山东省古交市第二高级中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：原子核与放射性 章末复习题（含解析）

原子核与放射性
1．下列叙述中符合物理学史实的有 （ ）
A．汤姆生通过对伦琴射线的的研究，发现了电子，提出了原子的核式结构学说．
B．贝克勒尔发现了天然放射现象，从而认识到原子是可分的．
C．卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了原子核中存在质子和中子．
D．居里夫妇发现了两种放射性很强的元素钋和镭
2．电子的发现是人类对物质结构认识上的一次飞跃，开创了探索物质微观结构的新时代.下列关于电子的说法正确的是
A．β射线是高速电子流，它的穿透能力比α射线和γ射线都弱
B．β衰变时原子核会释放电子，说明电子也是原子核的组成部分
C．电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有粒子性
D．J.J.汤姆孙发现不同物质发出的阴极射线的粒子比荷相同，这种粒子即电子
3．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为，下列说法中正确的是（ ）
A．通过此实验发现了质子
B．实验中利用了放射源放出的γ射线
C．实验中利用了放射源放出的射线
D．该原子核的人工转变过程中没有利用放射线
4．射线是（ ）
A．光子流 B．电子流 C．质子流 D．氦核流
5．下列属于核子的是（ ）
A．电子 B．α射线 C．原子 D．中子
6．最初发现中子的物理学家是（ ）
A．卢瑟福 B．查德威克 C．贝克勒尔 D．居里夫妇
7．最初发现天然放射现象的物理学家是（ ）
A．卢瑟福 B．查德威克 C．贝克勒尔 D．居里夫妇
8．下列不属于放射性的应用的是（ ）
A．放射性元素的放射线照射治疗恶性肿瘤
B．放射性同位素作为示踪原子
C．放射源的存放处要远离食品、水源、生活起居环境
D．放射性元素分析考古
9．关于天然放射现象，下述说法中正确的是（ ）
A．具有天然放射性的原子核由于不稳定而自发地进行衰变
B．β射线是由原子核外电子电离出来的
C．β射线是由电子组成，表明在原子核内有电子
D．三种射线都属于电磁波
10．α射线是（ ）
A．光子流 B．电子流 C．质子流 D．氦核流
11．关于三种天然放射线，下列说法正确的是 （ ）
A．α射线是高速运动的氦原子
B. 穿透能力最强的是β射线
C．天然放射线的发现说明原子核具有复杂结构
D．α射线是三种天然放射线中的一种，常利用它的穿透本领做医学检查
12．钍23490Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为23490Th→23491Pa＋X，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是(　　)
A．X为质子
B．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的
C．γ射线是镤原子核放出的
D．16个钍23490T原子核经过48天后一定还剩下8个
13．卢瑟福通过如图所示的实验装置，发现了________，该实验的核反应方程为___________．
14．科学家们在观察某两个重离子结合成超重元素的原子核的反应时，发现所生成的超重元素的核，X经过6次衰变后成为 ,由此可以判定该超重元素的原子序为_____, 质量数为_____ 。
15．某放射性元素经过11.4天有7/8的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为_______天。
16．根据核反应方程 N+α→x+ H，x粒子中含有______ 个质子．
17．一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6 000次．将他注射到一个病人的血液中，经过15小时，从病人身上取出10 cm3的血样，测得每分钟衰变2次．已知这种同位素的半衰期是5小时，试根据上述数据，计算人体血液的总体积．
18．已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，问：
(1)镭核中有几个质子？几个中子？
(2)镭核所带电荷量是多少？
(3)若镭原子呈电中性，它核外有几个电子？
(4)22888Ra是镭的一种同位素，让22688Ra和22888Ra核以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？
参考答案
1．D
【解析】
汤姆生通过对伦琴射线的的研究，发现了电子；卢瑟福提出了原子的核式结构学说，选项A错误；贝克勒尔发现了天然放射现象，从而认识到原子核是可分的，选项B错误；卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了原子核中存在质子，查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子，选项C错误；居里夫妇发现了两种放射性很强的元素钋和镭，选项D正确；故选D.
2．D
【解析】β射线是高速电子流，它的穿透能力比α射线强，比γ射线弱，选项A错误； β衰变时原子核会释放电子，这是由于原子核内的中子转化为质子时放出的，不能说明电子也是原子核的组成部分，选项B错误； 电子穿过晶体时会产生衍射图样，这证明了电子具有波动性，选项C错误； J.J.汤姆孙发现不同物质发出的阴极射线的粒子比荷相同，这种粒子即电子，选项D正确；故选D.
3．A
【解析】
【详解】
A：卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为，通过此实验发现了质子．故A项正确．
BCD：实验中利用了放射源放出的α射线．故BCD三项错误．
4．B
【解析】
【详解】
射线是电子流．
A．光子流，与结论不相符，选项A错误；
B．电子流，与结论相符，选项B正确；
C．质子流，与结论不相符，选项C错误；
D．氦核流，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
5．D
【解析】
【详解】
质子和中子统称为核子．
ABC：电子、α射线、原子不属于核子，故ABC三项错误．
D：中子属于核子，故D项正确．
6．B
【解析】
【详解】
最初发现中子的物理学家是查德威克，故B项正确．
7．C
【解析】
【详解】
最初发现天然放射现象的物理学家是贝克勒尔．
A．卢瑟福，与结论不相符，选项A错误；
B．查德威克，与结论不相符，选项B错误；
C．贝克勒尔，与结论相符，选项C正确；
D．居里夫妇，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
8．C
【解析】
【详解】
A：放射性元素的放射线照射治疗恶性肿瘤属于放射性的应用．
B：放射性同位素作为示踪原子属于放射性的应用．
C：放射源的存放处要远离食品、水源、生活起居环境属于放射性的防止．
D：放射性元素分析考古属于放射性的应用．
故不属于放射性的应用的是C项．
9．A
【解析】
【详解】
A．具有天然放射性的原子核由于不稳定而自发地进行衰变，故A项正确．
BC．β射线是高速电子流，在β衰变过程当中，放射性原子核通过发射电子和中微子转变为另一种核，产物中的电子就被称为β粒子．故BC均错误．
D．α射线是氦核流，β射线是电子流，γ射线是电磁波．故D项错误．
故选A。
10．D
【解析】
【详解】
α射线是氦核流．
A．光子流，与结论不相符，选项A错误；
B．电子流，与结论不相符，选项B错误；
C．质子流，与结论不相符，选项C错误；
D．氦核流，与结论相符，选项D正确；
故选D.
11．C
【解析】α射线是高速运动的氦原子核，选项A错误；穿透能力最强的是γ射线，选项B错误；天然放射线的发现说明原子核具有复杂结构，选项C正确； γ射线是三种天然放射线中的一种，常利用它的穿透本领做医学检查，选项D错误；故选C.
点睛：解决本题的关键知道三种射线的实质，α射线是氦核流，电离本领最强；β射线是电子流，γ射线是电磁波，穿透本领最强．
12．BC
【解析】
根据电荷数和质量数守恒知钍核衰变过程中放出了一个电子，即x为电子，故A错误；β衰变的实质：β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子同时产生的，故B正确；γ射线是镤原子核放出的，故C错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数的原子核不适用，选项D错误；故选BC.
点睛：知道原子核的表示方法，原子核衰变的实质以及α、β、γ三种射线的性质，注意核反应方程的书写规律及半衰期的意义．
13．质子， 147N+42He→178O+11H
【解析】
【详解】
[1][2]．卢瑟福通过如图所示的实验装置，发现了质子，该实验的核反应方程为：147N+42He→178O+11H.
14． 112 227
【解析】每经过一次α衰变质量数少4，质子数少2，经过6次α衰变质量数减少24，质子数减少12，超重元素的原子序数和质量数分别，100+12=112，253+24=277．
15．3.8
【解析】根据半衰期公式： 可得： ，所以有，t=3T=11.4天，T=3.8天，即半衰期为3.8天。
点晴：本题考察了有关半衰期的运算，学生要明确剩余质量和衰变前的质量关系并会进行有关运算，即公式的应用，明确半衰期的含义。
16．12;
【解析】设X粒子的质量数为m，电荷数为n；根据质量数守恒和电荷数守恒知：23+4=m+1，11+2=n+1，解得：x=26，y=12，故说明X粒子中质量数为26，电荷数为12；因只有质子具有电荷数，因此其包括的质子数为12。
17．3750 cm3
【解析】每分钟衰变次数与原子核的总数成正比，
故
将t=15h，T=5h代入，得△N=750次/分
因
得．
【点睛】本题考查了半衰期的知识，难点在于如何把衰变次数与血液容量结合在一起．
18．(1)88　138　(2)1.41×10－17 C　(3)88　(4)113∶114
【解析】因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得：
(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝AZ＝22688＝138.
(2)镭核所带电荷量
Q＝Ze＝88×1.6×1019C≈1.41×1017C.
(3)镭原子呈中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88.
(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有Bqv＝m，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故＝＝.