通榆一中2012—2013学年度下学期高二物理《原子核》选择题训练

命题：沈士学 2013年6月 3日

1．关于天然放射现象，下列说法正确的是( )

A．是玛丽·居里夫妇首先发现的

B．说明了原子核不是单一的粒子

C．原子序数大于或等于83的元素都能自发地发出射线

D．γ射线的实质是高速电子流

2．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，则下面说法中正确的有( )

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b

3．放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图2所示，其中(　 　)

A．C为氦核组成的粒子流

B．B为比X射线波长更长的光子流

C．B为比X射线波长更短的光子流

D．A为高速电子组成的电子流

4.Th(钍)经过一系列的α衰变和β衰变，成为Pb(铅)(　 　)

A．铅核比钍核少8个质子

B．铅核比钍核少16个中子

C．共经过4次α衰变和6次β衰变

D．共经过6次α衰变和4次β衰变

5.下列说法中正确的是( )

A.放射性元素发生一次β衰变，原子序数减少1

B.氢原子由n＝3向n＝1的能级跃迁时，只能辐射2种频率的光子

C.在光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光强无关，只随入射光的频率增大而增大

D.U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短

6．日本福岛第一核电站在地震后，数秒内就将控制棒插入核反应堆芯，终止了铀的裂变链式反应．但海啸摧毁了机组的冷却系统，因裂变遗留的产物铯、钡等继续衰变不断释放能量，核燃料棒温度不断上升．则下列说法正确的是( )

A．控制棒通过吸收中子来实现对核反应的控制

B．衰变释放的射线中，α射线的穿透力最强

C．铯、钡等衰变时释放能量，故会发生质量亏损

D．核裂变遗留物铯、钡等原子的质量可能比铀原子质量更大

7．下列说法正确的是( )

A.C经一次α衰变后成为N

B.He核由两个中子和两个质子组成

C．温度升高不能改变放射性元素的半衰期

D．核反应方程应遵循质子数和中子数守恒

8．静止在匀强磁场中的U核发生衰变后生成Th核，衰变后的α粒子速度方向垂直于磁场方向，则以下结论中正确的是( )

①衰变方程可表示为：U
Th＋He；②衰变后的Th核和α粒子的轨迹是两个内切圆，轨道半径之比为1∶45；③Th核和α粒子的动能之比为2∶117；④若α粒子转了117圈，则Th核转了90圈．

A．①③ B．②④ C．①② D．③④

9．静止的P衰变成Si，静止原子核Th衰变为Pa，在同一匀强磁场中的轨道如图所示，由此可知( )

A．图中2、4为新核轨迹，1、3为粒子轨迹

B．图中2、4为粒子轨迹，1、3为新核轨迹

C．甲图为P的衰变轨迹，乙图为Th核衰变轨迹

D．甲图为Th的衰变轨迹，乙图为P的衰变轨迹

10．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是(　 　)

A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的

B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视

C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种

D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害

11．一个质子以1.0×107 m/s的速度碰撞一个静止的铝原子核后被俘获．铝原子核变为硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是(　　)

A．核反应方程为Al＋H→Si

B．核反应方程为Al＋p→Si

C．硅原子核速度的数量级为107 m/s，方向跟质子的初速度方向一致

D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向跟质子的初速度方向一致

12．为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，下列说法中不正确的是(　　)

A．E＝mc2表明物体具有的能量与其质量成正比

B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能

C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能表明此过程中出现了质量亏损

D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能

13．关于核力，下列说法中正确的是( )

A．核力是一种特殊的万有引力

B．原子核内任意两个核子间都有核力作用

C．核力是原子稳定存在的原因

D．作用范围大于0.8×10－15 m时核力表现为引力

14．一个质子和一个中子结合氘核时，产生γ光子，由此可见( )

A．氘核的质量等于质子和中子的质量之和

B．氘核的质量小于质子和中子的质量之和

C．核子结合成原子核时会释放核能

D．原子核分解成核子时会释放核能

15．关于铀核的裂变，下列说法正确的是( )

A．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两块

B．铀核裂变时能同时释放2～3个中子

C．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用浓缩铀235

D．铀块的体积对产生链式反应无影响

16．关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是(　 　)

A．镉棒能释放中子，依靠释放的多少控制反应速度

B．用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量

C．利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量

D．镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度

17．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步．你推测反氢原子的结构是( )

A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成

B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成

C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成

D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成．

18．下列说法正确的是( )

A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应

B．卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小

C．玻尔理论是依据α粒子散射实验分析得出的

D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，总能量增大

19．一个氘核和一个氚核的反应方程是H＋H―→He＋n，此反应过程产生的质量亏损为Δm.

已知阿伏加德罗常数为NA，真空中的光速为c.若1 mol氘和1 mol氚完全发生反应生成氦，则在这个核反应中释放的能量为(　 　)

A.NAΔmc2 B．NAΔmc2

C．2NAΔmc2 D．5NAΔmc2

20．如图所示是原子核的核子平均质量m与原子序数Z的关系图象，下列说法中正确的是(　　)

A．若D、E能结合成F，结合过程一定要释放能量

B．若D、E能结合成F，结合过程一定要吸收能量

C．若C、B能结合成A，结合过程一定要释放能量

D．以上说法都不对

参考答案

1.BC解析：首次发现天然放射现象的是法国物理学家贝可勒尔，放射性现象表明了原子核的可变性，即原子核不是单一的粒子．

2.AC解析：由左手定则可知A正确，带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力始终与粒子的运动方向相垂直，所以α射线和β射线的轨迹是圆弧，不是抛物线，故B错C对．

3.C解析：根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B射线在电场中不偏转，所以是γ射线，而γ射线是比X射线波长更短的光子流；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线。由此可知，C正确。答案：C

4.ABD. 解析：根据核符号AZX的物理意义可知，Z为质子数，A为质量数，中子数＝质量数－质子数．经计算可知A、B选项正确．根据衰变规律，只有α衰变影响质量数的变化(每一次α衰变质量数减少4)．所以先分析α衰变次数x＝(232－208)/4＝6次．再从电荷数变化分析β衰变次数．每一次α衰变电荷数少2，每一次β衰变电荷数加1.设发生y次β衰变，应满足90－2×6＋1×y＝82，解得：y＝4.即6次α衰变4次β衰变．

5.C

6.AC

7.BC

8.A解析：衰变方程可表示为：U
Th＋He；衰变后两者的速度相反，电性相同，所以由左手法则可知，它们的洛伦兹力相反，所以应该形成的是外切圆；根据动量守恒，0＝m2v2－m3v3，R＝，所以＝＝，Ek＝∝，Th核和α粒子的动能之比为2∶117；它们做圆周运动的周期：T＝，由此可知：＝·＝.

9AD解析：根据动量守恒，0＝m3v3－m4v4，R＝，所以＝＝，可见3为粒子轨迹；同理：＝＝，所以1为粒子轨迹．原子核P衰变成Si时，放出正电子，两者均带正电，运动方向相反，根据左手定则，轨道应是外切圆，如图乙，原子核Th变成原子核Pa时，放出带负电的电子，轨道应是内切圆，如图甲．

10.D. 解析：利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电导走，故A错；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，故B错；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种，故C错；用γ射线治疗肿瘤对人体有副作用，因此要严格控制剂量，故D正确．

11.ABD. 解析：质子有两种表示方法，即H或p，故A、B均正确；由动量守恒定律1.0×107m＝28mv，

则v＝3.6×105 m/s，故C错，D正确．

12.D. 解析：E＝mc2中的E表示物体具有的总能量，m表示物体的质量，故A说法正确；对于ΔE＝Δmc2表示的意义是当物体的能量增加或减小ΔE时，它的质量也会相应地增加或减少Δm，故B说法正确；只有当出现质量亏损时，才能释放核能，故C说法正确；公式E＝mc2中，E为质量为m的物体所对应的能量，而非核反应中释放的能量，D错误，故选D.

13.CD解析：核力属于强相互作用，万有引力属于引力相互作用，它们属于不同范畴，故A错；核力只发生在邻近核子之间，故B错．

14.BC解析：由于结合时产生γ光子，即产生能量，故反应中有质量亏损，B对A错；质子和中子统称核子，该反应为核子结合成原子核的反应，故C对D错．

15.BC解析：铀核受到中子的轰击，会引起裂变，裂变的产物是各种各样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况多，也有的分裂成多块，并放出几个中子，故A错误，B正确；铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238裂变的几率小，故C正确；要引起链式反应，须使铀块体积超过临界体积，故D错误．

16.C解析：镉棒并不能释放中子，也不能使中子减速，对铀核裂变也没有阻碍作用，而是利用其对中子吸收能力强的特点，控制中子数量的多少而控制核反应速度，故C正确。

17.B解析：反氢原子的结构应该是反质子与反电子组成，即一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成．

18.BD解析：太阳辐射的能源主要来自聚变反应，A错；玻尔理论是在普朗克的量子论和爱因斯坦关于光子的概念下提出的，C错．．

19．B　由爱因斯坦质能方程E＝mc2可知，一次核反应释放出的核能为ΔE＝Δmc2，则1 mol氘和1 mol氚核反应释放的能量为NAΔmc2.

20．A　由图可知：Fe原子核的平均核子质量最小．较小的核D、E结合成较大的核F时，因F的核子平均质量小于D、E，故出现质量亏损，由质能方程知，该过程放出核能，A项正确，B项错误；因C、B核子的平均质量小于A，故C、B结合成A核时要吸收能量，C项错．