1．在卢瑟福的α粒子散射实验中，当α粒子被重核散射时，图中所示的运动轨迹中，可能的是（    ）。

（A）轨迹a                （B）轨迹b

（C）轨迹c                 （D）轨迹d

【答案】

A

 

2．最先发现电子，并确认电子是组成原子成分之一的是（    ）。

（A）汤姆孙        （B）卢瑟福        （C）盖革            （D）马斯登

【答案】

A

 

3．卢瑟福提出原子的核式结构学说，其根据是用α粒子轰击金箔的实验。在实验中，他观察到α粒子（    ）。

（A）全部穿过金原子，或发生很小的偏转

（B）绝大多数穿过金原子，只有少数发生大角度偏转，极少数甚至被弹回

（C）绝大多数发生很大的偏转，甚至被弹回，只有少数穿过金原子

（D）全部发生很大的偏转

【答案】

B

 

4．卢瑟福α粒子散射实验的结果是（    ）。

（A）证明了质子的存在

（B）证明了原子核是由质子和中子组成的

（C）说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上

（D）说明原子中有电子存在

【答案】

C

 

5．在卢瑟福α粒子散射实验中，少数α粒子发生大角度偏转的原因是（    ）。

（A）原子的正电荷以及绝大部分质量都集中在一个很小的核上

（B）正电荷在原子中是均匀分布的

（C）原子中存在着带负电的电子

（D）原子核中有中子存在

【答案】

A

 

6．在分析α粒子散射实验现象时，并没有考虑α粒子跟电子的相互利用，在下列所述的各种原因中，正确的是（    ）。

（A）α粒子并不跟电子作用

（B）α粒子跟各电子相互作用的效果互相抵消

（C）电子的体积实在太小，α粒子碰不到它

（D）α粒子跟电子相互作用时，损失的能量极少，可忽略不计

【答案】

D

 

7．卢瑟福原子核式结构模型的主要论点是：

①_______________________________________________________________；

②_______________________________________________________________；

③_______________________________________________________________。

【答案】

①在原子中心有一个很小的核，叫原子核

②原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

③带负电荷的电子在核外空间里不停地绕核旋转

 

8．按卢瑟福的原子核式结构模型可知，原子中绝大部分是空的，原子核显得非常小，其半径只有原子半径的十万分之一。请你根据原子与原子核大小的比例举出一个比较恰当的比喻。

【答案】

如果将有400 m跑道的大运动场比作原子，在它中心的一只乒乓球就好比是原子核。（这个比喻数量级有问题）

 

9．原子核的体积极小，但原子的质量几乎全部集中在原子核内，因此原子核的密度很大。试估算出氢原子核的密度。试举出一个比较恰当的比喻。

【答案】

3.19×10¹⁸ kg/m³，原子核的密度约为10¹⁷～10¹⁸ kg/m³，即1 cm³的原子核的质量可达几亿吨。打个比喻：一个人的身体中的全部原子核按其体积的大小，可以装入一颗沙粒大小的壳里，而这粒沙重差不多就是人的体重。

 

10．我国战国时代的庄子，在他的著作《庄子·天下篇》中提出了关于物质结构的思想：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”请你解释这句话的涵义。

【答案】

物质是不断可分割的。

 

11．图（a）为α粒子散射实验模拟装置图，可以看出它由两大部分组成：①原子核模型仪；②发射台（包括滑槽、调节螺钉、小钢球）。图（b）是原子核模型仪的正视图，图（c）是原子核模型仪的俯视图。

为了使钢球能平滑地从滑槽滚到原子核模型仪上，滑槽下端弧形处应接近水平状态。仔细调节滑槽相对原子核模型仪的方位，释放钢球，观察钢球出射方向，并记录其位置。你认为可观察到什么现象？可得到什么结果？

【答案】

类似α粒子散射现象。

 

12．由天然放射性元素射出的三种射线，在通过水平匀强电场时呈现如图所示的三种不同轨迹①、②、③，下列说法中正确的是（    ）。

（A）射线③的穿透本领最强

（B）射线②的穿透本领最强

（C）射线①的电离本领最强

（D）射线②的电离本领最强

【答案】

B

【解析】

首先要从图中分辨出①、②、③各是哪一种射线，然后再从它们的特性选择答案。②在匀强电场中不发全偏转，肯定是γ射线；①和③在匀强电场中都发生偏转，而①的偏转较明显，可以判断出①是β射线，③是α射线。我们已经知道，电离本领最强的是α射线，穿透本领最强的是γ射线。

 

14．天然放射现象是指__________________________________________________________。

【答案】

原子核自发地放出射线的现象

 

15．放射性元素放射的射线有α、β、γ三种，其中α射线是________，β射线是_______，γ射线是_________。

【答案】

高速的氦核流，高速的电子流，波长很短的电磁波

 

16．在天然放射现象中，放出的三种射线里有一种射线是带正电的。那么，组成这种射线的粒子是（    ）。

（A）质子            （B）中子            （C）电子            （D）氦原子核

【答案】

D

 

17．下列有关β射线的叙述中，正确的是（     ）。

（A）β射线粒子的质量与质子质量相同

（B）β射线粒子所带电荷量与阴极射线粒子所带电荷量相同

（C）β射线速度与光速相同

（D）β射线的电离本领比α射线大

【答案】

B

 

18．关于γ射线，下列说法中正确的是（    ）。

（A）γ射线是波长极短的电磁波

（B）γ射线是高速运动的电子流

（C）γ射线的贯穿本领比β射线弱

（D）γ射线对空气的电离作用比β射线强

【答案】

A

 

19．放射性物质发射的三种射线中，其中穿透能力、电离本领最强的射线分别是（    ）。

（A）α射线、β射线          （B）β射线、α射线

（C）γ射线、α射线           （D）β射线、γ射线

【答案】

C

 

20．怎样探测到看不见摸不着的射线？_____________________。

【答案】

用云室、盖革－米勒计数器、气泡室等探测仪器

 

21．放射性的应用大致可分为两大类：①___________；②____________。

【答案】

射线的应用，作为示踪原子

 

22．贝可勒尔证实了β射线是速度接近光速的电子流，这说明了（    ）

（A）β射线是原子核外的电子

（B）β射线是原子核内的电子

（C）β射线是原子核内中子、质子间转化时放出的

（D）β射线就是阴极射线

【答案】

C

 

23．带电的验电器，在放射线的照射下，电荷会很快消失，其原因是______________________。

【答案】

空气电离后，正、负电荷跟验电器所带的电荷中和

 

24．在大气层上空存在着各种射线，有一部分会射到地球上。请根据下列资料估算一下，在我们生活的环境中，每人每年大概要受到多少辐射的剂量当量？是否超标了？

参考资料：

（1）辐射的剂量当量的单位是“Sv”，读作“希沃特”，简称“希”。1 μsV＝1×10^-6 Sv。

（2）下面是各种因素产生的每人每年所受辐射的剂量当量的参考值：

①来自宇宙射线在海平面上的平均剂量当量（上海在北纬31°）：220 μSv；

②高于海平面60m处的修正的剂量当量：2 μSV；

③空中旅行时的剂量当量（每年旅行一次，以6 h计）：24 μSv；

④大地和建筑物产生的平均剂量当量（长期处在建筑物中）：500 μSv；

⑤空气中的平均剂量当量：2000 μSv；

⑥来自食物、饮料中的剂量当量：370 μSv；

⑦胸部X光透视剂量当量（每年两次）：70 μSv；

⑧其他接近放射医疗事例的剂量当量（例如，到放射室陪家人看病）：20 μSv；

⑨来自核试验的剂量当量：10 μSv；

⑩家用电器等辐射的剂量当量（主要是电脑、电视机）：2 μSv。

（3）人体对放射性有一定的自然抵御和恢复能力，只有受到过量的辐射，对人体才是有害的。目前国际上公认的辐射生物效应如下表（表内数据指全身受辐照、剂量在短时间内一次接受）：

剂量当量水平	生  物  效  应
＜0.1 Sv	无影响
0.1～0.25 Sv	未观察到临床效应
0.25～0.5 Sv	可以引起血液的变化，但无严重的伤害
0.5～1 Sv	血液发生变化且有一些伤害，但无倦怠感
1～2 Sv	损伤，可能感到全身无力
2～4 Sv	损伤，全身无力，体弱的人可能因此而死亡
4.5 Sv	受照者有50％在30天内死亡，其余50％能恢复，但有某些永久性损伤
＞6 Sv	可能因此而死亡

（4）为了保护工作人员和居民的身体健康，规定了“允许剂量当量（每年）”如下表：

从事放射性工作的人员	0.05 Sv
居民	0.005 Sv

【答案】

约3000 μSv，没有超标

 

25．贝可勒尔为了研究荧光物质能否穿透黑纸使照相底片感光，发现了有划时代意义的天然放射现象。从中可以认识到作为科学工作者应具备哪些素质？谈谈你的看法。

【答案】

略

 

26．试以“我对放射性的认识”为题进行讲演，交流学习心得和见解。

【答案】

略

 

27．放射性元素镭²²⁸₈₈Ra的核有______个质子，______个中子。电荷量是______C，质量是______kg。

【答案】

88，140，1.41×10^-17，3.81×10^-25

【解析】

原子核的原子序数Z就是质子数，质量数A（核子数）减去质子数Z就是中子数。原子核的质子数就是它所带的元电荷数；原子核的质量数A等于核子数。

有88个质子，140个中子。

q＝88×1.6×10^-19C＝1.41×10^-17C；m＝228×1.67×10^-27kg＝3.81×10^-25 kg。

 

28．在下列几种元素的同位素碳12、碳13、碳14、氮12、氮13、氮14、氮15、氧16、氧17中，哪些同位素的核包含有相同的：（1）质子数；（2）中子数；（3）核子数；（4）核外电子数？

【答案】

（1）质子数相同的核有三组：碳12、碳13、碳14的质子数是6；氮1 2、氮13、氮14、氮15的质子数是7，氧16、氧17的质子数是8。

（2）中子数相同的核有三组：碳12、氮13的中子数是6；碳13、氮14的中子数是7；碳14、氮15、氧16的中子数是8。

（3）核子数相同的核有三组：碳12、氮12的核子数是12；碳1 3、氮13的核子数是13；碳14、氮14的核子数是14。

（4）核外电子数与质子数相同，所以答案与（1）相同。

【解析】

碳、氮、氧的原子序数Z分别是6、7、8，同一种元素的同位素的质子数相同，核外电子数相同，中子数（N＝A－Z）不同，总核子数也不同。

 

29．放射性元素的天然衰变和原子核的人工转变的区别是______________________。

【答案】

前者是原子核自发地发生变化，后者是用人工方法使原子核发生转变

 

30．一个原子序数是Z、质量数是A的原子核，它是由_____个质子和_____个中子组成的；组成该原子核的核子数有_______个。

【答案】

Z，A－Z，A

 

31．30个质子、34个中子组成的锌原子核，原子序数是_______，原子核的质量数是______。

【答案】

30，64

 

32．在原子核¹²C中有_______个质子、______个中子；在原子核⁵⁶Fe中有_______个质子、_______个中子。

【答案】

6，6，26，30

 

33．下列各种粒子中，哪些是一切原子核的组成部分？（    ）。

（A）质子            （B）电子            （C）α粒子         （D）中子

【答案】

A

 

34．第一个发现中子的物理学家是（    ）。

（A）居里夫妇            （B）卢瑟福        （C）贝可勒尔            （D）查德威克

【答案】

D

 

35．一个锶（Sr）核的原子序数是38，质量数是95，那么（    ）。

（A）核外有38个电子，核内有95个质子     （B）核外有38个电子，核内有57个中子

（C）核外有57个电子，核内有57个中子     （D）核外有57个电子，核内有38个中子

【答案】

B

 

36．氢、氘、氚是同位素，那么（    ）。

（A）它们的核内具有相同的质子数        （B）它们的核内具有相同的中子数

（C）它们的核内具有相同的电子数        （D）它们的核内具有相同的核子数

【答案】

A

 

37．关于核力的说法，正确的是（    ）。

（A）原子核中任何两个核子都存在核力

（B）每个核子只能跟它相邻的核子间有核力

（C）从本质上讲，核力是一种万有引力

（D）核力是一种很强的力，它跟核子所带电荷量有关

【答案】

B

 

38．如图所示，一种元素的各同位素间的质量数（A）与中子数（N）的关系可用A-N图像来表示的是（    ）。

【答案】

C

 

39．原子的原子序数、相对原子质量、元素的化学性质分别由什么因素决定的？

【答案】

核内质子数，核子数，核外电子数

 

40．1 g铀235在裂变后所释放的能量是多少？（每个铀235核裂变可释放200 MeV能量，铀235的摩尔质量是235 g/mol）

【答案】

8.2×10¹⁰ J

【解析】

1 mol铀有6.02×10²³个铀核，由此可知1g铀235核裂变可释放的能量。

设1 g铀235有n个核，则

n＝\(\frac{1}{{235}}\)×6.02×10²³个≈2.56×10²¹个。

那么，1 g铀235在裂变后所释放的能量是

E＝2.56×10²¹×200 MeV＝5.12×10²³ MeV≈8.2×10¹⁰ J。

 

41．什么是核能？___________________________________。

【答案】

原子核的结构发生变化时放出的能量

 

42．重核裂变是指___________________________________，它是获得核能的一个重要途径。

【答案】

重核受到其他粒子（如中子）轰击时裂变成两个质量较轻的核，同时还可能放出中子，这就是重核裂变

 

43．实现连续不断的裂变的过程叫做__________，它使大规模利用核能成为可能。

【答案】

链式反应

 

44．铀块产生链式反应的条件是____________________。

【答案】

铀块体积大于临界体积，保持足够数量的慢中子

 

45．原子弹爆炸是百分之一秒极短时间内产生的不可控制的链式反应。为了确保原子弹在指定的时间爆炸（即不应当爆炸时决不爆炸，要求爆炸时立即爆炸），对“原子炸药”要求是_____________________________________________。

【答案】

①用纯净的铀235或钚239作为“炸药”；②把“炸药”分成两块（或几块），每一小块都小于临界体积，但加起来却大于临界体积；③制造有效的中子反射层，并在原子弹中心安放中子源，尽可能提高“炸药”的利用率

 

46．原子弹的破坏和杀伤作用，主要有哪几方面？怎样防御？

【答案】

冲击波、光（热）辐射、贯穿辐射和放射性污染等。

各种坚固的物体和建筑物能减弱冲击波，战壕、山洞、坚固的地下室、隐蔽所部能防御冲击波。防止光（热）辐射的最好办法是把人和易燃物品隐蔽起来，防御这种贯穿辐射，必须在人和爆炸中心之间隔上一层非常厚的障碍物，在放射性污染区，要迅速撤离人员，冲洗或掩埋被污染的物体，以减轻甚至避免放射性污染的危害。

 

47．1964年10月16日中国第一颗原子弹在新疆罗布泊爆炸成功。同时，中国政府郑重承诺：中国在任何时候、任何情况下都不会首先使用核武器。43年过去了，“核”对于世界的意义及世界的核环境发生了巨大变化。查阅有关我国当前核政策的资料，并谈谈你的见解。

【答案】

略

 

48．谈谈你学习我国“两弹元勋”邓稼先事迹后的感想。

【答案】

略

 

49．某原子弹爆炸时放出的能量相当于2×10⁴ t TNT炸药可释放的能量，约为8.36×10¹³J，一个铀235核裂变时释放的核能约200 MeV。试问：该原子弹有多少个铀235核发生了裂变？

【答案】

2.6×10²⁴个

 

50．【小实验】模拟链式反应

按照下面介绍的方法，做一做链式反应的模拟实验，从中感悟链式反应的过程（注意安全）。想一想，还有什么既安全又有明显效果的实验方法？

（1）实验目的

观察链式反应模拟实验，加深理解链式反应概念。

（2）实验装置

将小鞭炮如图（a）所示剪成两段，将有硫磺的部分丢弃。再用圆珠笔芯在装火药处掏一个孔，将第二级鞭炮的两根导火线塞进去，搭成如图（b）所示的装置。

（3）操作与观察

先接好小鞭炮链，然后将一张纸折叠，折痕间距宽为0.7cm。展开折纸形成波浪状“纸桥”，将鞭炮链置于波浪状“纸桥”上。用打火机点燃第一个鞭炮。当第一个鞭炮的导火线燃尽的时候，火星接触到火药，喷射出烟火。接着便点燃了第二个鞭炮的导火线，隔2～3 s后，第二级的两个鞭炮也喷射出烟火。再接着第三级的四个鞭炮的导火线也点燃……每隔2～3 s有一级鞭炮喷射出烟火，而且范围一次比一次广，其场面很壮观。

（4）实验原理分析

在链式反应中，一个快速中子与铀核反应会产生2个中子，2个中子再参与反应产生4个中子……利用小鞭炮演示链式反应，十分形象。

（5）注意事项

由于这个实验中小鞭炮能喷射出烟火，因而“纸桥”上多处被喷成黄黑色，故演示效果十分明显，会给大家留下特别深刻的印象。但是要注意相邻两级间的链接不能松开。开始实验时可以少用一些鞭炮，多试几次，待操作熟练以后再多用一些鞭炮。实验过程中一定要注意安全。

（6）讨论与思考

如果用火柴做这个实验，效果会怎样？

【答案】

将火柴头取下，按教材中图放置，也可以做这个实验，但效果会差些。

 

50．秦山核电站第一期工程的装机容量为3×10⁵kW。假定铀235裂变释放的能量全部转变成了电能，那么每年要消耗多少质量的铀235？

【答案】

116 kg

 

51．试说明核电站发电过程中的能量转化情况。

【答案】

核电站是将核能转变为电能的设施。反应堆中的核燃料发生链式反应时，释放出大量核能；通过热交换器将核能转化为水蒸气的内能；蒸汽推动汽轮机转动，将内能转化为机械能；汽轮机带动发电机转动，将机械能转变为电能。下图是核电站发电过程中的能量转化示意图：

 

52．在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是（    ）。

（A）氢        （B）镉        （C）压力容器            （D）水

【答案】

D

 

53．核反应堆中的石墨起______________作用；镉棒起______________作用。

【答案】

使快中子减速，吸收中子；控制链式反应速度

 

54．核反应堆主要构造有____________；它跟一般发电厂的主要区别是_____________。

【答案】

核岛、常规岛、配套设施，核岛部分的汽轮发电机所用蒸汽的产生方法和“烧”的原料不同

 

55．核反应堆中，控制核裂变速度的方法是_____________________。

【答案】

改变控制棒插入的深度

 

56．为什么说核电是经济、安全、干净的能源？

【答案】

略

 

57．核电站为防止放射性物质的泄漏设置了四道屏障，它们是__________________________。

【答案】

有四道屏障防止放射性物质的泄漏：①陶瓷芯块；②铝合金制成的燃料包壳；③压力壳；④安全壳

 

58．上网查阅有关资料，谈谈核反应堆除了发电之外，还有哪些用途？

【答案】

略

 

60．某报报道：“中国政府的相关部门已对中国发展核电作出规划，到2020年，国内核电装机容量将达到3.6×10⁷ kW以上，占到2020年全国发电总量的4%。这个规划意味着，从今年起，中国每年将批准建设两个百万千瓦核电机组，相当于中国在今后16年内，每年要建一座‘大亚湾’。自开工建设中国第一座核电站——秦山核电站至今，已建成和在建的核电站达6座，共11台机组……总装机容量为8.7×10⁶ kW。目前核电全年发电量占全国发电总量的2%左右。也就是说，要达到2020年规划的要求，中国的核电发电量占全国发电总量的比例，要在未来的16年内翻一番……今后中国的核电还要向更高层次的快中子增殖堆、高温气冷堆和聚变堆迈进。”

看了上述报道，你有什么感想？

【答案】

略

 

61．在下列两个问题中任选一题，谈谈你的看法：

（1）核电站跟火力发电厂相比有哪些优点？

（2）在核电的发展中还有哪些亟待解决的问题？

【答案】

略

 

62．将你学过的有关“物质微观结构”的知识要点填入图各方框内：

【答案】

略

 

63．最先发现电子、并确认电子是组成原子的成分之一的，是下面科学家中的（    ）。

（A）汤姆孙        （B）卢瑟福        （C）贝可勒尔            （D）居里夫人

【答案】

A

 

64．卢瑟福α粒子散射实验的结果（     ）

（A）证明了质子的存在

（B）证明了原子核是由质子和中子组成的

（C）说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上

（D）说明原子中的电子在核外绕核运转

【答案】

C

 

65．下列说法中正确的是（    ）。

（A）β射线是原子外层电子脱离原子放出的

（B）α射线是高速的氦核流

（C）α、β、γ三种射线相比较，α射线的穿透本领最强

（D）α、β、γ三种射线相比较，γ射线的电离本领最强

【答案】

B

 

66．用直线把左边列出的实验和右边对应的仪器名称连接起来：

（A）观察粒子的径迹                      （a）G-M传感器

（B）记录粒子数                             （b）回旋加速器

（C）产生高速粒子                          （c）云室

（D）用DIS探测粒子                      （d）计数器

【答案】

（A）-（c），（B）-（d），（C）-（b），（D）-（a）

 

67．关于放射性同位素，下列说法中不正确的是（    ）。

（A）现在已能用人工的方法制造每种元素的放射性同位素

（B）利用放射性同位素放出的γ射线可以探伤

（C）放射性同位素可用来做示踪原子

（D）利用放射性同位素鉴年法可鉴定古生物死亡的时间

【答案】

A

 

68．填写下列有关α、β、γ三种射线的性质：

名称	符号	组成	带电荷量	质量（u）	穿透物质本领	对气体的电离作用	在电场中偏转情况
α射线		氦核	＋2e		最弱
β射线			－e	\(\frac{1}{{1840}}\)		次之
γ射线		光子		0			不偏折

【答案】

略

 

69．钍核²³²₉₀Th经过一系列衰变后，成为铅核²⁰⁸₈₂Pb，则（    ）。

（A）铅核比钍核少8个质子            （B）铅核比钍核少16个质子

（C）铅核比钍核少8个中子            （D）铅核比钍核少24个中子

【答案】

A

 

70．¹₁H、²₁H、³₁H的质量数分别______、______、______，电荷数分别是____、______、______。³H和³He的质量数分别是______、________，电荷数分别是______、_______。

【答案】

1，2，3；1，1，1；3，3；1，2

 

71．一个钙离子有20个质子、20个中子和18个电子，那么钙原子核带的电荷量是_____个元电荷。如果用库仑表示，钙离子带的电荷量是______。

【答案】

20，3.2×10^-19C

 

72．据报道，国外有一座水库建成100多年来一直漏水，使用过许多方法都找不到原因。请你应用所学到的知识设计一种方法找出泄漏地点、洞的大小和形状等。

【答案】

在水库中加进对人体无害的放射性同位素，用探测仪器就可以找到泄露地点，并从测到的放射强度得知洞的大小等情况。

 

73．查阅对我国核工业发展有重大贡献的科学家的事迹，学习他们的爱国情怀和献身科学的精神，建议用报告文学体裁写成文章后进行交流。

【答案】

可在网上点击钱三强、邓稼先、王淦昌等人名查询

 

74．历代科学家们对物质的微观结构的探索，共经历了哪些阶段？你对“基本粒子”不基本的观点有什么新的认识？

【答案】

如古代原子论、汤姆孙模型、卢瑟福模型、量子力学模型、夸克模型等。

 

75．通过本章学习，你认为科学家们哪些科学与人文精神值得你学习？

【答案】

略