2024-2025學(xué)年高中物理第十九章原子核第1節(jié)原子核的組成課后作業(yè)含解析新人教版選修3-5

PAGE6-第1節(jié)原子核的組成A組：合格性水平訓(xùn)練1．(自然放射現(xiàn)象)(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．貝可勒爾最早發(fā)覺(jué)自然放射現(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．γ射線是一種電磁波，可見(jiàn)光也是電磁波，所以能看到γ射線D．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(chēng)同位素答案AD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)誤；γ射線不行見(jiàn)，C錯(cuò)誤。2．(自然放射現(xiàn)象的意義)發(fā)覺(jué)自然放射現(xiàn)象的意義在于使人類(lèi)相識(shí)到()A．原子具有肯定的結(jié)構(gòu)B．原子核具有困難的結(jié)構(gòu)C．原子核中含有質(zhì)子D．原子核中含有質(zhì)子和中子答案B解析自然放射現(xiàn)象中，原子核發(fā)生改變，生成新核，同時(shí)有電子或α粒子產(chǎn)生，因此說(shuō)明原子核可以再分，具有困難的結(jié)構(gòu)。而原子核中含有質(zhì)子與中子，不符合本題意。只有選項(xiàng)B正確。3.(三種射線)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)方向垂直于紙面對(duì)外。已知放射源放出的射線有α、β、γ三種。下列推斷正確的是()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射線答案B解析γ射線不帶電，故乙是γ射線；α射線帶正電，由左手定則可推斷丙是α射線；同理推斷甲是β射線。故B項(xiàng)正確。4．(三種射線)在居室裝修中常常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)放射出α、β、γ射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致某些疾病，依據(jù)有關(guān)放射性學(xué)問(wèn)可知，下列說(shuō)法中不符合實(shí)際狀況的是()A．α射線的電離本事最強(qiáng)，穿透實(shí)力最弱B．γ射線的穿透實(shí)力最強(qiáng)，電離本事最弱C．金屬鈾有放射性，二氧化鈾沒(méi)有放射性D．β射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，穿透實(shí)力較強(qiáng)，電離本事較弱答案C解析三種射線中的α射線電離性強(qiáng)，穿透實(shí)力最差；γ穿透實(shí)力最強(qiáng)，電離本事最弱。故A、B正確；放射性與元素的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。故C錯(cuò)誤；β射線穿透力較強(qiáng)，電離本事較弱。故D正確。5．(原子核的組成)(多選)元素X的原子核可用符號(hào)eq\o\al(b,a)X表示，其中a、b為正整數(shù)，下列說(shuō)法正確的是()A．a(chǎn)等于此原子核中的質(zhì)子數(shù)，b等于此原子核中的中子數(shù)B．a(chǎn)等于此原子核中的中子數(shù)，b等于此原子核中的質(zhì)子數(shù)C．a(chǎn)等于此元素的原子處于中性狀態(tài)時(shí)的核外電子數(shù)，b等于此原子核中的質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)D．a(chǎn)等于此原子核中的質(zhì)子數(shù)，b等于此原子核中的核子數(shù)答案CD解析eq\o\al(b,a)X中的a等于此原子核中的質(zhì)子數(shù)，也等于此元素的原子處于中性狀態(tài)時(shí)的核外電子數(shù)，b等于此原子核中的質(zhì)子數(shù)加中子數(shù)，也等于此原子核中的核子數(shù)，故C、D正確，A、B錯(cuò)誤。6．(三種射線)(多選)將α、β、γ三種射線分別射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，下圖中正確表示射線偏轉(zhuǎn)狀況的是()答案AD解析已知α粒子帶正電，β粒子帶負(fù)電，γ射線不帶電，依據(jù)正、負(fù)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受洛倫茲力方向和正、負(fù)電荷在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力方向，可知A、B、C、D四幅圖中，α、β粒子的偏轉(zhuǎn)方向都是正確的，但偏轉(zhuǎn)的程度需進(jìn)一步推斷，帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑r＝eq\f(mv,Bq)，代入數(shù)據(jù)，得α粒子與β粒子的軌道半徑之比為eq\f(rα,rβ)＝eq\f(mα,mβ)·eq\f(vα,vβ)·eq\f(qβ,qα)≈eq\f(4,\f(1,1837))×eq\f(0.1c,0.99c)×eq\f(1,2)＝eq\f(1837,5)。由此可見(jiàn)，A正確，B錯(cuò)誤。帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，設(shè)初速度為v0，垂直電場(chǎng)線方向位移為x，沿電場(chǎng)線方向位移為y，則有x＝v0t，y＝eq\f(1,2)·eq\f(qE,m)t2，消去t可得y＝eq\f(qEx2,2mv\o\al(2,0))。對(duì)某一確定的x值，α、β粒子沿電場(chǎng)線偏轉(zhuǎn)距離之比為eq\f(yα,yβ)＝eq\f(qα,qβ)·eq\f(mβ,mα)·eq\f(v\o\al(2,β),v\o\al(2,α))≈eq\f(2,1)×eq\f(\f(1,1837),4)×eq\f((0.99c)2,(0.1c)2)≈eq\f(1,37)，由此可見(jiàn)，C錯(cuò)誤，D正確。7．(三種射線)在貝可勒爾發(fā)覺(jué)自然放射現(xiàn)象后，人們對(duì)放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深化的探討，發(fā)覺(jué)α、β、γ射線的穿透本事不同。如圖為這三種射線穿透實(shí)力的比較，圖中射線①②③分別是()A．γ、β、αB．β、γ、αC．α、β、γD．γ、α、β答案C解析α射線穿透實(shí)力最弱，不能穿透黑紙，故①為α射線，γ射線穿透實(shí)力最強(qiáng)，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線，β射線穿透實(shí)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，A、B、D錯(cuò)誤。B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練8．(三種射線)日本東部海疆9.0級(jí)大地震曾引發(fā)了福島核電站泄漏事故。以下關(guān)于核輻射的說(shuō)法中正確的是()A．降溫可以減小核輻射泄漏強(qiáng)度B．β射線本質(zhì)上是一種高頻電磁波C．α、β、γ三種射線中穿透本事最強(qiáng)的是α射線D．α、β、γ三種射線中運(yùn)動(dòng)速度最快的是γ射線答案D解析放射性強(qiáng)度與溫度無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；β射線帶負(fù)電，是電子流，而γ射線是高頻電磁波，不帶電，故B錯(cuò)誤；α、β、γ三種射線中穿透本事最強(qiáng)的是γ射線，故C錯(cuò)誤；α、β、γ三種射線中運(yùn)動(dòng)速度最快的是γ射線，故D正確。9．(三種射線)如圖所示，自然放射性元素放出α、β、γ三種射線同時(shí)射入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，射入時(shí)速度方向和電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向都垂直，進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后發(fā)覺(jué)α射線和γ射線都沿直線前進(jìn)，則β射線會(huì)()A．向右偏 B．向左偏C．直線前進(jìn) D．無(wú)法判定答案A解析γ射線在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中不受力，所以沿直線前進(jìn)，α射線在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中受到一對(duì)平衡力而沿直線運(yùn)動(dòng)，即向右的電場(chǎng)力和向左的洛倫茲力大小相等、方向相反。Bqv＝Eq，所以v＝eq\f(E,B)。而β射線中電子速度遠(yuǎn)大于α粒子速度，所以向左的電場(chǎng)力遠(yuǎn)小于向右的洛倫茲力，β粒子向右偏，A正確。10．(綜合)人類(lèi)探測(cè)月球發(fā)覺(jué)，在月球的土壤中含有較豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可以作為將來(lái)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)HeB.eq\o\al(3,2)HeC.eq\o\al(4,2)HeD.eq\o\al(3,3)He答案B解析氦的同位素養(yǎng)子數(shù)肯定為2，質(zhì)量數(shù)為3，故可寫(xiě)作eq\o\al(3,2)He，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。11.(綜合)在暗室的真空裝置中做如下試驗(yàn)：在豎直放置的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的射線源。從射線源射出的一束射線垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)，如圖所示。在與射線源距離為H高處，水平放置兩張疊放著的、涂藥面朝下的印像紙(比一般紙厚且涂有感光藥的紙)，經(jīng)射線照耀一段時(shí)間后兩張印像紙顯影。(1)上面的印像紙有幾個(gè)暗斑？各是什么射線的痕跡？(2)下面的印像紙顯出三個(gè)暗斑，試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比？(3)若在此空間再加上與電場(chǎng)方向垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一次使α射線不偏轉(zhuǎn)，一次使β射線不偏轉(zhuǎn)，則兩次所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比是多少？eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(已知：mα＝4u，mβ＝\f(1,1840)u，vα＝\f(c,10)，vβ＝c))答案(1)兩個(gè)暗斑β射線，γ射線(2)5∶184(3)10∶1解析(1)因α粒子貫穿本事弱，穿過(guò)下層紙的只有β射線、γ射線，β射線、γ射線在上面的印像紙上留下兩個(gè)暗斑。(2)下面印像紙從左向右依次是β射線、γ射線、α射線留下的暗斑。設(shè)α射線、β射線暗斑到中心γ射線暗斑的距離分別為sα、sβ，則sα＝eq\f(1,2)aα·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(H,vα)))2，sβ＝eq\f(1,2)aβ·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(H,vβ)))2，aα＝eq\f(qα·E,mα)，aβ＝eq\f(qβ·E,mβ)。由以上四式得eq\f(sα,sβ)＝eq\f(5,184)。(3)若使α射線不偏轉(zhuǎn)，qαE＝qαvα·Bα，所以Bα＝eq\f(E,vα)，同理若使β射線不偏轉(zhuǎn)，應(yīng)加磁場(chǎng)Bβ＝eq\f(E,vβ)，故eq\f(Bα,Bβ)＝eq\f(vβ,vα)＝10∶1。12．(綜合)茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對(duì)宇航員構(gòu)成了很大的威逼?，F(xiàn)有一束射線(含有α、β、γ三種射線)：(1)在不影響β和γ射線的狀況下，如何用最簡(jiǎn)潔的方法除去α射線？(2)余下的這束β和γ射線經(jīng)過(guò)如圖所示的一個(gè)使它們分開(kāi)的磁場(chǎng)區(qū)域，請(qǐng)畫(huà)出β和γ射線進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后軌跡的示意圖。(畫(huà)在圖上)(3)用磁場(chǎng)可以區(qū)分β和γ射線，但不能把α射線從γ射線束中分別出來(lái)，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非常之一，β射線速度約為光速)答案(1)用一張紙放在射線前即可除去α射線(2)見(jiàn)解析(3)α射線的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑很大，幾乎不偏轉(zhuǎn)。故