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

PAGEPAGE5原子核的組成時間：45分鐘一、選擇題(1～6為單選，7～9為多選)1．自然放射現(xiàn)象的發(fā)覺揭示了(C)A．原子不行再分 B．原子的核式結(jié)構(gòu)C．原子核還可再分 D．原子核由質(zhì)子和中子組成解析：本題涉及物理學(xué)史的一些學(xué)問．湯姆孫發(fā)覺了電子說明原子可再分；盧瑟福通過α粒子散射試驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)；貝克勒爾發(fā)覺了自然放射現(xiàn)象，說明白原子核也有著困難的結(jié)構(gòu)；自然放射現(xiàn)象的發(fā)覺揭示了原子核還可再分；盧瑟福用α粒子轟擊氮核，發(fā)覺了質(zhì)子，查德威克用α粒子轟擊鈹核打出了中子，使人們相識到原子核是由質(zhì)子和中子組成的，所以正確選項為C.2．如圖甲是α、β、γ三種射線穿透實力的示意圖，圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內(nèi)部傷痕的示意圖，請問圖乙中的檢查利用的射線是(C)A．α射線 B．β射線C．γ射線 D．三種射線都可以解析：依據(jù)三種射線的性質(zhì)可知，圖甲中能穿透鋁板的是γ射線，圖乙中檢查鋼板中的傷痕，要求射線能穿透鋼板，故利用的是γ射線，選項C正確．3．人類探測月球時發(fā)覺，在月球的土壤中含有較豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可作為將來核聚變的重要原料之一，氦的該種同位素應(yīng)表示為(B)A.eq\o\al(4,3)He B.eq\o\al(3,2)HeC.eq\o\al(4,2)He D.eq\o\al(3,3)He解析：氦的同位素養(yǎng)子數(shù)肯定相同，質(zhì)量數(shù)為3，故應(yīng)表示為eq\o\al(3,2)He，因此B正確．4．放射性元素放出的射線，在電場中分成A、B、C三束，如圖所示，其中(C)A．C為氦原子核組成的粒子流B．B為比X射線波長更長的光子流C．B為比X射線波長更短的光子流D．A為高速電子組成的電子流解析：依據(jù)射線在電場中的偏轉(zhuǎn)狀況，可以推斷，A射線向電場線方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)為帶正電的粒子組成的射線，所以是α射線；B射線在電場中不偏轉(zhuǎn)，所以是γ射線；C射線在電場中受到與電場方向相反的作用力，應(yīng)為帶負電的粒子，所以是β射線．5．如圖所示為查德威克試驗示意圖，由自然放射性元素釙(Po)放出的α射線轟擊鈹時會產(chǎn)生粒子流A，用粒子流A轟擊石蠟時，會打出粒子流B.經(jīng)探討知道(A)A．A為中子，B為質(zhì)子 B．A為質(zhì)子，B為中子C．A為γ射線，B為中子 D．A為中子，B為γ射線解析：用射線A轟擊石蠟時打出的應(yīng)當(dāng)是質(zhì)子，因為質(zhì)子就是氫核，而石蠟中含有大量氫原子，轟擊石蠟的射線應(yīng)當(dāng)是中子．6．據(jù)最新報道，放射性同位素鈥eq\o\al(166,67)Ho，可有效治療癌癥，該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是(A)A．32 B．67C．99 D．166解析：由題知該同位素原子核內(nèi)核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝67，中子數(shù)為166－67＝99，故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為99－67＝32，故A對，B、C、D錯．7．以下說法中正確的是(CD)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(shù)肯定跟核外電子數(shù)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(zhì)子，因此人們斷定質(zhì)子是原子核的組成部分D．絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，因而原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子解析：原子中除了有帶負電的電子外，還有帶正電的質(zhì)子，故A錯；原子核中的中子數(shù)不肯定跟核外電子數(shù)相等，故B錯；正是用α粒子轟擊原子核的試驗才發(fā)覺了質(zhì)子，故C正確；因為絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，才確定原子核內(nèi)還有別的中性粒子，故D正確．8．質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具，如圖所示為某種質(zhì)譜儀的原理圖，現(xiàn)利用這種質(zhì)譜儀對氫元素進行測量．氫元素的三種同位素從容器A的下方的小孔S1無初速度飄入電勢差為U的加速電場，加速后再通過狹縫S2、S3垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，最終打在照相底片D上，形成a、b、c三條質(zhì)譜線．關(guān)于三種同位素進入磁場時速度的排列依次和三條質(zhì)譜線的排列依次，下列推斷正確的是(BD)A．進入磁場時速度從大到小的排列依次是氚、氘、氕B．進入磁場時速度從大到小的排列依次是氕、氘、氚C．a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的依次是氕、氘、氚D．a(chǎn)、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的依次是氚、氘、氕解析：加速過程中由動能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，則有v＝eq\r(\f(2qU,m))，三種同位素電荷量q相同，速度的大小取決于質(zhì)量的倒數(shù)，所以速度從大到小的排列依次是氕、氘、氚，A錯誤，B正確；進入磁場后三種同位素做勻速圓周運動，由qvB＝meq\f(v2,r)，并把v代入得r＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,q))，由于它們的電荷量均相同，那么質(zhì)量大的偏轉(zhuǎn)半徑大，所以a、b、c三條質(zhì)譜線依次排列的依次是氚、氘、氕，故C錯誤，D正確．故正確答案為B、D.9．氫有三種同位素，分別是氕(eq\o\al(1,1)H)、氘(eq\o\al(2,1)H)、氚(eq\o\al(3,1)H)，則(AB)A．它們的質(zhì)子數(shù)相等 B．它們的核外電子數(shù)相等C．它們的核子數(shù)相等 D．它們的中子數(shù)相等解析：氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相同，都為1，中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)各不相同，所以本題A、B選項正確．二、非選擇題10．一置于鉛盒中的放射源放射的α、β和γ射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強電場．進入電場后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來的方向行進，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖所示，則圖中的射線a為γ射線，射線b為β射線．解析：放射源可以放射出α、β、γ三種射線，三種射線分別帶正電、負電和不帶電．三種射線的性質(zhì)也不同；α射線電離作用強，但穿透實力弱，所以不能穿透鋁箔；β射線和γ射線的穿透實力強，可以穿透鋁箔．由于β射線帶負電，經(jīng)過電場時受到電場力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，γ射線不帶電，經(jīng)過電場時不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，所以題圖中射線a是γ射線，射線b是β射線．11．核能是一種高效的能．(1)在核電站中，為了防止放射性物質(zhì)泄漏，核反應(yīng)堆有三道防護屏障：燃料包殼、壓力殼和平安殼(如圖甲)．結(jié)合圖乙可知，平安殼應(yīng)當(dāng)選用的材料是混凝土．(2)圖丙是用來監(jiān)測工作人員受到輻射狀況的胸章，通過照相底片被射線感光的區(qū)域，可以推斷工作人員受到何種輻射．當(dāng)胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感光時，結(jié)合圖乙分析工作人員受到了β射線的輻射；當(dāng)全部照相底片被感光時，工作人員受到了γ或β和γ射線的輻射．解析：(1)因為γ射線能穿透手、鋁和鉛，不能穿透混凝土，因此為了防止核泄漏，平安殼應(yīng)當(dāng)選用的材料是混凝土．(2)胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光，說明沒有受到α射線輻射，但鉛片下的照相底片未被感光，說明未受到γ射線輻射，此工作人員受到了β射線的輻射；當(dāng)全部底片被感光時，說明受到了γ或β和γ射線的輻射．12．2013年6月11日17點38分，從酒泉衛(wèi)星放射中心載人航天放射場放射升空的“神舟”十號載人飛船，于6月26日8點07分勝利著陸于內(nèi)蒙古四子王旗主著陸場．茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對宇航員構(gòu)成了很大的威逼．現(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，如何用最簡潔的方法除去α射線？(2)余下的β和γ射線束經(jīng)過如圖所示的一個使它們分開的磁場區(qū)域，請畫出β和γ射線進入磁場區(qū)域后軌跡的示意圖．(畫在題圖上)(3)用磁場可以區(qū)分β和γ射線，但不能把α射線從β和γ射線束中分別出來，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：見解析解析：(1)由于α射線貫穿實力很弱，用一張紙