第一節(jié)課后課時(shí)精練1．下列說法正確的是()A.貝克勒爾最早發(fā)現(xiàn)的天然放射現(xiàn)象B.只有原子序數(shù)大于或等于83的元素才能自發(fā)地發(fā)出射線C.β射線來自于核外電子的電離D.γ射線是一種電磁波，可見光也是電磁波，所以能看到γ射線E.原子核是由帶正電的粒子組成F.具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素解析：原子序數(shù)小于83的元素有一些也具有放射性，B錯(cuò)，β射線來自原子核，C錯(cuò)，γ射線不可見，D錯(cuò)，原子核由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成，E錯(cuò)。答案：AF2．天然放射現(xiàn)象說明()A．原子不是單一的基本粒子B．原子核不是單一的基本粒子C．原子內(nèi)部大部分是空的D．原子是由帶正電和帶負(fù)電的基本粒子組成的解析：天然放射現(xiàn)象是原子核向外輻射出射線的現(xiàn)象，這一現(xiàn)象說明原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。故正確答案為B。答案：B3．如圖所示，放射源放在鉛塊上的細(xì)孔中，鉛塊上方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外。已知放射源放出的射線有α、β、γ三種。下列判斷正確的是()A．甲是α射線，乙是γ射線，丙是β射線B．甲是β射線，乙是γ射線，丙是α射線C．甲是γ射線，乙是α射線，丙是β射線D．甲是α射線，乙是β射線，丙是γ射線解析：γ射線不帶電，故乙是γ射線；α射線帶正電，由左手定則可判斷丙是α射線；同理判斷甲是β射線。答案：B4．放射性元素衰變時(shí)放出的三種射線，按電離本領(lǐng)由強(qiáng)到弱的排列順序是()A．α射線、β射線、γ射線 B．γ射線、β射線、α射線C．γ射線、α射線、β射線 D．β射線、α射線、γ射線解析：α射線很容易把氣體分子中的電子剝離，使氣體帶電，電離本領(lǐng)最強(qiáng)；其次是β射線，而γ射線的電離本領(lǐng)最弱，A正確。答案：A5．有關(guān)同位素，下列說法中正確的是()A．同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)B．同位素具有相同的核子數(shù)C．同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)D．同位素具有相同的中子數(shù)解析：同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同的中子數(shù)和不同的質(zhì)量數(shù)，C正確，B、D錯(cuò)誤；原子核的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目，也決定了電子在核外分布的情況，進(jìn)而決定了這種元素的化學(xué)性質(zhì)，因同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)，故其化學(xué)性質(zhì)相同，A正確。答案：AC6．兩個(gè)同位素原子核符號(hào)分別為eq\o\al(M,A)X和eq\o\al(N,B)Y，則正確的是()A．M＝N B．A＝BC．M－A＝N－B D．M－N＝A－B解析：同位素是指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的粒子，B對(duì)。答案：B7．一個(gè)原子核eq\o\al(210,83)Bi，關(guān)于這個(gè)原子核，下列說法中正確的是()A．核外有83個(gè)電子，核內(nèi)有127個(gè)質(zhì)子B．核外有83個(gè)電子，核內(nèi)有83個(gè)質(zhì)子C．核內(nèi)有83個(gè)質(zhì)子，127個(gè)中子D．核內(nèi)有210個(gè)核子解析：根據(jù)原子核的表示方法可知，這種原子核的電荷數(shù)為83，質(zhì)量數(shù)為210。因?yàn)樵雍说碾姾蓴?shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，故該核內(nèi)有83個(gè)質(zhì)子。因?yàn)樵雍说馁|(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，即等于核內(nèi)核子數(shù)，故該核核內(nèi)有210個(gè)核子，其中有127個(gè)中子。因?yàn)樵撛与娦晕粗什荒艽_定核外電子數(shù)。答案：CD8．在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對(duì)放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入地研究，發(fā)現(xiàn)α、β、γ射線的穿透本領(lǐng)不同。如圖為這三種射線穿透能力的比較，圖中射線①②③分別是()A．γ、β、α B．β、γ、αC．α、β、γ D．γ、α、β解析：α射線穿透能力最弱，不能穿透黑紙，故①為α射線，γ射線穿透能力最強(qiáng)，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線，β射線穿透能力較強(qiáng)，能穿透黑紙，但不能穿透厚鋁板和鉛板，故②是β射線，故C正確。答案：C9．如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上L后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，在L和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，則x可能是()A．α和β的混合放射源 B．純?chǔ)练派湓碈．α和γ的混合放射源 D．純?chǔ)梅派湓唇馕觯捍祟}考查運(yùn)用三種射線的性質(zhì)分析問題的能力。在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上薄鋁片后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，說明射線中有穿透力很弱的粒子，即α粒子。在鋁片和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，故只有γ射線。因此，放射源可能是α和γ的混合放射源。答案：C10．人類探測(cè)月球發(fā)現(xiàn)，在月球的土壤中含有較豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可以作為未來核聚變的重要原料之一。氦的該種同位素應(yīng)表示為()A.eq\o\al(4,3)He B.eq\o\al(3,2)HeC.eq\o\al(4,2)He D.eq\o\al(3,3)He解析：氦的同位素質(zhì)子數(shù)一定為2，質(zhì)量數(shù)為3，故可寫作eq\o\al(3,2)He，B正確。答案：B11．靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)α粒子后，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，測(cè)得α粒子和反沖核的軌道半徑之比為44∶1，如圖所示，則()A．α粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反B．原來放射性元素的核電荷數(shù)為90C．反沖核的核電荷數(shù)為88D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88解析：由于微粒之間相互作用的過程中動(dòng)量守恒，初始總動(dòng)量為零，則最終總動(dòng)量也為零，即α粒子和反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反，A正確；由于釋放的α粒子和反沖核均在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)且在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，由qvB＝eq\f(mv2,R)得R＝eq\f(mv,qB)，若原來放射性元素的核電荷數(shù)為Q，則對(duì)α粒子：R1＝eq\f(p1,B·2e)對(duì)反沖核：R2＝eq\f(p2,BQ－2e)由p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90，B、C正確；它們的速度大小與質(zhì)量成反比，故D錯(cuò)誤。答案：ABC12．茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對(duì)宇航員構(gòu)成了很大的威脅?，F(xiàn)有一束射線(含有α、β、γ三種射線)(1)在不影響β和γ射線的情況下，如何用最簡(jiǎn)單的辦法除去α射線？(2)余下的這束β和γ射線經(jīng)過如下圖所示的一個(gè)使它們分開的磁場(chǎng)區(qū)域，請(qǐng)畫出β和γ射線進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后軌跡的示意圖。(畫在下圖上)(3)用磁場(chǎng)可以區(qū)分β和γ射線，但不能把α射線從γ射線束中分離出來，為什么？(已知α粒子的質(zhì)量約是β粒子質(zhì)量的8000倍，α射線速度約為光速的十分之一，β射線速度約為光速)。解析：(1)由于α射線貫穿能力很弱，用一張紙放在射線前即可除去α射線。(2)如下圖所示。(3)α粒子和電子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，據(jù)R＝eq\f(mv,Bq)，對(duì)α射線R1＝eq\f(mαvα,Bqα)，對(duì)β射線R2＝eq\f(meve,Bqe)，故eq\f(R1,R2)＝eq\f(mαvαqe,meveqα)＝400。α射線穿過此磁場(chǎng)時(shí)，半徑很大，幾乎不偏轉(zhuǎn)，故與γ射線無法分離。答案：(1)用一張紙放在射線前即可除去α射線(2)見解析圖(3)α射線的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑很大，幾乎不偏轉(zhuǎn)。故與γ射線無法分離。

第二節(jié)課后課時(shí)精練1．關(guān)于原子核的衰變和半衰期，下列說法正確的是()A．β粒子是電子，故應(yīng)是核外電子B.α衰變是原子核釋放出氦原子核，故衰變前的原子核內(nèi)存在氦原子核C.放射性元素發(fā)生衰變的快慢不可人為控制D.γ射線不能單獨(dú)出現(xiàn)E.發(fā)生β衰變生成的新核在周期表中位置向前移一位F.半衰期是指原子核質(zhì)量減半所需時(shí)間G.由m余＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up15(eq\f(t,T))可知放射性元素永遠(yuǎn)也不會(huì)完全衰變解析：β粒子是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子生成的，A錯(cuò)。同理B錯(cuò)，發(fā)生β衰變生成的新核在周期表中位置向后移一位，E錯(cuò)。半衰期是指原子核數(shù)衰變一半所需的時(shí)間，F(xiàn)錯(cuò)。由半衰期為統(tǒng)計(jì)規(guī)律的說法可知G錯(cuò)。答案：CD2．一個(gè)放射性原子核發(fā)生一次β衰變，則它的A．質(zhì)子數(shù)減少一個(gè)，中子數(shù)不變B．質(zhì)子數(shù)增加一個(gè)，中子數(shù)不變C．質(zhì)子數(shù)增加一個(gè)，中子數(shù)減少一個(gè)D．質(zhì)子數(shù)減少一個(gè)，中子數(shù)增加一個(gè)解析：β衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，故中子減少一個(gè)而質(zhì)子增加一個(gè)。故A、B、D錯(cuò)，C對(duì)。答案：C3．原子核X經(jīng)過一次α衰變成原子核Y，原子核Y再經(jīng)一次β衰變變成原子核Z，則下列說法中正確的是()A．核X的中子數(shù)比核Z的中子數(shù)多2B．核X的質(zhì)子數(shù)比核Z的質(zhì)子數(shù)多5C．核Z的質(zhì)子數(shù)比核X的質(zhì)子數(shù)少1D．原子核X的中性原子的電子數(shù)比原子核Y的中性原子的電子數(shù)少1解析：根據(jù)衰變規(guī)律，發(fā)生一次α衰變減少兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，發(fā)生一次β衰變減少一個(gè)中子而增加一個(gè)質(zhì)子。中性原子的電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)。答案：C4．關(guān)于半衰期，下列說法正確的是()A．放射樣品的質(zhì)量減少一半所用的時(shí)間B．放射性元素的質(zhì)量減少一半所用的時(shí)間C．放射性元素的原子核減少一半所用的時(shí)間D．放射樣品的原子核減少一半所用的時(shí)間解析：由半衰期的定義可知，半衰期是指某種放射性元素的原子核有半數(shù)衰變?yōu)樾略雍怂玫臅r(shí)間，并非樣品中所有原子核都減半，故選項(xiàng)B、C正確。答案：BC5．某放射性元素的原子核eq\o\al(M,Z)X連續(xù)經(jīng)過三次α衰變和兩次β衰變，若最后變成另外一種元素的原子核Y，則該新核的正確寫法是()A.eq\o\al(M－14,Z－2)Y B.eq\o\al(M－14,Z－16)YC.eq\o\al(M－12,Z－6)Y D.eq\o\al(M－12,Z－4)Y解析：根據(jù)衰變的規(guī)律：新核的質(zhì)量數(shù)為M′＝M－12，故A、B錯(cuò)。電荷數(shù)為Z′＝Z－6＋2＝Z－4，故C錯(cuò)D對(duì)。答案：D6．在存放放射性元素時(shí)，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于鉛盒中；③與輕核元素結(jié)合成化合物。則()A.措施①可減緩放射性元素衰變B.措施②可減緩放射性元素衰變C.措施③可減緩放射性元素衰變D.上述措施均無法減緩放射性元素衰變解析：放射性元素的衰變快慢由其原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，與外界因素?zé)o關(guān)，所以A、B、C錯(cuò)誤，D正確。答案：D7．表示放射性元素碘131(13153I)β衰變的方程是()A.13153I→12751Sb＋eq\o\al(4,2)HeB.13153I→13154Xe＋0－1eC.13153I→13053I＋eq\o\al(1,0)nD.13153I→13052Te＋eq\o\al(1,1)H解析：β衰變的實(shí)質(zhì)是放射出電子(eq\o\al(0,－1)e)，由核反應(yīng)過程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知B正確。答案：B8．關(guān)于半衰期，下列說法中正確的是()A．所有放射性元素都有一定的半衰期，半衰期的長短與元素的質(zhì)量有關(guān)B．半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間C．氡的半衰期為3.8天，若有4個(gè)氡原子核，經(jīng)過7.6天就只剩下1個(gè)氡原子核了D．放射性元素在高溫和高壓的情況下，半衰期要變短，但它與其他物質(zhì)化合后，半衰期要變長解析：半衰期是放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，是表明放射性元素衰變快慢的物理量，半衰期的長短由核內(nèi)部自身的因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系，B正確，A、D錯(cuò)誤；半衰期是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只適用于大量原子核的衰變，對(duì)于一個(gè)特定的原子核，我們只知道它發(fā)生衰變的概率，但無法確定該原子核是否發(fā)生衰變，C錯(cuò)誤。答案：B9．“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，它是指原子核(稱為母核)俘獲一個(gè)核外電子，使其內(nèi)部的一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶?，并放出一個(gè)中微子，從而變成一個(gè)新核(稱為子核)的過程。中微子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量，且不帶電，很難被探測(cè)到，人們最早就是通過核的反沖而間接證明了中微子的存在。一個(gè)靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”，衰變?yōu)樽雍瞬⒎懦鲋形⒆?，下列說法正確的是()A．母核的質(zhì)量數(shù)等于子核的質(zhì)量數(shù)B．母核的電荷數(shù)大于子核的電荷數(shù)C．子核的動(dòng)量與中微子的動(dòng)量相同D．子核的動(dòng)能大于中微子的動(dòng)能解析：原子核衰變時(shí)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，母核俘獲一個(gè)核外電子，使其內(nèi)部的一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶?，所以子核的核電荷?shù)比母核小1，質(zhì)量數(shù)不變，A、B正確；子核的動(dòng)量與中微子的動(dòng)量大小相等，方向相反，C錯(cuò)誤；由Ek＝eq\f(p2,2m)知，動(dòng)量大小相等的兩粒子，質(zhì)量大的動(dòng)能小，因子核的質(zhì)量大，所以子核的動(dòng)能小，D錯(cuò)誤。答案：AB10．一塊氡222放在天平的左盤時(shí)，需要天平的右盤加444g砝碼，天平才能處于平衡，氡222發(fā)生α衰變，經(jīng)過一個(gè)半衰期以后，欲使天平再次平衡，應(yīng)從右盤中取出的砝碼為()A．222g B．8gC．2g D．4g解析：衰變前氡的質(zhì)量為444g，摩爾質(zhì)量為222g/mol,444g氡即2mol。經(jīng)過一個(gè)半衰期，有1mol氡衰變，放出1molα粒子，則左盤質(zhì)量減少了4g，故應(yīng)從右盤中取出4g砝碼，D正確。答案：D11．有甲、乙兩種放射性元素，它的半衰期分別是T甲＝15天，T乙＝30天，它們的質(zhì)量分別為M甲、M乙，經(jīng)過60天這兩種元素的質(zhì)量相等，則它們?cè)瓉淼馁|(zhì)量之比M甲∶M乙是()A．1∶4 B．4∶1C．2∶1 D．1∶2解析：對(duì)60天時(shí)間，甲元素經(jīng)4個(gè)半衰期，乙元素經(jīng)2個(gè)半衰期，由題知M甲(eq\f(1,2))4＝M乙(eq\f(1,2))2，則M甲∶M乙＝4∶1，故B正確。答案：B12．14C測(cè)年法是利用14C衰變規(guī)律對(duì)古生物進(jìn)行年代測(cè)定的方法。若以橫坐標(biāo)t表示時(shí)間，縱坐標(biāo)m表示任意時(shí)刻14C的質(zhì)量，m0為t＝0時(shí)14解析：由公式m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up15(eq\f(t,T))可知，選項(xiàng)C正確。答案：C13．14C是一種半衰期為5730年的放射性同位素。若考古工作者測(cè)得某古木中14C的含量為原來的eq\f(1,4)，則該古樹死亡時(shí)間距今大約為()A．22920年 B．11460年C．5730年 D．2865年解析：正在生長的植物中14C的含量穩(wěn)定，死亡后發(fā)生衰變，14C含量降低。剩余14C與原來14C的個(gè)數(shù)比：eq\f(N,N0)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up15(eq\f(t,T))，t為死亡時(shí)間，T為半衰期。由題意有eq\f(N,N0)＝eq\f(1,4)，所以：eq\f(1,4)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up15(eq\f(t,T))，t＝5730×2年＝11460年。答案：B14．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來靜止的原子核，由于放出一個(gè)α粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓的徑跡照片(如圖所示)，今測(cè)得兩個(gè)相切圓半徑之比r1∶r2＝44∶1。求：(1)這個(gè)原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少？(2)圖中哪一個(gè)圓是α粒子的徑跡？(說明理由)解析：(1)設(shè)衰變后α粒子的電荷量為q1＝2e，新生核的電荷量為q2，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，則原來原子核的電荷量q＝q1＋q2。根據(jù)軌道半徑公式有：eq\f(r1,r2)＝eq\f(\f(m1v1,Bq1),\f(m2v2,Bq2))＝eq\f(m1v1q2,m2v2q1)又由于衰變過程中遵循動(dòng)量守恒定律，則m1v1＝m2v2以上三式聯(lián)立解得q＝90e。即這個(gè)原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)為90。(2)由于動(dòng)量大小相等，因此軌道半徑與粒子的電荷量成反比。所以圓軌道1是α粒子的徑跡，圓軌道2是新生核的徑跡，兩者電性相同，運(yùn)動(dòng)方向相反。答案：(1)90(2)軌道1第三、四節(jié)課后課時(shí)精練1．下列說法正確的是()A．在威爾遜云室中能觀察三種粒子的徑跡B．G－M計(jì)數(shù)器利用了射線的電離本領(lǐng)C．應(yīng)用G－M計(jì)數(shù)器三種射線都能檢測(cè)到D．現(xiàn)在人類利用的射線都是用人工放射性同位素，不用天然放射性物質(zhì)E．射線在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等方面都有廣泛應(yīng)用，可以說“有百利無一害”，因此不需防護(hù)解析：在威爾遜云室中，γ射線的徑跡觀察不到，A錯(cuò)，G－M計(jì)數(shù)器并不能區(qū)分射線種類，C錯(cuò)，射線對(duì)人身體具有一定傷害性，E錯(cuò)。答案：BD2．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法正確的是()A．作為示蹤原子是利用了放射性同位素貫穿能力很強(qiáng)的性質(zhì)B．作為示蹤原子是利用了放射性同位素放出的射線可以被儀器探測(cè)到的特點(diǎn)C．γ射線探傷利用了γ射線貫穿能力很強(qiáng)的性質(zhì)D．γ射線探傷利用了γ射線電離能力很強(qiáng)的性質(zhì)解析：根據(jù)放射性同位素的性質(zhì)分析放射性同位素的應(yīng)用。作為示蹤原子是利用放射性同位素放出的射線可被儀器探測(cè)到的特點(diǎn)，利用它的射線探傷是利用了射線的貫穿能力強(qiáng)的性質(zhì)，正確選項(xiàng)為B、C。答案：BC3．用α粒子照射充氮的云室，攝得如圖所示的照片，下列說法中正確的是()A．A是α粒子的徑跡，B是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡B．B是α粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡C．C是α粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡D．B是α粒子的徑跡，C是質(zhì)子的徑跡，A是新核的徑跡解析：α粒子轟擊氮核的核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，入射的是α粒子，所以B是α粒子產(chǎn)生的徑跡，質(zhì)量大電離作用強(qiáng)的新核eq\o\al(17,8)O，徑跡粗而短，故A是新核徑跡，質(zhì)子電離作用弱一些，貫穿作用強(qiáng)，所以細(xì)而長的徑跡是質(zhì)子的徑跡，所以正確選項(xiàng)為D。答案：D4．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法中正確的是()A．利用γ射線使空氣電離，把靜電荷泄去B．利用α射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加C．利用β射線來治肺癌、食道癌D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，作為示蹤原子解析：β或α射線的電離本領(lǐng)較大，可以消除工業(yè)上有害的靜電積累，A錯(cuò)誤。β射線或γ射線的穿透性強(qiáng)，可以輻射育種、輻射保鮮、消毒殺菌和醫(yī)治腫瘤等，B、C錯(cuò)誤．放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，作示蹤原子，D正確。答案：D5．放射性同位素被用做示蹤原子，主要是因?yàn)?)A．放射性同位素不改變其化學(xué)性質(zhì)B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期與元素所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)D．放射性同位素容易制造解析：放射性同位素被用做示蹤原子，主要是用放射性同位素代替沒有放射性的同位素參與正常的物理、化學(xué)、生物過程，既要利用化學(xué)性質(zhì)相同，也要利用衰變規(guī)律不受物理、化學(xué)變化的影響，同時(shí)還要考慮放射性廢料容易處理，因此選項(xiàng)A、B、C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：ABC6．用中子轟擊氧原子核的核反應(yīng)方程式為eq\o\al(16,8)O＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(a,7)N＋eq\o\al(0,b)X，對(duì)式中X、a、b的判斷正確的是()A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表電子，a＝17，b＝－1C．X代表正電子，a＝17，b＝1D．X代表質(zhì)子，a＝17，b＝1解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因此X表示正電子，故C項(xiàng)正確，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C7．帶電的驗(yàn)電器在放射線照射下電荷會(huì)很快消失。其原因是()A．射線的貫穿作用 B．射線的電離作用C．射線的物理和化學(xué)作用 D．以上三個(gè)選項(xiàng)都不是解析：因放射線的電離作用，空氣中與驗(yàn)電器所帶電荷電性相反的離子與之中和，從而使驗(yàn)電器所帶電荷消失。答案：B8．如圖是科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片，顯示一個(gè)帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑跡，云室放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直照片向里。云室中橫放的金屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。分析此徑跡可知粒子()A.帶正電，由下往上運(yùn)動(dòng)B.帶正電，由上往下運(yùn)動(dòng)C.帶負(fù)電，由上往下運(yùn)動(dòng)D.帶負(fù)電，由下往上運(yùn)動(dòng)解析：由于金屬板對(duì)粒子有阻礙作用，穿過金屬板后速度減小，由R＝eq\f(mv,qB)可知在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑減小，由圖片知板下面半徑大于上面的半徑，所以粒子從下向上穿過金屬板，磁場(chǎng)方向垂直于照片向里，所受洛倫茲力方向指向圓心位置。根據(jù)左手定則判斷該粒子應(yīng)帶正電荷。故A項(xiàng)正確。答案：A9．放射性同位素可作為示蹤原子，例如在醫(yī)學(xué)上可以確定腫瘤的位置，對(duì)此，若今有四種不同的放射同位素R、P、Q、S，它們的半衰期分別為半年、38天、15天和2天，則應(yīng)選用的同位素是()A．S B．QC．P D．R解析：應(yīng)用放射性同位素作為示蹤原子時(shí)，應(yīng)選擇半衰期較短、衰變較快的同位素，這樣可減輕對(duì)人體的傷害。答案：A10．將威耳遜云室置于磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止在磁場(chǎng)中的放射性同位素原子核eq\o\al(30,15)P放出一個(gè)正電子后變成原子核eq\o\al(30,14)Si，能近似反映正電子和Si核軌跡的是()解析：把放出的正電子和衰變生成物Si核看成一個(gè)系統(tǒng)，衰變過程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，放出的正電子的方向跟Si核運(yùn)動(dòng)方向一定相反。由于它們都帶正電荷，在洛倫茲力作用下一定形成兩個(gè)外切圓的軌道，C、D可排除。因?yàn)橛陕鍌惼澚ψ鳛橄蛐牧Γ磓vB＝eq\f(mv2,r)，所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r＝eq\f(mv,qB)，衰變時(shí)，放出的正電子與反沖核Si的動(dòng)量大小相等，因此在同一個(gè)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與它們的電荷量成反比，即可見正電子運(yùn)動(dòng)的圓半徑較大。故選B。答案：B11．為了臨床測(cè)定病人血液的體積，可根據(jù)磷酸鹽在血液中被紅血球吸收這一事實(shí)，向病人體內(nèi)輸入適量含有eq\o\al(32,15)P作示蹤原子的血液。先將含有eq\o\al(32,15)P的血液4cm3分為兩等份，其中一份留作標(biāo)準(zhǔn)樣品，20min后測(cè)量出其放射性強(qiáng)度為10800s－1；另一份則通過靜脈注射進(jìn)入病人體內(nèi)，經(jīng)20min后，放射性血液分布于全身，再從病人體內(nèi)抽出血液樣品2cm3，測(cè)出其放射性強(qiáng)度為5s－1，則病人的血液體積大約為多少？解析：由于標(biāo)準(zhǔn)樣品與輸入體內(nèi)的eq\o\al(32,15)P的總量是相等的，因此兩者的放射性強(qiáng)度與eq\o\al(32,15)P原子核的總數(shù)均是相等的。設(shè)病人血液總體積為V，應(yīng)有eq\f(5,2)×V＝10800，解得V＝4320cm3。答案：4320cm312．钚的同位素粒子eq\o\al(239,94)Pu發(fā)生α衰變后生成鈾(U)的一個(gè)同位素粒子，同時(shí)放出能量為ε＝0.09MeV的光子。從靜止的钚核中放出的α粒子垂直進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E＝2.22×104N/C，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝2.00×10－4T。(普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，真空中的光速為c＝3×108m/s，電子電量為e＝1.6×10－19C)(1)寫出該核反應(yīng)方程式；(2)求該光子的波長；(3)求放出的α粒子的速度大??；(4)若不計(jì)光子的動(dòng)量，求α粒子和鈾核的動(dòng)能之比。解析：(1)eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(4,2)He(2)ε＝hν，λ＝c/ν，λ＝eq\f(hc,ε)＝eq\f(6.63×10－34×3×108,0.09×106×1.6×10－19)m＝1.38×10－11(3)由受力平衡得：qαE＝qαvαB，vα＝eq\f(E,B)＝1.11×108m/s(4)Ek＝eq\f(p2,2m)，動(dòng)量大小相等，動(dòng)能大小與質(zhì)量成反比，所以：eq\f(Ekα,EkU)＝eq\f(235,4)。答案：(1)eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(4,2)He(2)1.38×10－11m(3)1.11×108m/s(4)eq\f(235,4)第五節(jié)課后課時(shí)精練1．下列說法正確的是()A.中子不帶電，故相鄰中子間無核力作用B.由E＝mc2可知：質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化C.β衰變是由弱相互作用引起的D.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定E.核力表現(xiàn)為吸引力，與萬有引力性質(zhì)相同F(xiàn).核反應(yīng)過程中一定存在質(zhì)量虧損，一定有核能釋放解析：質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，中子間也有核力作用，A錯(cuò)。公式E＝mc2指能量與質(zhì)量存在正比關(guān)系，B錯(cuò)，核力與萬有引力是性質(zhì)完全不同的兩種力，E錯(cuò)，由比結(jié)合能圖象可知，F(xiàn)錯(cuò)。答案：CD2．氦原子核由兩個(gè)質(zhì)子與兩個(gè)中子組成，這兩個(gè)質(zhì)子之間存在著萬有引力、庫侖力和核力，則3種力從大到小的排列順序是()A.核力、萬有引力、庫侖力 B.萬有引力、庫侖力、核力C.庫侖力、核力、萬有引力 D.核力、庫侖力、萬有引力解析：核力為強(qiáng)相互作用力。答案：D3．關(guān)于質(zhì)能方程，下列說法正確的是()A．愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化B．由E＝mc2可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系，可以用物體的質(zhì)量作為它所蘊(yùn)藏的能量的量度C．核反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是消失的質(zhì)量轉(zhuǎn)變成了能量D．因在核反應(yīng)中產(chǎn)生能量，有質(zhì)能的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能量和總質(zhì)量并不守恒解析：根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，物體具有的能量與質(zhì)量有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。物體質(zhì)量增大，能量也增大，認(rèn)為能量與質(zhì)量可以相互轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，故A、C錯(cuò)，B對(duì)；在核反應(yīng)中系統(tǒng)的總能量是守恒的，故D錯(cuò)。質(zhì)能方程中反映的是能量與質(zhì)量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，但不能理解為能量轉(zhuǎn)化為質(zhì)量，也不能認(rèn)為質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量。答案：B4．科學(xué)研究表明，自然界存在四種基本相互作用，我們知道分子之間也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力實(shí)質(zhì)上屬于()A．引力相互作用B．電磁相互作用C．強(qiáng)相互作用和弱相互作用的共同作用D．四種基本相互作用的共同作用解析：分子力作用范圍約在10－10m數(shù)量級(jí)上，強(qiáng)相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范圍在10－15m和10－答案：B5．如圖所示是原子核的平均核子質(zhì)量A與原子序數(shù)Z的關(guān)系圖象，下列說法正確的是()A．若D、E能結(jié)合成F，結(jié)合過程一定要釋放能量B．若D、E能結(jié)合成F，結(jié)合過程一定要吸收能量C．若C、B能結(jié)合成A，結(jié)合過程一定要釋放能量D．若F、C能結(jié)合成B，結(jié)合過程一定要釋放能量解析：D、E平均核子質(zhì)量大于F平均核子質(zhì)量，D、E結(jié)合成F，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，要釋放能量，A對(duì)B錯(cuò)，C、B結(jié)合成A，F(xiàn)、C結(jié)合成B都是質(zhì)量增加，結(jié)合過程要吸收能量，C、D錯(cuò)。答案：A6．一個(gè)鈹原子核(eq\o\al(7,4)Be)從最靠近核的K層電子軌道上俘獲一個(gè)電子后發(fā)生衰變，生成一個(gè)鋰核(eq\o\al(7,3)Li)，并放出一個(gè)不帶電的、質(zhì)量接近零的中微子νe(質(zhì)量不計(jì))，人們把這種衰變叫做鈹核的EC衰變，核反應(yīng)方程為：eq\o\al(7,4)Be＋eq\o\al(0,－1)e→eq\o\al(7,3)Li＋νe。已知一個(gè)鈹原子質(zhì)量為m1，一個(gè)鋰原子質(zhì)量為m2，一個(gè)電子質(zhì)量為me，光速為c，則一個(gè)鈹原子核發(fā)生上述核反應(yīng)釋放的能量為()A．(m1－m2)c2 B．(m1＋me＋m2)c2C．(m1＋me－m2)c2 D．(m2－m1－me)c2解析：鈹原子核的質(zhì)量為m1－4me，鋰原子核的質(zhì)量為m2－3me，則質(zhì)量虧損為(m1－4me＋me)－(m2－3me)＝m1－m2，故核反應(yīng)中釋放的能量為(m1－m2)c2。A項(xiàng)正確。答案：A7．原子質(zhì)量單位為u,1u相當(dāng)于931.5MeV的能量，真空中光速為c。當(dāng)質(zhì)量分別為m1kg和m2kg的原子核結(jié)合為質(zhì)量為A．(M－m1－m2)u·c2JB．(m1＋m2－M)u×931.5JC．(m1＋m2－M)c2JD．(m1＋m2－M)×931.5eV解析：在核能計(jì)算時(shí)，如果質(zhì)量單位是kg，則用ΔE＝Δmc2進(jìn)行計(jì)算，單位是J；若質(zhì)量單位是u，則利用ΔE＝Δm×931.5MeV進(jìn)行計(jì)算，則選項(xiàng)C正確。答案：C8．中子質(zhì)量為1.0087u，質(zhì)子質(zhì)量為1.0073u，氘核的質(zhì)量為2.0136u,1個(gè)中子和1個(gè)質(zhì)子結(jié)合成氘核時(shí)發(fā)生的質(zhì)量虧損是________kg，釋放的能量為________J。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字，1u＝1.7×10－27kg解析：由ΔE＝Δmc2求解，Δm＝(1.0087＋1.0073－2.0136)u＝0.0024u＝0.0024×1.7×10－27＝4.1×10－30kgΔE＝Δmc2＝(4.1×10－30)×(3×108)2＝3.7×10－13J。答案：4.1×10－303.7×10－139．一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核，同時(shí)輻射一個(gè)γ光子。已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，普朗克常量為h，真空中的光速為c。下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程是eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋γB．聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3C．輻射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)cD．γ光子的波長λ＝eq\f(h,m1＋m2－m3c2)解析：根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知該核反應(yīng)方程為：eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H＋γ，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；聚變過程中輻射出γ光子，質(zhì)量虧損Δm＝m1＋m2－m3，故選項(xiàng)B正確；由質(zhì)能方程知，輻射出的γ光子的能量E＝(m1＋m2－m3)c2，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由E＝eq\f(hc,λ)知，γ光子的波長λ＝eq\f(h,m1＋m2－m3c2)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：B10．一個(gè)電子(質(zhì)量為m、電荷量為－e)和一個(gè)正電子(質(zhì)量為m、電荷量為e)，以相等的初動(dòng)能Ek相向運(yùn)動(dòng)，并撞到一起，發(fā)生“湮滅”，產(chǎn)生兩個(gè)頻率相同的光子，設(shè)產(chǎn)生的光子頻率為ν，若這兩個(gè)光子的能量都為hν，動(dòng)量分別為p和p′，下面關(guān)系中正確的是()A．hν＝mc2，p＝p′B．hν＝eq\f(1,2)mc2，p＝p′C．hν＝mc2＋Ek，p＝－p′D．hν＝eq\f(1,2)(mc2＋Ek)，p＝－p′解析：能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律為普適定律，故以相等動(dòng)能相向運(yùn)動(dòng)發(fā)生碰撞而湮滅的正負(fù)電子總能量為：2Ek＋2mc2，化為兩個(gè)光子后，總動(dòng)量守恒，為零，故p＝－p′，且2Ek＋2mc2＝2hν，即hν＝Ek＋mc2。答案：C11．原來靜止的原子核eq\o\al(a,b)X發(fā)生α衰變時(shí)，放出α粒子的動(dòng)能為E0。假設(shè)衰變時(shí)產(chǎn)生的能量全部以動(dòng)能的形式釋放出來，則在此衰變過程中的質(zhì)量虧損是()解析：α粒子與新核質(zhì)量之比為eq\f(4,a－4)；衰變過程滿足動(dòng)量守恒，有mαvα＝m新v新，即α粒子與新核動(dòng)量大小相等，根據(jù)動(dòng)量和動(dòng)能的關(guān)系p2＝2mEk可知，新核的動(dòng)能為eq\f(4,a－4)E0。由質(zhì)能方程ΔE＝Δmc2，得Δm＝＝，D項(xiàng)正確。答案：D12．靜止的氮核eq\o\al(14,7)N被速度是v0的中子eq\o\al(1,0)n擊中生成甲、乙兩核。已知甲、乙兩核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙兩核動(dòng)量之比為1∶1，動(dòng)能之比為1∶4，它們沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)，其半徑之比為1∶6。問：甲、乙各是什么核，速度各是多大？寫出核反應(yīng)方程。解析：設(shè)甲、乙兩核的質(zhì)量分別為m甲、m乙，電荷量分別為q甲、q乙。由動(dòng)量與動(dòng)能關(guān)系p＝eq\r(2mEk)和p甲＝p乙，可得m甲∶m乙＝Ek乙∶Ek甲＝4∶1又由R＝eq\f(mv,Bq)＝eq\f(p,Bq)，可得q甲∶q乙＝R乙∶R甲＝6∶1因?yàn)閙甲＋m乙＝15m0，q甲＋q乙＝7所以m甲＝12m0，m乙＝3m0，q甲＝6e，q乙甲為eq\o\al(12,6)C，乙為eq\o\al(3,1)H由動(dòng)量守恒定律，可得m0v0＝m甲v甲＋m乙v乙將m甲＝12m0，m乙＝3m0代入，解得v甲＝eq\f(v0,24)，v乙＝eq\f(v0,6)核反應(yīng)方程為eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(3,1)H。答案：甲為eq\o\al(12,6)C，乙為eq\o\al(3,1)H'甲的速度v甲＝eq\f(v0,24)，乙的速度v乙＝eq\f(v0,6)'核反應(yīng)方程為eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(3,1)H第六節(jié)課后課時(shí)精練1．下列說法正確的是()A．裂變與衰變相同，也能自發(fā)進(jìn)行B．鈾塊的體積對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)有影響C．核電站應(yīng)用的是原子核的天然放射性D．核反應(yīng)堆中鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度可人工控制E．核電站用的核燃料必須是純鈾棒F．核武器——原子彈，應(yīng)用的是重核裂變解析：裂變不能自發(fā)進(jìn)行，A錯(cuò)，原子核的天然放射較慢，C錯(cuò)。答案：BDF2．關(guān)于核反應(yīng)堆中用鎘棒控制反應(yīng)速度的原理，下列說法正確的是()A．鎘棒能釋放中子，依靠釋放的多少控制反應(yīng)速度B．用鎘棒插入的多少控制快中子變?yōu)槁凶拥臄?shù)量C．利用鎘棒對(duì)中子吸收能力強(qiáng)的特點(diǎn)，依靠插入的多少控制中子數(shù)量D．鎘棒對(duì)鈾核裂變有一種阻礙作用，利用其與鈾的接觸面積的大小控制反應(yīng)速度解析：鎘棒并不能釋放中子，也不能使中子減速，對(duì)鈾核裂變也沒有阻礙作用，而是利用其對(duì)中子吸收能力強(qiáng)的特點(diǎn)，控制中子數(shù)量的多少而控制核反應(yīng)速度，故C正確。答案：C3．關(guān)于重核的裂變，以下說法中正確的是()A．一種重核只能存在一種裂變方式B．一種重核可以有多種裂變方式C．重核核子的平均質(zhì)量比中等質(zhì)量核的核子的平均質(zhì)量大，因而裂變時(shí)，存在質(zhì)量虧損，釋放大量核能D．中等質(zhì)量核的核子平均質(zhì)量比重核的核子平均質(zhì)量大，因而裂變時(shí)存在質(zhì)量虧損，釋放大量核能解析：一種重核可以有多種裂變方式，A錯(cuò)，B對(duì)，重核核子的平均質(zhì)量比中等質(zhì)量核的核子的平均質(zhì)量大，C對(duì)，D錯(cuò)。答案：BC4．下列說法中正確的是()A．核能發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染比火力發(fā)電要小B．核能發(fā)電對(duì)環(huán)境的污染比火力發(fā)電要大C．所有核電站都只利用重核裂變釋放大量的原子能D．核能是非常清潔的能源，無任何污染解析：目前核電站都用核裂變，其原料是鈾，且核裂變?cè)诤朔磻?yīng)堆中應(yīng)用的是比較清潔的能源，但也有一定的污染，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤。答案：AC5．下列核反應(yīng)中，表示核裂變的是()A.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeB.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,56)Ba＋eq\o\al(94,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(14,)6C→eq\o\al(14,)7N＋0－1eD.eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,)6C＋eq\o\al(1,0)n解析：裂變是重核分裂成中等質(zhì)量的原子核的核反應(yīng)，選項(xiàng)B正確。選項(xiàng)A為α衰變，選項(xiàng)C為β衰變，選項(xiàng)D為發(fā)現(xiàn)中子的人工核轉(zhuǎn)變。答案：B6．人類通過鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來利用核能的方式有下列哪兩類()A．利用可控制的快中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，制成原子彈B．利用不可控制的快中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，制成原子彈C．利用可控制的慢中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，建成原子反應(yīng)堆D．利用不可控制的慢中子鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，建成原子反應(yīng)堆解析：原子彈爆炸時(shí)，鈾塊的體積大于臨界體積，快中子直接被鈾核吸收，發(fā)生裂變反應(yīng)，放出核能，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度不可控制，極短的時(shí)間內(nèi)釋放出大量的核能；原子反應(yīng)堆釋放核能的速度是穩(wěn)定的，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度可以控制，因此答案選B、C。答案：BC7．鎘棒在核反應(yīng)堆中的作用是()A．使快中子變慢中子B．使慢中子變快中子C．使反應(yīng)速度加快D．控制反應(yīng)速度，調(diào)節(jié)反應(yīng)速度的快慢解析：在核反應(yīng)堆中石墨起變快中子為慢中子的作用，鎘棒起吸收中子、控制反應(yīng)速度、調(diào)節(jié)功率大小的作用。答案：D8．一個(gè)eq\o\al(235,92)U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程式為eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→X＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n，X原子核中含有多少個(gè)核子？多少個(gè)中子？解析：X原子核中的核子數(shù)為(235＋1)－(94＋2)＝140個(gè)，中子數(shù)為140－(92－38)＝86個(gè)。答案：140869．1個(gè)鈾235吸收1個(gè)中子發(fā)生核反應(yīng)時(shí)，大約放出196MeV的能量，則1g純鈾235完全發(fā)生核反應(yīng)放出的能量為(NA為阿伏加德羅常數(shù))()A．NA×196MeVB．235NA×196MeVC．235×196MeVD.eq\f(NA,235)×196MeV解析：1g純鈾235物質(zhì)的量為eq\f(1,235)mol，其包含的鈾核數(shù)為eq\f(NA,235)，故其完全反應(yīng)放出的能量為eq\f(NA,235)×196MeV，D正確。答案：D10.eq\o\al(235,92)U受中子轟擊時(shí)會(huì)發(fā)生裂變，產(chǎn)生eq\o\al(141,)56Ba和eq\o\al(92,36)Kr，同時(shí)放出200MeV的能量。現(xiàn)要建設(shè)發(fā)電能力是50萬千瓦的核電站，用eq\o\al(235,92)U作為原子鍋爐的燃料。假設(shè)核裂變釋放的能量全部被用來發(fā)電，那么一天需要純鈾235的質(zhì)量為多大？(阿伏加德羅常數(shù)為6.02×1023mol－1)解析：鈾235釋放的能量等于一天發(fā)電的電能。計(jì)算出50萬千瓦的核電站一天發(fā)出的電能，也就是一天所需的鈾235釋放的核能，進(jìn)而求得鈾235的質(zhì)量。先根據(jù)發(fā)電功率計(jì)算出每天應(yīng)發(fā)電能的總量為：E＝24×3.6×103×P＝4.32×1013J。要得到這么多能量需要裂變的鈾原子數(shù)目為n＝eq\f(4.32×1013,2×108×1.6×10－19)＝1.35×1024。則對(duì)應(yīng)的質(zhì)量為m＝eq\f(n,NA)·μ＝eq\f(1.35×1024,6.02×1023)×235×10－3kg＝0.527kg。答案：0.527kg11．一個(gè)钚的同位素eq\o\al(239,94)Pu靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，離子垂直于磁場(chǎng)方向釋放一個(gè)α粒子，變成鈾的同位素，同時(shí)輻射能量為E＝0.09MeV的光子。钚離子質(zhì)量為M0＝238.999655u，α粒子質(zhì)量m＝4.001509u，反沖鈾核質(zhì)量為M＝234.993470u。(1)寫出核衰變方程；(2)α粒子和鈾核的動(dòng)能各是多少M(fèi)eV。解析：(1)eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(235,92)U＋E(2)α粒子和反沖核的總動(dòng)能為Eα＋EU＝(M0－m－M)×931.5－E＝4.26MeV不計(jì)光子動(dòng)量，根據(jù)動(dòng)量守恒，α粒子和反沖核動(dòng)量大小相等，方向相反，而動(dòng)能Ek＝eq\f(p2,2m)所以eq\f(Eα,EU)＝eq\f(M,m)則α粒子動(dòng)能Eα＝eq\f(M,M＋m)(Eα＋EU)＝4.19MeV鈾核動(dòng)能EU＝eq\f(m,M＋m)(Eα＋EU)＝0.07MeV。答案：(1)eq\o\al(239,94)Pu→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(235,92)U＋E(2)4.19MeV0.07MeV12．處于靜止?fàn)顟B(tài)的某原子核X，發(fā)生α衰變后變成質(zhì)量為M的原子核Y，被釋放的α粒子垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，測(cè)得其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，設(shè)α粒子質(zhì)量為m，質(zhì)子的電荷量為e，試求：(1)衰變后α粒子的速率vα和動(dòng)能Ekα；(2)衰變后Y核的速率vY和動(dòng)能EkY；(3)衰變前X核的質(zhì)量MX。解析：(1)因?yàn)锽qvα＝meq\f(v\o\al(2,α),r)，α粒子的帶電荷量為q＝2e，有vα＝eq\f(2Ber,m)，Ekα＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,α)＝eq\f(2B2e2r2,m)。(2)由動(dòng)量守恒mvα－MvY＝0，所以vY＝eq\f(2Ber,M)，EkY＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,Y)＝eq\f(2B2e2r2,M)。(3)由質(zhì)能方程：ΔE＝Δmc2，而ΔE＝Ekα＋EkY，所以Δm＝eq\f(2B2e2r2,c2)(eq\f(1,m)＋eq\f(1,M))，衰變前X核的質(zhì)量：MX＝m＋M＋Δm＝m＋M＋eq\f(2B2e2r2,c2)(eq\f(1,m)＋eq\f(1,M))。答案：(1)eq\f(2Ber,m)eq\f(2B2e2r2,m)(2)eq\f(2Ber,M)eq\f(2B2e2r2,M)(3)m＋M＋eq\f(2B2e2r2,C2)(eq\f(1,m)＋eq\f(1,M))第七八節(jié)課后課時(shí)精練1.下列說法正確的是()A.聚變是裂變的逆過程B.聚變需要一個(gè)高溫條件，因此聚變吸收能量，反應(yīng)后質(zhì)量會(huì)增加C.核武器氫彈是由原子彈引爆的D.質(zhì)子、中子都是強(qiáng)子，其中質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子E.光子很輕，沒有靜止質(zhì)量，故光子屬于輕子F.夸克模型指出電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分?jǐn)?shù)電荷解析：聚變并非裂變逆過程，聚變釋放能量，AB錯(cuò)，光子屬于基本粒子，E錯(cuò)。答案：CDF2.關(guān)于輕核聚變釋放核能，下列說法正確的是()A．一次聚變反應(yīng)一定比一次裂變反應(yīng)釋放的能量多B．聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)每個(gè)核子釋放的平均能量大C．聚變反應(yīng)中粒子的比結(jié)合能變小D．聚變反應(yīng)中由于形成質(zhì)量較大的核，故反應(yīng)后質(zhì)量增加解析：在一次聚變反應(yīng)中釋放的能量不一定比裂變反應(yīng)多。但平均每個(gè)核子釋放的能量一定大，故A錯(cuò)誤，B正確；由于聚變反應(yīng)中釋放出巨大能量，則比結(jié)合能一定增加，質(zhì)量發(fā)生虧損，故C、D錯(cuò)誤。答案：B3.發(fā)生輕核聚變的方法是()A.用中子轟擊B.保持室溫環(huán)境，增大壓強(qiáng)C.把物質(zhì)加熱到幾百萬攝氏度以上的高溫D.用γ光子照射解析：輕核聚變的條件是高溫，C對(duì)。答案：C4.熱核反應(yīng)是一種理想能源的原因是()A．就每一個(gè)核子平均來說，比重核裂變時(shí)釋放的能量多B．對(duì)環(huán)境的放射性污染較裂變輕，且較容易處理C．熱核反應(yīng)的原料在地球上儲(chǔ)量豐富D．熱核反應(yīng)的速度容易控制解析：熱核反應(yīng)速度不易控制，D錯(cuò)。答案：ABC5.關(guān)于粒子，下列說法正確的是()A．電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子B．強(qiáng)子都是帶電的粒子C．夸克模型是探究三大類粒子結(jié)構(gòu)的理論D．夸克模型說明電子電荷不再是電荷的最小單位解析：由于質(zhì)子、中子是由不同夸克組成的，它們不是最基本的粒子，不同夸克構(gòu)成強(qiáng)子，有的強(qiáng)子帶電，有的強(qiáng)子不帶電，故A、B錯(cuò)誤；夸克模型是研究強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的理論，不同夸克帶電不同，分別為＋eq\f(2,3)e和－eq\f(e,3)，說明電子電荷不再是電荷的最小單位，C錯(cuò)誤，D正確。答案：D6.[2014·河北石家莊檢測(cè)]2002年，美國《科學(xué)》雜志評(píng)出的《2001年世界十大科技突破》中，有一次是加拿大薩德伯里中微子觀測(cè)站的結(jié)果，該站揭示了失蹤的部分中微子在運(yùn)動(dòng)過程中轉(zhuǎn)化為一個(gè)μ子和一個(gè)τ子。在上述研究中有以下說法，正確的是()①若發(fā)現(xiàn)μ子和中微子的運(yùn)動(dòng)方向一致，則τ子的運(yùn)動(dòng)方向與中微子的運(yùn)動(dòng)方向一定相反②若發(fā)現(xiàn)μ子和中微子的運(yùn)動(dòng)方向一致，則τ子的運(yùn)動(dòng)方向與中微子的運(yùn)動(dòng)方向可能一致③若發(fā)現(xiàn)μ子和中微子的運(yùn)動(dòng)方向相反，則τ子的運(yùn)動(dòng)方向與中微子的運(yùn)動(dòng)方向一定一致④若發(fā)現(xiàn)μ子和中微子的運(yùn)動(dòng)方向相反，則τ子的運(yùn)動(dòng)方向與中微子的運(yùn)動(dòng)方向可能相反A.①③ B.②③C.③④ D.①②解析：中微子在轉(zhuǎn)化為μ子和τ子的前后過程中滿足動(dòng)量守恒定律。答案：B7.現(xiàn)在科學(xué)家正在設(shè)法尋找“反物質(zhì)”。所謂“反物質(zhì)”是由“反粒子”組成的，則反α粒子的符號(hào)是()A.eq\o\al(4,2)He B.eq\o\al(－4,2)HeC.eq\o\al(4,－2)He D.eq\o\al(－4,－2)He解析：反物質(zhì)是質(zhì)量相同，而電荷及其他一些物理性質(zhì)相反的粒子，α粒子的符號(hào)為eq\o\al(4,2)He，因而反α粒子的質(zhì)量數(shù)為4，而電荷數(shù)為－2，符號(hào)為eq\o\al(4,－2)He，A、B、D錯(cuò)，C對(duì)。答案：C8.太陽能的產(chǎn)生是由于太陽內(nèi)部所發(fā)生的一系列核反應(yīng)形成的，其主要的核反應(yīng)過程可表示為()A．4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)eB.eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,)8O＋eq\o\al(1,1)HC.eq\o\al(235,)92U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nD.eq\o\al(238,)92U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He解析：太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)主要是輕核聚變，是輕核反應(yīng)生成較大核的過程，A正確；B是人工核反應(yīng)的方程，C是裂變反應(yīng)方程，D是衰變反應(yīng)方程，B、C、D不正確。答案：A9.氘和氚發(fā)生聚變反應(yīng)的方程式是21H＋31H→42He＋10n＋17.6MeV，若有2g氘和3g氚全部發(fā)生聚變，NA為阿伏加德羅常數(shù)，則釋放的能量是()A．NA×17.6MeV