一、原子核的组成
一、单选题
1．下列现象中，与原子核内部变化有关是（ ）
A．粒子散射
B．光电效应
C．天然放射现象
D．氢原子光谱
2．据报道，放射性同位素钬可以有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数是（ ）
A．32
B．67
C．99
D．166
3．一个镭核中，有（
）
A．226个质子，88个中子
B．88个质子，226个中子
C．138个质子，88个中子
D．88个质子，138个中子
4．关于下列四幅图说法正确的是（
）
A．
玻尔认为原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的
B．
光电效应实验说明了光具有粒子性，爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程
C．
a为β射线、b为γ射线、c为α射线，且b射线的电离能力最强
D．
汤姆孙发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，并提出了原子的核式结构模型
二、放射性元素的衰变
一、单选题
1．关于放射性元素的衰变，以下说法正确的是（ ）
A．原子核发生衰变所释放的射线中一定有高速运动的电子
B．原子核发生衰变所释放的射线中一定有高速运动的氦原子核
C．衰变成经过了2次衰变和4次衰变
D．衰变成经过了4次衰变和2次衰变
2．在控制气候变和减少碳排放的路上，核能不可或缺。核裂变和核聚变技术不断革新，其中包括：第四代核裂变反应堆小型模块化反应堆核聚变反应堆核心技术的突破。下列核反应方程中，X为正电子的是（ ）
A．
B．
C．
D．
3．下列说法正确的是（ ）
A．经过6次衰变和5次衰变后成为稳定的原子核
B．当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用红光照射也一定会有电子逸出
C．核力是弱相互作用的一种表现，在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多，其作用范围在
D．原子从能级状态跃迁到能级状态时发射波长为的光子，原子从能级状态跃迁到能级状态时吸收，已知。那么原子从态跃迁到到能级状态时将要吸收波长的光子
4．放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中（ ）
A．C为氦原子核组成的粒子流
B．B为比X射线波长更长的光子流
C．B为比X射线波长更短的光子流
D．A为高速电子组成的电子流
5．下列说法正确的是（ ）
A．在光电效应实验中，用不同频率的光照射同一金属表面，光强越强，产生的光电子的最大初动能一定越大
B．当氢原子从的能级跃迁到的能级时，需要吸收光子
C．核反应方程，
是中子
D．氡原子核的半衰期为3.8天，16个氡原子核经过7.6天一定只剩下4个未发生衰变
6．放射性元素钋发生衰变时，会产生和一种未知粒子，并放出射线，其核反应方程为，则（ ）
A．原子核的中子数为206
B．利用射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，所以人体可以经常照射
C．射线的电离作用很强，可用来消除有害静电
D．为防止射线泄漏，可将放射性元素钋密封于铅盒中
二、多选题
7．静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示(图中直径没有按比例画)，则( )
A．粒子和反冲核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是90
C．反冲核的核电荷数是88
D．粒子和反冲核的速度之比为1：88
8．一静止的原子核发生了某种衰变，衰变方程为→＋X，其中X是未知粒子，下列说法正确的是（ ）
A．发生的是α衰变
B．发生的是β衰变
C．衰变后新核和粒子X的动能相等
D．衰变后新核和粒子X的动量大小相等
9．静止的原子核在磁场中发生衰变后运动轨迹如图所示，大、小圆半径分别为R1、R2，则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值判断正确的是（ ）
A．―→＋
B．―→＋
C．R1∶R2=84∶1
D．R1∶R2=207∶4
10．装修中用到的某些含有Th（钍）的花岗岩会释放出放射性惰性气体Rn（氡），核反应方程为：，而氡会继续发生衰变，放出、、射线，这些射线可能会诱发呼吸道方面的疾病，甚至会导致细胞发生癌变。下列说法正确的是（ ）
A．方程中x=3，y是电子
B．方程中x=2，y是中子
C．1000个氡经过一个半衰期后还剩下500个
D．上述核反应方程中，中子总数减少了2个
三、填空题
11．同位素这个概念是1913年英国科学家索迪提出的。许多元素都存在同位素现象，在目前已发现的114种元素中，稳定同位素约300多种，而放射性同位素达1500种，而且大多数是人工制造的。
（1）中国科学院近代物理研究所的科学家利用兰州重离子加速器在重质量半中子区首次制得镤元素的一种同位素（234Pa）。已知Th（钍）―→Pa（镤）＋e（电子），则Pa原子核里的中子数应为________。
（2）1934年，科学家在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是拿走α放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期。
①写出α粒子轰击铝箔（Al）产生中子的核反应方程式________，并请写出核反应和一般化学反应的不同点________（请答3点）；
②上述产生的具有放射性的同位素叫放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式________。
12．2012年9月25日我国首艘航母“辽宁舰”正式服役．可控核反应堆是驱动航空母舰的理想设备，其工作原理是利用重核裂变反应释放出大量核能获得动力．是若干核反应的一种，其中为中子，X为待求粒子，y为X的个数，则X是__________________(填“质子”“中子”或“电子”)，y=__________________．
四、解答题
13．原子核的衰变过程遵守一系列的守恒定律，如电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒和能量守恒等，利用磁场研究原子核衰变是一种常用的方法，可以研究各种基本粒子的性质。现有一个在匀强磁场中原来速度几乎为0的放射性原子核W衰变为两个粒子A和B，衰变后粒子A和B运动速度方向和磁场方向垂直，粒子A和B分别做匀速圆周运动。已知粒子A和B的电荷数之比与质量数之比分别为qA：qB＝1：45，mA：mB＝2：117。已知该衰变过程中的质量亏损为△m，光速为c，设该衰变过程释放的核能都转化为粒子的动能。求：
(1)首先请判断该衰变为α衰变还是β衰变，然后定性画出衰变后两个粒子形成的运动轨迹；
(2)粒子A和B做匀速圆周运动的半径之比；
(3)粒子A的动能EkA。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。
一、原子核的组成
1．C
【详解】
A．α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，A错误；
B．光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，B错误；
C．天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化。C正确；
D．是氢原子内的电子在不同能级跃迁时所发射或吸收不同波长、能量的光子而得到的光谱，没有涉及到原子核的变化，D错误。
故选C。
2．C
【详解】
根据原子核的表示方法得中性原子的核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－67＝99，故选项C正确，ABD错误。
故选C。
3．D
【详解】
由题意可知，该原子的质子数为88，质量数为226，根据中子数等于质量数减去质子数，可知该原子的中子数为
故质子数为88，中子数为138，故选D。
4．B
【解析】
【详解】
A.
由图和玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，故A错误；
B.
光电效应实验说明了光具有粒子性，爱因斯坦在光的粒子性和普朗克量子理论的基础上，提出了光子学说，建立了光电效应方程，故B正确；
C.
根据左手定则，a为α射线、b为γ射线、c为β射线，且a射线的电离能力最强，b射线的穿透能力最强，故C错误；
D.
卢瑟福发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的几乎全部质量和所有正电荷主要集中在很小的核上，提出了原子的核式结构模型，故D错误。
故选：B。
二、放射性元素的衰变
1．D
【详解】
AB.原子核发生α衰变所释放的射线中一定有高速运动的氦原子核，原子核发生β衰变所释放的射线中一定有高速运动的电子，故AB错误；
CD．设衰变成经过m次α衰变和n次β衰变，则根据电荷数和质量数守恒条件可得238-4m=222，92-2m+n=86，解得m=4，n=2，故C错误，D正确。
故选D。
2．C
【详解】
A．由质量数和电荷数守恒可得，A项中的X的电荷数为0，质量数为，故A错误；
B．由质量数和电荷数守恒可得，B项中的X的电荷数为0，质量数为1即为中子，故B错误；
C．由质量数和电荷数守恒可得，C项中的X的电荷数为1，质量数为0即为正电子，故C正确；
D．由质量数和电荷数守恒可得，D项中的X的电荷数为1，质量数为1即为质子，故D错误。
故选C。
3．D
【详解】
．发生衰变是放出，发生衰变是放出电子，设发生了次衰变和次衰变，则根据质量数和电荷数守恒有
解得，，故衰变过程中共有6次衰变和4次衰变，错误；
B．发生光电效应的条件是入射光的频率等于金属的极限频率，红光的频率小于蓝光，所以当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出，则改用红光照射不一定会有电子逸出，B错误；
C．核力是核子之间的作用力，它是核子组成稳定的原子核的非常巨大的力，是一种强相互作用，主要是吸引力，比库仑力大得多，其作用范围在，C错误；
D．原子从能级状态跃迁到能级状态时发射波长为的光子；原子从能级状态跃迁到能级状态时吸收波长为的光子，已知。根据玻尔理论得
联立上三式得，D正确。
故选D。
4．C
【详解】
根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B射线在电场中不偏转，所以是γ射线，为比X射线波长更短的光子流；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线。
故选C。
5．B
【详解】
A．光强越强，产生的光电流越大，而光的频率越高，光电子的最大初动能才一定越大，故A错误；
B．从低能级向高能级跃迁时要吸收能量，即需要吸收光子，故B正确；
C．依据核反应书写规律，质量数与质子数守恒，则有，是电子，故C错误；
D．半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故D错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．根据核反应方程遵循质量数守恒有，则中的中子数为，故A错误；
B．大剂量的射线照射会对人体和动物造成某些损害，放射性元素也能损伤遗传物质，引起基因突变和染色体畸变，使一代甚至几代受害，故B错误；
C．射线的穿透作用很强，射线的电离作用很强，故C错误；
D．为了防止射线的泄漏，可将放射性元素密封于铅盒中以避免射线对人体造成伤害和放射性物质对环境造成放射性污染，故D正确。
故选D。
7．ABC
【详解】
A．原子核发生α衰变过程系统动量守恒，原子核初动量为零，由动量守恒定律可知，系统末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量p大小相等，方向相反，
A正确；
BC．衰变后粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子的轨道半径
对反冲核的轨道半径
由题意可知
解得
反冲核的核电荷数为
BC正确；
D．粒子的动量为
由于两粒子动量p大小相等，则它们的速度大小与质量成反比，由于不知道两粒子间的质量关系，则无法确定两粒子的速度关系，D错误。
故选ABC。
8．AD
【详解】
AB．据质量数守恒可知X的质量数
m=238－234=4
电荷数
z=92－90=2
可知X是α粒子，发生的衰变是α衰变，故A正确，B错误；
CD．根据动量守恒可知，该过程中衰变后新核和粒子X的动量大小相等，粒子与新核的动能
由于二者的动量大小相等，而二者的质量不相等，所以二者的动能也不相等，故C错误，D正确。
故选AD。
9．BC
【详解】
AB．发生衰变之后，两个粒子的动量大小相同，速度相反，运动轨迹是内切圆，说明两个粒子的电性相反，选项A错误，B正确；
CD．洛伦兹力充当向心力
可得
半径之比等于电荷量的反比，即
R1∶R2=84∶1
选项C正确，D错误；
故选BC。
10．AD
【详解】
AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，因He质量数为4，电荷数为2，可判断方程中x=3，y是电子，该反应为衰变方程，不可能出现中子，选项A正确，B错误；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核衰变不适应，选项C错误；
D．上述核反应为
反应前中子数为232-90=142，反应后中子数为（220-86）+3（4-2）=140，即中子总数减少了2个，选项D正确。
故选AD。
11．143
AI＋He―→P＋n
见解析
P―→Si＋e
【详解】
（1）[1]由方程两边的质量数和电荷数相同，可知237Pa中质子数为91，则中子数为
234－91＝143
（2）①[2]铝核被α粒子击中后产生中子的反应为
AI＋He―→P＋n
[3]核反应和一般化学反应的不同点：核反应是原子层次上的变化，而化学反应是分子层次上的变化（或核反应前后元素发生变化，化学反应前后则元素种类不变）；核反应是核子的重新组合，化学反应是原子的重新组合；同一元素的不同同位素，它们的化学性质是相同的，但它们的核反应性质是不同的。
②[4]P是磷的一种同位素，也有放射性，像天然放射性元素一样发生衰变，衰变时放出正电子，该反应为
P―→Si＋e
12．中子
3
【详解】
略
13．(1)
α衰变，；(2)
45：1；(3)
△mc2
【详解】
(1)由于β粒子的质量数为零，所以根据质量数之比mA：mB＝2：117，可判断该衰变为?衰变，衰变后两个粒子形成的两个外切的轨迹圆如图所示：
(2)根据洛伦兹力提供向心力可得
qvB＝m
得
R＝
根据动量守恒定律可得二者的动量大小相等，所以
＝＝45：1
(3)由动能和动量的关系
Ek＝
得
＝
衰变后总动能
Ek＝△mc2＝EkA+EkB
所以
＝＝△mc2
答案第2页，总2页
