高考物理選修知識(shí)點(diǎn)鞏固練習(xí)原子核的基礎(chǔ)知識(shí)

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題 1．關(guān)于質(zhì)子與中子，下列說法中正確的是（ ）． A．原子核由質(zhì)子和中子組成 B．質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子 C．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在 D．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，并預(yù)言了質(zhì)子的存在 2．某種元素的原子核用表示，下列說法正確的是（ ）． A．原子核的質(zhì)子數(shù)為Z，中子數(shù)為A B．原子核的質(zhì)子數(shù)為Z，中子數(shù)為A－Z C．原子核的質(zhì)子數(shù)為A，中子數(shù)為Z D．原子核的質(zhì)子數(shù)為A－Z，中子數(shù)為Z 3．下列哪些事實(shí)表明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)？（ ） A．粒子的散射實(shí)驗(yàn) B．天然放射現(xiàn)象

2、 C．陰極射線的發(fā)現(xiàn) D．X射線的發(fā)現(xiàn) 4．一放射源放射出某種或多種射線，當(dāng)用一張薄紙放在放射源的前面時(shí)，強(qiáng)度減為原來的，而當(dāng)用1 cm厚的鋁片放在放射源前時(shí)，射線的強(qiáng)度減小到幾乎為零．由此可知，該放射源所射出的（ ）． A．僅是僅射線 B．僅是β射線 C．是射線和β射線 D．是射線和γ射線 5．如圖所示，天然放射性元素放出、β、γ三種射線，同時(shí)射入互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．射入時(shí)速度方向和電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向都垂直，進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后發(fā)現(xiàn)β射線和γ射線都沿直線前進(jìn)，則射線（ ）． A．向右偏 B

3、．向左偏 C．直線前進(jìn) D．無法判定 6．下列說法中正確的是（ ）． A．質(zhì)子與中子的質(zhì)量不等，但質(zhì)量數(shù)相等 B．兩個(gè)質(zhì)子之間，不管距離如何，核力總是大于庫侖力 C．同一種元素的原子核有相同的質(zhì)量數(shù)，但中子數(shù)可以不同 D．除萬有引力外，兩個(gè)中子之間不存在其他相互作用力 7．關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是（ ）． A．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小 B．B衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的 C．在、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，射線的電離能力最強(qiáng)

4、 D．鈾核（）衰變?yōu)殂U核（）的過程中，要經(jīng)過8次衰變和10次β衰變 8、(2015 豐臺(tái)區(qū)二模)下列關(guān)于α粒子的說法正確的是( ) A. 物理學(xué)家盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明了原子核內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) B. 原子核放出α粒子即α衰變，α衰變的核反應(yīng)方程式為 C. 原子核放出α粒子即α衰變，α衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子轉(zhuǎn)化一個(gè)質(zhì)子和電子 D. 比較α、β、γ三種射線，由α粒子組成的α射線，電離能力最弱、穿透能力最強(qiáng) 9、(2015 北京朝陽二模)在下列四個(gè)核反應(yīng)方程中，符號(hào)“X”表示中子的是（ ） A． B． C． D． 10、(2015

5、豐臺(tái)區(qū)二模)K－介子衰變的方程為其中K－介子和π－介子帶負(fù)的基本電荷，π0介子不帶電。一個(gè)K－介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π－介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點(diǎn)相切，它們的半徑RK－與Rπ－之比為2：1，π0介子的軌跡未畫出。由此可知π－的動(dòng)量大小與π0的動(dòng)量大小之比為（ ） A．1：1　　 B．1：2　　 C．1：3　　 D．1：6 11．圖中R是一種放射性物質(zhì)，虛線方框內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，LL＇是厚紙板，MM＇是熒光屏，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)在熒光屏的O、P兩點(diǎn)處有亮斑，則此時(shí)磁場(chǎng)的方向、到達(dá)O點(diǎn)的射線、到達(dá)P點(diǎn)的射線應(yīng)為（

6、）． A．向上，β，βγ B．向下，，β C．垂直紙面向里，γ，β D．垂直紙面向外，γ， 12．一個(gè)靜止的放射性同位素的原子核衰變?yōu)?，另一個(gè)靜止的天然放射性元素的原子核衰變?yōu)椋谕淮艌?chǎng)中，得到衰變后粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡1、2、3、4，如圖所示，則這四條徑跡依次是（ ）． A．電子、、、正電子 B．、電子、正電子、 C．、正電子、電子、 D．正電子、、、電子 13．根據(jù)布拉凱特的充氮云室實(shí)驗(yàn)可知（ ）． A．質(zhì)子是直接從氮核中打出來的

7、 B．粒子打進(jìn)氮核后形成一個(gè)復(fù)核，這個(gè)復(fù)核放出一個(gè)質(zhì)子 C．云室照片中短而粗的是質(zhì)子的徑跡 D．云室照片中短而粗的是儀粒子的徑跡 14．如圖所示為盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)裝置，M是顯微鏡，S是閃光屏，窗口F處裝鋁箔，氮?dú)鈴拈y門T充入，A是放射源，在觀察由質(zhì)子引起的閃爍之前需進(jìn)行必要調(diào)整的是（ ）． A．充入氮?dú)夂?，調(diào)整鋁箔厚度，使S上有粒子引起的閃爍 B．充入氮?dú)夂螅{(diào)整鋁箔厚度，使S上見不到質(zhì)子引起的閃爍 c．充人氮?dú)馇?，調(diào)整鋁箔厚度，使S上能見到質(zhì)子引起的閃爍 D．充入氮?dú)馇?，調(diào)整鋁箔厚度

8、，使S上見不到粒子引起的閃爍 15．為了說明用粒子轟擊氮，打出了質(zhì)子是怎樣的一個(gè)物理過程，布拉凱特在充氮云室中，用僅粒子轟擊氮，在他拍攝的二萬多張照片中，終于從四十多萬條粒子徑跡中發(fā)現(xiàn)了8條產(chǎn)生分叉，這一實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明了（ ）． A．粒子的數(shù)目很少，與氮發(fā)生相互作用的機(jī)會(huì)很少 B．氮?dú)獾拿芏群苄。Ｗ优c氮接觸的機(jī)會(huì)很少 C．氮核很小，儀粒子接近氮核的機(jī)會(huì)很少 D．氮?dú)夂土Ｗ拥拿芏榷己苄?，致使它們接近的機(jī)會(huì)很少 16．目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會(huì)

9、釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放射出、β、射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說法正確的是（ ）． A．氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下一個(gè)原子核了 B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的 C．射線一般伴隨著或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱 D．發(fā)生衰變時(shí)，生成核與原來的核相比，中子數(shù)減少了4個(gè) 17．聯(lián)合國環(huán)境公署對(duì)科索沃地區(qū)的調(diào)查表明，北約對(duì)南聯(lián)盟進(jìn)行的轟炸中，大量使用了貧鈾炸彈，貧鈾是從金屬鈾

10、中提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分為鈾238．貧軸炸彈貫穿力是常規(guī)炸彈的9倍，殺傷力極大而且殘留物可長(zhǎng)期危害環(huán)境，下列關(guān)于其殘留物長(zhǎng)期危害環(huán)境的理由正確的是（ ）． A．爆炸后的彈片存在放射性，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害 B．爆炸后的彈片不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害 C．鈾238的衰變速度很快 D．鈾的半衰期很長(zhǎng) 18．下列有關(guān)放射性同位素的說法中正確的是（ ）． A．與互為同位素 B．與其同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì) C．用制成化合物后它的半衰期變短 D．含有的磷肥釋放正電子，可用來作示蹤原子

11、，以便觀察磷肥對(duì)植物的影響 19．用“刀”治療腫瘤，不用麻醉，病人在清醒的狀態(tài)下經(jīng)較短時(shí)間可完成手術(shù)，在此過程中，主要利用的是（ ）． ①射線具有極強(qiáng)的穿透本領(lǐng)；②射線很容易地繞過障礙物到達(dá)病灶區(qū)域；③射線具有很強(qiáng)的電離能力，從而使癌細(xì)胞電離而被破壞；④射線具有很高的能量． A．①② B．②③ C．①②③ D．①④ 20．1992年1月初，美國前總統(tǒng)老布什應(yīng)邀訪日，在歡迎宴會(huì)上，突然發(fā)病昏厥．美國政府將他急送回國，醫(yī)生用123I進(jìn)行診斷，通過體外跟蹤，迅速查出病因，使其很快恢復(fù)健康，123I的特性是（ ）． A．半衰期長(zhǎng)，

12、并迅速從體內(nèi)清除 B．半衰期長(zhǎng)，并緩慢從體內(nèi)清除 C．半衰期短，并迅速從體內(nèi)清除 D．半衰期短，并緩慢從體內(nèi)清除 二、填空題 21．有關(guān)、、三種同位素的比較，試回答下列問題： （1）三種同位素哪一種粒子是不相同的？（ ） A．質(zhì)子 B．中子 C．電子 （2）三種同位素中，哪一個(gè)質(zhì)量最大？________． （3）三種同位素的化學(xué)性質(zhì)是否相同？________． 三、解答題 22．某放射性元素原為8 g，經(jīng)6天時(shí)間已有6 g發(fā)生了衰變，此后它再衰變1 g，還需要幾天？ 23．原來靜止的鈾和同時(shí)在同一勻

13、強(qiáng)磁場(chǎng)中，由于衰變而開始做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．鈾238發(fā)生了一次衰變，釷234發(fā)生了一次β衰變． （1）試畫出鈾238發(fā)生一次衰變時(shí)所產(chǎn)生的新核及粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖； （2）試畫出釷234發(fā)生一次β衰變時(shí)所產(chǎn)生的新核及β粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖． 24．1934年，約里奧·居里和伊麗芙·居里夫婦在用粒于轟擊鋁箔時(shí)，除了測(cè)到預(yù)料中的中子外，還探測(cè)到了正電子．正電子的質(zhì)量跟電子的質(zhì)量相同，帶一個(gè)單位的正電荷，跟電子的電性正好相反，是電子的反粒子，更意外的是，拿走放射源以后，鋁箔雖不再發(fā)射中子，但仍然繼續(xù)發(fā)射正電子，而且這種放射性也有一定的半衰期．原來，鋁箔被粒子

14、擊中后發(fā)生了如下反應(yīng)．這里的就是一種人工放射性同位素，正電子就是它衰變過程中放射出來的． （1）寫出放射性同位素放出正電子的核反應(yīng)方程； （2）放射性同位素放出正電子的衰變稱為正衰變，我們知道原子核內(nèi)只有中子和質(zhì)子，那么正β衰變中的正電子從何而來？ 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】A、B、C 【解析】原子核內(nèi)存在質(zhì)子和中子，中子和質(zhì)子統(tǒng)稱為核子，盧瑟福只發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在． 2．【答案】B 【解析】明確原子核的符號(hào)的含義：A表示質(zhì)量數(shù)，Z表示質(zhì)子數(shù)，則中子數(shù)為A－Z，所以B正確． 3．【答案】B 【解析】因?yàn)樘烊环派洮F(xiàn)象是

15、指從原子核里自發(fā)地發(fā)出射線來，表明了原子核還有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)． 4．【答案】C 【解析】三種射線中，γ射線貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板．本題中用1 cm厚的鋁片即能擋住射線，說明射線中不含γ射線．用薄紙便可擋住部分射線，說明射線中含有貫穿本領(lǐng)較小的射線．同時(shí)有大部分射線穿過薄紙，說明含有β射線． 【點(diǎn)撥】從三種射線的貫穿能力的大小方面分析問題． 5．【答案】A 【解析】γ射線在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中不受力，所以沿直線前進(jìn)．β射線在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中受到一對(duì)平衡力而沿直線運(yùn)動(dòng)，即向左的電場(chǎng)力和向右的洛倫茲力大小相等、方向相反．即Bqv=Eq，所以．而粒子的速度遠(yuǎn)小于β射線中電子的速度，

16、所以向右的電場(chǎng)力遠(yuǎn)大于向左的洛倫茲力，粒子向右偏，A正確． 6．【答案】A 【解析】質(zhì)子與中子質(zhì)量數(shù)相同，各自質(zhì)量不等，A項(xiàng)正確；粒子之間的核力隨距離變化，并不總大于庫侖力。故B錯(cuò)；同位素之間核電荷數(shù)相同，中子數(shù)不同，質(zhì)量數(shù)不相同，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；核子之間除萬有引力之外，還存在核力、庫侖力，故D錯(cuò)． 7．【答案】B、C 【解析】半衰期是由放射性元素原子核的內(nèi)部因素所決定，跟元素的化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)等因素?zé)o關(guān)，A錯(cuò)；β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的，，B對(duì)；根據(jù)三種射線的物理性質(zhì)，C對(duì)；的質(zhì)子數(shù)為92，中子數(shù)為146，的質(zhì)子數(shù)為82，中子數(shù)為124，因而鉛核比

17、鈾核少10個(gè)質(zhì)子，22個(gè)中子．注意到一次儀衰變質(zhì)量數(shù)減少4，故衰變的次數(shù)為次．再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判定β衰變的次數(shù)y應(yīng)滿足2x－y+82=92，y=2x－10=6次． 8、【答案】B 【解析】物理學(xué)家盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)說明了原子內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，不能說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤；原子核放出粒子即衰變，新核質(zhì)量數(shù)減少4，質(zhì)子數(shù)減少2，故B正確；衰變是一種放射性衰變。在此過程中，一個(gè)原子核釋放一個(gè)粒子，并且轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2的新原子核，故C錯(cuò)誤；、、三種射線，由粒子組成的射線，電離能力最強(qiáng)、穿透能力最弱，穿透能力最強(qiáng)，故D錯(cuò)誤。 9、【答案】C

18、 【解析】由核反應(yīng)過程中，電荷守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知：C選項(xiàng)中X的質(zhì)量數(shù)為1，核電荷數(shù)為0，即X為中子，故選C 10、【答案】C 【解析】介子與介子均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，有： 故動(dòng)量：，因而： 根據(jù)動(dòng)量守恒定律，有：，故，故選C 11．【答案】C 12．【答案】B 【解析】（-電子），產(chǎn)生的兩個(gè)粒子，都帶正電，應(yīng)是外切圓，由，電荷量大的半徑小，故3是正電子，4是．（電子），產(chǎn)生的兩個(gè)粒子，一個(gè)帶正電，一個(gè)帶負(fù)電，應(yīng)是內(nèi)切圓，由知，電荷量大的半徑小，故1是，2是電子．故B項(xiàng)正確． 13．【答案】B 【解析】粒子轟擊氯核滿足動(dòng)量守恒，若直接打出質(zhì)子則質(zhì)子運(yùn)

19、動(dòng)方向與粒子運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)一致，但實(shí)驗(yàn)中不是這樣，徑跡分叉，即質(zhì)子與粒子運(yùn)動(dòng)方向不一致，所以應(yīng)是先形成一個(gè)復(fù)核，再由復(fù)核中放出一個(gè)質(zhì)子，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤，B選項(xiàng)正確；在云室中，徑跡粗細(xì)反映粒子的電離本領(lǐng)的強(qiáng)弱，徑跡長(zhǎng)短反映粒子的貫穿本領(lǐng)的強(qiáng)弱，所以粗而短的是新核的徑跡．細(xì)而長(zhǎng)的是質(zhì)子的徑跡，所以C、D兩項(xiàng)都錯(cuò)誤． 14．【答案】D 【解析】實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖怯^察粒子轟擊氯核后產(chǎn)生的新核并放出質(zhì)子，所以實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)整鋁箔厚度，恰使粒子不能透過，但質(zhì)子仍能透過，所以D選項(xiàng)正確。 15．【答案】C 【解析】氮核很小，所以粒子接近氮核的機(jī)會(huì)很少，從而發(fā)生核反應(yīng)并使徑跡分叉的機(jī)會(huì)很少，所以C選項(xiàng)正確．

20、 答案： 16．【答案】B、C 17．【答案】A、D 【解析】鈾238的半衰期很長(zhǎng)，所以會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害． 18．【答案】B、D 【解析】由于同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)，故具有相同的化學(xué)性質(zhì)，A錯(cuò)，B對(duì)． 19．【答案】D 【解析】射線具有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)，并且有很高的能量，能很容易到達(dá)病灶區(qū)域，使癌細(xì)胞活動(dòng)受到抑制或使其死亡．故①④項(xiàng)正確，故D正確． 20．【答案】C 【解析】用123I作為示蹤原子，是因?yàn)榘胨テ诙?，很短的時(shí)間內(nèi)都衰變完，迅速從體內(nèi)清除．故C正確． 二、填空題 21．【答案】（1）B （2） （3）相同 【解析】（1）同位素質(zhì)

21、子數(shù)相同，中子數(shù)不同．核外電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相同，故不相同的是中子．（2）、、的質(zhì)量數(shù)分別是16、17、18，故質(zhì)量最大．（3）三種同位素質(zhì)子數(shù)相同，故化學(xué)性質(zhì)相同． 三、解答題 22．【答案】見解析。 【解析】8 g放射性元素已衰變了6 g，還有2 g沒有衰變，現(xiàn)在要求在2 g的基礎(chǔ)上再衰變1 g，即再衰變一半，故找出元素衰變的半衰期就可得結(jié)論． 由半衰期公式 ，得 ，， 即放射性元素從8 g變?yōu)? g余下2 g時(shí)需要2個(gè)半衰期． 因?yàn)閠=6天，所以天，即半衰期是3天，而余下的2 g衰變1 g需1個(gè)半衰期T=3天． 故此后它衰變1 g還需3天． 2

22、3．【答案】見解析。 【解析】（1）鈾238發(fā)生衰變時(shí)，由于放出粒子而產(chǎn)生了新核，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，它們的總動(dòng)量為零，即： m1v1－m2v2=0． 因?yàn)樗鼈兌紟д?，衰變后的速度正好相反，所以，受到的洛倫茲力方向也相反，因而決定了它們做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡圓是外切的．它們做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供．即，所以．又因?yàn)閙1v1=m2v2．所以，由于q1=2，q2=92－2=90，因而．如圖1所示，其中軌道a為粒子的徑跡，軌道半徑為R1，軌道b為新核的徑跡，其軌道半徑為R2（R1＞R2）． （2）同理，釷234發(fā)生一次β衰變放出的β粒子與產(chǎn)生的新核的動(dòng)量大小相等，方向相反，即總動(dòng)量為零．可是，β粒子帶負(fù)電，新核帶正電，它們衰變后的速度方向相反，但受的洛倫茲力方向相同。所以，它們的兩個(gè)軌跡圓是內(nèi)切的，且β粒子的軌道半徑大于新核的軌道半徑，它們的軌跡示意圖如圖2所示，其中，C為β粒子的徑跡，d為新核的徑跡． 24．【答案】見解析。 【解析】（1）正β衰變過程質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)也守恒，放出正電子的核反應(yīng)方程為，可見正β衰變后新核質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)減1． （2）原子核內(nèi)只有質(zhì)子和中子，沒有電子，也沒有正電子，正β衰變是原子核內(nèi)的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)換成一個(gè)中子，同時(shí)放出一個(gè)正電子，反應(yīng)方程：．