《常考题》初中高中物理选修三第五章《原子核》经典题(课后培优)

一、选择题1．下列说法正确的是（）292Uf”Th+X中X为电子，核反应类型为0衰变TOC\o"1-5"\h\z2H+3Hf4He+Y中y为中子，核反应类型为人工核转变11 2235U+inf136Xe+90Sr+K，其中k为io个中子，核反应类型为重核裂变92 0 54 38i4N+4Hefi7O+Z,其中z为氢核，核反应类型为轻核聚变72 82.关于天然放射性，下列说法正确的是（ ）A.所有元素都可能发生衰变B.a、P和Y三种射线，Y射线的穿透力最强C.放射性元素的半衰期与外界的温度有关D.放射性元素与别的元素形成化合物时就没有放射性3.14C发生放射性衰变变为14N,半衰期约为5700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是（ ）A.该古木的年代距今约为5700年12C、13C、14C具有相同的中子数14C衰变为14N的过程中放出a射线D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变4.下列说法正确的是（ ）A.238U衰变为222Rn要经过4次a衰变和2次P衰变92 86B.衰变中产生的P射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C.查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素D.汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量5.钴－60放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐射保藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗。一个钻60原子核（60C。）放出一个0粒子后衰变成一个银核（60Ni）,并伴随产生27 28了Y射线。已知钻60的半衰期为5.27年，该反应中钻核、0粒子、镍核的质量分别为m1、m2、m3。下列说法正确的（ ）A.核反应中释放的能量为（m1—m2—m3）c2B.核反应中释放出的Y射线的穿透本领比0粒子弱C.若有16个钻60原子核，经过5.27年后只剩下8个钻60原子核D.0粒子是钻原子核外的电子电离形成的.静止的一氡核222Rn放出一个a粒子后变为一个新核，a粒子动能为E。若衰变放出86 a的能量全部变为新核和a粒子的动能。真空中的光速为c,则该反应中的质量亏损为（ ）84E 86E 218E 222EA.—-'—«- B.—-'—«- C.——'—«- D.——'—«-86C2 84。2 222c2 218c2.根据有关放射性方面的知识可知，下列说法正确的是（）A.氢的半衰期为3.8天，若取4个氢原子核，经7.6天后就一定剩下一个氢原子核.天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的C.在a、0、丫这三种射线中，丫射线的穿透能力最强，a射线的电离能力最强D.放射性元素发生6衰变时所释放的电子来源于核外电子.如图是核子平均质量与原子序数Z的关系图象，下列说法中错误的是（）A.卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B.天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是Y射线C.图中原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量D.图中原子核A裂变成原子核B和C要放出核能.铀（2j；U）经过a、0衰变后形成稳定的铅（202Pb），在衰变过程中，中子转变为质子的个数为（ ）A.6个 B.14个 C.22个 D.32个.恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应.核反应方程为2He+2He-48Be+Y.以下说法正确的是（）A.该核反应为裂变反应B.热核反应中有质量亏损C.由于核反应中质量数守恒，所以质量也是守恒的D.任意原子核内的质子数和中子数总是相等的11.238U变成2。6Pb要经过m次衰变、n次衰变，中子数减少的个数为q,则（）92 82m=8,n=6,q=32m=6,n=8,q=32m=8,n=6,q=22m=6,n=8,q=2212.贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用.下列属于放射性衰变的是TOC\o"1-5"\h\z14cf14N+oe6 7 -1235。+1〃-139/+957+2W92 0 53 39 02H+3H-4He+m1 1 2 04He+27Al 3oP+m2 13 15 0.2020年11月27日0时41分，华龙一号核电5号机组首次并网成功，标志着我国正式进入核电技术先进国家行列。华龙一号发电机利用的是铀核裂变释放的核能，其裂变方程为235U+in-X+95Sr+2in,则下列叙述正确的是（ ）92 0 38 0A.裂变后粒子的总核子数减少 B.X原子核中含有85个中子C.裂变反应前后质量没有变化 D.裂变过程后新核的比结合能比铀核的小.下列说法中正确的是（ ）A.a粒子散射实验证明原子内部的正电荷是均匀分布的B.氢原子的发射光谱是连续谱C.在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变小D.镉棒在反应堆中的作用是控制链式反应的速度15.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/V为铀238的原子数，练为铀和铅的总原子数。由此可以判断出（ ）舶原子数川对忧A.铀238的半衰期为90亿年B.地球的年龄大致为90亿年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.根据铀半衰期可知，20个铀原子核经过一个半衰期后就剩下10个铀原子核二、填空题16.正电子发射计算机断层显像（PET）的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程。15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图像。根据PET原理，回答下列问题：（1）写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式。（）⑵将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是（）A.利用它的射线B.作为示踪原子C.参与人体的代谢过程D.有氧呼吸（3）PET中所选的放射性同位素的半衰期应。（选填“长”“短”或“长短均可”）17.1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6。8的衰变27来验证，其核反应方程是6。Co-ANi+Oe+T。其中7是反中微子，它的电荷量为零，e静止质量可认为是零。（1）在上述衰变方程中，衰变产物ANi的质量数A是 ，核电荷数Z是。Z ⑵在衰变前60Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和0e的运动径迹不在一27 -1条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0e，那么衰变过程将违背 守恒定律。-1 60Co是典型的Y放射源，可用于作物诱变育种。我国应用该方法培育出了许多农作物27新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大。Y射线处理作物后主要引起，从而产生可遗传的变异。.约里奥•居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素30p衰变成30Si的同时放出另一种粒子。15 14（1）这种粒子是？（2）32p是30P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1mg32p随时间衰变的关系如图.约里奥・居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖。他们发现的放射性元素30P衰变成30Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是。32P是30P的同位

15 14 15 15素，被广泛应用于生物示踪技术，1mg15P随时间衰变的关系如图所示，则4mg的30P经天的衰变后还剩0.25mg。.天然放射性元素铀可以放出三种射线，其中能被一张纸挡住的是（选填"a〃"6〃或“广）射线。1934年，约里奥一居里夫妇用该射线去轰击27A1,首次获得了人工放射性13同位素30P,该核反应方程为 。15.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.图是钢系图.纵坐标N表示,横坐标Z表示,从UfPb有次a衰变，次6衰变..完成下列内容（1）请写出铀23892U发生a衰变生成钍23490Th的核反应方程⑵若在该反应过程中释放的核能为E,则该反应过程中质量亏损为（真空中的光速为c）.⑶放射性元素X的半衰期是2天，2g该元素经过4天还剩g..钍232经过6次a衰变和4次6衰变后变成一种稳定的元素，这种元素的原子量为，核电荷数为..用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用.（1）带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失.其原因是（—）A.射线的贯穿作用B.射线的电离作用C.射线的物理、化学作用D.以上三个选项都不是⑵下图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图.如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在a、6、y三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是射线.横射源 ■ 建⑶在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C做。.中子的质量为1.0087U,质子的质量为1.0073U,氘核的质量为2.0136u.中子和质子结合成氘核时释放的能量为J.计算结果取两位有效数字.1u=1.7x10-27kg..核电站的核心是原子核反应堆，核燃料(如铀)释放出大量的核能，是和平利用核能的重要途径。我国的核电事业发展迅速，已经建成几座核电站，其中广东大亚湾核电站每年发电量约10i0kW?h,其中70%的电力供应香港，30%的电力供应广东电网。据专家估计，通过核能发电，使得广东和香港两地每年减少燃煤消耗4.0x109kg。核能作为一种新型能源有着广阔的前景。(1)原子核是由组成的。在反应堆中，核燃料(如铀)发生释出大量的核能。(2)已知煤的热值2.9x107j/kg,则4.0x109kg煤完全燃烧时放出的热量是多少?(3)向大气中排放过量的二氧化碳等温室气体是造成“温室效应”的主要原因，大亚湾核电站与同等供电量的火力发电站相比，每年将少排放二氧化碳排放9.9x109kg,已知通常情况下二氧化碳气体的密度为1.98kg/m3.则这些气体通常情况下的体积约为多少？(4)设火力发电站在单位时间内产生的电能为E,它在这段时间内所消耗的燃料完全燃烧E产生的热量为Q,则火力发电站的效率"=q义100%根据上述资料，可估算出通常的火力发电站的效率约为多少？三、解答题.花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源。人呼吸时，氡气会随气体进入肺脏，氡衰变放出的a射线像小“炸弹”一样击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等。一静止的氡核222Rn发生一次a衰变生成新核钋(Po),此过程动量守恒且释86放的能量全部转化为a粒子和钋核的动能已知m氡=222.0866u,ma=4.0026u,m钋=218.0766u,1u相当于931MeV的能量。(1)写出上述核反应方程；(2)求上述核反应放出的能量AE；(3)求a粒子的动能Eka。.秦山核电站第一期工程于1984年开工，1991年建成并投入运行。工程装机容量为300MW,如果1g的235U完全裂变时产生的能量为8.2x1010J,并且假定产生的能量都变成92了电能，那么每年要消耗多少千克235U？(一年按365天计算)92

.一个氘核（2H）和一个氚核（3H）结合成一个氦核（4He）,同时放出一个中子，已知11 2氘核质量为m=2.0141u，氚核质量为m=3.0160u，氦核质量为m=4.0026u，中子123质量为m=1.008665u,1u相当于931.5MeV的能量，求：4（1）写出聚变的核反应方程；（2）此反应过程中释放的能量为多少？（结果保留一位小数）30.在反应堆中通