第三章 原子核 单元测试 Word版含答案
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| 名称 | 第三章 原子核 单元测试 Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 56.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-26 21:51:17 | ||
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文档简介
2018-2019学年度教科版选修3-5 第三章 原子核 单元测试
一、单选题
1.在 学技术研究中，关于原子定态、原子核变化的过程中，下列说法正确的是（? ）
A.?采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B.?由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C.?从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D.?原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质
2.原子核的表示符号为，下列说法正确的是(??? )
A.?原子核的质子数为A?????
B.?原子的质量数为A????
C.?原子的质量数为 ????????
D.?原子核的质子数为
3.一个 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 ＋ ―→ ＋ ＋2 ，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＝mc2 ， 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
4.下面列出的是一些核反应方程： → ＋X， ＋ → ＋Y， ＋ → ＋ ，其中(? )
A.?X是质子，Y是中子， 是正电子??????????????????????????B.?X是正电子，Y是质子， 是中子 C.?X是中子，Y是正电子， 是质子??????????????????????????D.?X是正电子，Y是中子， 是质子
5.下列说法正确的是（? ）
A.?Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4 B.?太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应 C.?若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小 D.?β射线是由原子核外的电子电离产生
6.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
二、多选题
7.原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正的有 （ ）
A.?He核的结合能约为14MeV??????????????????????????????B.?He核比 Li核更稳定 C.?两个 H核结合成 He核时释放能量?????????????????D.?U核中核子的平均结合能比 Kr核中的大
8.下列说法正确的是（?? ）
A.?研制核武器的钚239（ Pu）由铀239（ U）经过2次β衰变而产生 B.?20 g的 U经过两个半衰期后其质量变为15 g C.?发现中子的核反应方程是 Be+ He→ C+ n D.?U在中子轰击下，生成 Sr和 Xe的核反应前后，原子核的核子总数减少
9.下列说法中正确的是（?? ）
A.?α粒子散射实验证明了原子核还可以再分 B.?基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射多种频率的光子 C.?分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，但用X射线照射时光电子的最大初动能较大 D.?天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构 E.?卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子
10.关于原子核的结合能，下列说法正确的是（?? ）
A.?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 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（ Cs）的结合能小于铅原子核（ Pb）的结合能 D.?自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
11.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一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有（?? ）
A.?H+ H→ He+ n是核聚变反应????????????????????B.?H+ H→ He+ n是β衰变 C.?U+ n→ Ba+ Kr+3 n是核裂变反应??D.?U+ n→ Xe+ Sr+2 n是α衰变
12.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的(? )
A.?γ射线探伤仪???????????????????????????????????????????????????????B.?利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况 C.?利用钴60治疗肿瘤等疾病???????????????????????????????????D.?把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律
三、填空题
13.我国 学家在1965年9月首先用人工方法合成牛胰岛素，为了证明人工合成的牛胰岛素与天然的牛胰岛素是否是同一物质，在人工合成胰岛素过程掺入了放射性14C分布均匀的结晶物，从而证明了两者都是同一物质，为我国在国际上首先合成具有生物活性牛胰岛素提供了证据． ①在人工合成过程中掺入放射性14C的用途是作为： A．催化剂????? B．媒介质??? C．组成元素???? D．示踪原子 ②以上所述人工合成的牛胰岛素与天然结晶牛胰岛素是同一物质的依据是： A．它们都具有扩散作用?????? B．它们都具有渗透作用 C．它们都具有相似相溶作用???? D．它们的物质结构相同．
14.核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电， 是常用的核燃料， 受一个中子轰击后裂变成 和 两部分，并产生 个中子。要使链式反应发生，裂变物质的体积要 （选填“大于”或“小于”）它的临界体积。
15.宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，由各种原子核以及非常少量的电子、光子和中微子等组成，它可能携带着宇宙起源、天体演化的信息，一直吸引着 学家的关注． 宇宙线粒子的能量范围非常大，有的可以高达5×1019eV．宇宙线逃逸出宇宙线源在星际空间中传播时，会与磁场、星际介质等发生相互作用，导致一系列复杂的物理效应产生． 利用空间探测器可以得到宇宙线在银河系中传播的一些数据，比如：铍10铍9比（ ），其中铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的． 据此材料，以下叙述正确的是 ??????
A.?宇宙线粒子的能量可以高达8×1038J B.?宇宙线中的电子不会受到星际磁场的影响 C.?根据 可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息 D.?根据宇宙线到达探测器时的方向可以得到宇宙线源方位的相关信息．
16.完成核反应方程：23892U→23490Th+ ，这属于原子核的 （选填“人工转变”、“天然衰变”、“重核裂变”）
17.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， 代表原子的原子核内的中子数，则对 的原子来说X= 、y= 、 = ．
18.裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核 为燃料的反应堆中，当 俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为： ＋ ―→ ＋ ＋3 。 已知 的原子质量为235.043 9u， 的原子质量为1.008 7u， 的原子质量为138.917 8u， 的原子质量为93.915 4u，且1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是 MeV。
四、解答题
19.镭226的半衰期是1600年．如已知现在地球上镭226的总量，能否据此确定4800年前地球上镭226的总量？为什么？
20.射线在真空中的速度与光速相同的是那些？
五、计算题
21.如图是发现某种粒子的实验，这种新粒子的原子核符号是什么？它是由谁预言了它的存在？并由查德威克通过实验发现的．
22.有三个原子核X、Y、 ， 已知X核放出一个电子后变为Y核，再用质子（11H）轰击Y核生成 核并放出一个氦核（24He），则Y核比X核中质子数多多少个？ 核比X核的中子数少多少个？
六、综合题
23.在某些恒星内部，3个氦核（ He）结合成1个碳核（ C）．已知1个氦核的质量m1、1个碳核的质量为m2 ， 1个质子的质量为mp ， 1个中子的质量为ma ， 真空中的光速为c．
（1）核反应方程为 ；
（2）核反应的质量亏损为 ；
（3）碳核的比结合能为 ．
24.一个锂 受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知一个氦原子核的质量是6.6466×10﹣27kg，一个锂原子核的质量是1.16506×10﹣26kg，一个氢原子核的质量是1.6736×10﹣27kg，
（1）试写出这一过程的核反应方程；?
（2）计算这一过程中的质量亏损；?
（3）计算这一过程中所释放的核能．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】B
【考点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A、元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，故A错误B、由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，故B正确 C、卫星遥感的工作原理与红外线夜视仪的工作原理是相同的．从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，故C错误 D、由于核子结合为原子核时能量增加必然存在质量亏损，故D错误 故选：B． 【分析】元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，卫星遥感的工作原理与红外线夜视仪的工作原理是相同的是利用红外线良好的穿透能力，核子结合为原子核时能量增加必然存在质量亏损．
2.【答案】D
【考点】原子核的组成
【解析】【分析】原子核的符号中A表示质量数， 表示质子数。 【点评】在原子核中只有中子和质子，这是重要的一点，另外熟记：原子核符号中上角标表示核子总数，下脚表表示核电荷数。
3.【答案】A
【考点】核反应方程
【解析】【解答】X原子核中的核子数为(235＋1)－(94＋2)＝140，B错误；中子数为140－(92－38)＝86，故A正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，故C、D错误．【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒可知X原子核中有140个核子。86个中子，裂变释放能量，出现质量亏损，但总质量不变。
4.【答案】D
【考点】核反应方程
【解析】【解答】依据核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒，即可得出选项D正确．【分析】核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒可得。
5.【答案】B
【考点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】A、Tn核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，质量数减少了4，中子数减少2，故A错误；B、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，B正确； C、半衰期与外界因素无关，故温度改变时，半衰期不变；故C错误； D、β射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即β粒子．故D错误． 故选：B 【分析】α衰变生成氦原子核，质量数少4，质子数少2，太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，半衰期与外界因素无关，β射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即β粒子．
6.【答案】C
【考点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】解：A、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； B、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； C、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； D、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； 故选：C 【分析】自然界中有些原子核是不稳定的，可以自发地发生衰变，衰变的快慢用半衰期表示，与元素的物理、化学状态无关
二、多选题
7.【答案】B,C
【考点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】解：A、由图可知，氦核的结合能大约为7MeV，氦核的核子数为4，则氦核的结合能大约为28MeV，A不符合题意． B、比结合能越大，原子核越稳定，由图可知，氦核的比结合能大，则 He核比 Li核更稳定，B符合题意． C、两个 H核结合成 He核时有质量亏损，释放能量，C符合题意． D、由图可知， U核中核子的平均结合能比 Kr核中的小，D不符合题意． 故答案为：BC． 【分析】原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，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。
8.【答案】A,C
【考点】原子核的衰变、半衰期，核反应方程
【解析】【解答】解；A、经过α衰变电荷数少2，质量数少4，而β衰变电荷数多1，质量数不变，所以钚239（ Pu）由铀239（ U）经过2次β衰变而产生，A正确； B、根据公式m=m0 知，20g的 U经过两个半衰期后，其质量变为5g，B错误； C、发现中子的核反应方程是 Be+ He→ C+ n，C正确； D、核反应前后，原子核的核子总数守恒，D错误； 故选：AC． 【分析】经过α衰变电荷数少2，质量数少4，而β衰变电荷数多1，质量数不变；根据公式m=m0 知，20g的 U经过两个半衰期后其质量；核反应前后，原子核的核子总数守恒，从而即可求解．
9.【答案】BCE
【考点】α粒子的散射
【解析】【解答】解：AD、α粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象的发现揭示了原子核的复杂结构，故AD错误； B、当基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，因不稳定，则会向基态跃迁，可能发射多种频率的光子，故B正确； C、X射线的频率大于绿光，当都能发生光电效应时，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大，故C正确； E、卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，实现了原子核的人工转变，发现了质子，故E正确； 故选：BCE． 【分析】α粒子散射实验提出原子核式结构；天然放射现象揭示了原子核复杂结构；当发生光电效应时，入射光的频率越大，则最大初动能越大；原子吸收能量后，跃迁到激发态，因不稳定，则向基态跃迁，从而会发射多种频率的光子，卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子，从而即可求解．
10.【答案】A,B,C
【考点】原子核的组成
【解析】【解答】解：A、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，故A正确． B、一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的比结合能增加，又衰变过程中质量数守恒，故衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故B正确． C、组成原子核的核子越多，原子核的结合能越高，故C正确． D、自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故D错误． 故选：ABC． 【分析】原子核越多，结合能越大，原子核的结合能是核子结合在一起构成的，要把它们分开，需要能量．但是有意义的是比结合能，比结合能越大，原子核结合得越牢固．
11.【答案】A,C
【考点】核裂变与核聚变，核反应方程
【解析】【解答】解：A、核聚变的过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程，氢原子核聚变为氦原子核，故A正确； B、β衰变放出的是电子，而这里是中子故B错误； C、核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化，质量非常大的原子核才能发生核裂变，故C正确； D、α衰变放出的是核原子核，这是裂变反应，故D错误； 故选：AC 【分析】核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化，只有一些质量非常大的原子核才能发生核裂变；核聚变的过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程，只有较轻的原子核才能发生核聚变；不稳定核自发地放出射线而转变为另一种原子核的现象，称为衰变
12.【答案】B,D
【考点】放射性的应用与防护
【解析】【解答】A是利用了γ射线的穿透性；C利用了γ射线的生物作用；B、D是利用示踪原子．【分析】一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性同位素和通常的化合物参与化学反应，带有“放射性标记”可以用仪器测量，这种原子就是示踪原子，题目中B、D中放射性元素作为示踪原子。
三、填空题
13.【答案】D；D
【考点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】（1）把放射性同位素的原子搀到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易察明的情况或规律．人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．14C就是起到了这种作用．故选：D．（2）以上所述人工合成的牛胰岛素与天然结晶牛胰岛素是同一物质的依据是它们的物质结构相同．故选：D．故选：（1）D（2）D 【分析】具有相同质子数不同中子数的同元素的不同原子互称为同位素，同位素的作用是可以充当示踪原子
14.【答案】3；大于
【考点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】 受一个中子轰击后裂变成 和 两部分，根据电荷数和质量数守恒有： ， ，解得 ，所以中子个数为3；链式反应的条件：裂变物质体积大于临界体积，链式反应才能进行。【分析】根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知铀235裂变时放出3个中子，裂变物质体积大于临界体积是发生链式反应的条件。
15.【答案】C
【考点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】解：A、由题可知，宇宙线粒子的能量范围非常大，有的可以高达5×1019eV=8J，而不是8×1038J．故A错误； B、由题可知，宇宙线中的电子会与磁场、星际介质等发生相互作用，所以会受到星际磁场的影响．故B错误； C．由于铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的，所以结合半衰期的特点可知，根据 可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息．故C正确； D．由于宇宙线中的电子会与磁场、星际介质等发生相互作用，所以传播的方向会发生一些变化，所以根据宇宙线到达探测器时的方向不能得到宇宙线源方位的相关信息．故D错误． 故选：C 【分析】将宇宙线粒子的能量的单位换算为J，然后比较即可；宇宙线逃逸出宇宙线源在星际空间中传播时，会与磁场、星际介质等发生相互作用；根据半衰期的特点与规律即可求出时间的相关信息．
16.【答案】42He；天然衰变
【考点】核反应方程
【解析】【解答】解：未知核的质量数：x=238﹣234=4，电荷数： =92﹣90=2，可知未知核为氦核：42He，核42He也叫α粒子，根据该核反应的过程中有α粒子放出，所以该核反应为α衰变，属于天然衰变． 故答案为：42He，天然衰变 【分析】在核反应过程中核电荷数和质量数都守恒。
17.【答案】90；90；144
【考点】放射性的应用与防护
【解析】【解答】 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： =m﹣y=234﹣90=144 故答案为：90，90，144 【分析】根据中性原子的质子数=核外电子数，质量数=质子数+中子数来分析，注意核素的表示方法以及其意义．
18.【答案】1.8×102
【考点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】ΔE＝Δm·c2＝(235.043 9＋1.008 7－138.917 8－93.915 4－3×1.008 7)×9.3×102MeV＝1.8×102MeV。【分析】首先用反应前的总质量减去反应后的总质量得出质量亏损，1u质量亏损放出MeV的能量，二者相乘即可。
四、解答题
19.【答案】能，因为4800年是镭的半衰期的三倍，那就是说镭经过了3次半衰变，每次半衰变总量就减少一半，所以 4800年前地球上镭226的总量为现在的8倍。
【考点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】能，因为4800年是镭的半衰期的三倍，那就是说镭经过了3次半衰变，每次半衰变总量就减少一半，所以 4800年前地球上镭226的总量为现在的8倍。 【分析】根据半衰期公式公式即可求解．
20.【答案】阴极射线中的电子是电热丝经通电发热而激发出来的，不同部位吸热量不同，所以激发飞出后的速度也不尽相同，比光速小；由实验测得α射线的速度约是光速的十分之一，β射线的速度约是光速的十分之九；γ射线是光子流，速度与光速相同。
【考点】放射性的应用与防护
【解析】【解答】阴极射线中的电子是电热丝经通电发热而激发出来的，不同部位吸热量不同，所以激发飞出后的速度也不尽相同，比光速小；由实验测得α射线的速度约是光速的十分之一，β射线的速度约是光速的十分之九；γ射线是光子流，速度与光速相同 【分析】要解答本题需掌握：光波在真空中的传播速度，α射线和β射线速度的大小．
五、计算题
21.【答案】1919年卢瑟福首先做了用a粒子轰击氮核的实验，在实验中发现了质子，并预言了中子的存在； 1930年查德威克发现中子，核反应方程应该遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为： 49Be+24He→ +01n 其中产生的不可见粒子为中子，符号为：01n 至此，人们确认了原子核是由质子和中子组成的，并将这两种粒子统称为核子；
【考点】核裂变与核聚变
【解析】?【分析】根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程式，从而判断粒子种类．卢瑟福预言了中子的存在．
22.【答案】解答：X核放出一个电子后变为Y核的核反应方程可表示为：X→Y+﹣10e ， 因此Y核比X核中质子数多1个；由于X、Y两个原子核的质量数相等，故X核中子数比Y核的中子数多1，用质子（11H）轰击Y核生成 核并放出一个氦核（24He）的核反应方程为：11H+Y→ +24He ， 故Y核的质量数比 核质量数大3，X、Y两个原子核的质量数相等，故 核比X核的中子数少3个． 故答案为：1，3
【考点】原子核的组成
【解析】?【分析】根据质量数和电荷数守恒分别写出题目中涉及的核反应方程，即可判断这三个原子核的组成情况．
六、综合题
23.【答案】（1）3 He→ C （2）3m1﹣m2 （3）
【考点】核反应方程
【解析】【解答】解：（1）核反应方程式为：3 He→ C；（2）核反应过程中的质量亏损△m=（3m1﹣m2）（3）由碳核的组成可知，碳核是由6个质子与6个中子组成， 根据爱因斯坦质能方程：△E=△mc2可知， 核反应释放的能量，△E=（6mP+6ma﹣m2）c2 ． 所以碳核的比结合能为： = 故答案为：（1）3 He→ C；（2）3m1﹣m2；（3） 【分析】（1）根据参与反应的粒子种类及生成粒子的种类，根据质量数守恒与核电荷数守恒写出核反应方程式．（2）根据前后的质量关系求出质量亏损；（3）核子结合成原子核释放出的能量与核子数之比是结合能．
24.【答案】（1）解：这一过程的核反应方程为： →2 答：这一过程的核反应方程 →2 （2）解：质量亏损为：△m=mLi+mH﹣2mα=11.6506×10﹣27kg+1.6736×10﹣27kg﹣2×6.6466×10﹣27 kg =3.1×10﹣29kg 答：这一过程中的质量亏损3.1×10﹣29kg （3）解：释放核能为：△E=△mc2=3.1×10﹣29×（3×108）2 J=2.79×10﹣12 J 答：这一过程中所释放的核能2.79×10﹣12 J
【考点】核反应方程，质能方程
【解析】【分析】根据质量数和电荷数守恒可正确书写出该核反应方程，算出亏损质量，依据E=mc2 ， 可以求得释放的核能．
一、单选题
1.在 学技术研究中，关于原子定态、原子核变化的过程中，下列说法正确的是（? ）
A.?采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B.?由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C.?从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D.?原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质
2.原子核的表示符号为，下列说法正确的是(??? )
A.?原子核的质子数为A?????
B.?原子的质量数为A????
C.?原子的质量数为 ????????
D.?原子核的质子数为
3.一个 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 ＋ ―→ ＋ ＋2 ，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＝mc2 ， 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
4.下面列出的是一些核反应方程： → ＋X， ＋ → ＋Y， ＋ → ＋ ，其中(? )
A.?X是质子，Y是中子， 是正电子??????????????????????????B.?X是正电子，Y是质子， 是中子 C.?X是中子，Y是正电子， 是质子??????????????????????????D.?X是正电子，Y是中子， 是质子
5.下列说法正确的是（? ）
A.?Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4 B.?太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应 C.?若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小 D.?β射线是由原子核外的电子电离产生
6.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
二、多选题
7.原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正的有 （ ）
A.?He核的结合能约为14MeV??????????????????????????????B.?He核比 Li核更稳定 C.?两个 H核结合成 He核时释放能量?????????????????D.?U核中核子的平均结合能比 Kr核中的大
8.下列说法正确的是（?? ）
A.?研制核武器的钚239（ Pu）由铀239（ U）经过2次β衰变而产生 B.?20 g的 U经过两个半衰期后其质量变为15 g C.?发现中子的核反应方程是 Be+ He→ C+ n D.?U在中子轰击下，生成 Sr和 Xe的核反应前后，原子核的核子总数减少
9.下列说法中正确的是（?? ）
A.?α粒子散射实验证明了原子核还可以再分 B.?基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射多种频率的光子 C.?分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，但用X射线照射时光电子的最大初动能较大 D.?天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构 E.?卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子
10.关于原子核的结合能，下列说法正确的是（?? ）
A.?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 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（ Cs）的结合能小于铅原子核（ Pb）的结合能 D.?自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能
11.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一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有（?? ）
A.?H+ H→ He+ n是核聚变反应????????????????????B.?H+ H→ He+ n是β衰变 C.?U+ n→ Ba+ Kr+3 n是核裂变反应??D.?U+ n→ Xe+ Sr+2 n是α衰变
12.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的(? )
A.?γ射线探伤仪???????????????????????????????????????????????????????B.?利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况 C.?利用钴60治疗肿瘤等疾病???????????????????????????????????D.?把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律
三、填空题
13.我国 学家在1965年9月首先用人工方法合成牛胰岛素，为了证明人工合成的牛胰岛素与天然的牛胰岛素是否是同一物质，在人工合成胰岛素过程掺入了放射性14C分布均匀的结晶物，从而证明了两者都是同一物质，为我国在国际上首先合成具有生物活性牛胰岛素提供了证据． ①在人工合成过程中掺入放射性14C的用途是作为： A．催化剂????? B．媒介质??? C．组成元素???? D．示踪原子 ②以上所述人工合成的牛胰岛素与天然结晶牛胰岛素是同一物质的依据是： A．它们都具有扩散作用?????? B．它们都具有渗透作用 C．它们都具有相似相溶作用???? D．它们的物质结构相同．
14.核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电， 是常用的核燃料， 受一个中子轰击后裂变成 和 两部分，并产生 个中子。要使链式反应发生，裂变物质的体积要 （选填“大于”或“小于”）它的临界体积。
15.宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，由各种原子核以及非常少量的电子、光子和中微子等组成，它可能携带着宇宙起源、天体演化的信息，一直吸引着 学家的关注． 宇宙线粒子的能量范围非常大，有的可以高达5×1019eV．宇宙线逃逸出宇宙线源在星际空间中传播时，会与磁场、星际介质等发生相互作用，导致一系列复杂的物理效应产生． 利用空间探测器可以得到宇宙线在银河系中传播的一些数据，比如：铍10铍9比（ ），其中铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的． 据此材料，以下叙述正确的是 ??????
A.?宇宙线粒子的能量可以高达8×1038J B.?宇宙线中的电子不会受到星际磁场的影响 C.?根据 可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息 D.?根据宇宙线到达探测器时的方向可以得到宇宙线源方位的相关信息．
16.完成核反应方程：23892U→23490Th+ ，这属于原子核的 （选填“人工转变”、“天然衰变”、“重核裂变”）
17.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， 代表原子的原子核内的中子数，则对 的原子来说X= 、y= 、 = ．
18.裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核 为燃料的反应堆中，当 俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为： ＋ ―→ ＋ ＋3 。 已知 的原子质量为235.043 9u， 的原子质量为1.008 7u， 的原子质量为138.917 8u， 的原子质量为93.915 4u，且1u的质量对应的能量为9.3×102MeV，此裂变反应释放出的能量是 MeV。
四、解答题
19.镭226的半衰期是1600年．如已知现在地球上镭226的总量，能否据此确定4800年前地球上镭226的总量？为什么？
20.射线在真空中的速度与光速相同的是那些？
五、计算题
21.如图是发现某种粒子的实验，这种新粒子的原子核符号是什么？它是由谁预言了它的存在？并由查德威克通过实验发现的．
22.有三个原子核X、Y、 ， 已知X核放出一个电子后变为Y核，再用质子（11H）轰击Y核生成 核并放出一个氦核（24He），则Y核比X核中质子数多多少个？ 核比X核的中子数少多少个？
六、综合题
23.在某些恒星内部，3个氦核（ He）结合成1个碳核（ C）．已知1个氦核的质量m1、1个碳核的质量为m2 ， 1个质子的质量为mp ， 1个中子的质量为ma ， 真空中的光速为c．
（1）核反应方程为 ；
（2）核反应的质量亏损为 ；
（3）碳核的比结合能为 ．
24.一个锂 受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知一个氦原子核的质量是6.6466×10﹣27kg，一个锂原子核的质量是1.16506×10﹣26kg，一个氢原子核的质量是1.6736×10﹣27kg，
（1）试写出这一过程的核反应方程；?
（2）计算这一过程中的质量亏损；?
（3）计算这一过程中所释放的核能．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】B
【考点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A、元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，故A错误B、由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，故B正确 C、卫星遥感的工作原理与红外线夜视仪的工作原理是相同的．从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，故C错误 D、由于核子结合为原子核时能量增加必然存在质量亏损，故D错误 故选：B． 【分析】元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，卫星遥感的工作原理与红外线夜视仪的工作原理是相同的是利用红外线良好的穿透能力，核子结合为原子核时能量增加必然存在质量亏损．
2.【答案】D
【考点】原子核的组成
【解析】【分析】原子核的符号中A表示质量数， 表示质子数。 【点评】在原子核中只有中子和质子，这是重要的一点，另外熟记：原子核符号中上角标表示核子总数，下脚表表示核电荷数。
3.【答案】A
【考点】核反应方程
【解析】【解答】X原子核中的核子数为(235＋1)－(94＋2)＝140，B错误；中子数为140－(92－38)＝86，故A正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，故C、D错误．【分析】根据质量数守恒和电荷数守恒可知X原子核中有140个核子。86个中子，裂变释放能量，出现质量亏损，但总质量不变。
4.【答案】D
【考点】核反应方程
【解析】【解答】依据核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒，即可得出选项D正确．【分析】核反应方程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒可得。
5.【答案】B
【考点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】A、Tn核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，质量数减少了4，中子数减少2，故A错误；B、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，B正确； C、半衰期与外界因素无关，故温度改变时，半衰期不变；故C错误； D、β射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即β粒子．故D错误． 故选：B 【分析】α衰变生成氦原子核，质量数少4，质子数少2，太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，半衰期与外界因素无关，β射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即β粒子．
6.【答案】C
【考点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】解：A、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； B、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； C、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； D、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； 故选：C 【分析】自然界中有些原子核是不稳定的，可以自发地发生衰变，衰变的快慢用半衰期表示，与元素的物理、化学状态无关
二、多选题
7.【答案】B,C
【考点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】解：A、由图可知，氦核的结合能大约为7MeV，氦核的核子数为4，则氦核的结合能大约为28MeV，A不符合题意． B、比结合能越大，原子核越稳定，由图可知，氦核的比结合能大，则 He核比 Li核更稳定，B符合题意． C、两个 H核结合成 He核时有质量亏损，释放能量，C符合题意． D、由图可知， U核中核子的平均结合能比 Kr核中的小，D不符合题意． 故答案为：BC． 【分析】原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，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。
8.【答案】A,C
【考点】原子核的衰变、半衰期，核反应方程
【解析】【解答】解；A、经过α衰变电荷数少2，质量数少4，而β衰变电荷数多1，质量数不变，所以钚239（ Pu）由铀239（ U）经过2次β衰变而产生，A正确； B、根据公式m=m0 知，20g的 U经过两个半衰期后，其质量变为5g，B错误； C、发现中子的核反应方程是 Be+ He→ C+ n，C正确； D、核反应前后，原子核的核子总数守恒，D错误； 故选：AC． 【分析】经过α衰变电荷数少2，质量数少4，而β衰变电荷数多1，质量数不变；根据公式m=m0 知，20g的 U经过两个半衰期后其质量；核反应前后，原子核的核子总数守恒，从而即可求解．
9.【答案】BCE
【考点】α粒子的散射
【解析】【解答】解：AD、α粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象的发现揭示了原子核的复杂结构，故AD错误； B、当基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，因不稳定，则会向基态跃迁，可能发射多种频率的光子，故B正确； C、X射线的频率大于绿光，当都能发生光电效应时，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大，故C正确； E、卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，实现了原子核的人工转变，发现了质子，故E正确； 故选：BCE． 【分析】α粒子散射实验提出原子核式结构；天然放射现象揭示了原子核复杂结构；当发生光电效应时，入射光的频率越大，则最大初动能越大；原子吸收能量后，跃迁到激发态，因不稳定，则向基态跃迁，从而会发射多种频率的光子，卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子，从而即可求解．
10.【答案】A,B,C
【考点】原子核的组成
【解析】【解答】解：A、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，故A正确． B、一重原子核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的比结合能增加，又衰变过程中质量数守恒，故衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，故B正确． C、组成原子核的核子越多，原子核的结合能越高，故C正确． D、自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故D错误． 故选：ABC． 【分析】原子核越多，结合能越大，原子核的结合能是核子结合在一起构成的，要把它们分开，需要能量．但是有意义的是比结合能，比结合能越大，原子核结合得越牢固．
11.【答案】A,C
【考点】核裂变与核聚变，核反应方程
【解析】【解答】解：A、核聚变的过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程，氢原子核聚变为氦原子核，故A正确； B、β衰变放出的是电子，而这里是中子故B错误； C、核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化，质量非常大的原子核才能发生核裂变，故C正确； D、α衰变放出的是核原子核，这是裂变反应，故D错误； 故选：AC 【分析】核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化，只有一些质量非常大的原子核才能发生核裂变；核聚变的过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程，只有较轻的原子核才能发生核聚变；不稳定核自发地放出射线而转变为另一种原子核的现象，称为衰变
12.【答案】B,D
【考点】放射性的应用与防护
【解析】【解答】A是利用了γ射线的穿透性；C利用了γ射线的生物作用；B、D是利用示踪原子．【分析】一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性同位素和通常的化合物参与化学反应，带有“放射性标记”可以用仪器测量，这种原子就是示踪原子，题目中B、D中放射性元素作为示踪原子。
三、填空题
13.【答案】D；D
【考点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】（1）把放射性同位素的原子搀到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易察明的情况或规律．人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．14C就是起到了这种作用．故选：D．（2）以上所述人工合成的牛胰岛素与天然结晶牛胰岛素是同一物质的依据是它们的物质结构相同．故选：D．故选：（1）D（2）D 【分析】具有相同质子数不同中子数的同元素的不同原子互称为同位素，同位素的作用是可以充当示踪原子
14.【答案】3；大于
【考点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】 受一个中子轰击后裂变成 和 两部分，根据电荷数和质量数守恒有： ， ，解得 ，所以中子个数为3；链式反应的条件：裂变物质体积大于临界体积，链式反应才能进行。【分析】根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知铀235裂变时放出3个中子，裂变物质体积大于临界体积是发生链式反应的条件。
15.【答案】C
【考点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】解：A、由题可知，宇宙线粒子的能量范围非常大，有的可以高达5×1019eV=8J，而不是8×1038J．故A错误； B、由题可知，宇宙线中的电子会与磁场、星际介质等发生相互作用，所以会受到星际磁场的影响．故B错误； C．由于铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的，所以结合半衰期的特点可知，根据 可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息．故C正确； D．由于宇宙线中的电子会与磁场、星际介质等发生相互作用，所以传播的方向会发生一些变化，所以根据宇宙线到达探测器时的方向不能得到宇宙线源方位的相关信息．故D错误． 故选：C 【分析】将宇宙线粒子的能量的单位换算为J，然后比较即可；宇宙线逃逸出宇宙线源在星际空间中传播时，会与磁场、星际介质等发生相互作用；根据半衰期的特点与规律即可求出时间的相关信息．
16.【答案】42He；天然衰变
【考点】核反应方程
【解析】【解答】解：未知核的质量数：x=238﹣234=4，电荷数： =92﹣90=2，可知未知核为氦核：42He，核42He也叫α粒子，根据该核反应的过程中有α粒子放出，所以该核反应为α衰变，属于天然衰变． 故答案为：42He，天然衰变 【分析】在核反应过程中核电荷数和质量数都守恒。
17.【答案】90；90；144
【考点】放射性的应用与防护
【解析】【解答】 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： =m﹣y=234﹣90=144 故答案为：90，90，144 【分析】根据中性原子的质子数=核外电子数，质量数=质子数+中子数来分析，注意核素的表示方法以及其意义．
18.【答案】1.8×102
【考点】核裂变与核聚变
【解析】【解答】ΔE＝Δm·c2＝(235.043 9＋1.008 7－138.917 8－93.915 4－3×1.008 7)×9.3×102MeV＝1.8×102MeV。【分析】首先用反应前的总质量减去反应后的总质量得出质量亏损，1u质量亏损放出MeV的能量，二者相乘即可。
四、解答题
19.【答案】能，因为4800年是镭的半衰期的三倍，那就是说镭经过了3次半衰变，每次半衰变总量就减少一半，所以 4800年前地球上镭226的总量为现在的8倍。
【考点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】能，因为4800年是镭的半衰期的三倍，那就是说镭经过了3次半衰变，每次半衰变总量就减少一半，所以 4800年前地球上镭226的总量为现在的8倍。 【分析】根据半衰期公式公式即可求解．
20.【答案】阴极射线中的电子是电热丝经通电发热而激发出来的，不同部位吸热量不同，所以激发飞出后的速度也不尽相同，比光速小；由实验测得α射线的速度约是光速的十分之一，β射线的速度约是光速的十分之九；γ射线是光子流，速度与光速相同。
【考点】放射性的应用与防护
【解析】【解答】阴极射线中的电子是电热丝经通电发热而激发出来的，不同部位吸热量不同，所以激发飞出后的速度也不尽相同，比光速小；由实验测得α射线的速度约是光速的十分之一，β射线的速度约是光速的十分之九；γ射线是光子流，速度与光速相同 【分析】要解答本题需掌握：光波在真空中的传播速度，α射线和β射线速度的大小．
五、计算题
21.【答案】1919年卢瑟福首先做了用a粒子轰击氮核的实验，在实验中发现了质子，并预言了中子的存在； 1930年查德威克发现中子，核反应方程应该遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为： 49Be+24He→ +01n 其中产生的不可见粒子为中子，符号为：01n 至此，人们确认了原子核是由质子和中子组成的，并将这两种粒子统称为核子；
【考点】核裂变与核聚变
【解析】?【分析】根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程式，从而判断粒子种类．卢瑟福预言了中子的存在．
22.【答案】解答：X核放出一个电子后变为Y核的核反应方程可表示为：X→Y+﹣10e ， 因此Y核比X核中质子数多1个；由于X、Y两个原子核的质量数相等，故X核中子数比Y核的中子数多1，用质子（11H）轰击Y核生成 核并放出一个氦核（24He）的核反应方程为：11H+Y→ +24He ， 故Y核的质量数比 核质量数大3，X、Y两个原子核的质量数相等，故 核比X核的中子数少3个． 故答案为：1，3
【考点】原子核的组成
【解析】?【分析】根据质量数和电荷数守恒分别写出题目中涉及的核反应方程，即可判断这三个原子核的组成情况．
六、综合题
23.【答案】（1）3 He→ C （2）3m1﹣m2 （3）
【考点】核反应方程
【解析】【解答】解：（1）核反应方程式为：3 He→ C；（2）核反应过程中的质量亏损△m=（3m1﹣m2）（3）由碳核的组成可知，碳核是由6个质子与6个中子组成， 根据爱因斯坦质能方程：△E=△mc2可知， 核反应释放的能量，△E=（6mP+6ma﹣m2）c2 ． 所以碳核的比结合能为： = 故答案为：（1）3 He→ C；（2）3m1﹣m2；（3） 【分析】（1）根据参与反应的粒子种类及生成粒子的种类，根据质量数守恒与核电荷数守恒写出核反应方程式．（2）根据前后的质量关系求出质量亏损；（3）核子结合成原子核释放出的能量与核子数之比是结合能．
24.【答案】（1）解：这一过程的核反应方程为： →2 答：这一过程的核反应方程 →2 （2）解：质量亏损为：△m=mLi+mH﹣2mα=11.6506×10﹣27kg+1.6736×10﹣27kg﹣2×6.6466×10﹣27 kg =3.1×10﹣29kg 答：这一过程中的质量亏损3.1×10﹣29kg （3）解：释放核能为：△E=△mc2=3.1×10﹣29×（3×108）2 J=2.79×10﹣12 J 答：这一过程中所释放的核能2.79×10﹣12 J
【考点】核反应方程，质能方程
【解析】【分析】根据质量数和电荷数守恒可正确书写出该核反应方程，算出亏损质量，依据E=mc2 ， 可以求得释放的核能．