2017-2018學(xué)年物理 5.1 天然放射現(xiàn)象 原子結(jié)構(gòu)同步練習(xí) 新人教版選修2-3.doc

5.1　天然放射現(xiàn)象原子結(jié)構(gòu)同步練習(xí) 一、單選題 1. 下列能揭示原子具有核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)是(　　) A. 電子的發(fā)現(xiàn) B. 倫琴射線的發(fā)現(xiàn) C. α粒子散射實(shí)驗(yàn) D. 氫原子光譜的發(fā)現(xiàn) 【答案】C 【解析】解：在盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，少數(shù)α粒子能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子中絕大部分質(zhì)量和全部正電荷都集中在原子核上，盧瑟福就此提出了原子具有核式結(jié)構(gòu)學(xué)說.故C正確，ABD錯(cuò)誤． 故選：C 2. 物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，任何學(xué)說和理論的建立都離不開實(shí)驗(yàn)，下面給出了幾個(gè)在物理學(xué)發(fā)展史上有重要地位的物理實(shí)驗(yàn)，以及與之相關(guān)的物理學(xué)發(fā)展史的說法，其中錯(cuò)誤的是(　　) A. 康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的波動(dòng)特性 B. 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明光具有粒子性 C. 電子的發(fā)現(xiàn)揭示了原子不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒 D. α粒子散射實(shí)驗(yàn)是原子核式結(jié)構(gòu)理論的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 【答案】A 【解析】解：A、康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的粒子性，并不是波動(dòng)特性。故A錯(cuò)誤。 B、光具有波粒二象性，光電效應(yīng)證實(shí)了光具有粒子性。故B正確。 C、電子的發(fā)現(xiàn)表明了原子不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒。故C正確。 D、α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明了原子具有核式結(jié)構(gòu)。故D正確。 本題選錯(cuò)誤的，故選：A 3. 對(duì)于盧瑟福的原子模型，如果根據(jù)經(jīng)典物理學(xué)分析，會(huì)得出與事實(shí)不相一致的推論是(　　) A. 原子十分穩(wěn)定，原子光譜是連續(xù)譜 B. 原子十分穩(wěn)定，原子光譜是線狀譜 C. 原子很不穩(wěn)定，原子光譜是連續(xù)譜 D. 原子很不穩(wěn)定，原子光譜是線狀譜 【答案】C 【解析】解：根據(jù)經(jīng)典電磁理論，從盧瑟福原子模型可以得到的推論是原子很不穩(wěn)定，原子光譜是連續(xù)譜，故C正確，ABD錯(cuò)誤； 故選：C 4. 下列有關(guān)原子核的說法中正確的是(　　) A. β射線的穿透能力比γ射線強(qiáng) B. 裂變物質(zhì)體積小于臨界體積時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不能進(jìn)行 C. 原子核內(nèi)部一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子時(shí)，會(huì)同時(shí)釋放出一個(gè)電子 D. ?235U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，它的半衰期可能變短 【答案】B 【解析】解：A、α、β、γ三種射線分別是氦核、電子、電磁波，三種射線的穿透能力逐漸增強(qiáng)，所以β射線的穿透能力比γ射線穿透能力弱，故A錯(cuò)誤； B、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件：大于臨界體積，因此當(dāng)物質(zhì)體積小于臨界體積時(shí)，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不能進(jìn)行，故B正確； C、原子核內(nèi)部一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)，會(huì)同時(shí)釋放出一個(gè)電子，故C錯(cuò)誤； D、元素的半衰期與環(huán)境及化合態(tài)無關(guān)，故D錯(cuò)誤； 故選：B． 5. 一個(gè)?91234Pa原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核子數(shù)分別為(　　) A. 91個(gè)91個(gè)234個(gè) B. 143個(gè)91個(gè)234個(gè) C. 91個(gè)143個(gè)234個(gè) D. 234個(gè)91個(gè)143個(gè) 【答案】C 【解析】解：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子． ?91234Pa的原子序數(shù)為91，即質(zhì)子數(shù)為91，核子數(shù)為234，中子數(shù)等于質(zhì)核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，即為234?91=143，故C正確，ABD錯(cuò)誤． 故選：C 6. 一個(gè)?92235U(鈾)原子核中的電荷數(shù)和中子數(shù)分別為(　　) A. 電荷數(shù)是92，中子數(shù)是235 B. 電荷數(shù)是92，中子數(shù)是143 C. 電荷數(shù)是235，中子數(shù)是92 D. 電荷數(shù)是143，中子數(shù)是235 【答案】B 【解析】解：?92235U的質(zhì)量數(shù)是235，核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)是92，中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)?質(zhì)子數(shù)=235?92=143，故B正確． 故選：B 7. 下列核反應(yīng)方程中，屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變的是(　　) A. ?614C→?714N+??10e B. ?92235U+n?01→?53139I+?3995Y+2?01n C. ?12H+?13H→?24He+?01n D. ?24He+?1327Al→?1530P+?01n 【答案】D 【解析】解：A、C14變成N14，同時(shí)有一個(gè)電子產(chǎn)生，屬于β衰變。故A錯(cuò)誤； B、該反應(yīng)方程為重核的裂變。故B錯(cuò)誤； C、氘與氚生成氦核，屬于聚變反應(yīng)。故C錯(cuò)誤； D、用α粒子轟擊鋁原子，產(chǎn)生了磷原子，屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變。故D正確 故選：D 二、多選題 8. 在對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象分析時(shí)，我們并沒有考慮α粒子跟電子碰撞，這是因?yàn)?　　) A. α粒子跟電子碰撞時(shí)，損失的能量很小，可以忽略 B. 電子體積非常小，α粒子碰不到它 C. α粒子跟各子碰撞的效果相互抵消 D. α粒子跟電碰撞時(shí)，動(dòng)量幾乎不改變 【答案】AD 【解析】解：盧瑟福在分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，認(rèn)為電子不會(huì)對(duì)α粒子偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，其主要原因是電子的質(zhì)量很小，α粒子與電子發(fā)生的相互作用可以忽略，就算碰到，α粒子跟電碰撞時(shí)，動(dòng)量幾乎不改變，損失的能量也很小，可以忽略，不會(huì)引起明顯的偏轉(zhuǎn)；故AD正確，BC錯(cuò)誤． 故選：AD 9. 下列有關(guān)原子結(jié)構(gòu)和原子核的認(rèn)識(shí)，其中正確的是(　　) A. γ射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流 B. 氫原子輻射光子后，其繞核運(yùn)動(dòng)的電子動(dòng)能增大 C. 太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的重核裂變 D. ?83210Bi的半衰期是5天，100克?83210Bi原子經(jīng)過10天后還剩下25克 【答案】BD 【解析】解：A、γ射線是電磁波，故A錯(cuò)誤． B、氫原子輻射光子后，電子軌道半徑減小，根據(jù)ke2r2=mv2r得，電子動(dòng)能增大，故B正確． C、太陽輻射能量的主要來源是太陽中發(fā)生的輕核聚變，故C錯(cuò)誤． D、?83210Bi的半衰期是5天，經(jīng)過10天，即經(jīng)過2個(gè)半衰期，剩余質(zhì)量m=m0(12)2=10014g=25g，故D正確． 故選：BD． 10. 目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等到裝修材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說法正確的是(　　) A. 氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下一個(gè)原子核了 B. β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的 C. γ射線一般伴隨α或β射線產(chǎn)生，三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng) D. 發(fā)生α衰變時(shí)，生成核與原來的原子核相比，核子數(shù)減少了4 【答案】BD 【解析】解：A、半衰期具有統(tǒng)計(jì)意義，對(duì)大量的原子核適用.故A錯(cuò)誤． B、β衰變所釋放的電子來自原子核，是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子，電子釋放出來.故B正確． C、γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，故C錯(cuò)誤． D、發(fā)生α衰變時(shí)，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，則中子數(shù)少2，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng).故D正確． 故選：BD． 11. 研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)是物理學(xué)的一個(gè)基本任務(wù)，下列關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)正確的是(　　) A. 電子的發(fā)現(xiàn)證實(shí)原子是可以再分的 B. 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子是可以再分的 C. α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了原子的葡萄干蛋糕模型 D. 質(zhì)子和中子是目前人類認(rèn)識(shí)到的最小粒子 【答案】AC 【解析】解：A、在探索微小粒子的過程中，人們首先發(fā)現(xiàn)了電子，進(jìn)而認(rèn)識(shí)到原子是由電子和原子核組成的，故A正確； B、天然放射現(xiàn)象使人們認(rèn)識(shí)到原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故B錯(cuò)誤； C、根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，從而否定了原子的葡萄干蛋糕模型，故C正確； D、目前人類已認(rèn)識(shí)到質(zhì)和中子還可以再分，質(zhì)子和中子是由夸克組成的；故D錯(cuò)誤； 故選：AC 12. 關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是(　　) A. 所有元素都可能發(fā)生衰變 B. 放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān) C. α、β和γ三種射線，γ射線的穿透能力最強(qiáng) D. 原子核發(fā)生α或β衰變時(shí)常常伴隨著γ光子的產(chǎn)生 【答案】BCD 【解析】解：A、自然界中有些原子核是不穩(wěn)定的，可以自發(fā)地發(fā)生衰變，而不是所有元素都可能發(fā)生衰變，故A錯(cuò)誤 B、放射性元素的半衰期由原子核決定，與外界的溫度無關(guān)，故B正確 C、α、β和γ三種射線，γ射線的穿透力最強(qiáng)，α射線的穿透力最弱，故C正確； D、原子核發(fā)生α或β衰變時(shí)常常伴隨著γ光子的產(chǎn)生，故D正確． 故選：BCD 三、計(jì)算題 13. 一種鈾原子核的質(zhì)量數(shù)是235，問：它的核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是多少？ 【答案】解：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子． ?92235U的原子序數(shù)為92，即質(zhì)子數(shù)為92，中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，即為235?92=143． 答：它的核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是235、92、143． 【解析】原子核是由質(zhì)子和中子組成的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子.原子序數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和等于質(zhì)量數(shù)． 本題要知道質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，核子數(shù)即質(zhì)量數(shù)，等于中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)的和． 14. (1)寫出所給放射性元素的β衰變方程：?83244Bi(鉍核) (2)寫出所給放射性元素的α衰變方程：?90234Th(釷核) (3)已知釷234的半衰期是24天，1g釷經(jīng)過120天后還剩多少？ (注：衰變生成的新核均由X來表示) 【答案】解：(1)根據(jù)衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得 放射性元素的β衰變方程為?83244Bi→?84244X+??10e， (2)根據(jù)衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得 放射性元素的α衰變方程為?90234Th→X?88230+?24He， (3)已知釷234的半衰期是24天，經(jīng)過120天后，發(fā)生5個(gè)半衰期， 所以1g釷經(jīng)過120天后還剩0.03125g． 答：(1)放射性元素的β衰變方程是?83244Bi→?84244X+??10e， (2)放射性元素的α衰變方程是?90234Th→X?88230+?24He (3)已知釷234的半衰期是24天，1g釷經(jīng)過120天后還剩0.03125g． 【解析】根據(jù)衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒列出衰變方程.經(jīng)過1個(gè)半衰期，有半數(shù)發(fā)生衰變，求出半衰期的次數(shù)，從而得出還剩的質(zhì)量． 根據(jù)衰變前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒求出生成物的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù).能夠應(yīng)用半衰期進(jìn)行定量的計(jì)算． 15. 已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是226.試問： ①鐳核中有幾個(gè)質(zhì)子？幾個(gè)中子？ ②鐳核所帶電荷量為多少？ ③若鐳原子呈中性，它核外有幾個(gè)電子？ ④是鐳的一種同位素，讓?88226Ra和?88228Ra以相同速度垂直射入磁應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比是多少？ 【答案】解：(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為88，中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)之差，即N=A?Z=226?88=138． (2)鐳核所帶電荷量 Q=Ze=881.610?19C=1.4110?17C. (3)核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88． (4)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為洛倫茲力，故有 Bqv=mv2r．r=mvqB，兩種同位素具有相同的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同，故r226r228=113114． 答：(1)鐳核中有88個(gè)質(zhì)子，138個(gè)中子；(2)鐳核所帶電荷量是1.4110?17C(3)若鐳原子呈中性，它核外有88個(gè)電子；(4)們運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比是113：114． 【解析】根據(jù)原子中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)以及質(zhì)量數(shù)存在關(guān)系解答：中子數(shù)+質(zhì)子數(shù)=質(zhì)量數(shù)，質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)． 根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒分析質(zhì)子數(shù)和質(zhì)量數(shù)的變化.質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)．