原子核-原子的核式結(jié)構(gòu)天然放射現(xiàn)象

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1、原子核-原子的核式結(jié)構(gòu) 天然放射現(xiàn)象 要點(diǎn)一 原子的核式結(jié)構(gòu) 1.在盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)中,有極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),其原因是 ( ) A.原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 B.正電荷在原子中是均勻分布的 C.原子中存在著帶負(fù)電的電子 D.原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中 答案 A 要點(diǎn)二 天然放射現(xiàn)象 2.如圖所示,使某放射性元素發(fā)出的射線垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場,按圖中標(biāo)號(hào)判斷（ ） A.1的穿透本領(lǐng)最強(qiáng) B.2的速度最大 C.3的電離本領(lǐng)最大 D.1是由原子放出的,2、3不是 答

2、案 BC 要點(diǎn)三 原子核的衰變 3.考古工作者在古人類居住過的巖洞中發(fā)現(xiàn)一塊碳遺留樣品,它所含的14C等于現(xiàn)有生命物質(zhì)中等量碳所含的14C的1/8,求此樣品的存放時(shí)間.已知14C的半衰期為5 568年. 答案 16 704年 題型1 粒子散射實(shí)驗(yàn)及其能量轉(zhuǎn)化問題 【例1】盧瑟福和他的助手做粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn),獲得了重要發(fā)現(xiàn): (1)關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,下列說法正確的是( ) A.證明了質(zhì)子的存在 B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的 C.證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里 D.說明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng) （2）在粒子散

3、射實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)有一個(gè)粒子以2.0×107 m/s的速度去轟擊金箔,若金原子的核電荷數(shù)為79.求該粒子與金原子核間的最近距離（已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場中的電勢(shì)能表達(dá)式為p=k,粒子質(zhì)量為6.64×10-27kg）. 答案 （1）C （2）2.7×10-14m 題型2 衰變次數(shù)的計(jì)算 【例2】鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90（）是不穩(wěn)定的,它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯86（）,這些衰變是 （ ） A.1次衰變,6次衰變 B.4次衰變 C.2次衰變 D.2次衰變,2次衰變 答案 A 題型3

4、 放射性同位素的應(yīng)用 【例3】放射性同位素在技術(shù)上有很多應(yīng)用,不同的放射源可用于不同的目的,下表列出一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射線: 對(duì)于以下幾種用途,分別選取表中哪一種放射性元素作放射源. （1）塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜,方法是讓較厚的聚乙烯膜通過軋輥壓薄,利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來測(cè)定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻. （2）醫(yī)生用放射性方法治療腫瘤. （3）放射源和控制器間相隔很小一段距離,若它們之間煙塵濃度比達(dá)某一設(shè)定的臨界值,探測(cè)器探測(cè)到的射線強(qiáng)度將比正常情況下小得多,從而可通過自動(dòng)控制裝置,觸發(fā)電鈴,可發(fā)生火災(zāi)警報(bào),預(yù)防火災(zāi). （4）用放射性同位素作示蹤

5、原子,用來診斷人體內(nèi)的器官是否正常.方法是給被檢查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物質(zhì),當(dāng)這些物質(zhì)的一部分到達(dá)要檢查的器官時(shí),可根據(jù)放射性同位素的射線情況分析器官正常與否. 答案 （1）镅241或鍶90 （2）鈷60 （3）釙210 （4）锝99 題型4 情景建模 【例4】原來靜止的鈾和釷234同時(shí)在同一勻強(qiáng)磁場中,由于衰變而開始做勻速圓周運(yùn)動(dòng).鈾238發(fā)生了一次衰變,釷234發(fā)生了一次衰變. （1）試畫出鈾238發(fā)生一次衰變時(shí)所產(chǎn)生的新核及粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖. （2）試畫出釷234發(fā)生一次衰變時(shí)所產(chǎn)生的新核及粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖. 答案

6、 （1）鈾238發(fā)生衰變時(shí),由于放出粒子而產(chǎn)生了新核,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,它們的總動(dòng)量為零,即:m1v1-m2v2=0 因?yàn)樗鼈兌紟д?衰變后的速度正好相反,所以,受到的洛倫茲力方向也相反, 因而決定了它們做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡圓是外切的.它們做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心 力由洛倫茲力提供.即:m.所以R=.又因?yàn)閙1v1=m2v2.所以, 由于q1=2,q2=92-2=90,因而.如右圖所示,其中軌道a為α粒子的徑跡,軌道半徑為R1,軌道b為新核的徑跡,其軌道半徑為R2.（R1＞R2）. （2）同理,釷234發(fā)生一次衰變放出的粒子與產(chǎn)生的新核的動(dòng)量大小相等,方 向相反,即總動(dòng)量為零.可是,粒

7、子帶負(fù)電,新核帶正電,它們衰變后的速度方向相反, 但受的洛倫茲力方向相同,所以,它們的兩個(gè)軌跡圓是內(nèi)切的,且粒子的軌道半徑大于新核的軌道半徑,它們的軌跡示意圖如右圖所示,其中,c為粒子的徑跡,d為新核的徑跡. 1.（2009·阜陽模擬）2006年美國和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋加速器,通過Ca（鈣48）轟擊Cf（锎249）發(fā)生核反應(yīng),成功合成了第118號(hào)元素,這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素.實(shí)驗(yàn)表明,該元素的原子核先放出3個(gè)相同的粒子x,再連續(xù)經(jīng)過3次α衰變后,變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號(hào)元素的原子核,則上述過程中的粒子x是 （ ） A.中子

8、 B.質(zhì)子 C.電子 D.α粒子 答案 A 2.近年來科學(xué)家在超重元素的探測(cè)方面取得了重大進(jìn)展.科學(xué)家們?cè)谟^察某兩個(gè)重離子結(jié)合成超重元素的反應(yīng)時(shí),發(fā)現(xiàn)所生成的超重元素的核X經(jīng)過6次衰變后成為Fm,由此可以判定該超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)依次是 （ ） A.124,259 B.124,265 C.112,265 D.112,277  答案 D 3.U放射性衰變有多種可能途徑,其中一種途徑是先變成Bi,而Bi可以經(jīng)一次①衰變變成X（X代表某種元素）,也可

9、以經(jīng)一次②衰變變成Ti,X和Ti最后都變成Pb,衰變路徑如圖所示.則圖中的 （ ） A.a=84,b=206 B.①是衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的 C.②是衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的 D. U經(jīng)過10次衰變,8次衰變可變成Pb 答案 AB 4.正電子（PET）發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像,它的基本原理是:將放射性同位素15O注入人體,參與人體的代謝過程.15O在人體內(nèi)衰變放出正電子,與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子,被探測(cè)器探測(cè)到,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象.根據(jù)PET原理,回答下列問題: （1）寫出15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式. （2）將放射性同位素15O注入人體,15O的主要用途是 （ ） A.利用它的射線 B.作為示蹤原子 C.參與人體的代謝過程 D.有氧呼吸 （3）設(shè)電子質(zhì)量為m,電荷量為q,光速為c,普朗克常量為h,則探測(cè)到的正負(fù)電子湮滅后生成的光子的波長= . （4）PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng) （填“長”或“短”或“長短均可”） 答案 （1） （2）B （3） （4）短