第4章 从原子核到夸克 章末检测试卷（含答案）

《第4章 从原子核到夸克 章末检测试卷（含答案）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第4章 从原子核到夸克 章末检测试卷（含答案）（6页珍藏版）》请在七七文库上搜索。

1、章末检测试卷章末检测试卷(四四) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 12 小题，每小题 5 分，共计 60 分.18 题为单项选择题，912 题为多 项选择题全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不选的得 0 分) 1下列现象中，与原子核内部变化有关的是( ) A 粒子散射现象 B天然放射现象 C光电效应现象 D原子发光现象 答案 B 解析 粒子散射现象说明了金箔原子中有一个很小的核； 光电效应现象说明了光的粒子性， 原子发光现象说明核外电子跃迁具有量子化的特征；只有天然放射现象才能说明原子核具有 内部结构，选项 B 正确 2下列与 粒子相关的说法中正

2、确的是( ) A天然放射现象中产生的 射线速度与光速相当，穿透能力很强 B.238 92U(铀 238)核放出一个 粒子后就变为 234 90Th(钍 234)核 C高速 粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为42He14 7N 16 8O10n D丹麦物理学家玻尔进行了 粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型 答案 B 解析 粒子的速度是 0.1c，A 错；根据核反应遵循的电荷数守恒、质量数守恒可知，B 对， C 错；D 项中应是卢瑟福，D 错 3放射性元素(222 86Rn)经 衰变成为钋( 218 84Po)，半衰期约为 3.8 天；但勘测表明，经过漫长的 地质年代后，目前地壳

3、中仍存在天然的含有放射性元素222 86Rn 的矿石，其原因是( ) A目前地壳中的222 86Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变 B在地球形成的初期，地壳中元素222 86Rn 的含量足够高 C当衰变产物218 84Po 积累到一定量以后， 218 84Po 的增加会减慢 222 86Rn 的衰变进程 D.222 86Rn 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期 答案 A 4 人们在海水中发现了放射性元素钚(239 94Pu). 239 94Pu 可由铀 239( 239 92U)经过 n 次 衰变而产生， 则 n 为( ) A2 B239 C145 D92 答案 A 解析

4、 衰变规律是质量数不变，质子数增加 1，239 94Pu 比 239 92U 质子数增加 2，所以发生了 2 次 衰变，A 正确 5(2018 全国卷)1934 年，约里奥居里夫妇用 粒子轰击铝核27 13Al，产生了第一个人工放 射性核素 X：27 13AlnX.X 的原子序数和质量数分别为( ) A15 和 28 B15 和 30 C16 和 30 D17 和 31 答案 B 解析 将核反应方程式改写成42He27 13Al 1 0nX，由电荷数守恒和质量数守恒知，X 应为 30 15X. 6(2018 山西五校联考)在很多装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素下列说法正确的 是( ) A

5、 射线、 射线和 射线都是电磁波 B在 、 三种射线中， 射线的电离能力最强 C氡的半衰期为 3.8 天，4 个氡原子核经过 7.6 天后一定只剩下 1 个氡原子核 D放射性元素发生 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 答案 D 解析 射线是高速42He 核流， 射线是高速电子流，A 项错误；在 、 三种射线中， 射线的电离能力最强， 射线的电离能力最弱，B 项错误；半衰期是对大量原子核的衰变行 为作出的统计规律，对于少量原子核无意义，C 项错误 7.如图 1 所示，国家大科学工程中国散裂中子源(CSNS)于 2017 年 8 月 28 日首次打靶成 功，获得中子束流，可以为

6、诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台下列核反应中 放出的粒子为中子的是( ) 图 1 A.14 7N 俘获一个 粒子，产生 17 8O 并放出一个粒子 B.27 13Al 俘获一个 粒子，产生 30 15P 并放出一个粒子 C.11 5B 俘获一个质子，产生 8 4Be 并放出一个粒子 D.63Li 俘获一个质子，产生32He 并放出一个粒子 答案 B 解析 根据质量数守恒、电荷数守恒，各选项核反应方程式如下： A 错：14 7N 4 2He 17 8O 1 1H B 对：27 13Al 4 2He 30 15P 1 0n C 错：11 5B 1 1H 8 4Be 4 2He D 错：6

7、3Li11H32He42He 8.在匀强磁场中有一个静止的氡原子核(222 86Rn)，由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与 反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为 421，如图 2 所示，那么氡 核的衰变方程应为( ) 图 2 A.222 86Rn 222 87Fr 0 1e B.222 86Rn 218 84Po 4 2He C.222 86Rn 222 85At 0 1e D.222 86Rn 220 85At 2 1H 答案 B 解析 由于粒子与反冲核的径迹是外切的，据左手定则可知，该粒子一定带正电由于粒子 与反冲核的动量大小相等，据 rmv Bq，又由已知大圆与小圆

8、的直径之比为 421，所以粒子 与反冲核的电荷量之比为 142，故 B 正确 9天然放射性元素232 90Th(钍)经过一系列 衰变和 衰变之后，变成 208 82Pb(铅)下列说法中 正确的是( ) A衰变的过程共有 6 次 衰变和 4 次 衰变 B铅核比钍核少 8 个质子 C 衰变所放出的电子来自原子核核外轨道 D钍核比铅核多 24 个中子 答案 AB 解析 由于 衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定 衰变的次数为： x232208 4 6，再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定 衰变的次数应满足：2xy 90828，y2x84.钍 232 核中的中子数为 2329014

9、2，铅 208 核中的中子数为 20882126，所以钍核比铅核多 16 个中子，铅核比钍核少 8 个质子 衰变所放出的电子 来自原子核内，所以选项 A、B 正确 10关于云室探测射线，下列说法中正确的是( ) A云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示射线运动的轨迹 B云室中径迹直而清晰的是 射线 C云室中径迹细而长的是 射线 D云室中显示粒子径迹的原因是蒸气电离，即使放入磁场中也无法判断射线所带电荷的正负 答案 AB 解析 云室内充满过饱和蒸气，射线经过时使气体电离，凝结成雾滴，雾滴沿射线的路线排 列，显示出射线的径迹，故选项 A 正确；由于 粒子的质量比较大，飞行时不易改变方向， 电离本领

10、大，产生的离子多，所以 射线在云室中的径迹直而清晰，则选项 B 正确；由于 射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，所以选项 C 错误；把云室放在磁 场中，由射线径迹的弯曲方向就可判断射线所带电荷的正负，所以选项 D 错误 11美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达 100 年的放射性同 位素镍 63(63 28Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍 63 发生 衰变时释放电子给铜 片，把镍 63 和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能下面有关该电池的说法正确的是 ( ) A镍 63 的衰变方程是63 28Ni 63 27Cu 01e B镍 63 的

11、衰变方程是63 28Ni 64 29Cu 01e C外接负载时镍 63 的电势比铜片高 D该电池内电流方向是从铜片到镍片 答案 CD 解析 镍 63 的衰变方程为63 28Ni 63 29Cu 0 1e，选项 A、B 错误；电流方向为正电荷定向移动 方向，在电池内部电流从铜片到镍片，镍片电势高，选项 C、D 均正确 12.放射性元素238 92U 衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成 210 83Bi，而 210 83Bi 可以经一次 衰变变成210 aX(X 代表某种元素)， 也可以经一次衰变变成 b 81Tl， 210 aX 和 b 81Tl 最后都变成 206 82Pb， 衰变路径如

12、图 3 所示则( ) 图 3 Aa82，b211 B.210 83Bi 210 aX 是 衰变，210 83Bi b 81Tl 是 衰变 C.210 83Bi 210 aX 是 衰变，210 83Bi b 81Tl 是 衰变 D. b 81Tl 经过一次 衰变变成 206 82Pb 答案 BD 解析 由210 83Bi 210 aX，质量数不变，说明发生的是 衰变，同时知 a84.由210 83Bi b 81Tl，核 电荷数减 2，说明发生的是 衰变，同时知 b206，故206 81Tl 206 82Pb 发生了一次 衰变故 选 B、D. 二、填空题(本题共 2 小题，共 10 分) 13(4

13、 分)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30 15P衰变成 30 14Si的同时放出另一种粒子， 这种粒子是 . 32 15P是 30 15P的同位素， 被广泛应用于生物示踪技术.1 mg 32 15P 随时间衰变的关系图像如图 4 所示，4 mg 的 32 15P 大约经 天的衰变后还剩 0.25 mg. 图 4 答案 正电子(2 分) 60(2 分) 解析 衰变方程为30 15P 30 14Si 0 1e，即这种粒子是正电子由题图可以看出 32 15P 的半衰期为 15 天，则 4 1 2 15 t mg0.25 mg，得 t60 天

14、 14(6 分)1934 年，约里奥居里夫妇在用 粒子轰击铝箔靶时，除探测到预料中的中子外， 还探测到正电子， 粒子停止轰击后，铝箔靶仍继续发射正电子，这是因为反应生成了放射 性同位素 (1)完成上述反应的核反应方程式 27 13Al 4 2He 1 0n； 30 14Si 0 1e (2)放射性同位素的作用有 、 . 答案 (1)30 15P(2 分) 30 15P(2 分) (2)作为放射源(1 分) 作为示踪原子(1 分) 三、计算题(本题共 3 小题，共 30 分) 15(10 分)30 15P 是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为 2.5 min，能衰变为 30 14Si 和一

15、个 未知粒子 (1)写出该衰变的方程； (2)已知容器中原有纯30 15P 的质量为 m，求 5 min 后容器中剩余 30 15P 的质量 答案 (1)30 15P 30 14Si 0 1e(正电子) (2)1 4m 解析 (1)衰变的方程为：30 15P 30 14Si 0 1e(正电子)(5 分) (2)半衰期为 2.5 min，则经过 5 min 后发生 2 次衰变，则容器中剩余30 15P 的质量为：Mm(1 2) t T 1 4m.(5 分) 16(10 分)为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这瓶溶液每 分钟衰变 8107次，这种同位素的半衰期为 2 天，

16、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？ 答案 2.5105 m3 解析 设放射性同位素原有质量为 m0,10 天后其剩余质量为 m，水库存水量为 Q，由每分钟 衰变次数与其质量成正比可得 10Q 8107 m m0，(4 分) 由半衰期公式得：mm0(1 2) t T ，(4 分) 由以上两式联立代入数据得 10Q 8107( 1 2) 10 2 (1 2) 5，解得水库的存水量为 Q2.5105 m3.(2 分) 17(10 分)如图 5 甲所示，静止在匀强磁场中的63Li 核俘获一个速度为 v07.7104 m/s 的中 子而发生核反应，

17、即63Li10n 31H42He，若已知42He 的速度 v22.0104 m/s，其方向与反应 前中子速度方向相同，试求： 图 5 (1)31H 的速度大小和方向； (2)在图乙中，已画出并标明两核的运动轨迹，请计算出轨道半径之比； (3)当42He 旋转三周时，31H 旋转几周？ 答案 (1)1.0103 m/s 方向与 v0方向相反 (2)340 (3)2 周 解析 (1)以 v0的方向为正方向，反应前后动量守恒：m0v0m1v1m2v2(2 分) (v1为氚核速度，m0、m1、m2分别代表中子、氚核、氦核的质量) 代入数值可解得：v11.0103 m/s，负号表示方向与 v0方向相反(1 分) (2)31H 和42He 在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比 r1r2m1v1 Bq1 m2v2 Bq2 340(2 分) (3)31H 和42He 做匀速圆周运动的周期之比 T1T22m1 Bq1 2m2 Bq2 32(2 分) 所以它们的旋转周数之比 n1n2T2T123，(2 分) 即42He 旋转三周，31H 旋转 2 周(1 分)