高中物理教科版5第三章原子核 學業(yè)分層測評8第3章1原子核的組成與核力

學業(yè)分層測評(八)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．關于質子與中子，下列說法正確的是()A．原子核(除氫核外)由質子和中子構成B．質子和中子統(tǒng)稱為核子C．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質子，并預言了中子的存在D．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，并預言了質子的存在E．查德威克用α粒子轟擊鈹發(fā)現(xiàn)了質子【解析】原子核(除氫核外)由質子和中子構成，質子和中子統(tǒng)稱為核子，盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質子，并預言了中子的存在，查德威克用α粒子轟擊鈹發(fā)現(xiàn)了中子，故A、B、C正確，D、E錯誤．【答案】ABC2．用高能eq\o\al(86,36)Kr(氪)離子轟擊eq\o\al(208,82)Pb(鉛)，釋放出一個中子后，生成了一個新核，關于新核的推斷正確的是()A．其質子數為118 B．其質量數為293C．其原子序數為118 D．其中子數為90E．其質子數為122【解析】核反應方程為eq\o\al(208,82)Pb＋eq\o\al(86,36)Kr→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(293,118)X，新核質量數為293，質子數為118，中子數為293－118＝175.故正確選項為A、B、C.【答案】ABC3．某種元素的原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，下列說法中正確的是()【導學號：11010035】A．原子核的質子數為ZB．原子核的中子數為A－ZC．原子核的質子數為AD．原子核的質子數為A－ZE．原子核的質量數為Z【解析】根據原子核的符號的含義：A表示質量數，Z表示質子數，則中子數為A－Z，所以A、B、E正確．【答案】ABE4．由原子核符號eq\o\al(235,92)U，可知()\o\al(235,92)U原子核中有質子92個\o\al(235,92)U原子核中有電子92個\o\al(235,92)U原子核中有中子235個\o\al(235,92)U原子核中有中子143個E.eq\o\al(235,92)U原子核中有核子235個【解析】原子核符號為eq\o\al(A,Z)X，A為核子數，Z為質子數，可見eq\o\al(235,)92U原子核中核子數是235個，質子數是92個，中子數為235－92＝143個，故B、C錯誤，A、D、E正確．【答案】ADE5．以下說法中正確的是()A．原子中含有帶負電的電子，所以原子帶負電B．原子核中的中子數一定跟核外電子數相等C．用α粒子轟擊氮、氟、鈉、鋁等元素的原子核都可以打出質子，因此人們斷定質子是原子核的組成部分D．絕大多數原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比，因而原子核內還存在一種不帶電的中性粒子E．同種元素的原子質子數相同，中子數可能不同【解析】原子中除了有帶負電的電子外，還有帶正電的原子核，故A錯；原子核中的中子數不一定跟核外電子數相等，故B錯；正是用α粒子轟擊原子核的實驗才發(fā)現(xiàn)了質子，故C正確；因為絕大多數原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比，才確定原子核內還有別的中性粒子，故D正確；由同位素知識知E正確．【答案】CDE6．已知eq\o\al(228,88)Ra是eq\o\al(226,88)Ra的一種同位素，則下列說法正確的是()A．它們具有相同的質子數和不同的質量數B．它們具有相同的中子數和不同的原子序數C．它們具有相同的核電荷數和不同的中子數D．它們具有相同的核外電子數和不同的化學性質E．它們具有相同的核外電子數和相同的化學性質【解析】原子核的原子序數與核內質子數、核電荷數、核外電子數都是相等的，且原子核內的質量數(核子數)等于核內質子數與中子數之和．由此知這兩種鐳的同位素核內的質子數均為88，核子數分別為228和226，中子數分別為140和138；原子的化學性質由核外電子數決定，因為它們的核外電子數相同，所以它們的化學性質也相同．故正確答案為A、C、E.【答案】ACE7．對原子核的組成，下列說法正確的是()A．核力可使一些中子組成原子核B．核力可使非常多的質子組成原子核C．自然界中存在只有質子的原子核D．質量較大的原子核內一定有中子E．越重的元素，核子中子數與質子數相差越多【解析】由于原子核帶正電，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的質子聚集在一起組成原子核，原因是核力是短程力，質子之間還存在“長程力”——庫侖力，A、B錯誤；自然界中存在只有一個質子的原子核，如eq\o\al(1,1)H，C正確；較大質量的原子核內只有存在一些中子，才能削弱庫侖力，維系原子核的穩(wěn)定，故D、E正確.【答案】CDE8．在下列判斷中，正確的是()【導學號：11010036】A．組成eq\o\al(238,92)U核的核子中只有相鄰核子之間才存在不可忽略的核力作用B．組成eq\o\al(238,92)U核的中子中任何兩個中子之間都存在不可忽略的核力作用C．組成eq\o\al(238,92)U核的質子中任何兩個質子之間都存在不可忽略的庫侖斥力作用D．組成eq\o\al(238,92)U核的質子中任何兩個質子之間都存在不可忽略的核力作用E．組成eq\o\al(238,92)U核的質子中只有相鄰的質子間才存在不可忽略的核力作用【解析】核力屬于短程力，由于組成eq\o\al(238,92)U核的核子較多，兩核子之間的距離可能超過核力的作用范圍，所以某些核子之間的作用力可能比較小，所以選項A、E正確，B、D錯誤，但兩質子之間都存在庫侖斥力的作用，所以選項C正確．【答案】ACE[能力提升]9．一個質子以×107m/s的速度撞一個靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變成硅原子核．已知鋁原子核的質量是質子的27倍，硅原子核的質量是質子的28倍，則下列說法正確的是()A．核反應方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)SiB．核反應方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(28,14)SiC．質子撞鋁原子核的過程動量守恒D．硅原子核速度的數量級為107m/s，方向跟質子的初速度方向一致E．硅原子核速度的數量級為105m/s，方向跟質子的初速度方向一致【解析】由核反應中電荷數和質量數守恒可知A選項正確，B選項錯誤；由動量守恒定律求得硅原子速度的數量級為105m/s，即D選項錯誤，C、E選項正確．【答案】ACE10．1919年盧瑟福通過如圖3-1-3所示的實驗裝置，第一次完成了原子核的人工轉變，并由此發(fā)現(xiàn)了質子．圖中A為放射源發(fā)出的________粒子，B為________氣．寫出該實驗的核反應方程：______________________________.圖3-1-3【解析】題圖為α粒子轟擊氮原子核生成質子的實驗裝置，放射源A發(fā)出的是α粒子，B為氮氣，其核反應方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.【答案】α氮eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H11．質譜儀是一種測定帶電粒子的質量及分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖3-1-4所示，離子源S產生的各種不同正離子束(速度可看成為零)，經加速電場加速后垂直進入有界勻強磁場，到達記錄它的照相底片P上，設離子在P上的位置到入口處S1的距離為x.圖3-1-4(1)設離子質量為m、電荷量為q、加速電壓為U、磁感應強度大小為B，求x的大?。?2)氫的三種同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H從離子源S出發(fā)，到達照相底片的位置距入口處S1的距離之比xH∶xD∶xT為多少？【解析】(1)離子在電場中被加速時，由動能定理qU＝eq\f(1,2)mv2，進入磁場時洛倫茲力提供向心力，qvB＝eq\f(mv2,r)，又x＝2r，由以上三式得x＝eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q)).(2)氫的三種同位素的質量數分別為1、2、3，由(1)結果知，xH∶xD∶xT＝eq\r(mH)∶eq\r(mD)∶eq\r(mT)＝1∶eq\r(2)∶eq\r(3).【答案】(1)eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q))(2)1∶eq\r(2)∶eq\r(3)12．1930年發(fā)現(xiàn)，在真空條件下用α粒子(eq\o\al(4,2)He)轟擊鈹(eq\o\al(9,4)Be)時，會產生一種看不見的、貫穿能力極強且不帶電的粒子，查德威克認定這種粒子就是中子．(1)寫出α粒子轟擊鈹核的核反應方程；(2)若一個中子與一個靜止的碳核發(fā)生正碰，已知中子的質量為mn、初速度為v0，與碳核碰后的速率為v1，運動方向與原來運動方向相反，碳核質量視為12mn，求碳核與中子碰撞后的速率；(3)若與中子碰撞后的碳核垂直于磁場方向射入勻強磁場，測得碳核做圓周運動的半徑為R，已知元電荷的電荷量為e，求該磁場的磁感應強度大?。窘馕觥?1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(12,6)C.(2)根據動量守恒定律有mnv0＝－mnv1＋12mnv2，解