基本信息
第十七章 高三复习原子和原子核检测题
（时间90分钟，赋分100分）
一、选择题（本题共10小题，每题4分，满分40分。每题所给的选项中有的只有一个是正确的，有的有几个是正确的，将所有正确选项的序号选出，并填入括号中。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有错选或不选的得0分）
1．关于 粒子散射实验（ ）
A．绝大多数 粒子经过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转
B． 粒子在接近原子核的过程中，动能减小，电势能减小
C． 粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大
D．对 粒子散射实验的数据进行分析，可以估算原子核的大小
2．最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大进展。1996年科学家在研究
某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核 经过6次 衰变
后的产物 。由此可以判定超重元素的原子序数和质量数分别是（ ）
A．124 259 B．112 277 C．112 265 D． 124 265
3．关于 衰变中所放出的电子，下列说法正确的是（ ）
A．由于它是从原子核中释放出来的，所以它是原子核的组成部分
B．它是核外电子从内层轨道跃迁时放出的
C．当它通过空气时，电离作用很强
D．它的贯穿本领很强
4．在下列四个方程中X1、X2、X3、X4各代表某种粒子，
（1） （2）
（3） （4）
以下判断正确的是（ ）
A．X1是中子 B．X2是质子 C．X3是 粒子 D．X4是氘核
5．将半衰期为5天的铋64g分成三份分别投入（1）开口容器中（2）100atm的密封容器中
（3）100℃的沸水中，第四份则与别的元素形成化合物，经10天后，4种情况剩下的质
量分别为m1、m2、m3、m4，则（ ）
A．m1=m2=m3=m4=4g B．m1=m2=m3=4g m4＜4g
C．m1＞m2＞m3＞m4 m1=4g D．m1=4g，其余无法知道
6．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是（ ）
A．利用 射线使空气电离，把静电荷除去
B．利用 射线照射植物的种子，使产量显著增加
C．利用 射线来治疗肺癌、肿瘤
D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，做示踪原子
7．天然放射现象中，放射性元素放出的射线可分为 射线，这说明放射性元素的原子
核每次衰变时（ ）
A．可能同时放出 、 、 射线B．可能同时放出 、 射线
C．可能同时放出 、 射线D．可能只放出 射线
8．下列说法正确的是（ ）
A． 衰变为 要经过1次 衰变和1次 衰变
B． 衰变为 要经过1次 衰变和1次 衰变
C． 衰变为 要经过6次 衰变和4次 衰变
D． 衰变 要经过4次 衰变和4次 衰变
9．如图，x为未知放射源，将磁场M移开，计数器的计数率
不变，然后将薄铝片L移开，则计数率大幅度上升，这说
明x为（ ）
A．纯 粒子源 B．纯 粒子源
C． 混合粒子源 D． 混合粒子源
10．重核的裂变和轻核的聚变是人类和平利用原子核能的两种主要方法，下面关于裂变和聚变的说法正确的是（ ）
A．裂变和聚变过程都有质量亏损
B．裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加
C．裂变过程质量有所增加，聚变过程质量有所减小
D．裂变和聚变过程质量都有所增加
二、填空题（第11题共6小题，每小题3分；第12题6分。满分24分。将正确的答案写在相应的横线上，不要求写出解答过程）
11．氡是一种放射性稀有气体。当它被吸入人体后，将继续发生放射性衰变，放出射线形成“内放射”，严重损伤人体组织和器官，导致病变和癌症。而我们居室下面的土壤、房屋使用的建材、日常引用水、煤及天然气都会放出氡（Rn），所以氡被称为居室里的隐性杀手。根据上述材料，回答下列问题：
（1）关于氡的同位素 ，下列说法正确的是
A．核内质子数与中子数之差为136
B．氡元素位于元素周期表第六周期Ⅷ族
C．氡气的分子式Rn2
D．氡元素性质稳定，很难与其他元素化合
（2）研究表明，放射性元素镭、钍、锕在放射性衰变中都能形成质子数为86的三个不同原子，分别称为“镭射气”、“钍射气”、“锕射气”，可分别表示为 ，下列说法正确的是
A．它们互为同分异构体 B．尽管它们结构不同，但化学性质相似
C．它们都具有放射性 D．它们原子最外层均为8个电子
（3）建材中含量最多的钋（ ）发生 衰变，核反应方程为 。
（4）放射性物质致癌的原因是
A．基因突变 B．基因重组 C．基因互换 D．染色体变异
（5）降低居室中放射性污染的方法
A．勤开窗户通风 B．利用其他元素中和
C．加热使放射性物质分解 D．不用放射性超标材料
（6）采用地质深层的矿泉水常溶有岩石放射性物质在衰变过程中释放的氡，下列关于该类矿泉水的说法正确的是
A．该矿泉水宜存放一段时间再用
B．该矿泉水越鲜越好
C．先用和存放一段时间再用对人体危害是一样的
D．越深层开采矿泉水污染程度越小
12．一个电子和一个正电子对撞，转化为一对光子，这种现象叫做湮灭。已知正、负电子的质量均为m，带电量均为e，动能均为Ek，产生的一对光子频率相同，那么产生的光子在折射率为n的水中的波长为 。
三、计算题（本题共3小题，满分36分。每题均要求写出必要的文字说明，重要的物理规律，答题时应写出完整的数值和单位。只有结果没有过程的不能得分，过程不完整的不能得满分。）
13．1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供电动机来驱动的。已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为8m2，正对太阳能产生120V的电压，并对车上电动机提供10A的电流，电动机的直流电阻为4Ω，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为103W/m2。
（1）太阳能的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的，即在太阳内部持续不
断的进行着热核反应，4个质子聚变为1个氦核。写出核反应方程。
（2）该车的太阳能电池转化为太阳光能的效率 。
（3）若质子、氦核、正电子的静止质量分别为 、 、 ，则m=1kg的质子发生上述热核反应所释放的能量完全转化为驱动该车的有用功，能够维持该车行驶的时间是多少？
（4）已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J，则太阳每秒减小的质量为多少千克？若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年？
14．云室处在磁感强度为B的匀强磁场中，一静止的质量为M的原子核在云室中发生一次 衰变， 粒子的质量为m，电量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内。现测得 粒子运动的轨道半径为R，求在衰变过程中的质量亏损。（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计）
15．两个氘核聚变产生一个中子和氦核（氦的同位素）。已知氘核的质量 ，氦核的质量 ，中子的质量 。
（1）写出聚变方程并计算释放的核能。
（2）若反应前两个氘核的动能为0.35Mev。它们正面对撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转化为动能，则产生的氦核和中子的动能各为多大？
参考答案：
1．D由于原子核很小， 粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数 粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数的发生大角度偏转，从 粒子散射实验的数据可估计出原子核的大小约为10－15～10－14m，A错，D正确。
2．B由原子核的衰变知， 衰变放出的是氦原子核，每发生一次 衰变，原子的原子序数就减2，质量数减4，所以据此判断知D正确。
3．D虽然 衰变中的电子是从原子核中释放的，但电子不是原子核的组成部分，原子核由质子和中子组成，中子衰变为质子时放出电子，方程为 。根据 射线的性质知D正确。
4．AC根据核反应方程的两边质量数、电荷数守恒知道AC正确。
5．A放射性元素的半衰期是一定的，与放射性元素所在的物理环境和化学环境无关，所以A正确。
6．D根据放射性同位素的应用判断D正确。
7．B放射性元素不能同时进行 衰变，在 衰变时，原子核释放出两个中子和两个质子结合在一起形成氦核，在 衰变时，原子核释放一个电子，核内一个中子变为质子。在 衰变或 衰变时，原子核若处于激发态具有过多的能量（指新核），就会辐射出 光子。因此原子核单独释放 光子是不可能的，所以ACD错误。
8．BC根据质量数和电荷数守恒知道BC正确。
9．D 粒子穿透能力很弱，薄铝片可以挡住它，移开铝片，计数率大幅度上升，说明x中含有 粒子。有薄铝片时，将磁场移开，计数率不变，说明射线是 ，因为它不带电，不受磁场的影响。
10．A核反应过程中释放能量，质量必定减小，吸收能量，质量必定增加。并不是所有的核反应质量都减小，裂变和聚变是两种核反应方式，是人类和平利用核能的主要方法。
11．（1）根据同位素的概念和性质判断D正确。
（2）D根据同位素的原子数相同，中子数不同，化学性质相同，知D正确。
（3）有核反应方程 需发生2次 衰变，所以核反应方程为
。
（4）由生物学知识正常细胞发生癌变的原因是DNA中的碱基对被改变，发生基因突变，
所以A正确。
（5）根据要求AD正确。
（6）由氡的半衰期知，瓶装矿泉水中的氡的浓度将随存放时间而降低，所以A正确。
12．当正负电子湮灭时，依据质能方程可以得到此时放出的能量为 ，所以产生光子的能量为 ，设光子在真空中的速度为c，波长为 ，则有 ，所以在水中的波长为
13．（1）
（2）
（3） 而 ，
。
（4）太阳每秒释放的能量为3.8×1026J，则太阳每秒减小的质量为 。太阳的质量为2×1030kg，太阳还能存在的时间为 年。
14．该衰变放出 粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径为R与速度v的关系由牛顿第二定律和洛仑兹力可得 ，
核衰变过程中动量守恒，得 ，
又衰变过程中能量来自质量亏损，即
联立求解， 。
15．（1）聚变的核反应方程：
核反应过程中的质量亏损为 ，
释放的核能为
（2）对撞过程动量守恒，由于反应前两氘核动能相同，其动量等值反向，因此反应前后系统的动量为0。即 ，
反应前后总能量守恒，得
，
解之， ， 。
