原子核单元测试题.doc
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选修3-5第十九章原子核
高二单元测试题（2012年6月）
班级姓名
一．选择题（共10小题，每小题4分，共40分。
每小题给出的四个选项中，可能有一个或多个选项正确。
全部选对得4分，选不全的得2分，选错或不选的得0分）
1、卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是
A．α粒子的散射实验B．对阴极射线的研究
C．天然放射性现象的发现D．质子的发现
2、关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是
A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间
B．半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间
C．半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关
D．半衰期可以用于测定地质年代、生物年代等
3、下列关于原子和原子核的说法正确的是
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
4、如图所示，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
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、原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源。
当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出能量。
这几种反应的总效果可以表示为：
6H→kHe＋dH＋2n＋43.15MeV，则由守恒条件可知
A．k＝1，d＝4B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6D．k＝2，d＝3
6、2006年9月28日，我国最新一代核聚变装置“EAST”在安徽合肥首次放电，显示了EAST装置具有良好的整体性能，使等离子体约束时间达1000s，温度超过1亿度，这标志着我国磁约束核聚变研究进入国际先进水平。
合肥也成为世界上第一个建成此类全超导非圆截面核聚变实验装置并能实际运行的地方。
核聚变的主要原料是氘，在海水中含量极其丰富。
已知氘核的m1，中子的质量为m2，He的质量为m3，质子的质量为m4，则下列说法中正确的是
A．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是质子
B．两个氘核聚变成一个He所产生的另一个粒子是中子
C．两个氘核聚变成一个He所释放的核能为（2m1－m3－m4）c2
D．与受控核聚变比较，现行的核反应堆产生的废物具有放射性
7、下列说法不正确的是
A．H＋H→He＋n是聚变
B．U＋n→Xe＋Sr＋2n是裂变
C．Ra→Rn＋He是α衰变
D．Na→Mg＋e是裂变
8、1个U吸收1个中子发生核反应时，大约放出200MeV的能量，则1g纯U完全发生核反应放出的能量为（NA为阿伏加德罗常数）
A．NA×200MeVB．235NA×200MeV
C．×200MeVD．×200MeV
9、放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的。
下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线。
元素
射线
半衰期
元素
射线
半衰期
钋210
α
138天
锶90
β
28年
氡222
β
3.8天
铀238
α、β、γ
4.5×109年
某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀。
可利用的元素是
A．钋210B．氡222C．锶90D．铀238
10、静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:
1，如图所示，则
A．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反
B．原来放射性元素的原子核电荷数为90
C．反冲核的核电荷数为88
D．α粒子和反冲粒子的速度之比为1:
88
二、填空题（共4小题，每小题5分，共20分。
把答案直接填写在题中横线上，不要求写出演算过程）
11、（5分）放射性物质Pb和Co的核衰变方程分别为：
Po→Pb＋X1Co→Ni＋X2
方程中的X1代表的是______，X2代表的是______。
12、（5分）如图所示，A为未知的天然放射源，B为一张黑纸，C为水平放置的一对平行金属板，板间有竖直方向的场强较大的匀强电场，D为荧光屏，F为固定不动的显微镜筒，整个装置放在真空中。
实验时，可以从显微镜内观察到荧光屏上闪烁的亮点，如果将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化，如果再将黑纸B移开，则从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数明显增加。
由此可判定放射源A发出的射线为______。
13、（5分）1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功，如图所示。
氢弹首先由普通炸药引爆______，再利用它产生的高温高压引爆热核材料。
若聚变方程为H＋H→He＋n＋17.6MeV。
氢弹爆炸放出的能量相当于引爆300万吨TNT，已知1kgTNT炸药爆炸时放出的能量为4.2×106J，则氢弹爆炸时内部发生聚变反应的次数为______次。
14、（5分）二战末期，美国在日本广岛投下的原子弹相当于2万吨TNT炸药爆炸时释放的能量，已知1kgTNT炸药爆炸时释放的能量是4.2×106J，则该原子弹含有纯铀235______kg（1个铀235原子核裂变时放出200MeV的能量，阿伏加德罗常数NA＝6.02×1023个/mol）。
三、计算题（共6小题，共40分。
解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15、（6分）一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6000次。
将该种溶液注射到一个病人的血液中，经过15h，从病人身上取出10cm3的血样，测得每分钟衰变2次。
已知这种同位素的半衰期是5h，试根据上述数据，计算人体血液的总体积。
16．（6分）放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖。
（1）宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成C，C不稳定，易发生衰变，放出β射线，其半衰期为5730年。
试写出有关的核反应方程。
（2）若测得一古生物遗骸中C的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？
17、（7分）某静止放射性元素的原子核在磁感应强度B＝2.5T的匀强磁场中发生衰变，轨迹如图所示，测得两圆的半径之比R1:
R2＝42:
1，且R1＝0.2m。
已知α粒子质量mα＝6.64×10－27kg，β粒子质量mβ＝9.1×10－31kg。
（1）判断发生的是何种衰变；
（2）判断衰变前原子核的种类；
（3）求出放出粒子的速度大小。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
BD
B
BC
B
BD
D
D
C
ABC
11、由核反应中质量数和电荷数守恒知X1代表He，而X2代表0-1e。
12、黑纸B能把α射线挡住，如果有β射线，那么在撤去电场后，显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数应该明显增加，而电场对γ射线没有影响，因此含有α射线和γ射线。
13、答案：
原子弹4.47×1027
14、2万吨TNT炸药爆炸时放出的能量E＝2×107×4.2×106J＝8.4×1013J，1个铀235原子核放出的能量ΔE＝200MeV，设纯铀235的质量为M，则E＝NΔE＝NAΔE，故M＝＝g≈1.0×103g＝1.0kg
15、每分钟衰变次数与原子核的总数成正比，故ΔN＝ΔN0
将t＝15h，T＝5h代入，得ΔN＝750次/分
因＝
得V总＝V＝×10cm3＝3750cm3
16、
（2）活体中含量不变，生物死亡后，开始衰变，设活体中的含量为m0，遗骸中为m，则由半衰期的定义得m＝m0·，即0.125＝，解得＝3，所以t＝3T＝17190年。
答案：
（1）7N＋n→6C＋H6C→7N＋0－1e
（2）17190年
17、
（1）衰变过程中动量守恒，因初动量为零，故衰变后两粒子动量大小相等，方向相反。
粒子轨迹为外切圆，说明两粒子所受的洛伦兹力方向相反，均带正电，故发生的是α衰变。
（2）由动量守恒0＝mv－mαvα，粒子做圆周运动向心力等于洛伦兹力qvB＝，又qα＝2e，R1:
R2＝42:
1，由以上关系得该放射性元素的电荷量q＝84e，即衰变前原子核的电荷数为86，是氡核。
（3）因R1＝，得
vα＝＝m/s≈2.4×107m/s。
答案：
（1）α衰变
（2）氡核（3）2.4×107m/s
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