第三章 原子核与放射性 单元测试（word版含解析）

2021-2022学年鲁科版选修3-5
第三章
原子核与放射性
单元测试（解析版）
第I卷（选择题）
一、选择题（共48分）
1．某原子核吸收一个氘核（）后，放出一个中子和一个α粒子。由此可知（　　）
A．A=3，Z=1
B．A=3，Z=2
C．A=7，Z=1
D．A=7，Z=2
2．在物理学发展过程中，有许多科学家做出了突出的贡献。下列说法正确的是（　　）
A．爱因斯坦首先提出能量量子化的观点，成功解释了光电效应现象
B．玻尔提出的原子能级结构假说，成功解释了氢原子光谱的不连续性
C．法拉第对电磁感应现象进行深入研究，总结出了楞次定律
D．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在电子
3．下列说法正确的是（　　）
A．大量氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出种不同频率的光
B．通过加压或降温的方法，可以改变放射性元素的半衰期
C．根据波尔理论可知，电子可以绕原子核沿任意轨道做匀速圆周运动
D．的半衰期是
天，个核经过天后一定剩下个核
4．关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关
B．放射性元素的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出射线
C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，
将发生衰变
D．放射性物质放出的射线中，
粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强
5．下列关于放射线在电场中偏转描述中正确的是（　　）
A．
B．
C．
D．
6．对于同一种元素的两种同位素，下列说法正确的是（　　）
A．这两种同位素的原子核的质量数相同
B．这两种同位素的原子核的质量数与电荷数的差值相同
C．这两种同位素的原子核的电荷数相同，而质量数与电荷数的总值不同
D．这两种同位素的原子核内的中子数相同，质子数不同
7．以下关于近代物理内容的叙述正确的是（　　）
A．光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性
B．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最弱
C．升高放射性物质的温度，不可缩短其半衰期
D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
8．下面关于射线的说法中正确的是（
）
A．它是高速电子流
B．粒子是放射出来的原子内层电子
C．粒子是从原子核中放射出来的
D．它的电离作用比较弱，但它的穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板
9．1934年，约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为，X会衰变成原子核Y，衰变方程为，则（
）
A．X的电荷数比Y的电荷数少1
B．X的质量数与Y的质量数相等
C．X的质量数与的质量数相等
D．X的电荷数比的电荷数多2
10．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（
）
A．天然放射现象说明原子内部是有结构的
B．经典电磁理论无法解释原子的稳定性
C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象
D．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了能量量子化
11．14C发生放射性衰变为14N，半衰期约为5700年．已知植物存活其间，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β射线
D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
12．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之下列释放核能的反应方程，表述正确的是（
）
A．是α衰变
B．是核聚变反应
C．是核裂变反应
D．是β衰变
第II卷（非选择题）
二、解答题（共52分）
13．完成以下核反应方程：
(1)
(2)
(3)
14．一质子束入射到静止靶核上．产生如下核反应：
，
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？
15．某放射源放在铅盒内，其发出的射线垂直于电场方向射入一两块平行金属板间的匀强电场中，如图所示，试确定图中三条轨迹分别是什么射线的轨迹。并确定场强的方向。
16．1930年英国物理学家考克饶夫和瓦尔顿建造了世界上第一台粒子加速器，他们获得了高速运动的质子，用来轰击静止的锂（）原子核，形成一个不稳定的复合核后分解成两个相同的原子核．
（1）写出核反应方程．
（2）已知质子的质量为，初速度为，反应后产生的一个原子核速度大小为，方向与质子运动方向相反，求反应后产生的另一个原子核的速度以及反应过程中释放的核能（设反应过程释放的核能全部转变为动能）．
参考答案
1．A
【详解】
核反应方程为，根据电荷数和质量数守恒得A=3，Z=1，A正确，BCD错误。
故选A。
2．B
【详解】
A．普朗克首先提出能量量子化的观点，故A错误；
B．玻尔提出的原子能级结构假说，成功解释了氢原子光谱的不连续性，故B正确；
C．楞次定律是由物理学家楞次总结出来的，故C错误；
D．汤姆逊发现了原子中存在电子，故D错误。
故选B。
3．A
【详解】
A．大量氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出，故A选项正确；
B．放射性元素的半衰期是由核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关，故B选项错误；
C．波尔理论，核外电子只能在某些特定的圆形轨道运动，并不是任意的，故C选项错误；
D．半衰期是一个统计概念，是对大量原子而言的。对单个、少量的原核而言，半衰期是无意义的，故D选项错误。
故选A。
4．B
【详解】
A．半衰期是由放射性物质固有的一种物理属性，与已知所处的化学状态和外部条件无关，故A错误；
B．放射性的原子核在发生α衰变和β衰变后产生的新核往往处于高能级，这时它要向低能级跃迁，辐射γ射线，故B正确；
C．发生β衰变时，核内的一个中子可以转化成一个质子和一个电子，产生的电子从核内发射出来，这是β衰变，故C错误；
D．α粒子动能很大，速度可达光速的十分之一，很容易使气体电离，使底片感光的作用也很强，但由于它跟物体的原子碰撞时很容易损失能量，因此它贯穿物质的本领很小，在空气中只能前进几厘米，一张普通的纸就能把它挡住。故D错误。
故选B。
5．B
【详解】
粒子带正电，粒子受到向右的电场力，则向右偏转，粒子带负电，受到向左的电场力，则向左偏转。加速度可知，粒子的加速度较大。
故选B。
6．C
【详解】
根据同位素特点可知，同一种元素的两种同位素，原子核的电荷数相同，而质量数与电荷数的差值不同，总值也不同。
故选C。
7．C
【详解】
A.
光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应是光子与电子的斜碰，同样揭示了光的粒子性，A错误；
B.
α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线穿透能力最弱，B错误；
C.
人类无法改变半衰期，所以升高放射性物质的温度，不可缩短其半衰期，C正确；
D.
卢瑟福的α粒子散射实验否定了汤姆生的原子模型，建立了原子的核式结构，D错误。
故选C。
8．AC
【解析】射线是原子核内的中子转化成质子同时释放出一个电子而形成高速电子流，
射线有很强的穿透能力，AC正确．
9．BD
【详解】
根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为30，电荷数为15；Y的质量数为30，电荷数为14；则X的电荷数比Y的电荷数多1，X的质量数与Y的质量数相等，X的质量数比的质量数多3，X的电荷数比的电荷数多2。
故选BD。
10．BD
【详解】
A．发生天然放射现象，射线是从原子核里面射出来的，说明原子核内部是有结构的，故A错误；
B．经典电磁理论认为电子绕核转动要向外辐射能量，无法解释原子的稳定性，符合客观事实，故B正确；
C．玻尔建立了量子理论，成功解释了氢原子或类氢原子发光现象，但很难解释其他原子光谱，故C错误。
D．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了能量量子化概念，从而解释了能量量子与黑体辐射频率的关系，故D正确。
故选BD。
11．AC
【详解】
设原来的质量为，衰变后剩余质量为M则有：，其中n为发生半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的，故n=1，所以死亡时间为：5700年，故A正确；具有相同的质子数和不同的中子数，故B错误；衰变为的过程中质量数没有变化而核电荷数增加1，所以是其中的一个中子变成了一个质子和一个电子，所以放出射线，故C正确；放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关，故D错误，故选AC.
【点睛】
根据半衰期的物理意义以及剩余质量和总质量之间的关系可正确求解．放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关．
12．BC
【解析】
【详解】
是核聚变方程，聚变是质量轻的核结合成质量大的核，故A错误，B正确；是裂变方程，裂变是质量较大的核分裂成较轻的几个核，故C正确，D错误。
13．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)根据质量数和电荷数守恒可知
(2)根据质量数和电荷数守恒可知
(3)根据质量数和电荷数守恒可知
14．14，13
【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．
15．射线1为射线，2为射线，3为射线，电场方向向右
【详解】
射线2不发生偏转，必为射线。又射线和射线发出时的速度很接近，所以穿越电场所需时间也差不多，而穿越电场后的横向偏离为
所以射线和射线的横向偏离之比为
可见射线的横向偏离要大得多，则图中射线1为射线。射线3为射线。
电场方向向右。
16．（1）（2）；
【详解】
（1）根据质量数与电荷数守恒，则有
（2）由动量守恒定律得
解得
释放的核能为
解得
．