原子核的组成和放射性同位素 (1)原子核的组成:原子核是由质子和中子组成.质子和中子统称为核子 在原子核中: 质子数等于电荷数 核子数等于质量数 中子数等于质量数减电荷数 (2)放射性同位素:具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素.放射性同位素:具有放射性的同位素叫放射性同位素. 正电子的发现:用粒子轰击铝时.发生核反应. 发生+衰变.放出正电子 .放射性同位素的应用 ⑴利用其射线:α射线电离性强.用于使空气电离.将静电泄出.从而消除有害静电.γ射线贯穿性强.可用于金属探伤.也可用于治疗恶性肿瘤.各种射线均可使DNA发生突变.可用于生物工程.基因工程. ⑵作为示踪原子.用于研究农作物化肥需求情况.诊断甲状腺疾病的类型.研究生物大分子结构及其功能. ⑶进行考古研究.利用放射性同位素碳14.判定出土木质文物的产生年代. 一般都使用人工制造的放射性同位素(种类齐全.各种元素都有人工制造的放射性同位.半衰期短.废料容易处理.可制成各种形状.强度容易控制). 例题:近年来科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展.科学家们在观察某两个重离子结合成超重元素的反应时.发现所生成的超重元素的核X经过6次α衰变后成为Fm.由此可以判定该超重元素的原子序数和质量数依次是 A.124.259 B.124.265 C.112.265 D.112.277 解析:每次α衰变质量数减少4.电荷数减少2.因此该超重元素的质量数应是277.电荷数应是112.选D. 例题:完成下列核反应方程.并指出其中哪个是发现质子的核反应方程.哪个是发现中子的核反应方程. ⑴N+n →C+ ⑵ N+He →O+ ⑶ B+n → +He ⑷Be+He → +n ⑸Fe+H →Co+ 解析:根据质量数守恒和电荷数守恒.可以判定:⑴H.⑵H.发现质子的核反应方程 ⑶Li.⑷C.发现中子的核反应方程 ⑸n 例题:一块含铀的矿石质量为M.其中铀元素的质量为m.铀发生一系列衰变.最终生成物为铅.已知铀的半衰期为T.那么下列说法中正确的有 A.经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了 B.经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m/4发生了衰变 C.经过三个半衰期后.其中铀元素的质量还剩m/8 D.经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M/2 解析:经过两个半衰期后矿石中剩余的铀应该还有m/4.经过三个半衰期后还剩m/8.因为衰变产物大部分仍然留在该矿石中.所以矿石质量没有太大的改变.本题选C. 例题:关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有 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 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.将静电泄出.γ射线对人体细胞伤害太大.不能用来进行人体透视.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.用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用.因此要科学地严格控制剂量.本题选D. 例题: K-介子衰变的方程为.其中K-介子和π-介子带负的基元电荷.π0介子不带电.一个K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中.其轨迹为圆弧AP.衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB.两轨迹在P点相切.它们的半径RK-与Rπ-之比为2∶1.π0介子的轨迹未画出.由此可知π-介子的动量大小与π0介子的动量大小之比为 A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6 解析:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r=mv/qB.K-介子和π-介子电荷量又相同.说明它们的动量大小之比是2∶1.方向相反.由动量守恒得π0介子的动量大小是π-介子的三倍.方向与π-介子的速度方向相反.选C. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑,如都作答则按A、B两小题评分.)
A.(选修模块3-3)
(1)下列说法中正确的是
B
B

A.布朗运动是分子的无规则热运动
B.气体分子间距离减小时,分子间斥力增大,引力也增大
C.导热性能各向同性的固体,一定不是单晶体
D.机械能不可能全部转化为内能
(2)如图1所示,一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上,活塞与气缸壁间的摩擦不计.气缸内封闭了一定质量的理想气体.现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土,忽略环境温度的变化,在此过程中
CD
CD

A.气体的内能增大
B.气缸内分子平均动能增大
C.气缸内气体分子密度增大
D.单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

(3)在做用油膜法估测分子的大小实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得50滴这样的溶液为1mL.把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅水盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃放在坐标纸上,其形状如图2所示,坐标纸正方形小方格的边长为20mm.则油酸膜的面积是
2.4×10-2
2.4×10-2
m2,每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
1.2×10-11
1.2×10-11
m3,根据上述数据,可估算出油酸分子的直径.
B.(选修模块3-4)
(1)关于对光现象的解释,下列说法中正确的是
AC
AC

A.自然光斜射到玻璃表面时,反射光和折射光都是偏振光
B.水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
C.光纤导光利用了光的全反射规律
D.玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
(2)一列横波沿x轴正方向传播,在t0=0时刻的波形如图3所示,波刚好传到x=3m处,此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点
(选填“先”、“后”或“同时”)到达波峰位置;若该波的波速为10m/s,经过△t时间,在x轴上-3m~3m区间内的波形与t0时刻的正好相同,则△t=
0.4ns(n=1,2,3┅)
0.4ns(n=1,2,3┅)

(3)某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律,装置如图4所示,水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子,滑块上固定有传感器的发射器.把弹簧拉长5cm由静止释放,滑块开始振动.他们分析位移一时间图象后发现,滑块的运动是简谐运动,滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls,则弹簧振子的振动频率为
0.5
0.5
Hz;以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向,则滑块运动的表达式为x=
5cosлt
5cosлt
cm.

C.(选修模块3-5)
(1)下列关于原子和原子核的说法正确的是
B
B

A.β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B.波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
(2)一群氢原子处于量子数n=4能级状态,氢原子的能级      示意图如图5所示,那么
金属
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
①氢原子可能发射
6
6
种频率的光子.
②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是
6.15×1014
6.15×1014
Hz,用这样的光子照射右表中几种金属,金属
能发生光电效应,发生光电效应时,发射光电子的最大初动能是
0.65
0.65
eV.(普朗克常量h=6?63×10-34J?S,1eV=1.6×10-19J)
(3)在氘核
 
2
1
H
和氚核
 
3
1
H
结合成氦核
 
4
2
He
的核反应方程如下:
 
2
1
H+
 
3
1
H→
 
4
2
He+
 
1
0
n+17.6MeV

①这个核反应称为
聚变
聚变

②要发生这样的核反应,需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文.式中17.6MeV是核反应中
放出
放出
(选填“放出”或“吸收”)的能量,核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量
减少
减少
(选填“增加”或“减少”)了
3×10-29
3×10-29
㎏(保留一位有效数字)

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2011年3月11日,日本发生9.0级地震并引发海啸及核泄漏,福岛第一核电站6座反应堆不同程度被损坏,其中核泄漏中的放射性元素钚-239,半衰期2.41万年,钚在高温下生成,在大气中钚呈颗粒物形态,传播一段时间后就会掉落到地上,因此危害范围主要在核泄漏周边的土壤和水源中,对人体具有强毒性危害,一旦侵入人体,就会潜伏在人体肺部、骨骼等组织细胞中,破坏细胞基因,提高罹患癌症的风险。Pu静止时衰变为铀核激发态U*和α粒子,而铀核激发态U*立即衰变为铀核U,并放出能量为0.097 MeV的γ光子。已知:Pu、U和α粒子的质量分别为mPu=239.052 1 u、mU=235.043 9 u和mα=4.002 6 u,一个原子质量单位1 u相当于931.5 MeV的能量。
(1)写出衰变方程。
(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略,求α粒子的动能。

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氡是一种放射性稀有气体.当它被吸入人体后,将继续发生放射性衰变,放出射线形成“内放射”,严重损伤人体组织和器官,导致病变和癌症.而我们居室下面的土壤、房屋使用的建材、日常饮用水、煤及天然气都会放出氡(Rn),所以氡被称为居室里的隐性杀手.根据上述材料,回答下列问题:

(1)关于氡的同位素,下列说法正确的是(    )

A.核内质子数与中子数之差为136

B.氡元素位于元素周期表第六周期Ⅷ族

C.氡气的分子式Rn2

D.氡元素性质稳定,很难与其他元素化合

(2)研究表明,放射性元素镭、钍、锕在放射性衰变中都能形成质子数为86的三个不同原子,分别称为“镭射气”“钍射气”“锕射气”,可分别表示为,下列说法正确的是(    )

A.它们互为同分异构体                        B.尽管它们结构不同,但化学性质相似

C.它们都具有放射性                          D.它们原子最外层均为8个电子

(3)建材中含量最多的钋()发生β衰变,核反应方程为____________.

(4)放射性物质致癌的原因是(    )

A.基因突变                                   B.基因重组

C.基因互换                                   D.染色体变异

(5)降低居室中放射性污染的方法(    )

A.勤开窗户通风                                  B.利用其他元素中和

C.加热使放射性物质分解                       D.不用放射性超标材料

(6)采用地质深层的矿泉水常溶有岩石放射性物质在衰变过程中释放的氡,下列关于该类矿泉水的说法正确的是(    )

A.该矿泉水宜存放一段时间再用                         B.该矿泉水越鲜越好

C.先用和存放一段时间再用对人体危害是一样的    D.越深层开采矿泉水污染程度越小

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在我国探月计划紧锣密鼓进行过程中召开的科协年会,关于月球、火星、小行星探测等深空探测自然成为重要话题.

  科学家们认为,21世纪人类把目光再次投向月球,重返月球的最主要原因是:一、寻求在月球建立永久基地,作为人类拓展生存空间的第一步;二、通过月球探测,带动高科技的发展和研究,包括空间军事技术的发展;三、为将来全面开发月球矿产资源和能源,解决地球能源枯竭,为人类社会可持续发展提供资源储备.例如月球上氦-3资源总量约为100万吨~500万吨,建设一个500MW的核聚变发电站,每年消耗的氦-3仅仅50公斤,全世界的年总发电量只需100吨氦-3,也就是说,月球上的氦-3可满足地球供电能源需求达1万年以上.此外,月球表面的特殊空间环境,为研制特殊生物制品和特殊材料开拓了广阔前景,这是当前国际科技界“重返月球”最主要的原动力.

  中国月球探测首席科学家欧阳自远指出,3年内,我国要完成首次月球探测,这是继我国成功发射人造地球卫星、载人飞船之后,我国空间科技发展的第三个里程碑.我国近期探月计划分为“环月探测”、“月面软着陆器探测”和“月面自动采样返回”3个阶段.作为世界主要航天国家,我国开展月球探测,对维护我国在月球上的权益具有重要战略意义.

  氦-3是氦的同位素,含有两个质子和一个中子;氦-3最吸引人类的就是它作为能源材料的优秀“潜质”.经试验证实,利用氘和氦-3的热核聚变反应是最理想的一种核聚变反应,原因是:(1)这种聚变不产生中子,所以放射性小;(2)它转化为电能的效率高;(3)反应过程易于控制;可算是既无污染又安全.

  结合材料回答下列问题

  (1)估算人类1年所用的电能相当于多少吨煤完全燃烧所释放出的能量.(煤的燃烧值q=2.9×107J/kg、氘核的质量为2.0136u、氦-3的质量为3.0150u、氢核的质量为1.008124u、氦核的质量为4.002603u)

  (2)太阳辐射的能量是由聚变反应产生的,已知质子、a 粒子、正电子的质量分别为1.6726×10-27kg、6.6458×10-27kg、9.1×10-31kg,则1J相当于多少组以上核反应释放出的能量.

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在我国探月计划紧锣密鼓进行过程中召开的科协年会,关于月球、火星、小行星探测等深空探测自然成为重要话题.

  科学家们认为,21世纪人类把目光再次投向月球,重返月球的最主要原因是:一、寻求在月球建立永久基地,作为人类拓展生存空间的第一步;二、通过月球探测,带动高科技的发展和研究,包括空间军事技术的发展;三、为将来全面开发月球矿产资源和能源,解决地球能源枯竭,为人类社会可持续发展提供资源储备.例如月球上氦-3资源总量约为100万吨~500万吨,建设一个500MW的核聚变发电站,每年消耗的氦-3仅仅50公斤,全世界的年总发电量只需100吨氦-3,也就是说,月球上的氦-3可满足地球供电能源需求达1万年以上.此外,月球表面的特殊空间环境,为研制特殊生物制品和特殊材料开拓了广阔前景,这是当前国际科技界“重返月球”最主要的原动力.

  中国月球探测首席科学家欧阳自远指出,3年内,我国要完成首次月球探测,这是继我国成功发射人造地球卫星、载人飞船之后,我国空间科技发展的第三个里程碑.我国近期探月计划分为“环月探测”、“月面软着陆器探测”和“月面自动采样返回”3个阶段.作为世界主要航天国家,我国开展月球探测,对维护我国在月球上的权益具有重要战略意义.

  氦-3是氦的同位素,含有两个质子和一个中子;氦-3最吸引人类的就是它作为能源材料的优秀“潜质”.经试验证实,利用氘和氦-3的热核聚变反应是最理想的一种核聚变反应,原因是:(1)这种聚变不产生中子,所以放射性小;(2)它转化为电能的效率高;(3)反应过程易于控制;可算是既无污染又安全.

  结合材料回答下列问题

  (1)估算人类1年所用的电能相当于多少吨煤完全燃烧所释放出的能量.(煤的燃烧值q=2.9×107J/kg、氘核的质量为2.0136u、氦-3的质量为3.0150u、氢核的质量为1.008124u、氦核的质量为4.002603u)

  (2)太阳辐射的能量是由聚变反应产生的,已知质子、a 粒子、正电子的质量分别为1.6726×10-27kg、6.6458×10-27kg、9.1×10-31kg,则1J相当于多少组以上核反应释放出的能量.

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