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1、?原子核?测试题本试卷分为第I卷选择题和第n卷非选择题两局部，总分值100,考试时间60分钟，第I卷选择题共40分一、选择题此题共10小题,每题4分，共40分，在每题给出的四个选项中 ，有的只 有一个选项正确,有的有多个选项正确，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，这一模型建立的根底是A. a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. 质子的发现解析：卢瑟福根据a粒子的散射实验的结果，提出原子的核式结构模型，所以A项正确，答案：A2 .关于放射性元素的半衰期 ，以下说法中正确的选项是A. 半衰期是原子核质量减
2、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、生物年代等解析：原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关,C错误；原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间即半衰期,原子核就衰变掉总数的一半 ，A错误,B正确；利用铀238可测定地质年代，利用碳14可测定生物年代，D正确，答案：B、D3. 以下关于原子和原子核的说法正确的选项是A. 6衰变现象说明电子是原子核的组成局部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
3、结合得越牢固解析：原子核是由质子和中子组成的 ，6衰变是核内中子转变成为质子同时生成电子，即3 粒子，故A错，半衰期由原子核本身决定，与外界环境因素无关 。错，比结合能越大表示原子,B对,核中核子结合得越牢固,D错，玻尔提出的氢原子能级不连续就是原子能量量子化答案：B4. 如图十九一1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，以下判断正确的选项是图十九一1A . a为a射线,b为6射线B. a为6射线,b为丫射线C. b为丫射线,C为a射线D . b为a射线,C为丫射线解析：丫射线不带电，在电场中不会偏转，a射线带正电，向负极板偏转，质量远大于6粒子的
4、质量，电荷量是6粒子的2倍，a粒子的加速度远小于6粒子的加速度，。粒子的径迹比 a粒子的径迹弯曲的多，选项B、C正确，答案：B、C5. 原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源，当觉等离子体被加热到适当高温时,觉核参与的几种聚变反响可能发生，放出能量，这几种反响的总效果可以表示为62H k4He + dlH + 2on+ 43.15 MeV由守恒条件可知A . k= 1,d = 4B . k= 2,d= 2C. k= 1,d = 6D. k= 2,d = 3解析：核反响的根本规律是质量数和电荷数守叵，所以6X 2= 4k+ d + 2,6 X 1 = 2k+ d,解得k= 2,d = 2,因
5、此B选项正确，答案：B6. 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觉，在海水中含量极其丰富，觉核的m,中子的质量为 m2,2He的质量为m3,质子的质量为m4,那么以下说法中正确的选项是A .两个觉核聚变成一个3He所产生的另一个粒子是质子B. 两个觉核聚变成一个3He所产生的另一个粒子是中子C. 两个觉核聚变成一个3He所释放的核能为2m m3 m4c2D. 与受控核聚变比拟，现行的核反响堆产生的废物具有放射性解析：由核反响方程 22H3He + 0X知,X应为中子，释放的核能应为 AE = 2mi m3 一m2c2,聚变反响的污染非
6、常小，而现行的裂变反响的废料具有很强的放射性，故A、C错误,B、D正确，答案：B、D7. 以下说法不正确的选项是 A. 2H + 3H4He + 8n 是聚变B. 235U + on 154 Xe + 器Sr+ 20n 是裂变C. Ra 222Rn + 2He 是 a 最变D. 34Na 24Mg + -ie是裂变解析：裂变反响指的是质量较大的核分解成几块中等质量的核，故D选项错误,答案：D8. 1个235U吸收1个中子发生核反响时，大约放出200 MeV的能量，那么1 g纯U完全发 生核反响放出的能量为Na为阿伏加德罗常数A . Na X 200 MeVB. 235NaX 200 MeVC,
7、Nx 200 MeV。.耍 X 200 MeV235解析：925u的摩尔质量1Na M = 235 g/mol，1 g纯襁U含有的原子个数 N = Na，故放出 IVI235Na的能量为应X 200 MeV，D正确，答案：D9. 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，TOft射线半衰期车卜210a138天氛22233.8天TOft射线半衰期车思90328年铀238a、 $ 丫4.5X 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辗把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辗后的薄膜厚度是否均匀，可利用的元素
8、是B.氛 222D.铀 238A.针 210C.车思90解析：要测定聚乙烯薄膜的厚度，那么要求射线可以穿透薄膜，因此a射线不适宜；另外射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，丫射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响 丫射线穿透，所以只能选用6射线,而氛222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有镌90较适宜，答案：C10. 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a粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得a粒子和反冲核轨道半径之比为44:1,如图十九一2所示，那么X X X X XX X X x M图十九一2A. a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
9、C. 反冲核的核电荷数为 88D . a粒子和反冲粒子的速度之比为1:88解析：微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，那么末动量也为零，即a粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反，由于释放的a粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动，一 2一,_ mv2mv由 Bqv = R=函，假设原来放射性元素的核电荷数为Q，那么对a粒子：R1 = 器，e对反冲核：R2 =国，BQ 2e由于 p = p2,得 R1：R2= 44: 1,得 Q= 90,它们的速度大小与质量成反比，故D错误，正确选项为 A、B、C,答案：A、B、C第口卷非选择题共60分、填空题，
10、共4小题,每题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214Pb和27c。的核衰变方程分别为：剥Por 魏Pb+ X120Co r 68Ni + X2方程中的Xi代表的是,X2代表的是,解析：由核反响中质量数和电荷数守恒知Xi代表4He,而X2代表1e,答案：4He1e12. 5分如图十九-3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，。为荧光屏下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
11、点数没有变化，如果再将黑纸B移开，那么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发出的射线为图十九一3解析：黑纸B能把a射线挡住，如果有6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，而电场对丫射线没有影响，因此含有a射线和丫射线,答案：济射线和丫射线13. 5分1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功，如图十九一4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，假设聚变方程为2H + 1H 4He+ 8n+ 17.6 MeV ,氢弹爆炸放出的能量相当于引爆300万吨TNT,1 kg TNT炸药爆炸时放出的能
12、量为 4.2 X 106 J那么氢弹爆炸时内部发生聚变反响的次数为 次，图十九一4解析：氢弹爆炸放出的总能量E = 4.2X 106X 3X 109 J= 1.26X 1016 J发生聚变的次数 N =是=1.26 X 1016ce次17.6 x 106x 1.6 x 10 19q4.47X 1027 次,答案：原子弹4.47 X 102714. 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，1 kg TNT炸药爆炸时释放的能量是4.2X 106 J,那么该原子弹含有纯铀235 kg1个铀235原子核裂变时放出200 MeV能量，阿伏加德罗常数 Na= 6.0
13、2 X 1023个/mol,解析：2万吨TNT炸药爆炸时放出的能量 E = 2X 107x 4.2X 106 j= 8.4 X 1013 J,1个铀235 原子核放出的能量 AE = 200 MeV,设纯铀235的质量为 M,那么E= N AE = 是Na AE,故M = 窘食 235Na zE=2* s 1013g- 1.0X 103 g = 1.0 kg,6.02 X 1023x 200X 106x 1.6X 10 19 a答案：1.0三、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，1
14、5. 6分一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6 000次，将该种溶液注射到一个病人的血液中，经过15 h,从病人身上取出10 cm假设中子与锂核是以等值反向的动量相碰，那么氤和a粒子的动能之比是多少？的血样，测得每分钟衰变 2次， 这种同位素的半衰期是5 h,试根据上述数据，计算人体血液的总体积，解析：每分钟衰变次数与原子核的总数成正比，,1 1故 N =知0 2 T将t= 15 h,T= 5 h代入，得AN= 750次/分AnV/口 AN 750、，c,得 V 总=V =云X 10 cm3= 3 750 cm3,答案：3 750 cm316. 6分放射性同位素64C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16粒子的动能是多大？C,164C不稳定，易发生衰变放出6射线，其半衰期为5 730年，试写出有关的核反响方程，2 假设测得一古生物遗骸中164C的含量只有活体中的12.5%,那么此遗骸的年代距今约有多 少年？解析：2活体中M6C含量不变，生物死亡后M6C开始衰变，设活体中146 C的含量为
