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1、166166123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C进行 粒子散射实验开始的B发现质子开始的D发现天然放射现象开始的2放射性同位素钬 Ho 可有效治疗肝癌，下列关于 Ho 的叙述正确的是( )67 67A电子数是 166 C质量数是 67B中子数是 99 D原子序数是 1663氢有三种同位素，分别是氕( H)、氘( H)
2、、氚( H)，则( )1 1 1A它们的质子数相等 C它们的核子数相等B它们的核外电子数相等 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 射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强B 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 射线一般伴随着 或 射线产生，它的穿透能力最强D 射线是电磁波，它的穿透能力最弱5原子核发生 衰变时，此 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
3、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 射线、 射线和 射线B 射线和 射线的轨迹是抛物线C 射线和 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 7本题中用大写字母代表原子核，E 经 衰变成为 F，再经 衰变成为 G，再经 衰变成为 H.上述系列衰变可记为下式：1 A253239239239EFGH另一系列衰变如下：PQRS已知 P 是 F 的同位素，则( ) AQ 是 G 的同位素，R 是 H 的同位素 CR 是 G 的同位素，S 是 H 的同位素BR 是 E 的同位素，S
4、是 F 的同位素 DQ 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 X 经过 6 次 衰变Z后的产物是 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( ) 100A112、265 C124、259
5、B112、277 D124、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 刀，治疗患者 5 000 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 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 刀被誉为“神刀”据报道， 我国自己研制的旋式 刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务 刀治疗脑肿瘤主要是 利用( )A 射线具有很强的穿透能力B 射线具有很强的电离作用C 射线波长很短，具有很高的能量D 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
6、发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚 239( Pu)，94这种 Pu 可由铀 239( U)经过 n 次 衰变而产生，则 n 为( )94 92A2C145B239D9212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( )mA.4mB.822102061923823423823429290141414238206206238mC.16题号答案1 2 3 4 5mD.326 7 8 9 10 11 12二、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、方程式和重要 的演算步骤，只写出最
7、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 Po 衰变为 Pb，此衰变过程的核反应方程是_；84 82用此衰变过程中发出的射线轰击 F，可得到质量数为 22 的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核9反应过程的方程是_14(8 分)天然放射性元素铀( U)发生衰变后产生钍( Th)和另一个原子核92 90(1)请写出衰变方程；v(2)若衰变前铀( U)核的速度为 v，衰变产生的钍( Th)核速度为 ，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 C 射线被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，6此项研究获得 1
8、960 年诺贝尔化学奖(1) C 不稳定，易发生衰变，放出 射线，其半衰期为 5 730 年，试写出有关的衰变方 6程；(2)若测得一古生物遗骸中 C 的含量只有活体中的 12.5%，则此遗骸的年代距今约有多6少年？16.(12 分) U 经一系列的衰变后变为 Pb.92 82(1)求一共经过几次 衰变和几次 衰变？(2) Pb 与82 92U 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316616611 0 1 1 010 参考答案与解析1 65 【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
9、杂结构，故D 正确，A、B、 C 错误2 66 【解析】选 B.已知 Ho，原子序数核电荷数质子数核外电子数67，67即电子数为 67，原子序数是 67，A、D 错误； Ho 的质子数为 67，质量数为 166，则该同67位素原子核内的中子数为 1666799，B 正确，C 错误3 67 【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 68 【解析】选 C. 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； 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
10、放出来，故 B 错误； 射线一般伴随着 或 射线产生，它的穿透能力最强，故 C 正确； 射线是电磁波，它的 穿透能力最强，故 D 错误5 69 【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：n H e()， H n e.由上0 1 1 1 0 1式可看出 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 670 【解析】选 AC.由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中 粒子受的1洛伦兹力向上， 粒子受的洛伦兹力
11、向下，轨迹都是圆弧由于 粒子速度约是光速的 ，而 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771 【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Z2E FZZ1G H， P Q R SZ1 Z Z1 Z2 Z显然 E 和 R 的电荷数均为 Z2，则 E 和 R 为同位素，Q 和 G 的电荷数均为 Z1，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872 【解析】选 CD.半衰期跟原子所处的
12、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4239239 239239122 1641210206 4 4 19 22 1238234 424414 14 01414 14t t 0 22 14 14 0238206206238有意义，A 错误9 73 【解析】选 B.每经一次 衰变，质量数减少 4，电荷数即原子序数减少 2，故 A25364277，Z10062112.故 B 选项正确10 74 【解析】选 AC. 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
13、并杀死肿瘤细胞因 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 75 【解析】选 A.由于 U 和 Pu 的质量数相等，而核电荷数增加 2，因此，92 94 92U 经 2 次 衰变，变为 Pu，故 A 正确941276 【解析】选 C.经过 n 个半衰期剩余碘 131 的含量 mm1 4 m的 4 个半衰期，故剩余碘 131 含量：mm ，选项 C 正确n.因 32 天为碘 1311377 【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2He，另一粒子为 H.方程式中一定要使用箭头，不能用等号 1【答案】 Po Pb He He F Ne
14、 H 84 82 2 2 9 10 11478 【解析】(1) U Th92 90 2He.v(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：238mv234m 4mv121得：v v.121【答案】(1)见解析 (2) v，与铀核速度方向相同1579 【解析】(1)衰变方程为C N e.6 7 1(2)活体中 C 含量不变，生物死亡后， C 开始衰变，设活体中 C 的含量为 m ，遗骸6 6 6 0中为 m，则由半衰期的定义得 mm1 1 t即 0.125 ，解得 3，所以 t317 190 年【答案】(1) C N e (2)17 190 年6 7 11680 【解析】(1)设 U 衰变为 Pb 经过 x 次 衰变和 y 次 衰变由质量数和电92 82荷数守恒可得2382064x 92822xy12联立解得 x8，y6，即一共经过 8 次 衰变和 6 次 衰变(2)由于每发生一次 衰变质子数和中子数均减少 2，每发生一次 衰变中子数减少 1， 而质子数增加 1，故 Pb 较 U 质子数少 10，中子数少 22.82 925238206 4 0(3)核反应方程为 U Pb8 He6 e.92 82 2 1【答案】见解析6