第4章 從原子核到夸克章末檢測(cè)試卷(四)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分，其中17題為單項(xiàng)選擇題，812題為多項(xiàng)選擇題)1下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是()A粒子散射現(xiàn)象B天然放射現(xiàn)象C光電效應(yīng)現(xiàn)象D原子發(fā)光現(xiàn)象答案B解析粒子散射現(xiàn)象說(shuō)明了金箔原子中有一個(gè)很小的核；光電效應(yīng)現(xiàn)象說(shuō)明了光的粒子性，原子發(fā)光現(xiàn)象說(shuō)明核外電子躍遷具有量子化的特征；只有天然放射現(xiàn)象才能說(shuō)明原子核具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)B正確2下列與粒子相關(guān)的說(shuō)法中正確的是()A天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線速度與光速相當(dāng)，穿透能力很強(qiáng)B.U(鈾238)核放出一個(gè)粒子后就變?yōu)門h(釷234)核C高速粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應(yīng)方程為HeNOnD丹麥物理學(xué)家玻爾進(jìn)行了粒子散射實(shí)驗(yàn)并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型答案B解析粒子的速度是，A錯(cuò)；根據(jù)核反應(yīng)遵循的電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知，B對(duì)，C錯(cuò)；D項(xiàng)中應(yīng)是盧瑟福，D錯(cuò)3放射性元素(Rn)經(jīng)衰變成為釙(Po)，半衰期約為3.8天；但勘測(cè)表明，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代后，目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素Rn的礦石，其原因是()A目前地殼中的Rn主要來(lái)自于其他放射性元素的衰變B在地球形成的初期，地殼中元素Rn的含量足夠高C當(dāng)衰變產(chǎn)物Po積累到一定量以后，Po的增加會(huì)減慢Rn的衰變進(jìn)程D.Rn主要存在于地球深處的礦石中，溫度和壓力改變了它的半衰期答案A4人們?cè)诤Ｋ邪l(fā)現(xiàn)了放射性元素钚(Pu).Pu可由鈾239(U)經(jīng)過(guò)n次衰變而產(chǎn)生，則n為()A2B239C145D92答案A解析衰變規(guī)律是質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)增加1，Pu比U質(zhì)子數(shù)增加2，所以發(fā)生了2次衰變，A正確5物理學(xué)重視邏輯，崇尚理性，其理論總是建立在對(duì)事實(shí)觀察的基礎(chǔ)上下列說(shuō)法正確的是()A天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的B電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子具有核式結(jié)構(gòu)C粒子散射實(shí)驗(yàn)的重要發(fā)現(xiàn)是電荷是量子化的D密立根油滴實(shí)驗(yàn)表明核外電子的軌道是不連續(xù)的答案A解析放射現(xiàn)象中釋放出了其他粒子，說(shuō)明原子核內(nèi)部具有一定的結(jié)構(gòu)，A正確；電子的發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子是可以分割的，是由更小的微粒組成的，B錯(cuò)誤；粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆孫提出的棗糕式原子模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型，C錯(cuò)誤；密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)定了電子的電荷量，D錯(cuò)誤6在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)靜止的氡原子核(Rn)，由于衰變它放出一個(gè)粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個(gè)相互外切的圓，大圓與小圓的直徑之比為421，如圖1所示，那么氡核的衰變方程應(yīng)為()圖1A.RnFreB.RnPoHeC.RnAteD.RnAtH答案B解析由于粒子與反沖核的徑跡是外切的，據(jù)左手定則可知，該粒子一定帶正電由于粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等，據(jù)r，又由已知大圓與小圓的直徑之比為421，所以粒子與反沖核的電荷量之比為142，故B正確7如圖2甲是、三種射線穿透能力的示意圖，圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來(lái)檢查金屬內(nèi)部傷痕的示意圖，請(qǐng)問(wèn)圖乙中的檢查利用的射線是()圖2A射線B射線C射線D三種射線都可以答案C8對(duì)放射性的應(yīng)用和防護(hù)，下列說(shuō)法正確的是()A放射線能殺傷癌細(xì)胞或阻止癌細(xì)胞分裂，對(duì)人體的正常細(xì)胞不會(huì)有傷害作用B核工業(yè)廢料要放在厚厚的重金屬箱內(nèi)，沉于海底C射線探傷儀中的放射源必須存放在特制的容器里，而不能隨意放置D對(duì)可能有放射性污染的場(chǎng)所或物品進(jìn)行檢測(cè)是很有必要的答案BCD解析放射線能殺傷癌細(xì)胞或阻止癌細(xì)胞分裂，但也會(huì)對(duì)人體的正常細(xì)胞有傷害，選項(xiàng)A錯(cuò)正因?yàn)榉派湫跃哂袀ψ饔?，選項(xiàng)B、C、D均正確9天然放射性元素Th(釷)經(jīng)過(guò)一系列衰變和衰變之后，變成Pb(鉛)下列說(shuō)法中正確的是()A衰變的過(guò)程共有6次衰變和4次衰變B鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子C衰變所放出的電子來(lái)自原子核核外軌道D釷核比鉛核多24個(gè)中子答案AB解析由于衰變不會(huì)引起質(zhì)量數(shù)的減少，故可先根據(jù)質(zhì)量數(shù)的減少確定衰變的次數(shù)為：x6，再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來(lái)判定衰變的次數(shù)應(yīng)滿足：2xy90828，y2x84.釷232核中的中子數(shù)為23290142，鉛208核中的中子數(shù)為20882126，所以釷核比鉛核多16個(gè)中子，鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子衰變所放出的電子來(lái)自原子核內(nèi)，所以選項(xiàng)A、B正確10關(guān)于云室探測(cè)射線，下列說(shuō)法中正確的是()A云室內(nèi)充滿過(guò)飽和蒸氣，射線經(jīng)過(guò)時(shí)可顯示射線運(yùn)動(dòng)的軌跡B云室中徑跡直而清晰的是射線C云室中徑跡細(xì)而長(zhǎng)的是射線D云室中顯示粒子徑跡的原因是蒸氣電離，即使放入磁場(chǎng)中也無(wú)法判斷射線所帶電荷的正負(fù)答案AB解析云室內(nèi)充滿過(guò)飽和蒸氣，射線經(jīng)過(guò)時(shí)使氣體電離，凝結(jié)成霧滴，霧滴沿射線的路線排列，顯示出射線的徑跡，故選項(xiàng)A正確；由于粒子的質(zhì)量比較大，飛行時(shí)不易改變方向，電離本領(lǐng)大，產(chǎn)生的離子多，所以射線在云室中的徑跡直而清晰，則選項(xiàng)B正確；由于射線的電離本領(lǐng)很弱，所以在云室中一般看不到它的徑跡，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；把云室放在磁場(chǎng)中，由射線徑跡的彎曲方向就可判斷射線所帶電荷的正負(fù)，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤11美國(guó)科研人員正在研制一種新型鎳銅長(zhǎng)效電池，它是采用半衰期長(zhǎng)達(dá)100年的放射性同位素鎳63(Ni)和銅兩種金屬作為長(zhǎng)壽命電池的材料，利用鎳63發(fā)生衰變時(shí)釋放電子給銅片，把鎳63和銅片作電池兩極，外接負(fù)載為負(fù)載提供電能下面有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A鎳63的衰變方程是NiCueB鎳63的衰變方程是NiCueC外接負(fù)載時(shí)鎳63的電勢(shì)比銅片高D該電池內(nèi)電流方向是從銅片到鎳片答案CD解析鎳63的衰變方程為NiCue，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；電流方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿?dòng)方向，在電池內(nèi)部電流從銅片到鎳片，鎳片電勢(shì)高，選項(xiàng)C、D均正確12關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是()A利用射線使空氣電離，把靜電導(dǎo)走B利用射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加C利用射線來(lái)治療肺癌、食道癌等疾病D利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，作為示蹤原子答案BD二、填空題(本題共2小題，共10分)13(4分)約里奧居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素P衰變成Si的同時(shí)放出另一種粒子，這種粒子是_.P是P的同位素，被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù).1mgP隨時(shí)間衰變的關(guān)系圖象如圖3所示，請(qǐng)估算4mg的P經(jīng)_天的衰變后還剩0.25mg.圖3答案正電子60解析衰變方程為PSie，即這種粒子是正電子由題圖可以看出P的半衰期為15天，則4mg0.25mg，得t60天14(6分)1934年，約里奧居里夫婦在用粒子轟擊鋁箔靶時(shí)，除探測(cè)到預(yù)料中的中子外，還探測(cè)到正電子，粒子停止轟擊后，鋁箔靶仍繼續(xù)發(fā)射正電子，這是因?yàn)榉磻?yīng)生成了放射性同位素(1)完成上述反應(yīng)的核反應(yīng)方程式AlHe_n；_Sie(2)放射性同位素的作用有_答案(1)PP(2)作為放射源；作為示蹤原子三、計(jì)算題(本題共3小題，共30分)15(10分)P是人類首先制造出的放射性同位素，其半衰期為2.5min，能衰變?yōu)镾i和一個(gè)未知粒子(1)寫出該衰變的方程；(2)已知容器中原有純P的質(zhì)量為m，求5min后容器中剩余P的質(zhì)量答案(1)PSie(正電子)(2)m解析(1)衰變的方程為：PSie(正電子)(2)半衰期為2.5 min，則經(jīng)過(guò)5 min后發(fā)生2次衰變，則容器中剩余P的質(zhì)量為：Mm.16(10分)為測(cè)定某水庫(kù)的存水量，將一瓶放射性同位素溶液倒入水庫(kù)中，已知這瓶溶液每分鐘衰變8107次，這種同位素的半衰期為2天，10天以后從水庫(kù)取出1m3的水，并測(cè)得每分鐘衰變10次，求水庫(kù)的存水量為多少？答案2.5105m3解析設(shè)放射性同位素原有質(zhì)量為m0,10天后其剩余質(zhì)量為m，水庫(kù)存水量為Q，由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比可得，由半衰期公式得：mm0，由以上兩式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得()5，解得水庫(kù)的存水量為Q2.5105 m3.17(10分)如圖4甲所示，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的Li核俘獲一個(gè)速度為v07.7104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，即LinHHe，若已知He的速度v22.0104m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同，試求：圖4(1)H的速度大小和方向；(2)在圖乙中，已畫出并標(biāo)明兩核的運(yùn)動(dòng)軌跡，請(qǐng)計(jì)算出軌道半徑之比；(3)當(dāng)He旋轉(zhuǎn)三周時(shí)，H旋轉(zhuǎn)幾周？答案(1)1.0103m/s方向與v0方向相反(2)340(3)2周解析(1)以v0的方向?yàn)檎较颍磻?yīng)前后動(dòng)量守恒：m0v0m1v1m2v2(v1為氚核速度，m0、m1、m2分別代表中子、氚核、氦核的質(zhì)量)代入數(shù)值可解得：v11.0103m/s，負(fù)號(hào)表示方向與v0方向相反(2)H和He在磁場(chǎng)中均受洛倫茲力，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比r1r2340(3)H和He做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比T1T232所以它們的旋轉(zhuǎn)周數(shù)之比n1n2T2T123，即He旋轉(zhuǎn)三周，H旋轉(zhuǎn)2周