高中物理选修3-5同步练习试题第19章《原子核》测试题

《原子核》测试题

本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100，考试时间60分钟。

第Ⅰ卷(选择题 共40分)

一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。)

1．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是( ) A．α粒子的散射实验 B．对阴极射线的研究 C．天然放射性现象的发现 D．质子的发现

解析：卢瑟福根据α粒子的散射实验的结果，提出原子的核式结构模型，所以A项正确。 答案：A 2．关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是( ) A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间 B．半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间 C．半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关 D．半衰期可以用于测定地质年代、生物年代等

解析：原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，C错误；原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间(即半衰期)，原子核就衰变掉总数的一半，A错误，B正确；利用铀238可测定地质年代，利用碳14可测定生物年代，D正确。

答案：B、D

3．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．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固

解析：原子核是由质子和中子组成的，β衰变是核内中子转变成为质子同时生成电子，即β粒子，故A错。半衰期由原子核本身决定，与外界环境因素无关，C错。比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢固，D错。玻尔提出的氢原子能级不连续就是原子能量量子

1

化，B对。

答案：B

4．如图(十九)－1所示，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( )

图(十九)－1

A．a为α射线，b为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

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粒子的径迹弯曲的多，选项B、C正确。

答案：B、C

5．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。这几种反应的总效果可以表示为

1162→k41H―2He＋d1H＋20n＋43.15 MeV

由守恒条件可知( )

A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2 C．k＝1，d＝6

D．k＝2，d＝3

解析：核反应的基本规律是质量数和电荷数守恒，所以6×2＝4k＋d＋2,6×1＝2k＋d，解得k＝2，d＝2，因此B选项正确。

答案：B

6．合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方。核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富。已知氘核的m1，中子的质量为m2，

3He2

的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是( ) A．两个氘核聚变成一个32He所产生的另一个粒子是质子

3He所产生的另一个粒子是中子 B．两个氘核聚变成一个2

3He所释放的核能为(2m－m－m)c2 C．两个氘核聚变成一个2134

D．与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性

31解析：由核反应方程221H→2He＋0X知，X应为中子，释放的核能应为ΔE＝(2m1－m3

2

－m2)c2，聚变反应的污染非常小，而现行的裂变反应的废料具有很强的放射性，故A、C错误，B、D正确。

答案：B、D

7．下列说法不正确的是( )

341

A.21H＋1H→2He＋0n是聚变 235U＋1n→140Xe＋94Sr＋21n是裂变 B. 920 54380226Ra→222Rn＋4He是α衰变 C. 98 96224 0D.3411Na→12Mg＋－1e是裂变

解析：裂变反应指的是质量较大的核分解成几块中等质量的核，故D选项错误。 答案：D

235U吸收1个中子发生核反应时，大约放出200 MeV的能量，则1 g纯235U完8．1个 92 92

全发生核反应放出的能量为(NA为阿伏加德罗常数)( )

A．NA×200 MeV 235

C.×200 MeV NA

B．235NA×200 MeV NA

D.×200 MeV 235

1NA235

解析：235，故放92U的摩尔质量M＝235 g/mol,1 g纯 92U含有的原子个数N＝NA＝M235NA出的能量为×200 MeV，D正确。

235答案：D 9．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的。下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线。

元素 钋210 氡222

元素 锶90 铀238 射线 β α、β、γ 半衰期 28年 4.5×109年 射线 α β 半衰期 138天 3.8天 某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，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210 C．锶90

B．氡222 D．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，

3

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

10.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(十九)－2所示，则( )

图(十九)－2

A．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90 C．反冲核的核电荷数为88

D．α粒子和反冲粒子的速度之比为1:88

解析：微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，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。 mv2mv由Bqv＝得：R＝。 RBq若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子：R1＝p2对反冲核：R2＝。 B(Q－2)e由于p1＝p2，得R1:R2＝44: 1，得Q＝90。 它们的速度大小与质量成反比，故D错误。正确选项为A、B、C。 答案：A、B、C

p1。 B·2e第Ⅱ卷(非选择题 共60分)

二、填空题。(共4小题，每小题5分，共20分。把答案直接填写在题中横线上，不要求写出演算过程。)

6011．(5分)放射性物质210 84Pb和 27Co的核衰变方程分别为： 210206

84Po→ 82Pb＋X1 60Co→60Ni＋X 27282

方程中的X1代表的是____________，X2代表的是____________。

0解析：由核反应中质量数和电荷数守恒知X1代表42He，而X2代表－1e。

答案：42He 0

－1

e

12．(5分)如图(十九)－3所示，A为未知的天然放射源，B为一张黑纸，C为水平放置

4