90，y ＝90，z ＝144C ．x ＝144，y ＝144，z ＝90D ．x ＝234，y ＝234，z ＝324 8．一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是可表示为2351448919256360U+X Ba+Kr+3n →，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）A ．核反应方程中，X 粒子是正电子B ．核反应方程中，X 粒子是质子C ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，14456Ba 核的比结合能最大，它最稳定D ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，23592U 核的核子数最多，它的结合能最大9．关于原子物理知识，下列说法正确的是（ ）A ．γ射线是高速运动的电子流B ．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部发生的轻核聚变C ．的半衰期为5天，10g 经过10天后还剩下5gD ．由爱因斯坦质能方程E ＝mc 2可知质量与能量可以相互转化10．关于原子和原子核的组成，说法正确的是（ ）A ．汤姆孙通过对阴极射线一系列研究，发现了原子核内部放出的β射线B ．玻尔将量子观念引入原子领域，建立了氢原子量子化模型C ．卢瑟福分析α粒子散射实验数据，发现了原子核内部的质子D ．贝克勒尔研究了铀的天然放射性，建立了原子核式结构模型11．从法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线开始，人类开启了对原子核的研究并和平利用核能，以下说法正确的是（ ）A ．核聚变反应中平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损小B ．查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121042611Be He C H e -+→++C ．人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：1441717281N He O H +→+D ．α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核外电子跃迁时辐射出的光子流12．实验观察到，静止在匀强磁场中A 点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与释放出的粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。
高考物理最新近代物理知识点之原子核知识点总复习含答案解析(1)
高考物理最新近代物理知识点之原子核知识点总复习含答案解析(1)一、选择题1．由核反应产生，且属于电磁波的射线是（ ） A ．α射线B ．γ射线C ．X 射线D ．阴极射线2．下列说法正确的是（ ）A ．a 粒子散射实验可以估算原子核的半径的大小B ．玻尔理论可以解释原子的稳定，也能完美解释所有原子光谱规律C ．γ射线是穿透能力极强的电磁波，可以穿透几厘米的铅板D ．结合能越大的原子核越稳定3．为提出原子核式结构模型提供依据的实验或现象是 A ．α粒子散射实验 B ．电子的发现 C ．质子的发现 D ．天然放射现象4．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是（ ）A ．卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了中子B ．爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说C ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核D ．查德威克利用α射线轰击氮原子核获得了质子 5．下列关于α粒子的说法，正确的是 A ．α粒子是氦原子核，对外不显电性B ．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”C ．天然放射现象中， α粒子形成的射线速度很快，穿透能力很强D ．核反应2382349290U TH X →+中，X 代表α粒子，则是α衰变6．关于天然放射性，下列说法正确的是 A ．天然放射现象说明原子是可分的B ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关，温度越高半衰期越短C ．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D ．机场、车站进行安检时，能发现箱内危险物品，是利用了α射线较强的穿透能力 7．中国大科学装置“东方超环”（EAST ）近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。
由于其内部核反应原理与太阳类似，因此“东方超环”也被称为“人造太阳”“人造太阳”采用的核反应方程可能是（ ） A ． B ．C ．D ．8．一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是可表示为2351448919256360U+X Ba+Kr+3n →，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）A ．核反应方程中，X 粒子是正电子B ．核反应方程中，X 粒子是质子C ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，14456Ba 核的比结合能最大，它最稳定 D ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，23592U 核的核子数最多，它的结合能最大9．下列说法正确的是（ ）A ．2382349290U Th →+X 中X 为中子，核反应类型为衰变 B ．234112H+H He →+Y 中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr →+K ，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变 D ．14417728N+He O →+Z ，其中Z 为氢核核反应类型为轻核聚变10．“嫦娥四号”的核电池是利用放射性同位素23894Pu 的衰变供电的。
人教版高中物理选择性必修第三册第五章《原子核》知识要点复习与练习
人教版高中物理选择性必修第三册第五章《原子核》知识要点1、天然放射现象说明原子核内部是有结构的。
2、原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线。
（3种射线的比较）3、贝可勒尔发现天然放射现象:42He ＋147N ―→178O ＋11H ，(卢瑟福发现质子,第一次实现了原子核的人工转变)42He ＋B e 49―→C 612＋10n(查德威克发现中子)42He ＋2713Al ―→3015P ＋10n. 3015P ―→S i 1430＋e 10(约里奥—居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子)。
4、放射性的应用：工业上可以用γ射线来探测工件内部裂痕、γ射线照射种子培育新品种农业上利用3015P 作为示踪原子来研究农作物对磷肥的吸收情况5、半衰期：N=N 0(12)t τ m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ 衰变的快慢只由核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件无关。
半衰期是一个统计规律，只适用于大量的原子核。
6、α衰变：23892U →23490Th ＋He 24。
实质：210n ＋211H ―→He 24β衰变：23490Th →23491Pa ＋e −10 ，实质 ：10n ―→11H ＋0－1e 7、核力是强相互作用力、短程力；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
8、爱因斯坦质能方程：E ＝mc 2 ΔE ＝Δmc 29、重核裂变（链式反应）:23592U ＋10n ―→14456Ba ＋8936Kr ＋3n 01U 92235＋10n ―→X e 54136＋S r 3890＋10n 01（注：有中子参与要生成更多中子）轻核聚变（热核反应）:21H ＋31H ―→He 24＋10n ＋17.6MeV核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒小题快练：1.轨道电子俘获(EC)是指原子核俘获了其核外内层轨道电子所发生的衰变，如钒(V 2347)俘获其K 轨道电子后变为钛(Ti 2247)，同时释放一个中微子νe ，方程为V 2347+e −10−−→Ti 2247+νe 。
2023年高考物理一轮复习讲义——原子核
第2讲 原子核目标要求 1.了解原子核的组成及核力的性质，了解半衰期及其统计意义.2.认识原子核的结合能，了解核裂变及核聚变，能根据质量数、电荷数守恒写出核反应方程．考点一 原子核的衰变及半衰期1．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数． 2．天然放射现象放射性元素自发地发出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构． 3．三种射线的比较名称 构成 符号电荷量 质量 电离能力 贯穿本领 α射线 氦核 42He ＋2e 4 u 最强 最弱 β射线 电子 0－1e－e 11 837 u 较强 较强 γ射线 光子γ最弱最强4.原子核的衰变(1)衰变：原子核自发地放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变． (2)α衰变、β衰变衰变类型 α衰变β衰变衰变方程M Z X →M －4Z －2Y ＋42HeM Z X →M Z ＋1Y ＋0－1e衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子211H ＋210n →42He10n →11H ＋0－1e 衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(3)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的． 5．半衰期 (1)公式：N 余＝N 原1/212t T ⎛⎫⎪⎝⎭，m 余＝m 原1/212tT ⎛⎫ ⎪⎝⎭.(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的外部条件(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关(选填“有关”或“无关”)．6．放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(2)应用：消除静电、工业探伤、做示踪原子等．(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害．1．三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线．(√)2．β衰变中的电子来源于原子核外电子．(×)3．发生β衰变时，新核的电荷数不变．(×)4．如果现在有100个某放射性元素的原子核，那么经过一个半衰期后还剩50个．(×) 考向1原子核的衰变例1(多选)天然放射性元素232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成208 82Pb(铅)．下列判断中正确的是()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D．钍核比铅核多24个中子答案AB解析由于β衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数，x＝232－2084＝6，再结合电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数(设为y)，2x－y＝90－82＝8，y＝2x－8＝4，钍核中的中子数为232－90＝142，铅核中的中子数为208－82＝126，所以钍核比铅核多16个中子，铅核比钍核少8个质子，β衰变所放出的电子来自原子核内，A、B正确．例2(多选)有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，一个原来静止在A处的原子核，发生衰变放射出某种粒子，两个新核的运动轨迹如图所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2.下列说法正确的是()A ．原子核发生α衰变，根据已知条件可以算出两个新核的质量比B ．衰变形成的两个粒子带同种电荷C ．衰变过程中原子核遵循动量守恒定律D ．衰变形成的两个粒子电荷量的关系为q 1∶q 2＝r 1∶r 2 答案 BC解析 衰变后两个新核速度方向相反，受力方向也相反，根据左手定则可判断出，带同种电荷，所以衰变是α衰变，衰变后的新核由洛伦兹力提供向心力，有Bq v ＝m v 2r ，可得r ＝m vqB ，衰变过程遵循动量守恒定律，即m v 相同，所以电荷量与半径成反比，有q 1∶q 2＝r 2∶r 1，但无法求出质量，故A 、D 错误，B 、C 正确． 考向2 半衰期例3 (2021·全国乙卷·17)医学治疗中常用放射性核素113In 产生γ射线，而113In 是由半衰期相对较长的113Sn 衰变产生的．对于质量为m 0的113Sn ，经过时间t 后剩余的113Sn 质量为m ，其mm 0－t 图线如图所示．从图中可以得到13Sn 的半衰期为( )A ．67.3 dB ．101.0 dC ．115.1 dD ．124.9 d答案 C解析 由题图可知从m m 0＝23到m m 0＝13，113Sn 恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知113Sn 的半衰期为T 1/2＝182.4 d －67.3 d ＝115.1 d ，故选C.考点二 核反应及核反应类型1．核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发238 92U→234 90Th＋42He β衰变自发234 90Th→234 91Pa＋0－1e人工转变人工控制147N＋42He→17 8O＋11H(卢瑟福发现质子)42He＋94Be→12 6C＋10n(查德威克发现中子)2713Al＋42He→3015P＋10n3015P→3014Si＋0＋1e约里奥－居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子重核裂变容易控制23592U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n23592U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋1010n轻核聚变现阶段很难控制21H＋31H→42He＋10n2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(0＋1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵循的规律：质量数守恒，电荷数守恒．(3)由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．例4下列说法正确的是()A.238 92U→234 90Th＋X中X为中子，核反应类型为β衰变B.21H＋31H→42He＋Y中Y为中子，核反应类型为人工转变C.235 92U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋K，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变D.14 7N＋42He→17 8O＋Z，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变答案 C解析根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，A选项反应中的X质量数为4，电荷数为2，为α粒子，核反应类型为α衰变，选项A错误；B选项反应中的Y质量数为1，电荷数为0，为中子，核反应类型为轻核聚变，选项B错误；C选项反应中的K质量数总数为10，电荷数为0，则K为10个中子，核反应类型为重核裂变，选项C正确；D选项反应中的Z质量数为1，电荷数为1，为质子，核反应类型为人工转变，选项D错误．例5(多选)(2020·全国卷Ⅰ·19)下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有() A.21H＋21H→10n＋X1B.21H＋31H→10n＋X2C.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋3X3D.10n＋63Li→31H＋X4答案BD解析21H＋21H→10n＋32He，A错．2H＋31H→10n＋42He，B对．1235U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，C错．921n＋63Li→31H＋42He，D对．考点三质量亏损及核能的计算核力和核能(1)核力：原子核内部，核子间所特有的相互作用力．(2)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开需要的能量，叫作原子的结合能，也叫核能．(3)比结合能：原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫平均结合能．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．(4)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应的能量ΔE＝Δmc2.原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.1．原子核的结合能越大，原子核越稳定．(×)2．核反应中，出现质量亏损，一定有核能产生．(√)核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．例6(2019·全国卷Ⅱ·15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为411H →42He ＋201e ＋2ν，已知11H 和42He 的质量分别为m p ＝1.007 8 u 和m α＝4.002 6 u,1 u ＝931 MeV/c 2，c 为光速．在4个11H 转变成1个42He 的过程中，释放的能量约为( )A ．8 MeVB ．16 MeVC ．26 MeVD ．52 MeV 答案 C解析 因电子质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计，核反应质量亏损Δm ＝4×1.007 8 u －4.002 6 u ＝0.028 6 u ，释放的能量ΔE ＝0.028 6×931 MeV ≈26.6 MeV ，选项C 正确．例7 (多选)用中子(10n)轰击铀核(235 92U)产生裂变反应，会产生钡核(141 56Ba)和氪(9236Kr)并释放中子(10n)，达到某些条件时可发生链式反应，一个铀核(235 92U)裂变时，释放的能量约为200 MeV(1 eV ＝1.6×10－19J)．以下说法正确的是( )A.235 92U 裂变方程为235 92U →144 56Ba ＋8936Kr ＋210nB.235 92U 裂变方程为235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310nC.235 92U 发生链式反应的条件与铀块的体积有关 D ．一个235 92U 裂变时，质量亏损约为3.6×10－28kg答案 BCD 解析235 92U 的裂变方程为235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n ，方程两边的中子不能相约，故A 错误，B 正确；铀块需达到临界体积才能维持链式反应持续不断进行下去，故C 正确；一个铀核 (235 92U)裂变时，释放的能量约为200 MeV ，根据爱因斯坦质能方程得，质量亏损Δm ＝ΔEc 2＝200×106×1.6×10－199×1016kg ≈3.6×10－28 kg ，故D 正确． 例8 花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源．人呼吸时，氡气会随气体进入肺脏，氡衰变放出的α射线像小“炸弹”一样轰击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等．一静止的氡核222 86Rn 发生一次α衰变生成新核钋(Po)，此过程动量守恒且释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能．已知m 氡＝222.086 6 u ，m α＝4.002 6 u ，m 钋＝218.076 6 u, 1 u 相当于931 MeV 的能量．(结果保留3位有效数字) (1)写出上述核反应方程； (2)求上述核反应放出的能量ΔE ； (3)求α粒子的动能E kα.答案 (1)222 86Rn →218 84Po ＋42He (2)6.89 MeV (3)6.77 MeV解析 (1)根据质量数和电荷数守恒有222 86Rn →218 84Po ＋42He (2)质量亏损Δm＝222.086 6 u－4.002 6 u－218.076 6 u＝0.007 4 uΔE＝Δm×931 MeV解得ΔE＝0.007 4 u×931 MeV≈6.89 MeV(3)设α粒子、钋核的动能分别为E kα、E k钋，动量分别为pα、p钋，由能量守恒定律得ΔE＝E kα＋E k钋由动量守恒定律得0＝pα＋p钋又E k＝p22m故E kα∶E k钋＝218∶4解得E kα≈6.77 MeV.课时精练1．(2021·湖南卷·1)核废料具有很强的放射性，需要妥善处理．下列说法正确的是( ) A ．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽 B ．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C ．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D ．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害 答案 D解析 根据半衰期的定义可知，放射性元素经过两个完整的半衰期后，还剩原来的14未衰变，故A 错误；原子核衰变时满足电荷数守恒，质量数守恒，故B 错误；放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状态无关，故C 错误；过量放射性辐射包含大量的射线，对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D 正确．2．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M 装置(HL －2M)在成都建成并首次实现利用核聚变放电．下列方程中，正确的核聚变反应方程是( )A.21H ＋31H →42He ＋10nB.238 92U →234 90Th ＋42HeC.235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310nD.42He ＋2713Al →3015P ＋10n答案 A解析 A 项方程是核聚变，B 项方程为α衰变，C 项方程为重核裂变，D 项方程为人工核转变．故选A.3．(2021·河北卷·1)银河系中存在大量的铝同位素26Al ，26Al 核β衰变的衰变方程为2613Al →2612Mg ＋01e ，测得26Al 核的半衰期为72万年，下列说法正确的是( )A ．26Al 核的质量等于26Mg 核的质量B ．26Al 核的中子数大于26Mg 核的中子数C ．将铝同位素26Al 放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D ．银河系中现有的铝同位素26Al 将在144万年后全部衰变为26Mg答案 C解析26Al和26Mg的质量数均为26，相等，但是二者原子核中的质子数和中子数不同，所以质量不同，A错误；2613Al核的中子数为26－13＝13个，2612Mg核的中子数为26－12＝14个，B错误；半衰期是原子核固有的属性，与外界环境无关，C正确；质量为m的26Al的半衰期为72万年，144万年为2个半衰期，剩余质量为126Mg，D错误．4m，不会全部衰变为4．(多选)(2021·浙江6月选考·14)对四个核反应方程(1)238 92U→234 90Th＋42He；(2)234 90Th→234 91Pa＋e；(3)14 7N＋42He→17 8O＋11H；(4)21H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV.－1下列说法正确的是()A．(1)(2)式核反应没有释放能量B．(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程C．(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程D．利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一答案CD解析(1)是α衰变，(2)是β衰变，均有能量放出，故A错误；(3)是人工核转变，故B错误；(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程，故C正确；利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一，故D正确．5．(2021·全国甲卷·17)如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为()A．6 B．8 C．10 D．14答案 A解析由题图分析可知，核反应方程为238X→206 82Y＋a42He＋b0－1e，92经过a次α衰变，b次β衰变，由电荷数与质量数守恒可得238＝206＋4a；92＝82＋2a－b，解得a＝8，b＝6，故放出6个电子，故选A.6．(多选)铀核裂变的一种方程为235 92U＋X→9438Sr＋139 54Xe＋310n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法中正确的有()A．X粒子是中子B．X粒子是质子C.235 92U、9438Sr、139 54Xe相比，9438Sr的比结合能最大，最稳定D.235 92U、9438Sr、139 54Xe相比，235 92U的质量数最大，结合能最大，最稳定答案AC解析根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，为中子，A正确，B错误；根据题图可知235 92U、9438Sr、139 54Xe相比，9438Sr的比结合能最大，最稳定，235 92U的质量数最大，结合能最大，比结合能最小，最不稳定，C正确，D错误．7．(2020·全国卷Ⅱ·18)氘核21H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式621H→242He＋211H＋210n＋43.15 MeV表示．海水中富含氘，已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J,1 MeV＝1.6×10－13 J，则M约为()A．40 kg B．100 kgC．400 kg D．1 000 kg答案 C解析根据核反应方程式，6个氘核聚变反应可释放出43.15 MeV的能量，1 kg海水中的氘核反应释放的能量为E＝1.0×102222 MeV≈1.15×1010 J，则相当于燃6×43.15 MeV≈7.19×10烧的标准煤的质量为M＝1.15×1010kg≈396.6 kg，约为400 kg.2.9×1078．(多选)(2020·浙江7月选考·14)太阳辐射的总功率约为4×1026 W ，其辐射的能量来自于聚变反应．在聚变反应中，一个质量为1 876.1 MeV/c 2(c 为真空中的光速)的氘核(21H)和一个质量为2 809.5 MeV/c 2的氚核(31H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c 2的氦核(42He)，并放出一个X 粒子，同时释放大约17.6 MeV 的能量．下列说法正确的是( )A ．X 粒子是质子B ．X 粒子的质量为939.6 MeV/c 2C ．太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kgD ．太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c 2答案 BC解析 该聚变反应方程为21H ＋31H →42He ＋10n ，X 为中子，故A 错误；该核反应中质量的减少量Δm 1＝17.6 MeV/c 2，由质能方程知，m 氘＋m 氚＝m 氦＋m X ＋Δm 1，代入数据知1 876.1 MeV/c 2＋2 809.5 MeV/c 2＝3 728.4 MeV/c 2＋m X ＋17.6 MeV/c 2，故m X ＝939.6 MeV/c 2，故B 正确；太阳每秒辐射能量ΔE ＝P Δt ＝4×1026 J ，由质能方程知Δm ＝ΔE c 2，故太阳每秒因为辐射损失的质量Δm ＝4×1026(3×108)2 kg ≈4.4×109 kg ，故C 正确；因为ΔE ＝4×1026 J ＝4×10261.6×10－19eV ＝2.5×1039 MeV ，则太阳每秒因为辐射损失的质量为Δm ＝ΔE c2＝2.5×1039 MeV/c 2，故D 错误． 9．A 、B 是两种放射性元素的原子核，原来都静止在同一匀强磁场，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，运动方向都与磁场方向垂直．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 ．A 放出的是α粒子，B 放出的是β粒子B ．a 为α粒子运动轨迹，d 为β粒子运动轨迹C ．a 轨迹中的粒子比b 轨迹中的粒子动量小D ．磁场方向一定垂直纸面向外答案 A解析 放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆；而放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆，故B 放出的是β粒子，A 放出的是α粒子，故A 正确；根据带电粒子在磁场中的运动的半径r ＝m v qB，放出的粒子与反冲核的动量相等，而反冲核的电荷量大，故轨迹半径小，故b 为α粒子运动轨迹，c 为β粒子运动轨迹，故B 、C 错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子运动的方向相反，由于α粒子和β粒子的速度方向未知，不能判断磁场的方向，故D 错误．10．(2017·北京卷·23)在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R .以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用A Z X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程；(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小；(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损Δm .答案 (1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He (2)2πm qB q 2B 2πm (3)q 2B 2R 2(M ＋m )2Mmc 2解析 (1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He(2)洛伦兹力提供向心力，有q v αB ＝m v α2R所以v α＝qBR m ，T ＝2πR v α＝2πm qB环形电流大小I ＝q T ＝q 2B 2πm. (3)衰变过程动量守恒，有0＝p Y ＋p α所以p Y ＝－p α，“－”表示方向相反．因为p ＝m v ，E k ＝12m v 2 所以E k ＝p 22m即：E kY ∶E kα＝m ∶M由能量守恒得Δmc 2＝E kY ＋E kαΔm ＝E kαc 2⎝ ⎛⎭⎪⎫M ＋m M ，其中E kα＝12m v α2＝q 2B 2R 22m ， 所以Δm ＝q 2B 2R 2(M ＋m )2Mmc 2.。
人教版初中高中物理选修三第五章《原子核》知识点总结(含答案解析)
一、选择题1．下列有关原子、原子核的说法中正确的是（ ）A ．天然放射现象说明原子核内部有电子B ．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子C ．平均结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定D ．放射性元素的半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关2．贝可勒尔在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。
下列属于核聚变的是（ ）A ．23411120H H He n +→+B ．427301213130He Al P n +→+C ．14140671C N e -→+D ．2351131103192053390U n I Y 2n +→++ 3．下列说法正确的是（ ）A ．2382349290U Th X →+中X 为电子，核反应类型为β衰变B ．234112H+H He+Y →中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr+K →，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变D ．14417728N+He O+Z →，其中Z 为氢核，核反应类型为轻核聚变4．下列说法中正确的是（ ）A ．机械波和光有波动性，实物粒子不具有波动性B ．用弧光灯发出紫外线照射锌板并发生光电效应后，锌板带正电C ．由于核聚变需要很高的环境温度，21H 和31H 发生聚变过程中是需要从外界吸收能量的D ．构成物体的质量是守恒不变的5．下列说法中正确的是（ ）A ．钍的半衰期为24天。
1g 钍23490Th 经过 120 天后还剩0.2g 钍 B ．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不会变化C ．放射性同位素23490Th 经α、β衰变会生成22286Rn ，其中经过了2次α衰变和 3 次β衰变D ．大量处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子 6．钴－60放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。
高考物理近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案解析(2)
高考物理近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案解析(2)一、选择题1．下列说法正确的是( )A ．某种放射性元素的半衰期为T,则这种元素的12个原子核在经过2T 时间后，这些原子核一定还有3个没有发生衰变B ．根据爱因斯坦的光电效应方程E K =hv 一W ，若频率分别为1γ和2γ (1γ<2γ)的光均能使某种金属发生光电效应，则频率为1γ的光照射该金属时产生的光电子的初动 能一定比频率为2γ的光照射该金属时产生的光电子的初动能更大C ．氢原子由高能级向低能级跃迁时，从n=4能级跃迁到n=2能级所放出的光子恰能使某种金属发生光电效应，则处在n=4能级的一大群氢原子跃迁时所放出的光子中有4种光子能使该金属发生光电效应D ．放射性元素发生β衰变时，放射性元素的原子放出核外电子，形成高速电子流β 射线。
2．关于原子、原子核以及核反应，以下说法正确的是（ ）A ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线，且γ射线穿透能力最强B ．一个氢原子从n =3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子C ．10个23592U 原子核经过一个半衰期后，一定还剩5个23592U 原子核没发生衰变D ．核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为1371375556Cs Ba+x →，由方程可判断x 是正电子3．如图所示，一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动，则以下判断正确的是（ ）A ．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B ．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C ．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D ．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹 4．一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中 A ．吸收能量，生成的新核为 B ．吸收能量，生成的新核为 C ．放出能量，生成的新核为D ．放出能量，生成的新核为5．关于天然放射性，下列说法正确的是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 ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最弱6．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，剩下的质量之比m A :m B A ．1:2B ．2:1．C ．30:3D ．31:307．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）A ．图（甲）：用紫外线照射到金属锌板表面时会发生光电效应，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B ．图（乙）：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型C ．图（丙）：氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会吸收一定频率的光子D ．图（丁）：原有50个氡核，经过一个半衰期的时间，一定还剩余25个 8．下列说法正确的是（ ）A ．2382349290U Th →+X 中X 为中子，核反应类型为衰变B ．234112H+H He →+Y 中Y 为中子，核反应类型为人工核转变C ．2351136909205438U+n Xe+Sr →+K ，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变 D ．14417728N+He O →+Z ，其中Z 为氢核核反应类型为轻核聚变9．下列核反应方程及其表述中错误的是（ ）A ．2424011121Na Mg e -→+是原子核的β衰变B ．427301213150He Al P n +→+是原子核的人工转变 C ．42412121He H He H +→+是原子核的α衰变D ．235192141192036560U n Kr Ba 3n +→++是重核裂变10．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等。
高考物理新近代物理知识点之原子核知识点总复习含答案(1)
高考物理新近代物理知识点之原子核知识点总复习含答案(1)一、选择题1．下列关于原子核相关知识的说法，正确的是A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的链式反应B．人类对原子核变化规律的认识是从α粒子散射实验开始的C．中等质量核的平均结合能比重核的平均结合能大，所以重核裂变要释放能量D．钚(239)可由铀239()经过1次α衰变和2次β衰变而产生2．某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图所示，下列说法正确的是A．射线1的电离作用在三种射线中最强B．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住C．放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个D．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个3．科学家们对微观粒子的研究推动了科学的进步，下列符合历史事实的是A．普朗克发现了电子B．爱因斯坦提出能量子假说C．贝克勒尔发现了天然放射现象D．汤姆孙提出了原子的核式结构4．如图所示，一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动，则以下判断正确的是（）A．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹5．一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中A．吸收能量，生成的新核为B．吸收能量，生成的新核为C．放出能量，生成的新核为D．放出能量，生成的新核为6．下列说法正确的是A．原子核经过一次α衰变，质量数减少4B ．氢原子从激发态向基态跃迁只能吸收特定频率的光子C ．只要强度足够大的光照射金属就能发生光电效应现象D ．将放射性物质放在密闭的铅盒内，可以延长它的半衰期7．由于地震、山洪等原因将大量的金丝楠及其他树种深埋，经千万年碳化、氧化、冲刷形成似石非石、似木非木的植物“木乃伊”，又叫碳化木，俗称乌木，已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例与大气中相同，生命活动结束后，14C 衰变为14N ，14C 的比例持续减少，其半衰期约为5700年，现通过测量得知，某乌木样品中14C 的比例恰好是现代植物所制样品的二分之一。
高考物理近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案(4)
高考物理近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案(4)一、选择题1．由于放射性元素镎的半衰期很短，在自然界很难被发现，只有通过人工的方法制造，已知镎经过一系列α衰变和β衰变后变成铋，下列说法正确的是（ ）A ．镎原子核比铋原子核多28个质子B ．发生了7次α衰变和6次衰变C ．一定量的放射性该元素，随着存放时间的推移，放射线的穿透力越来越弱D ．镎原子核的平均结合能小于衰变后生成的原子核的平均结合能2．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：234112H+H He+x →，若已知21H 的质量为1m ，31H 的质量为2m ，42He 的质量为3m ，x 的质量为4m ，则下列说法中正确的是A ．x 是质子B ．x 是电子C ．这个反应释放的核能为()21234E m m m m c ∆=+--D ．21H 和31H 在常温下就能够发生聚变3．下列说法正确的是A ．原子核经过一次α衰变，质量数减少4B ．氢原子从激发态向基态跃迁只能吸收特定频率的光子C ．只要强度足够大的光照射金属就能发生光电效应现象D ．将放射性物质放在密闭的铅盒内，可以延长它的半衰期 4．关于近代物理，下列说法正确的是（ ） A ．射线是高速运动的氦原子B ．核聚变反应方程，表示质子C ．从金属表面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，其理论能够解释氦原子光谱的特征5．由于地震、山洪等原因将大量的金丝楠及其他树种深埋，经千万年碳化、氧化、冲刷形成似石非石、似木非木的植物“木乃伊”，又叫碳化木，俗称乌木，已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例与大气中相同，生命活动结束后，14C 衰变为14N ，14C 的比例持续减少，其半衰期约为5700年，现通过测量得知，某乌木样品中14C 的比例恰好是现代植物所制样品的二分之一。
下列说法正确的是（ ） A ．该乌木的形成年代距今约为11400年 B ．该乌木的形成年代距今约为5700年 C ．12C 、13C 、14C 具有相同的中子数D ．增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变 6．下列叙述符合历史事实的是（ ）A ．麦克斯韦通过实验发现，电磁波在真空中的传播速度等于光速B ．玻尔通过对氢原子光谱的研究，建立了原子的核式结构模型C ．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构D ．查德威克用粒子轰击氮原子核，打出一种新的粒子叫中子7．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 ＝234B ．x ＝90，y ＝90，z ＝144C ．x ＝144，y ＝144，z ＝90D ．x ＝234，y ＝234，z ＝3248．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，剩下的质量之比m A :m B A ．1:2B ．2:1．C ．30:3D ．31:309．下列说法正确的是（ ）A ．a 粒子散射实验可以估算原子核的半径的大小B ．玻尔理论可以解释原子的稳定，也能完美解释所有原子光谱规律C ．γ射线是穿透能力极强的电磁波，可以穿透几厘米的铅板D ．结合能越大的原子核越稳定10．下列核反应方程及其表述中错误的是（ ）A ．2424011121Na Mg e -→+是原子核的β衰变B ．427301213150He Al P n +→+是原子核的人工转变 C ．42412121He H He H +→+是原子核的α衰变D ．235192141192036560U n Kr Ba 3n +→++是重核裂变11．下列核反应方程中，属于β衰变的是( ) A ．23490Th→23491Pa+ 01-eB ．23892U→23490Th+42HeC ．147N+42He→178O+11H D ．21H+31H→42He+10n12．碘131的半衰期约为8天，某药物中含有质量为m 的碘131，经过48天后，该药物中碘131的含量大约还有（ ） A ．m/8 B ．m/16 C ．m/32 D ．m/64 13．在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是（ ） A ．氢B ．镉C ．氧D ．水14．对核反应的下列说法正确的是A ．核反应方程1441717281N He O H +→+是属于α衰变B ．发生核反应23411120H H He n +→+需要吸收能量C ．核反应2351891441920365603U n Kr Ba n +→++是属于裂变D．发生 衰变实质是质子向中子转变15．下列对题中四幅图的分析，其中正确的是（）A．从图①可知，光电效应实验中b光的频率比a光的大B．从图②可知，能量为5eV的光子不能被处于第二能级的氢原子吸收C．从图③可知，随着放射性物质质量的不断减少，其半衰期不断增大D．从图④可知，α粒子散射实验表明原子核由中子和质子组成16．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．0B．m/4C．m/8D．m/1617．有关近代原子物理的若干叙述，下列说法正确的是A．卢瑟福通过分析α粒子轰击氮核实验结果，发现了中子B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应C．玻尔理论指出原子可以处于连续的能量状态中D．现已建成的核电站利用的是放射性同位素衰变放出的能量18．中子、质子、氘核的质量分别为、、。
人教版初中高中物理选修三第五章《原子核》知识点(含答案解析)(1)
一、选择题1．以下说法正确的是（ ）A ．α粒子散射实验说明原子核内部是有结构的B ．β射线是由原子核外电子电离产生C ．氢弹利用了核聚变反应D ．查德威克发现了质子2．放射性同位素14C 在考古中有重要应用，只要测得该化石中14C 残存量，就可推算出化石的年代，为研究14C 的衰变规律，将一个原来静止的14C 原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相内切圆，圆的半径之比R ：r =7：1，如图所示，那么14C 的衰变方程式应是（ ）A ．14104642C Be+He → B ．14140651C Be+e → C ．14140671C N+e -→D ．14131651C B+H →3．下列说法中正确的是（ ） A ．钍的半衰期为24天。
1g 钍23490Th 经过 120 天后还剩0.2g 钍B ．一单色光照到某金属表面时，有光电子从金属表面逸出，延长入射光照射时间，光电子的最大初动能不会变化 C ．放射性同位素23490Th 经α、β衰变会生成22286Rn ，其中经过了2次α衰变和 3 次β衰变D ．大量处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子 4．下列说法正确的是A ．原子的核式结构模型是汤姆孙最早提出的B ．铀核（23892 U ）衰变为铅核（20882 Pb ）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变 C ．一个氢原子从量子数n ＝3的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子 D ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的强度太小 5．质子和中子质量分别为m 1和m 2，当它们结合成氘核时，产生能量E ，并以γ射线的形式放出．已知普朗克常数为h ，真空中的光速为c ，则氘核的质量和γ射线的频率的表达式分别为（ ） A ．122(),E Em m c h -+ B ．122(),E Em m c h+- C ．122(),E h m m c E++ D ．122(),E E m m c h++ 6．太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(42He)的热核反应，核反应方程是141242H He X →+，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X 的质量分别为1m 、2m 、3m ，真空中的光速为c ．下列说法中正确的是A ．方程中的X 表示中子(10n) B ．方程中的X 表示电子(01-e)C ．这个核反应中质量亏损124m m m ∆=-D ．这个核反应中释放的核能2123(42)E m m m c ∆=--7．K -介子方程为0ππK --→+，其中K -介子和π-介子是带负电的基元电荷，0π介子不带电。
(必考题)初中高中物理选修三第五章《原子核》知识点复习(答案解析)
一、选择题1．下列说法正确的是（ ）A ．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构B ．核子结合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量称为结合能C ．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，衰变速度越大D ．质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是(m 1＋m 2－m 3)c 2(c 表示真空中的光速)2．14C 发生放射性衰变变为14N ，半衰期约为5700年。
已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减少。
现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
下列说法正确的是（ ）A ．该古木的年代距今约为5700年B ．12C 、13C 、14C 具有相同的中子数 C ．14C 衰变为14N 的过程中放出α射线D ．增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变 3．静止的一氡核22286Rn 放出一个α粒子后变为一个新核，α粒子动能为αE 。
若衰变放出的能量全部变为新核和α粒子的动能。
真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为（ ） A ．α28486E c⋅ B ．α28684E c⋅ C ．α2218222E c⋅ D ．α2222218E c⋅ 4．下列说法正确的是A ．原子的核式结构模型是汤姆孙最早提出的B ．铀核（23892 U ）衰变为铅核（20882 Pb ）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变 C ．一个氢原子从量子数n ＝3的激发态跃迁到基态时最多可辐射3种不同频率的光子 D ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的强度太小 5．静止的氡核弱22286Rn 放出α粒子后变成钋核21884Po ，α粒子动能为k E α.若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 ，则该反应中的质量亏损为 A ．24218k E c α⋅ B ．0 C ．2222218k E cα⋅ D ．2218222k E cα⋅ 6．根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是（ ）A ．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核B ．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的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 ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子7．如图是核子平均质量与原子序数Z 的关系图象，下列说法中错误的是( )A ．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B ．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线C ．图中原子核D 和E 聚变成原子核F 要吸收能量 D ．图中原子核A 裂变成原子核B 和C 要放出核能8．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素．下列有关放射性知识的说法中，正确的是 A ．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B ．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C ．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，则经3.8天后就一定只剩下2个氡原子核D ．23892U 衰变成20682P b 要经过4次β衰变和8次α衰变9．下列说法中正确的是（ ） A ．结合能越大的原子核越稳定B ．某放射性元素经12天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为4天 C ．氢原子从较低能级跃迁到较高能级时，电势能减小 D ．β衰变所释放的电子是原子核外电子电离所形成的10．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变的核反应方程是235189192036r 0U n X K 3n +→++，则下列叙述正确的是A ．X 原子核中含有144个核子B ．X 原子核中含有86个中子C ．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少D ．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和 11．一个静止的原子核abX 经α衰变放出一个α粒子并生成一个新核，α粒子的动能为E 0．设衰变时产生的能量全部变成α粒子和新核的动能，则在此衰变过程中的质量亏损为（ ）A ．02E cB ．()024E a c -C ．()024a E c - D ．()024aE a c -12．放射性元素A 经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B ，则元素B 在元素周期表中的位置较元素A 的位置向前移动了 A ．1位B ．2位C ．3位D ．4位13．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 ．14140671C N e -→+B ．2351139951920533902U n I Y n +→++C ．23411120H +H He+n →D ．427301213150He +Al P+n →14．关于原子核的结合能，下列说法中不正确的是（ ）A ．原子核的结合能越大，原子核中核子一定结合得越牢固，原子核就越稳定B ．一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能C ．铯原子核（13355Cs ）的结合能一定小于铅原子核（20882Pb ）的结合能D ．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15．在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素2411Na 发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的轨迹为内切圆，如图所示，下列说法正确的是（ ）A ．2411Na 发生的是α衰变 B ．轨迹1是新核的径迹 C ．新核的中子数为13D ．新核沿逆时针方向旋转二、填空题16．一个中子和一个质子能结合成一个氘核，请写出该核反应方程式：______；已知中子的质量是m n ，质子的质量是m p ，氘核的质量是m D ，光在真空的速度为c ，氘核的结合能的表达式为___________．17．电子浮获即原子核俘获1个核外轨道电子，使核内1个质子转变为中子。
人教版初中高中物理选修三第五章《原子核》知识点复习(含答案解析)
一、选择题1．贝可勒尔在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。
下列属于核聚变的是（ ）A ．23411120H H He n +→+B ．427301213130He Al P n +→+C ．14140671C N e -→+D ．2351131103192053390U n I Y 2n +→++ 2．下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的B ．23892U （铀)衰变为23491Pa （镤)要经过1次α衰变和2次β衰变C ．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量D ．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流3．我国科学家为解决“玉兔号”月球车长时间处于黑夜工作的需要，研制了一种小型核能电池，将核反应释放的核能转变为电能，需要的功率并不大，但要便于防护其产生的核辐射。
请据此猜测“玉兔号”所用核能电池有可能采纳的核反应方程是（ ）A ．32411120H+H He+n →B ．235114192192056360U+n Ba+Kr+3n →C ．238238094951Pu Am+e -→D ．274301132150Al+He P+n → 4．下列说法正确的是（ ）A ．23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变B ．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C ．查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素D ．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量5．静止的氡核弱22286Rn 放出α粒子后变成钋核21884Po ，α粒子动能为k E α.若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 ，则该反应中的质量亏损为 A ．24218k E c α⋅ B ．0 C ．2222218k E c α⋅ D ．2218222k E cα⋅ 6．质子和中子质量分别为m 1和m 2，当它们结合成氘核时，产生能量E ，并以γ射线的形式放出．已知普朗克常数为h ，真空中的光速为c ，则氘核的质量和γ射线的频率的表达式分别为（ ）A ．122(),E E m m c h -+ B ．122(),E E m m c h +- C ．122(),E h m m c E ++ D ．122(),E E m m c h++7．根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是（ ）A ．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核B ．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的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 ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子8．麻省理工学院要建人类史上第一个可控核聚变发电站．该发电站的核反应方程可能是A ．23411120H H He n +→+B ．238234492902U Th He →+ C ．2351891441920365603U n Kr Ba n +→++D ．1441717281N He O H +→+9．23892U 变成20682Pb 要经过m 次衰变、n 次衰变，中子数减少的个数为q ，则（ ）A ．m=8，n=6，q=32B ．m=6，n=8，q=32C ．m=8，n=6，q=22D ．m=6，n=8，q=2210．下列说法正确的是（ ）A ．较小比结合能的原子核不稳定，容易发生裂变B ．放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，但与外部条件有关C ．某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变D ．根据玻尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小11．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 ．14140671C N e -→+B ．2351139951920533902U n I Y n +→++C ．23411120H +H He+n →D ．427301213150He +Al P+n →12．下列四幅图涉及到不同的物理知识，图甲为圆板衍射条纹，图乙为共振曲线，图丙为三种射线在磁场中的运动轨迹图，图丁为核反应堆示意图。
高考物理近代物理知识点之原子核知识点总复习含答案(3)
高考物理近代物理知识点之原子核知识点总复习含答案(3)一、选择题1．对核反应的下列说法正确的是A ．核反应方程1441717281N He O H +→+是属于α衰变B ．发生核反应23411120H H He n +→+需要吸收能量C ．核反应2351891441920365603U n Kr Ba n +→++是属于裂变D ．发生β衰变实质是质子向中子转变2．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 ＝234B ．x ＝90，y ＝90，z ＝144C ．x ＝144，y ＝144，z ＝90D ．x ＝234，y ＝234，z ＝3243．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）A ．图（甲）：用紫外线照射到金属锌板表面时会发生光电效应，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B ．图（乙）：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型C ．图（丙）：氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会吸收一定频率的光子D ．图（丁）：原有50个氡核，经过一个半衰期的时间，一定还剩余25个 4．太阳内部发生核反应方程，该反应出现了质量亏损下列说法正确的是A ．x 是负电子，反应过程放出能量B ．x 是正电子，反应过程放出能量C ．x 是负电子，反应过程吸收能量D ．x 是正电子，反应过程吸收能量5．关于原子物理知识，下列说法正确的是（ ） A ．γ射线是高速运动的电子流B ．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部发生的轻核聚变C ．的半衰期为5天，10g经过10天后还剩下5gD ．由爱因斯坦质能方程E ＝mc 2可知质量与能量可以相互转化 6．下列核反应方程及其表述中错误的是（ ）A ．2424011121Na Mg e -→+是原子核的β衰变B ．427301213150He Al P n +→+是原子核的人工转变 C ．42412121He H He H +→+是原子核的α衰变D ．235192141192036560U n Kr Ba 3n +→++是重核裂变7．关于原子和原子核的组成，说法正确的是（ ）A ．汤姆孙通过对阴极射线一系列研究，发现了原子核内部放出的β射线B ．玻尔将量子观念引入原子领域，建立了氢原子量子化模型C ．卢瑟福分析α粒子散射实验数据，发现了原子核内部的质子D ．贝克勒尔研究了铀的天然放射性，建立了原子核式结构模型 8．下列说法正确的是A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B ．α射线是高速运动的带电粒子流，穿透能力很强C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D ．发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率成正比9．如图所示，一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动，则以下判断正确的是（ ）A ．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B ．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C ．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D ．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹10．在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是（ ） A ．氢B ．镉C ．氧D ．水11．下列核反应方程中，表示β衰变的是 A ． B ．C ．D ．12．对下列各原子核变化的方程，表述正确的是A ．32411120H H He n +→+是核聚变反应 B ．1441717280N He O n +→+是α衰变C ．8282034361Se Kr 2e -→+是核裂变反应D ．235114094192054380U n Xe Sr 2n +→++是β衰变13．2017年12月29日，中国首个快堆核电示范工程在福建霞浦开工建设．“快堆”核反应进程依次为：23823923923992929394U U Np Pu →→→，下列说法正确的是( )A ．23892U 和23992U 是同位素，其原子核内中子数相同B．23892U变为23992U发生了α衰变C．23892U变为23992U发生了β衰变D．1g 23992U经过一个半衰期，23992U原子核数目变为原来的一半14．有关近代原子物理的若干叙述，下列说法正确的是A．卢瑟福通过分析α粒子轰击氮核实验结果，发现了中子B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应C．玻尔理论指出原子可以处于连续的能量状态中D．现已建成的核电站利用的是放射性同位素衰变放出的能量15．2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过（钙48）轰击（锎249）发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子充数最大的元素．实验表面，该元素的原子核先放出3个相同的粒子，再连续经过3次衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子是A．中子B．质子C．电子D．粒子16．同位素是指（）A．核子数相同而质子数不同的原子B．核子数相同而中子数不同的原子C．质子数相同而核子数不同的原子D．中子数相同而核子数不同的原子17．一个23491Pa原子核内的质子数、中子数、核子数分别为()A．91 个 91 个 234 个B．143 个 91 个 234 个C．91 个 143 个 234 个D．234 个 91 个 143 个18．中子、质子、氘核的质量分别为、、。
人教高二物理选修3-5第十九章原子核知识点汇总及练习(含答案)
4 2
He+
49Be→162
C
+
01n
。
2、人工放射性同位素：
（1）同位素：具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素。
（2）放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。
如：1934
年，小居里夫妇用α粒子轰击铝时，发现放射性同位素磷
30 15
P
，即
4 2
He+1237Al
→1350P+
01n
↓
4 / 15
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 8 个质子
D．衰变过程中共有 6 次 α 衰变和 4 次 β 衰变
10．2000 年 8 月 21 日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为 100m 的海底．“库尔斯克”号核潜艇的沉没再次引起人们对核废料与环境问题的重视．几十 年来人们向以巴伦支海海域倾倒了不少核废料，核废料对海洋环境有严重的污染作用．其 原因有（ ）
b、在核反应过程中，释放的能量可用 E = mC 2 来计算， m 为亏损质量，即
反应前后静质量差的绝对值(掌握两种计算方法)
( ) ①若质量亏损 m 为 2Kg，则释放的能量 E = mC 2
= 2
3 108
2
=
1.8 1017 (J)
②若质量亏损 m 为 2u，则释放的能量 E = 2 931.5 = 1863(MeV)
②三种射线及其性质比较：
2、原子核的组成
（1）质子 p 的发现
1919 年卢瑟福发现质子，并预言了中子的存在。发现方程
4 2
He+ 174N
→187
2020-2021届高考物理精品复习资料：原子核与放射性核能练习及解析
第四节原子核与放射性核能一、考情分析考试大纲考纲解读1.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期Ⅰ2.放射性同位素Ⅰ3.核力、核反应方程Ⅰ4.结合能、质量亏损Ⅰ5.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ6.射线的危害与防护Ⅰ1．半衰期、质能方程的应用、计算以及核反应方程的书写是高考的热点问题，这部分内容较为简单，在学习中要注意抓好基本知识.2．裂变、聚变及三种射线，这部分内容在高考命题中可能结合动量守恒、电场、磁场等知识来研究带电粒子在电场、磁场中的运动.二、考点知识梳理（一）、天然放射性现象1．放射性现象：贝克勒耳发现_____________，使人们认识到________也有复杂结构，揭开了人类研究原子核结构的序幕．通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于________的所有天然存在的元素都有_________，原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种：______、__________、____________．2、三种射线的本质和特性1．α射线：速度约为光速1／10的氦核流，贯穿作用很弱，电离作用很强．2．β射线：速度约为光速十分之几的电子流，贯穿作用很强，电离作用较弱．3．γ射线：波长极短的电磁波，贯穿作用最强，电离作用最弱．种 类 本质质 量（u ） 电 荷（e ） 速 度（c ） 电 离 性 贯 穿 性 α射线 氦核 4 +2 0.1 最强 最弱，纸能挡住β射线 电子 1/184-1 0.99 较强 较强，穿几mm 铝板 γ射线 光子 0 0 1 最弱 最强，穿几cm铅版三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：3、原子核的衰变规律 （1）α衰变的一般方程为_____________·每发生一次α衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数减小2，质量数减少4．α衰变的实质是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）．（核内He n H 42101122→+）（2）β衰变的一般方程为____________．每发生一次β衰变，新元素与原β γ αα γ β ⑴ ⑵ ⑶O元素相比较，核电荷数增加1，质量数不变．β衰变的实质是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子．（核内110011n H e -→+）， +β衰变：eSi P 0130143015+→（核内e n H 011011+→） （3）γ射线是伴随_______或__________同时产生的、γ射线__________原子核的电荷数和质量数．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子．（4）半衰期放射性元素衰变的快慢用半衰期来表示，①定义：____________________________________________。
2021年高中物理选修三第五章《原子核》知识点复习(答案解析)
一、选择题1．下列核反应中，属于原子核的衰变的是（ ）A ．427301213150He Al P n +→+B ．32411120H H He n +→+ C ．235190136192038540U n Sr Xe +10n ++→D ．238234492902U Th He →+2．天然放射性元素在衰变过程中会辐射α射线、β射线和γ射线。
关于原子核衰变，下列说法中正确的是（ ） A ．β射线来源于原子的核外电子B ．γ射线可以用来探测金属部件内部的缺陷C ．放射性原子核衰变成新核，原子核的比结合能减小D ．1000个半衰期为2h 的某放射性同位素，经6h 还剩125个 3．下列说法中不正确的是( )A ．23411120H+H He+n →是聚变B ．235114094192054380U+n Xe+Sr+2n →是裂变C ．226222498962Ra Rn+He →是α衰变D ．242401112-1Na Mg+e →是裂变4．放射性同位素14C 在考古中有重要应用，只要测得该化石中14C 残存量，就可推算出化石的年代，为研究14C 的衰变规律，将一个原来静止的14C 原子核放在匀强磁场中，观察到它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相内切圆，圆的半径之比R ：r =7：1，如图所示，那么14C 的衰变方程式应是（ ）A ．14104642C Be+He → B ．14140651C Be+e → C ．14140671C N+e -→D ．14131651C B+H →5．下列说法正确的是（ ）A ．23892U 衰变为22286Rn 要经过4次α衰变和2次β衰变B ．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C ．查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素D ．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量6．钴－60放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。
原子核与放射性习题
原子核与放射性习题原子核与放射性习题一、选择题（1）一个A=64的原子核的半径应为：A ．64×10－15m B.4.8×10－15m C.11.2×10－15m D.5.5×10－15m E.8π×10－15m（2）已知氦核的平均结合能为7.07Mev,则它的结合能是：A ．7.07Mev B. 14.1Mev C.21.2 Mev D. 28.28Mev E.35.35Mev（3）下列叙述哪个是正确的：A ．稳定的核Z=N B. 稳定核结合能为零 C.核衰变违反电荷守恒D. 结合能正比于A 2E.中等核的平均结合能最大（4）在原子核中核子的密度：A ．随A 的增加而增加 B. 随A 的增加而减小 C.大体上不变 D. 与核外电子分布有关（5）在铍核内，每个核子的平均结合能等于6.45Mev ，而在氦核内等于7.06Mev ，要将铍核分裂为两个α粒子和一个中子时，需消耗的能量为：A ．1.57Mev B. 1.11Mev C.0.61 Mev D. 3.14Mev（6）在衰变方程X A Z →Y A Z 1-+x+ν+Q 中，衰变产物x 应为：A ．α粒子 B. 正电子 C.负电子D. γ射线（7）放射性同位素衰变的快慢与下列哪个因素有关？A ．温度 B. 放射性物质本身 C.压强 D. 化学反应 E .核素存在的时间（8）对一种放射性同位素而言，平均寿命与衰变常数的关系为：A ．成正比 B. 成反比 C.相等 D. 二者无关（9）不稳定核素单位时间内衰变的核子数目：A ．与原有的核子数N 0成正比 B. 与现存的核子数N 成正比C. 与衰变时间t 成正比D. 与现存的核子数N 按指数规律变化（10）若一种核素能进行几种核衰变时，那么各个衰变过程中的衰变常数λ1，λ2，λ3…的关系应满足：A ．λ1=λ2=λ3=… B. Λ321111λλλ== C. λ总=λ1+λ2+λ3+… D.Λ+++=3211111λλλλ总（11）131I 常用来做甲状腺功能检查，已知其半衰期为8.04日，则其衰变常数为：A ．0.124日－1 B. 0.179日－1 C. 1.44×10－6S －1 D. 9.97×10－7S －1（12）医疗中常用Co-60照射，它的半衰期为5.27年，那么Co-60的平均寿命应为：A ．7.6年 B. 3.65年 C. 0.13年 D. 10.98年（13）胶体金Au-198可用来作肝扫描检查，它的半衰期为2.7日，样品存放10日后，金核素的量N 为10日前的多少倍？A ．0.27 B. 0.39 C. 1.31 D. 0.76 E .0.077（14）利用I-131的溶液作甲状腺扫描，在溶液出厂时只需注射0.5m l 就够了，若出厂后贮存了16天（T=8天），作同样扫描需注射溶液的量为：A ．2m l B. 1.5m l C. 1m l D. 0.25m l E .0.125m l（15）某放射性核素的半衰期为30年，放射性强度减为原来12.5%所需要的时间是：A ．60年 B. 90年 C. 120年 D. 240年（16）物理半衰期为10天的一种放射性核素，测得其有效半衰期为6天，病人服用中，该核素的生物半衰期为：A ．3.75天 B. 4天 C. 15天 D. 16天（17）在医学治疗中常用镭针，镭226Ra 的半衰期为1590年，那么10mg 镭针的放射性强度为：A ．3.68Ci B. 3.68mCi C.9.95m Ci D. 9.95Ci（18）Co-60的半衰期为5.3年，1 mCi 的放射性强度所需钴的量为：A ．0.889μg B. 0.889mg C. 2.4μg D. 0.015μg（19）某岩洞中，发现一块碳的样品，它所含的放射性核素14C 等于生命物质中等量碳所含14C 的1/8，那么此样品距今的年代为：（T=5568年）A ．11136年 B. 16704年 C. 25056年 D. 17382年（20）Co-60的半衰期为5.3年，现有0.5g 的钴源，它的放射性强度应为：A ．33000Ci B. 562.16Ci C.1405Ci D. 281.08Ci（21）同样是1Ci 的两种不同射线，下列哪些量是相同的：A ．射线强度 B.贯穿本领 C.电离比度 D.射程 E .放射性强度（22）用放射线在体外照射的情况下，α粒子比β粒子容易防护的原因是：A ．α粒子具有连续的能谱B. α粒子具有单一的能谱C. α粒子容易发生弹性散射D. α粒子的电离比度大，射程短二、思考题（1）核衰变的特点是什么？（2）氘核为什么不能衰变成一对自由质子？（3）α衰变时，放出的衰变能是否全部转化为α粒子的动能？为什么？（4）既然原子核中并没有电子，那么为什么某些元素原子核会发生β衰变而放出电子？（5）为什么不同的核，其β衰变的形式不一样？（6）试问铀(U 23892)衰变成Pb 20882要经过几次α衰变和几次β衰变？（7）试指出下列核中哪些是同位素、同量异位素、同中子异荷素：12B 、14C 、14N 、14O 、18O 。
高考物理近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案(3)
高考物理近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案(3)一、选择题1．由核反应产生，且属于电磁波的射线是（ ） A ．α射线 B ．γ射线 C ．X 射线 D ．阴极射线2．一个氘核（）与一个氚核（）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量亏损，则聚变过程中 A ．吸收能量，生成的新核为 B ．吸收能量，生成的新核为 C ．放出能量，生成的新核为D ．放出能量，生成的新核为3．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法符合历史事实的是（ ）A ．卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了中子B ．爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说C ．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核D ．查德威克利用α射线轰击氮原子核获得了质子 4．关于天然放射性，下列说法正确的是 A ．天然放射现象说明原子是可分的B ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关，温度越高半衰期越短C ．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的D ．机场、车站进行安检时，能发现箱内危险物品，是利用了α射线较强的穿透能力 5．下列实验或发现中能提示原子具有核式结构的是 A ．粒子散射实验 B ．光电效应实验 C ．中子的发现 D ．氢原子光谱的发现6．下列叙述符合历史事实的是（ ）A ．麦克斯韦通过实验发现，电磁波在真空中的传播速度等于光速B ．玻尔通过对氢原子光谱的研究，建立了原子的核式结构模型C ．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构D ．查德威克用粒子轰击氮原子核，打出一种新的粒子叫中子7．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，剩下的质量之比m A :m B A ．1:2B ．2:1．C ．30:3D ．31:308．关于原子、原子核以及核反应，以下说法正确的是（ ）A ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线，且γ射线穿透能力最强B ．一个氢原子从n =3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子C ．10个23592U 原子核经过一个半衰期后，一定还剩5个23592U 原子核没发生衰变D ．核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为1371375556Cs Ba+x ，由方程可判断x 是正电子9．“嫦娥四号”的核电池是利用放射性同位素23894Pu 的衰变供电的。
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第十四章 原子核和放射性通过复习后，应该:1.掌握原子核的结构和性质2.掌握原子核的放射性衰变3.掌握核衰变的规律和衰变常量与半衰期4.了解射线与物质作用及防护5.课后作业题14-1 如果原子核半径公式为R =1.2×10 -15 A 1/3 （A 为质量数），试计算:①核物质的密度;②核物质单位体积内的核子数。
解: ①原子核的质量M 可表示为M =Au =1.66×10 -27 A （u 为原子质量单位），而原子核的半径R =1.2×10 -15 A 1/3 ，则其体积V 为V =34πR 3 =34×3.14×（1.2×10 -15 A 1/3）3 =7.24×10 -45 A 由密度的定义可得核物质的密度为ρ=M/ V =1.66×10 -27 A /7.24×10 -45 A kg ·m -3 ≈2.3×10 17 kg ·m -3②由质量数A 和体积V 可进一步得到单位体积内的核子数n 为n =A/ V = A /7.24×10 -45 A m -3 =1.38×10 44 m -314-2 计算2个 2H 原子核结合成1个 4He 原子核时释放出的能量（以MeV 为单位）。
解: 核反应中质量亏损△m =2m D -m He =（2×2.013553-4.002603）u=0.024503u,对应的能量为 △E =△m ·c 2 =0.024503×931.5MeV=22.82MeV14-3 解释下列名词:（a ）同位素、同质异能素、结合能、平均结合能、质量亏损;（b ）核衰变、α衰变、β衰变、γ衰变、电子俘获、内转换;（c ）半衰期、平均寿命、放射性活度、放射平衡、同位素发生器。
答: （a ）①同位素:原子序数Z 相同而质量数A 不同的核素在元素周期表中占有相同的位置，这些核素称为同位素。
②同质异能素:原子核通常处于基态，但也有些原子核处于寿命较长的亚稳态能级，与处于基态的同原子序数同质量数的原子核相比，这些处于亚稳态的原子核叫做同质异能素。
③结合能:当核子与核子结合成原子核时，要释放出能量，这些能量称为它们的结合能，它也等于原子核完全分解为自由核子时所吸收的能量。
④平均结合能:若某原子核的结合能为△E ，核子数（即质量数）为A ，则两者的比值△E/A 叫做平均结合能，其大小可以表示原子核结合的稳定程度。
⑤质量亏损:原子核的静止质量要比组成它的核子的静止质量总和要小一些，这一差值叫做质量亏损。
（b ）①核衰变:放射性核素能够自发地进行多种方式的变化，并释放能量，这种变化称为核衰变。
②α衰变:原子核放射出氦核42He （即α粒子）的衰变叫做α衰变。
③β衰变:它包括β- 、β+ 、电子俘获三种。
β- 衰变:当原子核内中子过多，质子偏少时，其中一个中子会自动转变为质子，原子核放出一个电子（即β-粒子）和一个反中微子，这叫做β- 衰变。
β+ 衰变是:当原子核内质子过多，中子偏少时，其中一个质子自动转变为中子，发射出一个正电子和一个中微子，在这个过程中原子核发射出正电子（即β+ 粒子），这叫β+ 衰变。
电子俘获:在中子过少的原子核内，质子也可以俘获一个核外电子，发射中微子，而转变成中子，这叫电子俘获。
④γ衰变:原子核处于激发态时，会跃迁到能量较低的激发态或基态，这时发射出γ光子，形成γ射线，这种衰变叫做γ衰变。
⑤电子俘获:在中子过少的原子核内部，质子也可以俘获一个核外电子，发射一个中微子，而转变为中子，这种衰变叫做电子俘获。
⑥内转换:在某些情况下，原子核从激发态向较低能态跃迁时，不辐射出γ光子，而把这时释放的能量直接交给内层电子，使电子从原子中飞出，这种现象称为内转换。
（c）①半衰期:放射性核素在数量上衰变掉一半所经历的时间，叫半衰期，它是一个反映放射性核素衰变快慢的物理量。
②平均寿命:对于数量确定的放射性样品，在全部衰变之前，其平均生存的时间叫平均寿命，也是一个反映放射性核素衰变快慢的物理量。
③放射性活度:在单位时间内衰变的原子核的个数叫做放射性活度，又叫放射性强度，其大小反映了放射源发出射线的强弱。
④放射平衡:在放射系中，母体和各代子体是共存的，在母体A的半衰期远大于子体B的半衰期的情况下，当经过一定的时间后，子体每秒衰变的核数等于它从母体衰变而得到补充的核数，子体的核数不再增加，子体和母体的放射性活度相等，这种状态叫做放射平衡。
⑤同位素发生器:利用放射平衡，从长寿命的核素不断地获得短寿命的核素的装置叫做同位素发生器，通俗名称为“母牛”。
14-4 在α、β-、β+、电子俘获衰变中，各产生的子核的原子序数和质量数是怎么变化的? 在元素周期表中的位置有何变化?答: α衰变，与母核相比，其子核的原子序数Z减2，质量数A减4，在元素周期表中前移了2个位置;β-衰变，与母核相比，其子核的原子序数Z增加1，质量数A保持不变，在元素周期表中后移了一个位置; 习题14-5附图β+衰变和电子俘获，这两种衰变的子核质量数与母核相同，但原子序数都减1，在元素周期表中前移了一个位置。
14-5 为什么在同种β衰变中β射线的能谱是连续的?内转换电子的能量分布是否也是连续的?答: 因为β衰变所释放的能量主要为β粒子和反中微子所共有（子核质量大，其反冲能量可忽略不计），但是能量在它们之间的分配是不固定的，β粒子所具有的能量可以从零到最大值E0之间的各种数值，形成一个连续的能谱，如本题附图所示。
且能谱中大约以能量为E0/3的β粒子最多，β粒子的平均能量接近E0/3。
一般图表上所给出的β射线的能量都是最大能量E0。
而内转换电子则是原子核从激发态向较低能态跃迁时不辐射γ光子，而把这部分能量直接交给内层电子，使其脱离原子核的束缚而产生的，所以其能量分布是不连续的。
14-6 32 P的半衰期为14.3天，求它的衰变常数和平均寿命。
解: 已知半衰期T=14.3天=14.3×24×3600s≈1.24×10 6 s，根据它与衰变常数λ的关系可得λ=0.693/T= 0.693/1.24×10 6 s -1 =5.59×10 -7 s -1又根据半衰期T与平均寿命τ的关系,可得τ≈1.44T=1.44×14.3天=20.6天14-7 1.0μg纯32 P的放射性活度是多少居里?经过多少天32 P样品的放射性活度衰变到原来的1/8?（32 P的半衰期为14.3天）解 : ①根据放射性活度的定义以及衰变常数λ与半衰期T的关系，放射性活度A可表示为A=λN=0.693 N/ T , 32P的半衰期为T=14.3天=14.3×24×3600s≈1.24×10 6s，1.0μg 纯32 P 含有原子核的个数N =1.0×10 -6 ×6.022×10 23/32=1.88×10 16个，代入上式得A=0.693×1.88×110 16 /1.24×10 6 Bq ≈1.051×10 10 Bq ≈0.284Ci ②这时需要应用半衰期T 表示的放射性活度公式A =A 0 T t)21( , 已知A =81A 0 ，T =14.3天，代入上式得 81A 0 = A 03.14)21(t , A 0 21()3 = A 03.14)21(t, 3=t/14.3 故放射性活度衰变到原来1/8所经历的时间为 t =14.3×3天= 42.9天。
14-8 131 I 的半衰期是8.04天，它在12日上午9时测得的放射性活度为15mCi ，到同月30日下午3时，放射性活度还有多少?解: 从12日上午9时到同月30日下午3时，经历的时间为18天6小时，即t =18.25天，已知原来的放射性活度A 0 =15mCi ， 131I 的半衰期T =8.04天，则经18.25天后的放射性活度变为 A = A 0T t )21( =15×（21）18.25/8.04 ≈15×（21）2.27 mCi ≈3.11mCi 14-9 1.0g 的22688Ra ，其放射性活度为0.98Ci ，求 22688Ra 的半衰期（1年等于3.1557×10 7 s ）。
解 :1.0g 的 22688Ra 含的原子核个数为1.0×6.022×10 23 /226=2.66×10 21 个，放射性活度A =0.98Ci=0.98×3.7×10 10 Bq=3.63×10 10 Bq ，根据放射性活度公式A =λN =0.693N /T ,可得22688Ra 的半衰期为T =0.693N / A =0.693×2.66×10 21 /3.63×10 10 s=5.08×10 10 s ≈1609年14-10 利用 131I 的溶液作甲状腺扫描，在溶液出厂时只需要注射0.5mL 就够了，如果溶液出厂后贮存了16天，作同样的扫描需要注射多少毫升?（ 131 I 的平均寿命为11.52天）解: 已知 131 I 的平均寿命τ为11.52天，由τ=14.4T 的关系，可得它的半衰期T 为T =τ/1.44=11.52/1.44天=8天假设出厂时0.5mL 的溶液中131 I 原子核个数为N 0 ，贮存16天后，其131 I 原子核个数变为N = N 0 T t )21(= N 0·816)21(=41N 0 也就是说，经16天后0.5mL 溶液中只有出厂时的131I 原子核数的1/4，因此要达到同样的扫描效果，需要2mL 的溶液。
14-11 一个含有 3H 的样品，放射性活度为0.01μCi ，问该样品中3H 的含量是多少克?（3H 的半衰期为12.33年，1年=3.1557×10 7 s ）解: 放射性核素的半衰期T 、放射性活度A 、原子核的个数N 三者之间有以下关系A =0.693N /T , 根据题意，式中的A =0.01μCi=0.01×3.7×10 4 Bq=370Bq ，半衰期T =12.33年=12.33×3.1557×10 7 s=3.89×10 8 s ，由此可得，该放射性样品中含3H 原子核的个数N 为N =AT /0.693=370×3.89×10 8 /0.693 个=2.08×10 11 个因此该放射性样品中含3H 的克数为m =3×2.08×10 11 /6.022×10 23 g=1.04×10 -12 g14-12 一放射性物质含有两种放射性核素，其中一种的半衰期为1天，另一种的半衰期为8天，开始时短寿命核素的放射性活度为长寿命的128倍，问经过多长时间后两者的放射性活度相等?解: 已知长寿命核素的半衰期T 1 =8天，短寿命的半衰期T 2 =1天，设长寿命的核素开始时的放射性活度为A 0 ，根据题意，这时短寿命的放射性活度为128 A 0 ，则长寿命的和短寿命的放射性活度可分别表示为 A 1 = A 0 1111)21(T t = A 0 1118)21(t , A 2 =128 A 0 1112)21(T t =128 A 0 t)21( 经历一定时间t 后，两者相等，即A 1 = A 2，则由上面两式可得A 0 1118)21(t=128 A 0 t )21(, )21(t/8-t =128=)21(-7 , t /8 - t = -7, 解得，t =8， 即经过8天后两者的放射性活度相等。