鲁科版高中物理选修3-5第三章原子核与放射性单元检测 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列说法中正确的是（）A ．光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B ．一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光C ．放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加2D ．汤姆生通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型2．下列有关说法中正确的是（ ）A ．α散射实验说明了原子内部绝大部分空间是空的B ．核力只存在于质子与质子之间，中子与中子之间没有核力作用C ．因为α粒子的速度比β粒子的速度小，所以α粒子的电离本领也小D ．某放射性物质经过一个半衰期该放射性元素的含量减少了N ．若经过两个半衰期，该放射性元素的含量减少2N3．放射性同位素钍23290Th 经一系列α、β衰变后生成氡22086Rn ，以下说法正确的是A ．每经过一次α衰变原子核的质量数会减少2个B ．每经过一次β衰变原子核的质子数会增加1个C ．放射性元素钍23290Th 的原子核比氡22086Rn 原子核的中子数少4个 D ．钍23290Th 衰变成氡22086Rn 一共经过2次α衰变和3次β衰变4．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 ．A ． 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 ．21083Bi 的半衰期是5天，100克21083Bi 经过10天后还剩下50克5．如图是核反应堆的示意图，对于核反应堆的认识，下列说法正确的是（）A．铀棒是核燃料，核心物质是铀238B．石墨起到吸收中子的作用C．镉棒起到使中子减速的作用D．水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害6．下列说法正确的是（）A．光电效应表明光具有能量，且具有波粒二象性B．根据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小C．21083i B的半衰期是5天，12g 21083i B经过15天后衰变了1.5gD．α粒子散射实验时卢瑟福建立原子核结构模型的重要依据7．以下说法中正确的是（）A．照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用B．β衰变所放出的电子来自原子核外C．γ射线是一种波长很短的电磁波D．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短8．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（）A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B．放射性元素发生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C．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少4个9．下列说法中正确的是（）A．α粒子散射实验发现极少数α粒子发生了较大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围B．按照玻尔理论，氢原子核外电子向高能级跃迁后动能增加C．对放射性物质施加压力，其半衰期将减小D．天然放射现象中发出的三种射线是从原子核外放出的10．如图所示是用阴极射线管演示电子在磁场中受洛伦兹力的实验装置，图中虚线是电子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的是（）A．A端接的是高压直流电源的正极B．C端是蹄形磁铁的N极C．C端是蹄形磁铁的S极D．以上说法均不对11．下列应用中把放射性同位素不作为示踪原子的是（）A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D．给怀疑患有甲状腺的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病12．如图为电视机显像管中电子束偏转的示意图．磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向( )A．向上B．向左C．向下D．向右13．在匀强磁场中有一个原来静止的碳14原子核发生了某种衰变，已知放射出的粒子速度方向及反冲核的速度方向均与磁场方向垂直，它们在磁场中运动的径迹是两个相内切的圆，两圆的直径之比为7：1，如图所示．则碳14的衰变方程为（）A ．C 614→e 10+B 514B ．C 614→H 24e +B 410eC ．C 614→e −10+N 714D ．C 614→H 12+B 51214．下列说法正确的是（ ）A ．较小比结合能的原子核不稳定，容易发生裂变B ．放射性元素的半衰期跟原子所处的化学状态无关，但与外部条件有关C ．某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变D ．根据玻尔的原子理论，氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小二、多选题15．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是（ ）A ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，改用波长较长的光照射该金属可能发生光电效应B ．康普顿效应证实了光子像其他粒子一样，不但具有动能，也具有动量C ．氡222的半衰期为3.8天，则质量为4g 的氡222经过7.6天还剩下1g 的氡222D ．玻尔理论解释了原子发射出来的光子其谱线为什么是不连续的E.重核裂变为几个中等质量的核，则其平均核子质量会增加16．下列说法正确的是（ ）A ．光电效应实验中，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多B ．氢原子辐射一个光子后，氢原子核外电子动能减小C ．大量事实表明，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒D ．原子核的半衰期与环境的温度、压强有关E.比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定17．下列说法正确的是（ ）A ．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构B ．α、β和γ三种射线，α射线的穿透力最强C ．23892U 衰变成 20682Pb 要经过6次β衰变和8次α衰变D ．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能三、填空题18．自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系．图是锕系图．纵坐标N 表示________，横坐标Z 表示________，从U→Pb 有________次α衰变，________次β衰变．19．如图所示，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置．假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm 厚的铝板，那么是三种射线中的________射线对控制厚度起主要作用．当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M 、N 两个轧辊间的距离调________一些．20．放射性物质 21084Pb 和 6027Co 的核衰变方程分别为：21084Po→ 20682Pb+X 16027Co→ 6028Ni+X 2方程中的X 1代表的是________，X 2代表的是________．四、解答题21．在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出α粒子（42He ）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R ．以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量．（1）放射性原子核用 AZ X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程．（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小． （3）设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损△m ．22．如图所示，有界的匀强磁场磁感应强度为B=0.05T ，磁场方向垂直于纸面向里，MN 是磁场的左边界．在磁场中A 处放一个放射源，内装 88226Ra ， 88226Ra 放出某种射线后衰变成 86222Rn ．（1）写出上述衰变方程；（2）若A 处距磁场边界MN 的距离OA=1.0m 时，放在MN 左侧边缘的粒子接收器收到垂直于边界MN 方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA 的直线1.0m ．求一个静止 88226Ra 核衰变过程中释放的核能有多少？（取1u=1.6×10﹣27 kg ，e=1.6×10﹣19 C ，结果保留三位有效数字）23．1930年发现，科学家在真空条件下用α粒子轰击 94Be 时，产生了一种看不见的、贯穿力很强的不带电粒子，为了弄清楚这是一种什么粒子，人们用它分别去轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核，并以此推算出了该粒子的质量，从而确定改粒子为中子．设氢核的质量为m H ， 氮核的质量为氢核质量的14倍，碰撞后氢核的速度为v H ， 氮核的速度为v N ， 假设中子与它们的碰撞为弹性弹性碰撞，碰撞的粒子分别为中子和氢核及中子和氮核．（1）试写出α粒子轰击 94Be 的核反应方程；（2）试根据中子与氢原子和氮原子的碰撞结果，利用题中的可测量量，推算出中子的质量．参考答案1．B【分析】C，光电效应是原子吸收光子向外释放电子的现象；一群处于n=3能级激发态的氢原子，根据2n即可求解；发生一次β衰变，中子放出电子，多一个质子，原子序数增加1；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型．【详解】光电效应是原子中的电子吸收光子，从而摆脱原子核的束缚，向外释放光电子的现象，故A 错误；一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光，故B正确；放射性元素发生一次β衰变，少一个中子，多一个质子，使原子序数增加1，故C错误；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，故D错误．故选B．【点睛】考查光电效应是原子吸收光子，掌握跃迁放出几种频率光子的方法，注意β衰变的原子序数增加1，同时知道α粒子散射实验的意义．2．A【分析】α散射实验中绝大多数不偏转，说明绝大部分空间是空的；核力存在于相邻质子间、中子间、质子与中子间的；α粒子的电离本领最大；经过一个半衰期有半数发生衰变．【详解】α散射实验说明了原子内部绝大部分空间是空的，故A正确；核力存在于相邻的质子与质子、质子与中子以及中子与中子之间，故B错误；α粒子的速度比β粒子的速度小，但是α粒子的电离本领较大，故C错误；经过第一个半衰期该放射性元素的含量减少了N．若经过两个半衰期，则第二个半衰期含量减小了0.5N，该放射性元素的含量减少了1.5N，故D错误；故选A．【点睛】此题考查α粒子散射实验的意义，掌握核力存在的范围，理解三种射线的电离本领与穿透能力的关系，注意半衰期的内涵．3．B【详解】A.经过一次α衰变，电荷数少2，质量数少4，故A错误；B.经过一次β衰变，电荷数多1，质量数不变，质子数等于电荷数，则质子数增加1个，故B 正确；C.元素钍23290Th 的原子核的质量数为232，质子数为90，则中子数为142，氡22086Rn 原子核的质量数为220，质子数为86，则中子数为134，可知放射性元素钍23290Th 的原子核比氡22086Rn 原子核的中子数多8个，故C 错误；D.钍23290Th 衰变成氡22086Rn ，可知质量数少12，电荷数少4，因为经过一次α衰变，电荷数少2，质量数少4，经过一次β衰变，电荷数多1，质量数不变，可知经过3次α衰变，2次β衰变，故D 错误。