高中魯科版物理新選修3-5 第三章 原子核與放射性 章節(jié)練習(xí)

1、高中魯科版物理新選修 3-5 第三章 原子核與放射性 章節(jié)練習(xí) 一、單選題1.同位素是指（ ）A. 核子數(shù)相同而質(zhì)子數(shù)不同的原子C. 質(zhì)子數(shù)相同而核子數(shù)不同的原子2.關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是( )B. 核子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子D. 中子數(shù)相同而核子數(shù)不同的原子A. 衰變說(shuō)明原子核里有電子B. 某原子核經(jīng)過(guò)一次 衰變和兩次 衰變后，核內(nèi)中子數(shù)減少 4 個(gè) C. 放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將縮短D. 射線的電離作用很強(qiáng)，可用來(lái)消除有害靜電3.陰極射線是（ ）A. 光子流B. 電子流C. 質(zhì)子流D. 中子流4.下列說(shuō)法中正確的是（ ）A. 射線是原子受激發(fā)后向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的B

2、. 在穩(wěn)定的重原子核中，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多C. 核反應(yīng)過(guò)程中如果核子的平均質(zhì)量減小，則要吸收核能D. 診斷甲狀腺疾病時(shí)，注入的放射性同位素碘 131 作為示蹤原子5.我國(guó)已建成的秦山、大亞灣等十幾座核電站，有效的解決了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的電力需求問(wèn)題目前這些正 在工作中的核電站利用的是（）A. 放射性元素衰變放出的能量 C. 重核裂變放出的能量B. 人工放射性同位素衰變放出的能量 D. 輕核聚變放出的能量6.關(guān)于陰極射線的本質(zhì)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A. 陰極射線本質(zhì)是氫原子C. 陰極射線本質(zhì)是電子B. 陰極射線本質(zhì)是電磁波D. 陰極射線本質(zhì)是 X 射線第 1 頁(yè)7.當(dāng)前房地產(chǎn)很火爆，在居室裝修中經(jīng)常

3、用到花崗巖，大理石等材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，如有些含有鈾、釷的花崗巖會(huì)釋放出放射性氣體氡，氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放出、 射線，已 知氡的半衰期為 3.8 天，則下列說(shuō)法正確的是（ ）A. 發(fā)生 衰變時(shí)，生成的核與原來(lái)的核相比，中子數(shù)少 4B. 發(fā)生 衰變時(shí)，釋放出電子，說(shuō)明原子核內(nèi)有電子存在C. 射線一般伴隨著 或 射線產(chǎn)生，其中 射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力卻最弱D. 若只有 4 個(gè)氡核，經(jīng) 7.6 天一定只剩下 1 個(gè)氡核8.下列說(shuō)法正確的是（ ）A. 陰極射線和 射線本質(zhì)上都是電子流，都來(lái)自于原子的核外電子B. 溫度越高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向頻率較小的方向移動(dòng)C. 天然

4、放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，讓人們不知道原子核不是組成物質(zhì)的最小微粒D. 公安機(jī)關(guān)對(duì) 2019 年 5 月初南京丟失銥192 放射源的 4 名責(zé)任人采取強(qiáng)制措施是因?yàn)樵摲派湓捶懦龃?劑量的射線會(huì)污染環(huán)境和危害生命二、填空題9.如圖所示，電子射線管（A 為其陰極），放在蹄形磁鐵的 N、S 兩極間（圖中 C 為 N 極），射線管的 A、B 兩極分別接在直流高壓電源的負(fù)極和正極此時(shí)，熒光屏上的電子束運(yùn)動(dòng)徑跡_偏轉(zhuǎn)（填“向上”“向 下”或“不”）10.放射性元素具有半衰期，如果將某種放射性元素制成核電池，帶到火星上去工作火星上的溫度等環(huán)境因素與地球有很大差別，該放射性元素到火星上之后，半衰期_（填“發(fā)生”或“不發(fā)

5、生”）變化若 該放射性元素的半衰期為 T 年，經(jīng)過(guò)_年，該元素還剩余 12.5%11. 盧瑟福用 粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為_查德威克用 粒子轟擊鈹核，打出了 一種粒子流，其核反應(yīng)方程為_12. 如圖是陰極射線管的示意圖接通電源后，會(huì)有電子從陰極 K 射向陽(yáng)極 A，并在熒光屏上形成一條亮線要使熒光屏上的亮線向下偏轉(zhuǎn)，則可以加一個(gè)方向平行紙面_（填“向上”或“向下”）的電場(chǎng)，或者加第 2 頁(yè)一個(gè)方向垂直紙面_（填“向里”或“向外”）的磁場(chǎng)三、綜合題13.如圖所示為盧瑟福在實(shí)驗(yàn)室里第一次成功在實(shí)現(xiàn)了原子核人工轉(zhuǎn)變的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，M 是顯微鏡，S 是熒光屏，F(xiàn) 是鋁箔氮?dú)鈴拈y門 T 充

6、入，A 是放射源（1） 完成該人工核轉(zhuǎn)變的方程式?（2） （單選題）在觀察由新粒子引起的閃爍之前需進(jìn)行必要的調(diào)整的是（） A. 充入氮?dú)夂?，調(diào)整鋁箔厚度，使 S 上有 粒子引起的閃爍B. 充入氮?dú)夂螅{(diào)整鋁箔厚度，使 S 上見(jiàn)不到新粒子引起的閃爍C. 充入氮?dú)馇埃{(diào)整鋁箔厚度，使 S 上能見(jiàn)到新粒子引起的閃爍D. 充入氮?dú)馇?，調(diào)整鋁箔厚度，使 S 上見(jiàn)不到 粒子引起的閃爍（3）（單選題）在容器充入氮?dú)夂螅?S 上出現(xiàn)閃光，該閃光是（）A. 粒子射到屏上產(chǎn)生的B. 粒子從 F 處打出的新粒子射到屏上產(chǎn)生的C. 粒子擊中氮核后產(chǎn)生的新粒子射到屏上產(chǎn)生的 D. 放射性物質(zhì)的 射線射到屏上產(chǎn)生的 1

7、4.如圖是工廠利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置示意圖（1） 請(qǐng)你簡(jiǎn)述自動(dòng)控制的原理（2） 如果工廠生產(chǎn)的為的鋁板，在、和三種射線中，你認(rèn)為哪一種射線在的厚度控制中起主要作用，為 什么？四、解答題第 3 頁(yè)2115.射線在真空中的速度與光速相同的是那些？答案解析部分一、單選題1.【答案】C【解析】【解答】 同位素是質(zhì)子數(shù)相同，而中子數(shù)或核子數(shù)不同的原子，故C 正確，ABD 錯(cuò)誤；故選：C 【分析】根據(jù)質(zhì)子數(shù)相同，而中子數(shù)或核子數(shù)不同的原子互為同位素來(lái)分析解答2.【答案】B【解析】【解答】A、 衰變時(shí)，原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，釋放出來(lái)的電子就是 粒子，可知 衰變現(xiàn)象不是說(shuō)明電子

8、是原子核的組成部分故 A 錯(cuò)誤B、某放射性元素經(jīng)過(guò) 1 次 衰變和 2 次 衰變共產(chǎn)生：1 個(gè) 4He 和 2 個(gè) 0e所以質(zhì)量數(shù)減少：4，核電荷數(shù)不變，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得知，中子數(shù)減少：4故 B 正確C、 半衰期是由原子核內(nèi)部性質(zhì)決定的，與溫度無(wú)關(guān)，所以升高放射性物質(zhì)的溫度，不能縮短其半衰期故 C 錯(cuò)誤D、 射線的電離作用很弱，不能用來(lái)消除有害靜電故 D 錯(cuò)誤故選 B【分析】 衰變中產(chǎn)生的電子是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化而來(lái)的； 衰變過(guò)程中，一個(gè)原子核釋放一個(gè) 粒子（由兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子形成的氦原子核），并且轉(zhuǎn)變成一個(gè)質(zhì)量數(shù)減少 4，核電荷數(shù)減少 2 的新原子核 衰變過(guò)程中，一個(gè)原子核

9、釋放一個(gè) 粒子（電子）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒求解原子核衰變后核內(nèi)中子數(shù)的變化；升高放射性物質(zhì)的溫度，不能縮短其半衰期 射線的電離作用很弱，不能用來(lái) 消除有害靜電3.【答案】B【解析】【解答】陰極射線是電子流，電子帶負(fù)電而 射線是光子流，故 B 正確，ACD 錯(cuò)誤故選：B【分析】陰極射線的實(shí)質(zhì)是電子流，而電子流、質(zhì)子流與中子流均是實(shí)物粒子，而光子流，屬于電磁波， 是特殊的物質(zhì)，從而即可求解4.【答案】D第 4 頁(yè)2【解析】【解答】A、 射線是一般伴隨著 或 射線產(chǎn)生的電磁波，具有一定的能量，原子核受激發(fā)后向 低能級(jí)躍遷時(shí)放出的故 A 錯(cuò)誤；B、 在穩(wěn)定的重原子核中，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)少故 B 錯(cuò)

10、誤；C、 核反應(yīng)過(guò)程中如果核子的平均質(zhì)量減小，說(shuō)明核反應(yīng)的過(guò)程中由質(zhì)量虧損，屬于要釋放核能故 C 錯(cuò) 誤；D、 給懷疑患有甲狀腺的病人注射碘 131，診斷甲狀腺的器質(zhì)性和功能性疾病，是將碘 131 作為示蹤原子， 故 D 正確故選：D【分析】 射線一般伴隨著 或 射線產(chǎn)生， 射線是電磁波；根據(jù)核反應(yīng)的過(guò)程中質(zhì)量的變化判定是釋 放能量，還是吸收能量； 射線的穿透能力最強(qiáng)；放射性同位素碘 131 能做示蹤原子5.【答案】C【解析】【解答】ABC、核電站采用的是核裂變來(lái)釋放原子核能；故 AB 錯(cuò)誤，C 正確；D、目前的核電站均采用核裂變；聚變的應(yīng)用尚在試驗(yàn)階段；故 D 錯(cuò)誤；故選：C【分析】本題比較

11、簡(jiǎn)單，根據(jù)裂變和聚變的特點(diǎn)分析即可同時(shí)明確目前的核電站均采用核裂變；聚變的 應(yīng)用尚在試驗(yàn)階段6.【答案】C【解析】【解答】陰極射線是電子流，電子帶負(fù)電故 ABD 錯(cuò)誤，C 正確故選：C【分析】首先知道陰極射線的實(shí)質(zhì)是電子流，電子的電量與氫離子的電量相等，即可求解7.【答案】C【解析】【解答】解：A、根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：發(fā)生 衰變放出 4 He，導(dǎo)致質(zhì)子數(shù)減小 2 個(gè)， 質(zhì)量數(shù)減小 4，故中子數(shù)減小 2，故 A 錯(cuò)誤；B、 發(fā)生 衰變的過(guò)程是：一個(gè)中子變?yōu)橘|(zhì)子同時(shí)放出一個(gè)電子，并非原子核內(nèi)有電子存在，故B 錯(cuò)誤；C、 根據(jù) 、 三種射線特點(diǎn)可知， 射線穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱， 射線電

12、離能量最強(qiáng)，穿透能 力最弱，故 C 正確；D、 半衰期的對(duì)大量原子核的衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)于單個(gè)是不成立的，故 D 錯(cuò)誤故選：C第 5 頁(yè)【分析】正確解答本題需要掌握：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒判斷產(chǎn)生 衰變和 衰變次數(shù)；明確 衰變的 實(shí)質(zhì)；半衰期的物理意義；、 三種射線的特點(diǎn)以及應(yīng)用8.【答案】D【解析】【解答】A、陰極射線和 射線本質(zhì)上都是電子流，陰極射線來(lái)自原子的核外電子，而 射線是 由原子核中中子轉(zhuǎn)化而來(lái)的，故 A 錯(cuò)誤B、 溫度越高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向頻率較大的方向移動(dòng)；故 B 錯(cuò)誤C、 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，讓人們知道原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，不是組成物質(zhì)的最小微粒故 C 不正確 D、放射源

13、放出大劑量的射線會(huì)污染環(huán)境和危害生命；故 D 正確故選：D【分析】 粒子來(lái)源于原子核中中子的轉(zhuǎn)化；溫度越高，黑體輻射強(qiáng)度的極大值向頻率較大的方向移動(dòng)；天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，讓人們知道原子核不是組成物質(zhì)的最小微粒；放射源放出大劑量的射線會(huì)污染環(huán)境 和危害生命；二、填空題9.【答案】向下【解析】【解答】據(jù)題因?yàn)?A 是陰極，B 是陽(yáng)極，所以電子在陰極管中的運(yùn)動(dòng)方向是 A 到 B ， 產(chǎn)生的電流方向是 B 到 A（注意是電子帶負(fù)電），根據(jù)左手定則，四指由 B 指向 A ， 掌心對(duì)著 N 極此時(shí)拇指向下， 所以電子束所受的洛倫茲力向下，軌跡向下偏轉(zhuǎn)故答案為：向下【分析】此題要求要了解電子射線管的構(gòu)造和原

14、理陰極是發(fā)射電子的電極，要接到高壓的負(fù)極上，電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，受到洛倫茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)從而顯示電子運(yùn)動(dòng)的徑跡，偏轉(zhuǎn)方向有左手定則判斷 10.【答案】不發(fā)生；3T【解析】【解答】解：原子核的衰變是由原子核內(nèi)部因素決定的，與外界環(huán)境無(wú)關(guān)，因此半衰期不發(fā)生變 化；該元素還剩余 12.5%，則放射性元素有的原子核發(fā)生了衰變，說(shuō)明經(jīng)過(guò)了 3 個(gè)半衰期，所以經(jīng)過(guò)了 3T 年；故答案為：不發(fā)生，3T【分析】半衰期是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，半衰期的大小由原子核內(nèi)部因素決定，與所處的物 理環(huán)境與化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)第 6 頁(yè)7 28 1 4 26 07 28 14 26 07 28 14 26 0611.【

15、答案】14 N+4 He17 O+1 H；9 Be+4 He12 C+1N【解析】【解答】在核反應(yīng)中應(yīng)保證質(zhì)量數(shù)守恒與電荷守恒，并且注意核反應(yīng)為單向反應(yīng)，應(yīng)用箭頭表示 反應(yīng)方向；用 粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，其核反應(yīng)方程為：14 N+4 He17 O+1 H用 粒子轟擊鈹核，其核反應(yīng)方程為：9 Be+4 He12 C+1 N故答案為：14 N+4 He17 O+1 H，9 Be+4 He12 C+1 N【分析】盧瑟福用 粒子轟擊氮核從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，產(chǎn)生了質(zhì)子和氧 17，查德威克用 粒子轟擊鈹原子， 生成了中子和 12 C 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒配平，書寫核反應(yīng)方程12.【答案】向上；向里【解

16、析】【解答】由題意，根據(jù)正電荷受力與電場(chǎng)方向相同，若加一方向平行紙面向上的電場(chǎng)，電場(chǎng)力使 得電子向下偏轉(zhuǎn)若加一方向垂直紙面向里的磁場(chǎng)，根據(jù)左手定則，洛倫茲力方向豎直向下，亮線向下偏轉(zhuǎn)故答案為：向上，向里【分析】電子射線由陰極沿 X 軸方向射出，形成的亮線向下偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電子受到的洛倫茲力方向向下，根據(jù)左手定則判斷分析，選擇可行的磁場(chǎng)方向；或電子受到向下的電場(chǎng)力，從而確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 三、綜合題13.【答案】（1） He +N O+ H（2） D（3） C【解析】【解答】 （1）盧瑟福通過(guò)用 粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可以判斷核反應(yīng)方程為： He + N O+ H（2）A、B

17、、充入氮?dú)夂螅?粒子轟擊氮核產(chǎn)生質(zhì)子，質(zhì)子穿過(guò)銀箔，引起熒光屏 S 的閃爍，故 A 錯(cuò)誤，B 錯(cuò)誤；C、D、裝置中 A 為放射源，放出的為 粒子，由于 F 處裝的銀箔剛好能阻止 粒子穿過(guò)，因此沒(méi)有充入氮?dú)庵盁o(wú)質(zhì)子產(chǎn)生，不可能在S 上見(jiàn)到質(zhì)子引起的閃爍，故 C 正確，D 錯(cuò)誤；故選 D（3）充入氮?dú)夂螅?粒子轟擊氮核產(chǎn)生質(zhì)子，質(zhì)子穿過(guò)銀箔，引起熒光屏S 的閃爍， 故選 C 故答案為：（1） He + N O+ H；（2）D，（3）C【分析】（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒判斷核反應(yīng)方程；（2）F 處裝的銀箔剛好能阻止 粒子穿過(guò)，而不能阻止其它粒子如質(zhì)子穿過(guò)；（3）充入氮?dú)夂螅?粒子轟擊氮核產(chǎn)生質(zhì)子

18、，質(zhì)子穿過(guò)銀箔，引起熒光屏 S 的閃爍第 7 頁(yè)14.【答案】（1）放射線具有穿透本領(lǐng)，如果向前運(yùn)動(dòng)的鋁板的厚度有變化，則探測(cè)器接收到的放射線的強(qiáng)度就會(huì)隨之變化，這種變化被轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸入到相應(yīng)裝置，進(jìn)而自動(dòng)地控制圖中右側(cè)的兩個(gè)輪間的距 離，使鋁板的厚度恢復(fù)正常（2） 射線起主要作用。因?yàn)?射線的穿透本領(lǐng)很小，一張薄紙就能把它擋??； 射線的穿透本領(lǐng)非常強(qiáng)，能穿透幾厘米的鋁板，1mm 左右的鋁板厚度發(fā)生變化時(shí)，透過(guò)鋁板的射線強(qiáng)度變化不大； 射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，能穿透幾毫米的鋁板，當(dāng)鋁板的厚度發(fā)生變化時(shí)，透過(guò)鋁板的射線強(qiáng)度變化較大，探測(cè)器可明顯 地反應(yīng)出這種變化，使自動(dòng)化系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng)【解析】【解答】（1）放射線具有穿透本領(lǐng)，如果向前運(yùn)動(dòng)的鋁板的厚度有變化，則探測(cè)器接收到