鲁科版物理选修3-5新素养讲义第3章原子核与放射性章末过关检测（三）Word版含答案

章末过关检测(三)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)eq\a\vs4\al(1.)在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的是()A．查德威克通过研究阴极射线发现了电子B．汤姆孙首先提出了原子的核式结构学说C．居里夫人首先发现了天然放射现象D．卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子解析：选D.汤姆孙研究阴极射线发现了电子，A错；卢瑟福首先提出了原子的核式结构学说，B错；贝克勒尔首先发现了天然放射现象，C错．eq\a\vs4\al(2.)下列核反应方程中，属于α衰变的是()A.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HB.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeC.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e解析：选B.α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(eq\o\al(4,2)He)的核反应，选项B正确．3．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.eq\o\al(210,83)Bi的半衰期是5天，100克eq\o\al(210,83)Bi经过10天后还剩下50克解析：选B.β射线是高速电子流，而γ射线是一种电磁波，选项A错误；氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C错误；10天为两个半衰期，剩余的eq\o\al(210,83)Bi为100×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(\f(t,τ))g＝100×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(2)g＝25g，选项D错误．eq\a\vs4\al(4.)下列说法正确的是()A．α射线与γ射线都是电磁波B．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C．用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D．原子核经过衰变生成新核，则新核的质量数总等于原核的质量数解析：选C.α射线为粒子流，γ射线为电磁波，故A错误；β射线来自原子核内部，不是核外电子电离产生的，故B错误；据放射性元素的衰变规律可知C项正确；由衰变的规律可知D项错误．eq\a\vs4\al(5.)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是()A．人类可以通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢B．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核C．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强D．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的解析：选D.半衰期是原子核固有的，人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢，选项A错误；半衰期是大量原子核统计得出的，对少量原子核不适用，选项B错误；β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，γ射线穿透本领比β射线强，选项C错误；碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，选项D正确．eq\a\vs4\al(6.)静止eq\o\al(218,84)Po核发生α衰变，放射出的α粒子的动能为Ek1，衰变后产生的新核的动能为Ek2，则Ek1∶Ek2的值为()A．107∶2 B．2∶107C．1∶82 D．41∶2解析：选A.衰变过程质量数守恒，动量也守恒，则α粒子的质量与新核质量之比m1∶m2＝2∶107.由p＝mv及Ek＝eq\f(1,2)mv2得，Ek＝eq\f(p2,2m)，则Ek1∶Ek2＝107∶2，A正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)eq\a\vs4\al(7.)在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核的轨迹是两个相切的圆，圆的半径比为5∶1，如图所示，那么碳的衰变方程是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)BeB.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(14,5)BC.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)ND.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)B解析：选BD.由于两个轨迹为外切圆，所以放出的粒子和反冲核速度方向相反，由左手定则可知它们均带正电荷．而衰变过程中两核的动量守恒，即两核的动量大小相等，方向相反，即m1v1＝m2v2，由于qvB＝eq\f(mv2,R)则q＝eq\f(mv,BR)，知半径之比R1∶R2＝5∶1，则它们的电荷量之比为q1∶q2＝R2∶R1＝1∶5，B、D项正确．eq\a\vs4\al(8.)地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算．测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数．由此可以判断出()A．铀238的半衰期为90亿年B．地球的年龄大致为45亿年C．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶3D．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶2解析：选BC.据题意岩石中铀含量是形成初期的eq\f(1,2)，即有半数发生衰变，由图象eq\f(N,N0)＝eq\f(1,2)时时间为45亿年，即是半衰期也是地球的大致年龄，故B正确，A错误；90亿年时有eq\f(3,4)的铀衰变为铅，故铀、铅原子数之比为1∶3，所以C正确，D错误．eq\a\vs4\al(9.)重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从eq\o\al(238,92)U开始到稳定的eq\o\al(208,82)Pb为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从eq\o\al(237,93)Np开始到稳定的eq\o\al(209,83)Bi为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出eq\o\al(237,93)Np后才发现的，下面的说法正确的是()A．Np237系列中所有放射性元素的质量数都等于4n＋1(n等于正整数)B．从eq\o\al(237,93)Np到eq\o\al(209,83)Bi，共发生7次α衰变和4次β衰变C．可能Np237系列中的所有放射性元素的半衰期对于地球年龄都比较短D．天然的Np237系列中的放射性元素在地球上从来就没有出现过解析：选ABC.从eq\o\al(237,93)Np开始到eq\o\al(209,83)Bi，质量数减少28，所以发生7次α衰变，电荷数减少10，所以还发生4次β衰变，并且所有放射性元素的质量数都等于4n＋1(n等于正整数)．对于C、D选项我们要注意关键词“可能”与“从来”就很容易判断了．10．关于核反应方程eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋X＋ΔE(ΔE为释放出的核能，X为新生成粒子)，已知eq\o\al(234,90)Th的半衰期为T，则下列说法正确的是()A.eq\o\al(234,91)Pa没有放射性B.eq\o\al(234,91)Pa比eq\o\al(234,90)Th少1个中子，X粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变C．N0个eq\o\al(234,90)Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为eq\f(3,4)N0ΔE(N0数值很大)D.eq\o\al(234,90)Th的比结合能为eq\f(ΔE,234)解析：选BC.原子序数大于或等于83的元素都有放射性，A错误；X粒子是电子，它是由中子衰变成一个质子而放出的，所以此核反应为β衰变，B正确；有半数原子核发生衰变的时间为半衰期，N0个eq\o\al(234,90)Th经2T时间发生两次衰变，C正确；ΔE不是eq\o\al(234,90)Th原子核分解成自由核子的结合能，故D错误．三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)eq\a\vs4\al(11.)(10分)一个原子核A经过5次α衰变，成为B，再经过4次β衰变成为C，则核A的质子数比核C的质子数多几个？核A的中子数比核C的中子数多几个？解析：A到C的核反应方程为：eq\o\al(y,x)Aeq\o(→,\s\up7(5α))eq\a\vs4\al(eq\o\al(y－20,x－10))Beq\o(→,\s\up7(4β))eq\a\vs4\al(eq\o\al(y－20,x－10＋4))C因此A的质子数比C多6个，A的中子数比C多14个．答案：6个14个12．(14分)已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？(2)镭核的核电荷数和所带电荷量是多少？(3)eq\o\al(228,88)Ra是镭的一种同位素，让eq\o\al(226,88)Ra和eq\o\al(228,88)Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们的运动轨道半径之比是多少？解析：(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和质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.(2)镭核的核电荷数Z＝88，镭核所带电核量为Q＝Ze＝88×1.6×10－19C＝1.408×10－17C.(3)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，故有qvB＝meq\f(v2,r)，解得r＝eq\f(mv,qB).两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故eq\f(r226,r228)＝eq\f(226,228)＝eq\f(113,114).答案：(1)88138(2)881.408×10－17C(3)eq\f(113,114)eq\a\vs4\al(13.)(16分)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示)，今测得两个相切圆半径之比44∶1，求：(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？(2)图中哪一个圆是α粒子的径迹．(说明理由)解析：(1)设衰变后新生核的电荷量为q1，α粒子的电荷量为q2＝2e，它们的质量分别为m1