高中同步测试卷·人教物理选修3－5：高中同步测试卷（五） Word版含解析

高中同步测试卷(五)第五单元　原子核的组成与衰变(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60分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分．)1.人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从(　　)A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的2．放射性同位素钬eq\o\al(166,67)Ho可有效治疗肝癌，下列关于eq\o\al(166,67)Ho的叙述正确的是(　　)A．电子数是166B．中子数是99C．质量数是67D．原子序数是1663．氢有三种同位素，分别是氕(eq\o\al(1,1)H)、氘(eq\o\al(2,1)H)、氚(eq\o\al(3,1)H)，则(　　)A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等4．关于三种射线，下列说法正确的是(　　)A．α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强B．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强D．γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱5．原子核发生β衰变时，此β粒子是(　　)A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着的电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出的一个电子6．如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有(　　)A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B．α射线和β射线的轨迹是抛物线C．α射线和β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b7．本题中用大写字母代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 原子核，E经α衰变成为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H.上述系列衰变可记为下式：Eeq\o(――→,\s\up7(α))Feq\o(――→,\s\up7(β))Geq\o(――→,\s\up7(α))H另一系列衰变如下：Peq\o(――→,\s\up7(β))Qeq\o(――→,\s\up7(β))Req\o(――→,\s\up7(α))S已知P是F的同位素，则(　　)A．Q是G的同位素，R是H的同位素B．R是E的同位素，S是F的同位素C．R是G的同位素，S是H的同位素D．Q是E的同位素，R是F的同位素8．某种放射性元素的半衰期为6天，则下列说法中正确的是(　　)A．10个这种元素的原子，经过6天后还有5个没有发生衰变B．当环境温度升高的时候，其半衰期缩短C．这种元素以化合物形式存在的时候，其半衰期不变D．半衰期由原子核内部自身的因素决定9．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展，1996年科学家们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eq\o\al(A,Z)X经过6次α衰变后的产物是eq\o\al(253,100)Fm，由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是(　　)A．112、265B．112、277C．124、259D．124、26510．近几年来，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用(　　)A．γ射线具有很强的穿透能力B．γ射线具有很强的电离作用C．γ射线波长很短，具有很高的能量D．γ射线能很容易绕过阻碍物到达脑肿瘤位置11．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(eq\o\al(239,94)Pu)，这种eq\o\al(239,94)Pu可由铀239(eq\o\al(239,92)U)经过n次β衰变而产生，则n为(　　)A．2B．239C．145D．9212．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有(　　)A.eq\f(m,4)B.eq\f(m,8)C.eq\f(m,16)D.eq\f(m,32) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 二、非选择题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 、方程式和重要的演算步骤，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．)13．(8分)放射性元素eq\o\al(210,84)Po衰变为eq\o\al(206,82)Pb，此衰变过程的核反应方程是_____________；用此衰变过程中发出的射线轰击eq\o\al(19,9)F，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是____________________________________________________．14．(8分)天然放射性元素铀(eq\o\al(238,92)U)发生衰变后产生钍(eq\o\al(234,90)Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(eq\o\al(238,92)U)核的速度为v，衰变产生的钍(eq\o\al(234,90)Th)核速度为eq\f(v,2)，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．15.(12分)放射性元素eq\o\al(14,6)C射线被考古学家称为“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)eq\o\al(14,6)C不稳定，易发生衰变，放出β射线，其半衰期为5730年，试写出有关的衰变方程；(2)若测得一古生物遗骸中eq\o\al(14,6)C的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？16.(12分)eq\o\al(238,92)U经一系列的衰变后变为eq\o\al(206,82)Pb.(1)求一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)eq\o\al(206,82)Pb与eq\o\al(238,92)U相比，求质子数和中子数各少多少？(3)写出这一衰变过程的方程．参考答案与解析1．[导学号13050065]　【解析】选D.自从贝可勒尔发现天然放射现象，科学家对放射性元素及射线的组成、产生的原因等进行了大量研究，逐步认识到原子核的复杂结构，故D正确，A、B、C错误．2．[导学号13050066]　【解析】选B.已知eq\o\al(166,67)Ho，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数＝67，即电子数为67，原子序数是67，A、D错误；eq\o\al(166,67)Ho的质子数为67，质量数为166，则该同位素原子核内的中子数为166－67＝99，B正确，C错误．3．[导学号13050067]　【解析】选AB.氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，所以本题A、B选项正确．4．[导学号13050068]　【解析】选C.α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最弱，故A错误；β射线是原子核中一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故B错误；γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强，故C正确；γ射线是电磁波，它的穿透能力最强，故D错误．5．[导学号13050069]　【解析】选D.因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不含电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个负电子，一个质子可以转化成一个中子和一个正电子，其转化可用下式表示：eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(　0,－1)e(β)，eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(　0,＋1)e.由上式可看出β粒子(负电子)是原子核内的中子转化而来，正电子是由原子核内的质子转化而来．6．[导学号13050070]　【解析】选AC.由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的eq\f(1,10)，而β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，则另一个必然打在b点下方)．故A、C正确，B、D错误．7．[导学号13050071]　【解析】选B.因为P是F的同位素，其电荷数设为Z，则衰变过程可记为Z＋2Eeq\o(――→,\s\up7(α))ZFeq\o(――→,\s\up7(β))Z＋1Geq\o(――→,\s\up7(α))Z－1H，ZPeq\o(――→,\s\up7(β))Z＋1Qeq\o(――→,\s\up7(β))Z＋2Req\o(――→,\s\up7(α))ZS显然E和R的电荷数均为Z＋2，则E和R为同位素，Q和G的电荷数均为Z＋1，则Q和G为同位素，S、P、F的电荷数都为Z，则S、P、F为同位素，故选项B正确，选项A、C、D错误．8．[导学号13050072]　【解析】选CD.半衰期跟原子所处的物理环境和化学状态无关，由原子核自身决定，C、D两项正确，B错误；半衰期是根据统计规律得出来的，对几个原子核来说没有意义，A错误．9．[导学号13050073]　【解析】选B.每经一次α衰变，质量数减少4，电荷数即原子序数减少2，故A＝253＋6×4＝277，Z＝100＋6×2＝112.故B选项正确．10．[导学号13050074]　【解析】选AC.γ射线是波长很短、频率很高的电磁波，具有很高的能量和很强的穿透能力，所以它能穿透皮肉和骨骼到达肿瘤位置并杀死肿瘤细胞．因γ射线不带电，它的电离作用很弱；因波长很短，衍射能力也很差，B、D选项错误．11．[导学号13050075]　【解析】选A.由于eq\o\al(239,92)U和eq\o\al(239,94)Pu的质量数相等，而核电荷数增加2，因此，eq\o\al(239,92)U经2次β衰变，变为eq\o\al(239,94)Pu，故A正确．12．[导学号13050076]　【解析】选C.经过n个半衰期剩余碘131的含量m′＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(n).因32天为碘131的4个半衰期，故剩余碘131含量：m′＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(4)＝eq\f(m,16)，选项C正确．13．[导学号13050077]　【解析】根据核反应中的质量数、电荷数守恒规律，可以求出新生射线为eq\o\al(4,2)He，另一粒子为eq\o\al(1,1)H.方程式中一定要使用箭头，不能用等号．【答案】eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(206,82)Pb＋eq\o\al(4,2)He　eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(19,9)F→eq\o\al(22,10)Ne＋eq\o\al(1,1)H14．[导学号13050078]　【解析】(1)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He.(2)设另一新核的速度为v′，铀核质量为238m，由动量守恒定律得：238mv＝234m·eq\f(v,2)＋4mv′得：v′＝eq\f(121,4)v.【答案】(1)见解析　(2)eq\f(121,4)v，与铀核速度方向相同15．[导学号13050079]　【解析】(1)衰变方程为eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e.(2)活体中eq\o\al(14,6)C含量不变，生物死亡后，eq\o\al(14,6)C开始衰变，设活体中eq\o\al(14,6)C的含量为m0，遗骸中为m，则由半衰期的定义得m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(t,τ))即0.125＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(t,τ))，解得eq\f(t,τ)＝3，所以t＝3τ＝17190年．【答案】(1)eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e　(2)17190年16．[导学号13050080]　【解析】(1)设eq\o\al(238,92)U衰变为eq\o\al(206,82)Pb经过x次α衰变和y次β衰变．由质量数和电荷数守恒可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y　②联立①②解得x＝8，y＝6，即一共经过8次α衰变和6次β衰变．(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数减少1，而质子数增加1，故eq\o\al(206,82)Pb较eq\o\al(238,92)U质子数少10，中子数少22.(3)核反应方程为eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(206,82)Pb＋8eq\o\al(4,2)He＋6eq\o\al(　0,－1)e.【答案】见解析