人教版 (新课标)1 原子核的组成课时作业

单元测试题

一、选择题

1、下列现象中，与原子核内部变化有关是（ C ）                                     

  A．α粒子散射        B．光电效应    C．天然放射现象      D．原子发光现象

2、在物理学发展史上，有一些定律或规律的发现，首先是通过推理论证建立理论，然后再由实验加以验证．下列叙述内容符合上述情况的是：（ AC）

A．牛顿发现了万有引力，经过一段时间后卡文迪许用实验方法测出引力常量的数值，从而验证了万有引力定律

B．爱因斯坦提出了量子理论，后来普朗克用光电效应实验提出了光子说

C．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，后来由赫兹用实验证实了电磁波的存在

D．汤姆生提出原子的核式结构学说，后来由卢瑟福用α粒子散射实验给予了验证

3、下面列出的是一些核反应方程（ D ）                                           

A．X是质子，Y是中子，Z是正电子   B．X是正电子，Y是质子，Z是中子

C．X是中子，Y是正电子，Z是质子   D．X是正电子，Y，是中子，Z是质子

4、下列说法正确的是（ BC ）                                                       

A．当氢原子从n = 2的状态跃迁到n = 6的状态时，发射出光子

  B．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间

  C．同一元素的两种同位素具有相同的质子数

  D．中子与质子结合成氘核时要吸收能量

5、天然放射性元素（钍）经过一系形α衰变和β衰变之后，变成（铅）。下列论断中正确的是（ CD ）

 A、铅核比钍核少24个中子       B、衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变

 C、铅核比钍核少8个质子       D、衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变

6、（06宿迁）图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋（Po）放出的A射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时会打出粒子流B，经研究知道（A ）

A．A为中子，B为质子

B．A为质子，B为中子

C．A为γ射线，B为中子

D．A为中子，B为γ射线

7、若元素A的半衰期为4天,元素B的半衰期为5天,则相同质量的A和B,经过20天后,剩下的质量之比mA:mB为（ C ）

A．30∶31      B。31∶30      C。1∶2        D。2∶1

8、（06扬州）镅(Am)是一种放射性元素，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子，变成镎(NP)，由于放出的这种粒子很容易被空气阻隔，因此不会对人体构成任何的危害，火警的报警系统就是利用这种粒子作为报警的重要工具，这种粒子是（A）

A．粒子          B．质子         C．中子           D．正电子

9、2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100m的海底．“库尔斯克”号核潜艇的沉没再次引起人们对核废料与环境问题的重视．几十年来人们向以巴伦支海海域倾倒了不少核废料，核废料对海洋环境有严重的污染作用．其原因有（ABC）
Ａ．铀、钚等核废料有放射性　　Ｂ．铀、钚等核废料的半衰期很长
Ｃ．铀、钚等重金属有毒性　　  Ｄ．铀、钚等核废料会造成爆炸

10、从一个铅盒的小孔中射出的三种射线沿同一直线进入同一匀强磁场或匀强电场，这三种射线在场内的径迹情况有可能是AC

  A．三条重合     B．两条重合  

C．三条分开     D．与的径迹一定分开

二、填空题

11、完成下列核反应方程

　ａ、　　　（）　ｂ、　　   （）

12、1919 年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子 

核的人工转变，并由此发现_________．图中A为放射源发出

的_________粒子，B为_________气．完成该实验的下列核反

应方程：

（质子，α，氮，）

三、计算题（要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤）

13、1930年发现，在真空条件下用α粒子轰击时，会产生一种贯穿能力强且不带电、质量与质子很接近的粒子和另一种原子核．
(1)写出这个过程的核反应方程．
(2)若一个这种粒子以初速度v0与一个静止的12Ｃ核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速率为v1，运动方向与原来运动方向相反，求12Ｃ核与该粒子碰撞后的速率．
解： （1）核反应方程为：

（２）设12Ｃ碰后速度为ｖ2，根据动量守恒定律，有：

　    ｍｖ0＝ｍ（－ｖ1）＋１２ｍｖ2，
解得　　　ｖ2＝（ｖ1＋ｖ0）／１２．

14、用粒子轰击原子可使其从基态跃迁到激发态，设原子基态和激态的能量差为△E现分别用电子和质子轰击质量为M的静止原子，试问欲使上述跃迁发生，所需的最小动能是否相等?对你的回答给出相应的分析和计算．

分析：原子跃迁所需要的能量来自粒子与原子碰撞过程中损失的机械能．要使入射粒子的动能最小，△E一定，据能量守恒知，需碰撞过程中机械能损最大，即必须发生完全非弹性碰撞．

解：设入射粒子的质量为m，与原子碰撞前后动量和能量守恒分别得：

mυ1=mυ2+Mυ   ①

②

又因为υ2=υ（因为完全非弹性碰撞）                      ③

解以上三式得入射粒子的最小动能为：                                ④

   令电子、质子质量分别为m1、m2，因m1<m2，则由④式知，电子的最小动能E1小于质子的最小动能E2．

15、如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B=0.500T，MN是磁场的左边界。在磁场中的A点有一静止镭核（），A距MN的距离OA=1.00m。D为放置在MN边缘的粒子接收器，OD =1.00m。发生放射性衰变，放出某种粒子x后变为一氡（），接收器D接收到了沿垂直于MN方向射来的粒子x。

（1）写出上述过程中的衰变方程（衰变方程必须写出x的具体符号）。

（2）求该镭核在衰变为氡核和x粒子时释放的能量。（保留三位有效数字，电子电荷量e=1.60×10－19C）

解：（1）

（2）根据题意可知，粒子在磁场中做圆运动的半径R=1.00m，设粒子的速度为，带电量为q，质量为m，则有

(kgm/s)

粒子的动能J

 镭核衰变满足动量守恒，设氡核的质量为M，速度为v，有

 氡核的动能

 镭核衰变时释放的能量J。

第十九章、原子核---单元测试    

班级           姓名        座号              评分         

一、选择题。共10小题，每小题5分，共40分。每小题的4个选项中至少有一个是正确的。请将正确选项选出并填在题后的表格中，全选对每题得5分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分。

1、下列说法正确的是（  C  ）

 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，它具有中等的穿透能力。

 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，则新核的质量总等于原核的质量

2、用α粒子轰击铝核()，产生磷核()和x粒子，磷核()具有放射性，它衰变后变成硅核()和y粒子，则x粒子和y粒子分别是（C）

  A．质子  电子      B．质子  正电子      C．中子  正电子       D．中子  电子

3、太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的，其核反应方程是（ A ）

A．　　　　　　　　      B．

C．　　       D． 

4、图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（  BC  ）

A．a为α射线、b为β射线

B．a为β射线、b为γ射线

C．b为γ射线、c为α射线

D．b为α射线、c为γ射线 

5、关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有（ D  ）

A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的

B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视

C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种

D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害

6、如图所示，在α粒子散射实验中，α粒子穿过某一金属原子核附近的示意图，A、B、C分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是（CD  ）

A．α粒子在A处的速度比B处的速度小

B．α粒子在B处的动能最大，电势能最小

C．α粒子在A、C两处的速度大小相等

D．α粒子在B处的速度比在C处的速度要小

7、（06深圳2）关于原子核，下列说法中正确的是（B ）

A．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子

B．核反应堆利用镉棒吸收中子控制核反应速度

C．轻核的聚变反应可以在任何温度下进行

D．一切核反应都能释放核能

8、已知π+介子、π—介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷。

    下列说法正确的是（  AD  ）

 A．π+由u和组成 B．π+由d和组成

 C．π—由u和组成 D．π—由d和组成

选择题

二、填空题（共20分）

9、（6分）如图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节得____  _些。（答案：β，大）

10、（8分）原来静止在匀强磁场中的放射性元素的原子核A，发生衰变后放出的一个射线粒子和反冲核都以垂直于磁感线的方向运动，形成如图所示的8字型轨迹，已知大圆半径是小圆半径的n倍，且绕大圆轨道运动的质点沿顺时针方向旋转。那么：⑴该匀强磁场的方向一定是垂直于纸面向_____。⑵原子核A的原子序数是___。⑶沿小圆运动的是________，⑷其旋转方向为___________。答案：⑴外，⑵2n+2，⑶反冲核，⑷顺时针

11、（6分）如图，纵坐标表示某放射性物质中未衰变的原子核数（N）与原来总原子核数（N0）的比值，横坐标表示衰变的时间，则由图线可知该放射性物质的半衰期为_________天，若将该放射性物质放在高温、高压或强磁场等环境中，则它的半衰期将 _________（填“变长”、“不变”或“变短”）（答案：3.8，不变）

三、计算题。共40分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算过程，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位。

12、（12分）为确定爱因斯坦的质能方程的正确性，设计了如下实验：用动能为0MeV的质子轰击静止的锂核，生成两个粒子，测得两个粒子的动能之和为MeV，已知质子、粒子、锂粒子的质量分别取、、，求：

 （1）写出该反应方程。（2）通过计算说明正确。（1u = 1.6606×10-27㎏）

解：(1)核反应方程为:                           （3分）

(2)核反应的质量亏损:                      （2分）

= 7.0160u+1.0073u-2×4.0015u=0.0203u  （1分）

由质能方程可得与质量亏损相当的能量：

MeV    （2分）

而系统增加的能量： MeV                    （2分）

这些能量来自核反应中，在误差允许的范围内可认为相等，

所以正确。                                          （2分）

13、（12分）一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子，设正负电子对撞前的质量均为m，动能均为Ek，光速为c，普朗克恒为h。求：

（1）写出该反应方程；

（2）对撞过程中的质量亏损和转化成的光子在真空中波长λ．

解：（1）该反应方程为：                                  （3分）

（2）由于光子的静止质量为零，所以质量的亏损为：△m=2m，            （2分）

由质能方程，对应的能量为：ΔE=2mC2                                 （2分）

根据能量守恒可知2hv=2EK+△E，即有：        （3分）

所以光子在真空中波长：                          （2分）

14、（16分）处于静止状态的某原子核X，发生α衰变后变成质量为M的原子核Y，被释放的α粒子垂直射人磁感强度为B的匀强磁场中，测得其圆周与运动的半径为r，设α粒子质量为m，质子的电量为e，试求：

   (1)衰变后α粒子的速率υa和动能Eka；

   (2)衰变后Y核的速率υy和动能Eky；

 (3)衰变前X核的质量Mx．

解：（1）α粒子在匀强磁场中做圆周与运动所需的向心力同洛仑兹力提供，

即，粒子的带电量为q=2e                            （2分）

所以α粒子的速率：， 动能：     （1分+1分）

（2）由动量守恒，                                      （2分）

所以                        （1分+2分）

（3）由质能方程：，而，                （1分+1分）

所以                                   （2分）

衰变前X核的质量：    （3分）