十七章原子和原子核檢測題

1、第十七章原子和原子核檢測題（時間90分鐘，賦分100分）一、選擇題（本題共10小題，每題4分，滿分40分。每題所給的選項中有的只有一個是正 確的，有的有幾個是正確的，將所有正確選項的序號選出，并填入括號中。全部選對的得4分，部分選對的得 2分，有錯選或不選的得 0分）1 .關(guān)于粒子散射實驗（）A.絕大多數(shù)粒子經(jīng)過重金屬箔后，發(fā)生了角度不太大的偏轉(zhuǎn)B. 粒子在接近原子核的過程中，動能減小，電勢能減小C. 粒子離開原子核的過程中，動能增大，電勢能增大D.對 粒子散射實驗的數(shù)據(jù)進行分析，可以估算原子核的大小2 .最近幾年，原子核科學家在超重元素島的探測方面取得重大進展。1996年科學家在研究某兩個重

2、離子結(jié)合成超重元素的反應(yīng)時，發(fā)現(xiàn)生成的超重元素的核ZAX經(jīng)過6次 衰變后的產(chǎn)物2003Fm。由此可以判定超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別是（）A. 124 259B. 112 277C. 112265 D, 124 2653 .關(guān)于衰變中所放出的電子，下列說法正確的是（）A.由于它是從原子核中釋放出來的，所以它是原子核的組成部分B.它是核外電子從內(nèi)層軌道躍遷時放出的C.當它通過空氣時，電離作用很強D.它的貫穿本領(lǐng)很強4 .在下列四個方程中X1、X2、X3、X4各代表某種粒子，/彳、235. 195 c138x,oxz2. .w3. .1（1） 92U0n38Sr54Xe3X1（2） 1 HX22

3、He0n/38 238. .234, 224 n fl4. .27 A .（3）92 U90ThX 3（4）12 Mg2 He12AIX 4以下判斷正確的是（）A . Xi是中子B. X2是質(zhì)子 C. X3是 粒子 D. X4是笊核5 .將半衰期為5天的鈾64g分成三份分別投入（1）開口容器中（2） 100atm的密封容器中 （3） 100c的沸水中，第四份則與別的元素形成化合物，經(jīng) 10天后，4種情況剩下的質(zhì)量分別為m1、 m2、m3、m4,則（）A . m=m2=m3=m4=4gB. m=m2=m3=4gm4< 4gC. m1 >m2>m3>m4m1=4gD. m1

4、=4g, 其余無法知道6 .關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法正確的是（）A.利用 射線使空氣電離，把靜電荷除去B.利用射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加C.利用射線來治療肺癌、腫瘤D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學性質(zhì)相同，做示蹤原子7.天然放射現(xiàn)象中，放射性元素放出的射線可分為射線，這說明放射性元素的原子核每次衰變時A .可能同時放出 、射線B.可能同時放出、射線C.可能同時放出、射線D.可能只放出射線8 .下列說法正確的是（）226222A .88 Ra yJ 86 Rn -<-C-X_i, 1個UIB.普U衰變?yōu)?34Pa要經(jīng)過1次衰變和1次衰變C. 292Th衰變?yōu)?

5、82Pb要經(jīng)過6次 衰變和4次 衰變D . 2；U衰變2262 Rn要經(jīng)過4次 衰變和4次 衰變9 .如圖，x為未知放射源，將磁場 M移開，計數(shù)器的計數(shù)率不變，然后將薄鋁片L移開，則計數(shù)率大幅度上升，這說明 x |T'|為（）A.純 粒子源B.純 粒子源 C.混合粒子源D.混合粒子源10 .重核的裂變和輕核的聚變是人類和平利用原子核能的兩種主要方法，下面關(guān)于裂變和聚 變的說法正確的是（）A.裂變和聚變過程都有質(zhì)量虧損B.裂變過程有質(zhì)量虧損，聚變過程質(zhì)量有所增加C.裂變過程質(zhì)量有所增加，聚變過程質(zhì)量有所減小D.裂變和聚變過程質(zhì)量都有所增加二、填空題（第11題共6小題，每小題3分；第12題

6、6分。滿分24分。將正確的答案寫 在相應(yīng)的橫線上，不要求寫出解答過程）11 .氫是一種放射性稀有氣體。當它被吸入人體后，將繼續(xù)發(fā)生放射性衰變，放出射線形成“內(nèi)放射”，嚴重損傷人體組織和器官，導致病變和癌癥。而我們居室下面的土壤、房屋使用的建材、日常引用水、煤及天然氣都會放出氨（Rn）,所以氫被稱為居室里的隱性殺手。根據(jù)上述材料，回答下列問題：（1）關(guān)于氫的同位素 WjRn ,下列說法正確的是 A.核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之差為136B.氫元素位于元素周期表第六周期皿族C.氫氣的分子式 Rn2D.氫元素性質(zhì)穩(wěn)定，很難與其他元素化合（2）研究表明，放射性元素鐳、杜、舸在放射性衰變中都能形成質(zhì)子數(shù)為86的

7、三個不同原子，分別稱為“鐳射氣”、“社射氣”、“舸射氣”，可分別表示為 俄Rn2；Rn 2；：Rn,下列說法正確的是 A.它們互為同分異構(gòu)體B.盡管它們結(jié)構(gòu)不同，但化學性質(zhì)相似C.它們都具有放射性D.它們原子最外層均為 8個電子(3)建材中含量最多的針(28：Po)發(fā)生 衰變，核反應(yīng)方程為(4)放射性物質(zhì)致癌的原因是 A .基因突變B.基因重組C.基因互換D.染色體變異(5)降低居室中放射性污染的方法 A.勤開窗戶通風B.利用其他元素中和C.加熱使放射性物質(zhì)分解D.不用放射性超標材料(6)采用地質(zhì)深層的礦泉水常溶有巖石放射性物質(zhì)在衰變過程中釋放的氨，下列關(guān)于該 類礦泉水的說法正確的是 A.該礦

8、泉水宜存放一段時間再用B .該礦泉水越鮮越好C.先用和存放一段時間再用對人體危害是一樣的D.越深層開采礦泉水污染程度越小12 . 一個電子和一個正電子對撞，轉(zhuǎn)化為一對光子，這種現(xiàn)象叫做湮滅。已知正、負電子的 質(zhì)量均為m,帶電量均為e,動能均為 Ek,產(chǎn)生的一對光子頻率相同，那么產(chǎn)生的光子 在折射率為n的水中的波長為 。三、計算題(本題共3小題，滿分36分。每題均要求寫出必要的文字說明，重要的物理規(guī) 律，答題時應(yīng)寫出完整的數(shù)值和單位。只有結(jié)果沒有過程的不能得分，過程不完整的不 能得滿分。)13 . 1996年清華大學和香港大學的學生合作研制了太陽能汽車，該車是以太陽能電池將所接受的太陽光能轉(zhuǎn)化為

9、電能而提供電動機來驅(qū)動的。已知車上太陽能電池接收太陽光能的板面面積為8m2,正對太陽能產(chǎn)生120V的電壓，并對車上電動機提供 10A的電流，電 動機的直流電阻為 4Q,而太陽光照射到地面處時單位面積上的輻射功率為103W/m2。(1)太陽能的能量實際上是由質(zhì)子所參與的一系列反應(yīng)所產(chǎn)生的，即在太陽內(nèi)部持續(xù)不 斷的進行著熱核反應(yīng)，4個質(zhì)子聚變?yōu)?個氨核。寫出核反應(yīng)方程。(2)該車的太陽能電池轉(zhuǎn)化為太陽光能的效率1。(3)若質(zhì)子、氨核、正電子的靜止質(zhì)量分別為mp 1.6726 10 27kg、2727 . 一.m 6.6425 10 kg、mu 0.0009 10 kg ,則m=1kg的質(zhì)子發(fā)生上述

10、熱核反應(yīng)所釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為驅(qū)動該車的有用功，能夠維持該車行駛的時間是多 少？(4)已知太陽每秒釋放的能量為3.8 X026J,則太陽每秒減小的質(zhì)量為多少千克？若太陽質(zhì)量減少萬分之三，熱核反應(yīng)不能繼續(xù)進行，計算太陽能存在多少年？14 .云室處在磁感強度為 B的勻強磁場中，一靜止的質(zhì)量為 M的原子核在云室中發(fā)生一次 衰變， 粒子的質(zhì)量為 m,電量為q,其運動軌跡在與磁場垂直的平面內(nèi)?，F(xiàn)測得 粒 子運動的軌道半徑為 R,求在衰變過程中的質(zhì)量虧損。(注：涉及動量問題時，虧損的質(zhì)量可忽略不計)15 .兩個笊核聚變產(chǎn)生一個中子和氨核(氨的同位素)。已知笊核的質(zhì)量 mD 2.01360U ,氨核的質(zhì)量m

11、He 3.0150U ,中子的質(zhì)量 mn 1.0087u。(1)寫出聚變方程并計算釋放的核能。(2)若反應(yīng)前兩個笊核的動能為0.35Mev。它們正面對撞發(fā)生聚變，且反應(yīng)后釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動能，則產(chǎn)生的氨核和中子的動能各為多大？參考答案粒子基本上仍按直1. D由于原子核很小，粒子十分接近它的機會很少，所以絕大多數(shù)線方向前進，只有極少數(shù)的發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，從粒子散射實驗的數(shù)據(jù)可估計出原子核的大小約為10151014m, A錯，D正確。2. B由原子核的衰變知，衰變放出的是氯原子核，每發(fā)生一次衰變，原子的原子序數(shù)就減2,質(zhì)量數(shù)減4,所以據(jù)此判斷知 D正確。3. D雖然 衰變中的電子是從原子核中釋放

12、的，但電子不是原子核的組成部分，原子核由 質(zhì)子和中子組成，中子衰變?yōu)橘|(zhì)子時放出電子，方程為0n 11H 0eo根據(jù) 射線的性質(zhì)知D正確。4. AC根據(jù)核反應(yīng)方程的兩邊質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒知道AC正確。5. A放射性元素的半衰期是一定的，與放射性元素所在的物理環(huán)境和化學環(huán)境無關(guān)，所以A正確。6. D根據(jù)放射性同位素的應(yīng)用判斷D正確。7. B放射性元素不能同時進行衰變，在 衰變時，原子核釋放出兩個中子和兩個質(zhì)子結(jié)合在一起形成氨核，在衰變時，原子核釋放一個電子，核內(nèi)一個中子變?yōu)橘|(zhì)子。在衰變或 衰變時，原子核若處于激發(fā)態(tài)具有過多的能量(指新核) ，就會輻射出光子。因此原子核單獨釋放光子是不可能的，所以

13、ACD錯誤。8. BC根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知道BC正確。9. D 粒子穿透能力很弱，薄鋁片可以擋住它，移開鋁片，計數(shù)率大幅度上升，說明x中含有 粒子。有薄鋁片時，將磁場移開，計數(shù)率不變，說明射線是，因為它不帶電，不受磁場的影響。10. A核反應(yīng)過程中釋放能量，質(zhì)量必定減小，吸收能量，質(zhì)量必定增加。并不是所有的核 反應(yīng)質(zhì)量都減小，裂變和聚變是兩種核反應(yīng)方式，是人類和平利用核能的主要方法。11. (1)根據(jù)同位素的概念和性質(zhì)判斷D正確。(2) D根據(jù)同位素的原子數(shù)相同，中子數(shù)不同，化學性質(zhì)相同，知 D正確。222222-(3)有核反應(yīng)萬程84 Po 86所需發(fā)生2次 衰變，所以核反應(yīng)方程為222

14、2220 _84 Po 86 Rn 2 1 e。(4)由生物學知識正常細胞發(fā)生癌變的原因是DNA中的堿基對被改變,所以A正確。(5)根據(jù)要求AD正確。發(fā)生基因突變,A正確。12.當正負電子湮滅時,依據(jù)質(zhì)能方程可以得到此時放出的能量為E E 2Ek2 mc2_,1 L22Ek,所以產(chǎn)生光子的能量為 一E mc22Ek,設(shè)光子在真空中的速度為c,波長為。,則有hc mc2 Ek,所以在水中的波長為0(6)由氫的半衰期知，瓶裝礦泉水中的氫的濃度將隨存放時間而降低，所以hc,2n(mcEk)13. (1)411H；He 20e(2)UIP0s1500(3)E (4mp m2me)c212 一一 mN E 2一.4.15 10 J 而(UI I R)t ,4M1.30 10%。(4)太陽每秒釋放的能量為3.8M 026j,則太陽每秒減小的質(zhì)量為m - c t.m0.4 1010kg 。太陽的質(zhì)量為2X1030kg ,太陽還能存在的時間為95 109 年。14.該衰變放出粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，其軌道半徑為R與速度v的關(guān)系由牛頓第二定律和洛侖茲力可得2 v qvB m R核衰變過程中動量守恒，得0 mv (M m)v ,又衰變過程中能量來自質(zhì)量虧損，即21212mc (M m)v mv222聯(lián)立求解,M (qBR)2T2 72c