高中物理 第3章 原子核与放射性章末检测 鲁科版选修

我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第3章 原子核与放射性章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分其中14题为单项选择题，510题为多项选择题)1放射性同位素钍232经、衰变会生成氡，其衰变方程为ThRnxy，其中()Ax1，y3 Bx2，y3Cx3，y1 Dx3，y2答案D解析由衰变规律可知，衰变不影响质量数，所以质量数的变化由衰变的次数决定，由Th变为Rn，质量数减少了23222012，每一次衰变质量数减少4，因此衰变次数为3次；3次衰变电荷数减少了3×26个，而现在只减少了90864个，所以有2次衰变(每次衰变增加一个电荷数)，故x3，y2，故选D.214C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t0时14C的质量下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是()答案C解析衰变过程中每经过一个半衰期，质量减少为原来的一半，故质量减少得越来越慢，选项C正确3原子核A发生一次衰变后变为原子核X，原子核B发生一次衰变后变为原子核Y，已知原子核A和原子核B的中子数相同，则两个生成核X和Y的中子数以及a、b、c、d的关系可能是()AX的中子数比Y多1BX的中子数比Y少3C如果ad2，则bc3D如果ad2，则bc1答案C解析原子核发生一次衰变，其质子数和中子数都减少2，发生一次衰变，其质子数增加1，而中子数减少1，由A、B中子数相同可得a4(b2)d(c1)，即ab2dc1，故C对，A、B、D错4由中国提供永磁体的阿尔法磁谱仪如图1所示，它曾由航天飞机携带升空，将其安装在阿尔法国际空间站中，主要使命之一是探索宇宙中的反物质所谓的反物质即质量与正粒子相等，带电荷量与正粒子相等但电性相反，例如反质子即为H，假若使一束质子、反质子、粒子和反粒子组成的射线，以相同速度通过OO进入匀强磁场B2而形成图1中的4条径迹，则()图1A1、2是正粒子径迹 B3、4为反粒子径迹C2为反粒子径迹 D4为反粒子径迹答案C解析由左手定则判定质子、粒子受到洛伦兹力向右偏转；反质子、反粒子向左偏转，故选项A、B、D错误；进入匀强磁场B2的粒子具有相同的速度，由偏转半径r知，反粒子、粒子在磁场中的半径大，故选项C正确5在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用下列说法符合历史事实的是()A贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核B皮埃尔·居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素C卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子D汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷答案BD解析卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核，A、C两项错误；皮埃尔·居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，B项正确；汤姆孙通过研究阴极射线，发现了电子，并测出了电子的比荷，D项正确6关于天然放射性，下列说法正确的是()A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，射线的穿透能力最强答案BCD解析原子序数大于83的元素都可以发生衰变，原子序数小于83的元素有的可以发生衰变，有的不可以发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期与元素所处的物理、化学状态无关，B、C正确；三种射线、穿透能力依次增强，D正确7正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素O注入人体，O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像则根据PET原理判断，下列表述正确的是()A.O在人体内衰变方程是ONeB正、负电子湮灭方程是ee2C在PET中，O主要用途是作为示踪原子D在PET中，O主要用途是参与人体的新陈代谢答案ABC解析由题意知A、B正确显像的原理是采集光子，即注入人体内的O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为光子，因此O主要用途是作为示踪原子，故C对，D错8.如图2所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的是()图2A打在图中a、b、c三点的依次是射线、射线和射线B射线和射线的轨迹是抛物线C射线和射线的轨迹是圆弧D如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b答案AC解析由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中粒子所受的洛伦兹力向上，粒子所受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧由于粒子速度约是光速的，而粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动(如果一个打在b点，则另一个必然打在b点下方)本题选A、C.914C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一下列说法正确的是()A该古木的年代距今约5 700年B12C、13C、14C具有相同的中子数C14C衰变为14N的过程中放出射线D增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变答案AC解析因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5 700年，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误10放射性物质碘131的衰变方程为IXeY.根据有关放射性知识，下列说法正确的是()AY粒子为粒子B若I的半衰期大约是8天，取4个碘原子核，经16天就只剩下1个碘原子核了C生成的Xe处于激发态，放射射线射线的穿透能力最强，电离能力也最强D.I中有53个质子和131个核子答案AD解析根据衰变过程中质量数和电荷数守恒，Y粒子为粒子，故A正确；半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的，所以若取4个碘原子核，经16天剩下几个碘原子核无法预测，故B错误；生成的Xe处于激发态，还会放射射线，射线的穿透能力最强，射线是高能光子、即高能电磁波，它是不带电的，所以射线的电离作用很弱，故C错误；I中有53个质子，131表示质量数即核子数，故D正确二、填空题(本题共2小题，共13分)11(6分)科学家_发现了质子，其核反应方程为_；科学家_发现了中子，其核反应方程为_；科学家_第一次用人工方法获得放射性同位素，其核反应方程应为_答案卢瑟福NHeOH查德威克BeHeCn约里奥·居里夫妇AlHePn，PSie12(7分)两个放射性元素样品A和B，质量均为64 g，当A有的原子核发生衰变时，B恰好有的原子核发生了衰变，则A和B的半衰期之比TATB_；若经过36天样品A剩下的质量为1 g，则样品B的半衰期为_，样品B剩下的质量为_答案324天 g解析本题考查半衰期的相关计算，意在考查考生的分析、推理能力由半衰期的定义可知NN0()，由题意知4，6，所以A和B的半衰期之比TATB32；同理，由mm0()知TA6天，所以TB4天，此时样品B剩下的质量为64×()9 g g.三、计算题(本题共3小题，共37分)13(10分)回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子碳11由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程若碳11的半衰期为20 min，经2.0 h剩余碳11的质量占原来的百分之几？(结果取两位有效数字)答案NHCHe1.6%解析核反应方程为NHCHe设碳11原有质量为m0，经过t2.0 h剩余的质量为m1，根据半衰期的计算式有1.6%.14(13分)放射性同位素6C被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物的年代，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很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5 730年，衰变时会放出射线，试写出有关核反应方程；(2)若测得一古生物遗骸中C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？答案(1)见解析(2)17 190年解析(1)NnCH，CCe，(2)依题意n0.125，解得n3，则t5 730年×317 190年15(14分)如图3甲所示，静止在匀强磁场中的Li核俘获一个速度为v07.7×104 m/s的中子而发生核反应，即LinHHe，若已知He的速度v22.0×104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：图3(1)H的速度大小和方向；(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比；(3)当He旋转三周时，粒子H旋转几周？答案(1)1.0×103 m/s，方向与v0的方向相反(2)340(3)2周解析(1)反应前后动量守恒：m0v0m1v1m2v2(v1为氚核速度，m0、m1、m2分别代表中子、氚核、氦核质量)代入数值可解得：v11.0×103 m/s，方向与v0的方向相反(2)H和He在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比r1r2340.(3)H和He做匀速圆周运动的周期之比T1T232所以它们的旋转周数之比n1n2T2T123，即He旋转三周，H旋转2周经过专家组及技术指导员的共同努力，科技入户工作取得了很大的成绩，促进了小麦 产量的大幅提升，农民种粮收益明显提高，得到了广大群众的一致赞许和社会各界的广泛好评。