3-5第4章从原子到夸克章末综合检测

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1、(时间： 90 分钟，满分： 100 分) 一、选择题 (本题共 10 小题，每小题4 分，共 40 分在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4 分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0 分) 1. 以下实验能说明原子核内有复杂结构的是() A光电效应实验B原子发光产生明线光谱C粒子散射实验D天然放射性现象 解析：选D.光电效应实验是光子说的实验依据；原子发光产生明线光谱，说明原子只能处于一系列不连续的能量状态中；粒子散射实验说明原子具有核式结构；天然放射性现象中放射出的粒子是从原子核中放出的，说明原子核内有复杂结构2. 下列说法中正确的是(

2、) A玛丽 居里首先提出了原子的核式结构学说B卢瑟福在 粒子散射实验中发现了电子C查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子D爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说解析：选CD.玛丽 居里首先发现了原子核的放射现象，而不是提出原子的核式结构学说，故 A 错；卢瑟福的 粒子散射实验证实了原子的核式结构模型，电子是汤姆生发现的，故 B错；据物理史实可知C、D 正确3.下列说法正确的是() A质子和中子的质量不等，但质量数相等B质子和中子构成原子核，原子核的质量数等于质子和中子的质量总和C同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同D中子不带电，所以原子核的总电荷量等于质子和电子的总电量

3、之和解析：选A. 质子和中子的质量不同，但质量数相同，A 正确质子和中子构成原子核，原子核的质量数等于质子和中子的质量数之和，B 错误同一种元素的原子核有相同的质子数，但中子数可以不同，C 错误中子不带电， 所以原子核的总电荷量等于质子的总电荷量之和，D 错误4.“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核 )俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核(称为子核 )，并且放出一个中微子的过程中微子的质量很小，不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在一个静止的原子的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子下面的说法

4、中正确的是() A母核的质量数等于子核的质量数B母核的电荷数大于子核的电荷数C子核的动量与中微子的动量相同D子核的动能大于中微子的动能解析：选 AB. 由题意知母核的质量数等于子核的质量数，A 正确；母核中的一个质子变成一个中子生成子核，则电荷数减少1 个， B 正确；子核的动量与中微子动量大小相等，方向相反， C 错；设子核的质量为M，中微子的质量为m，子核放出中微子后速度为v1，中微子速度为 v2，由动量守恒定律得，0Mv1mv2， 子核动能E11 2Mv2 1，中微子动能E21 2mv2 21 2M2mv2 1，因 Mm，显然 E1E2，故 D 错5.关于 射线的产生和性质，下列说法中正

5、确的是() A射线是原子内层电子受激发后产生的，在磁场中它不偏转B射线是由处于激发状态的原子核放射出的光子，它在磁场中不发生偏转C射线的电离本领和穿透本领都很强D射线的电离本领最弱，穿透本领最强解析： 选 BD.放射性原子核在发生衰变或 衰变过程中， 产生的某些新原子核由于具有过多的能量 (此时新核处于激发态)，而辐射出的光子流即 射线，它具有很强的穿透本领，但电离本领比 射线和 射线的电离本领都弱因射线本身不带电荷，所以 射线进入磁场中后不会发生偏转6.地球的年龄有多大？一直是科学家探究的问题，其中一种方法是利用天然放射性元素的衰变规律探测通过对古老岩石中铀和铅含量的测定(设铀核衰变后全部变

6、成铅核)，推算出该岩石中含有的铀是岩石形成初期的一半铀 238 的相对含量随时间变化的关系如图所示，由此可判断出 () A铀 238 的半衰期为90 亿年B地球的年龄大于45 亿年C被测定的岩石在90 亿年后的铀铅粒子数比例约为14 D被测定的岩石在90 亿年后的铀铅粒子数比例约13 解析：选BD.设岩石形成初期时的铀含量为100%，则从图中可以看出，衰减一半所需时间为 45 亿年，则铀 238 的半衰期是45 亿年； 而现在地球上古老岩石中铀含量近似为最初的一半，可知岩石的年龄大约是45 亿年， 地球的年龄应比45 亿年更大一些； 从岩石形成到经过90 亿年将有3 4的铀原子核发生衰变成为铅

7、，余下的铀原子核为最初的1 4，所以 90 亿年后的铀铅粒子数比例约为13，所以选B、D. 7.在下列核反应方程中，X 代表质子的方程是() A.27 13Al 4 2He30 15PX B.14 7N4 2He17 8OX C.2 1H1 0nX D.3 1HX4 2He1 0n 答案： BC 8.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广泛应用的原因是() A它衰变释放的核能少，容易控制B它衰变缓慢，应用效果好C它的射线有电离作用和贯穿本领，以及对生物组织有物理、化学效应D它可作为示踪原子答案： CD 9.在存放放射性元素时，若把放射性元素置于大量水中；密封于铅盒中；与轻

8、核元素结合成化合物则() A措施可减缓放射性元素衰变B措施可减缓放射性元素衰变C措施可减缓放射性元素衰变D上述措施均无法减缓放射性元素衰变解析： 选 D.放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以 A、B、C 错误， D 正确10.如图甲所示为国际原子能机构2007 年 2 月 15 日公布核辐射警示新标志新标志为黑框红底三角， 内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形核辐射会向外释放三种射线： 射线带正电， 射线带负电， 射线不带电现有甲、乙两个原子核原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个粒子， 另一个核放出一个粒子， 得出图乙所示的四条径迹，则()

9、A磁场的方向一定垂直于纸面向里B甲核放出的是 粒子，乙核放出的是粒子Ca 为 粒子的径迹，b 为粒子的径迹Db 为 粒子的径迹，c 为粒子的径迹解析：选 BD.衰变过程中满足动量守恒，粒子与新核的动量大小相等，方向相反，据带电粒子在磁场中的运动不难分析：若轨迹为外切圆，则为 衰变；若轨迹为内切圆，则为 衰变又因为Rmv qB知半径与电荷量成反比，可知答案为B、D. 二、填空题 (本题共 2 小题，每小题8 分，共 16 分把答案填在题中的横线上) 11. 一置于铅盒中的放射源发射的、和 射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔， 铝箔后的空间有一匀强电场进入电场后，射线变为a、b 两束，射线a

10、 沿原来方向行进，射线 b 发生了偏转，如图所示，则图中的射线a 为_射线，射线b 为_射线解析：三种射线中 射线穿透力最弱，不能穿透铝箔，是高速电子流，带负电，在磁场中能发生偏转，而 是一种电磁波，在磁场中不发生偏转所以射线 a 为 射线，射线b为 射线答案： 12. 2011 年 3 月 11 日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性核素， 它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射在下列四个式子中，有两个能分别反映131I 和137Cs 衰变过程，它们分别是_和_( 填入正确选项前的字母).131I 和137Cs 原子核中的中

11、子数分别是_ 和_AX1137 56Ba1 0nBX2131 54Xe01e CX3137 56Ba01e DX4131 54Xe1 1p 解析：根据衰变过程电荷数守恒、质量数守恒，可知X1是13856Ba，X2是131 53I，X3是137 55Cs，X4是13255Cs，所以能分别反映131 53I 和137 55Cs 的衰变过程的是BC.131 53I 原子核中的中子数是1315378，137 55Cs原子核中的中子数是1375582. 答案： BC7882 三、计算题 (本题共 4 小题，共 44 分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分有数值计算

12、的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13.(10 分)某些建筑材料可产生放射性气体氡，氡可以发生衰变和 衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并大量放出射线，从而危害人体健康 原来静止的氡核222 86Rn 发生一次 衰变生成新核钋Po.已知放出的 粒子速 度为 v. (1)写出衰变方程；(2)求衰变生成的钋核的速度解析： (1)衰变方程222 86Rn218 84Po4 2He.(4 分)(2)放出的 粒子速度方向为正方向，设钋核和 粒子的质量分别为M、m.由动量守恒定律得Mv1mv0，(2 分)解得 v1m Mv4 218v2v 109(2 分)方向

13、与 粒子速度方向相反(2 分)答案： (1)见解析(2)2v 109方向与 粒子速度方向相反14. (10 分)1920 年，质子已被发现， 英国物理学家卢瑟福曾预言可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子.1930 年发现，在真空条件下用 射线轰击铍 (94Be)时，会产生一种看不见的、贯穿力极强的不知名射线和另一种粒子经过研究发现，这种不知名射线具有如下的特点：在任意方向的磁场中均不发生偏转；这种射线的速度小于光速的十分之一； 用它轰击含有氢核的物质，可以把氢核打出来， 用它轰击含有氮核的物质，可以把氮核打出来，并且被打出的氢核的最大速度vH和被打出的氮核的最大速度v

14、N之比近似等于 152.若该射线中的粒子均具有相同的能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可以认为静止，碰撞过程中没有机械能的损失已知氢核的质量MH与氮核的质量MN之比等于 114. (1)写出 射线轰击铍核的核反应方程(2)上述的三个特点中，哪个特点可以说明该射线是不带电的？哪个特点可以说明它不是射线？解析： (1)94Be4 2He 12 6C1 0n.(4 分)(2)由可知，该射线在任何方向的磁场中均不发生偏转，因此该射线不带电(3 分)由可知，因为该射线速度远小于光速，所以它不是射线 (3 分)答案： (1)94Be4 2He 12 6C1 0n (2)见解析15. (12 分)为测定水库的

15、存水量，将一瓶放射性溶液倒入水库中，已知这瓶溶液每分钟衰变8107次，这种同位素半衰期为2 天， 10 天以后从水库取出1 m3的水，并测得每分钟衰变10 次，求水库的存水量为多少？解析：设放射性同位素原有质量为m0，10 天后的剩余质量为m，水库存水量Q m3，由每分钟衰变次数与其质量成正比可得10Q 8107m m0，(3 分 )由半衰期公式得：mm0(12)t T， (3 分)由以上两式联立代入数据得：10Q 8107 (12)10 2，(3 分)解得水库存水量为Q2.5105 m3.(3 分)答案： 2.5105 m316. (12 分)一个静止的氮核14 7N 俘获一个速度为2.3107 m/s 的中子生成一个复核A， A 又衰 变成 B、C 两个新核，设B、C 速度方向与中子速度方向相同，B 的质量是中子的11 倍，速度是 106 m/s，B、C 在同一匀强磁场中做圆周运动的半径比RB RC1130. (注：涉及动量问题时，亏损质量可忽略不计) 求： (1)C 核的速度大小；(2)根据计算判断C 核是什么；(3)写出核反应方程式解析： (1)mnvnmBvBmCvC(2 分)vCmnvnmBvB mC（12.310711