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2019-2020年高中物理第十九章原子核19.1原子核的組成檢測(cè)新人教版 1．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了(　　) A．原子不可再分 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】　按照人們認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程，自湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，以及原子是中性的這一事實(shí)，認(rèn)為原子應(yīng)由電子和帶正電的部分組成，即原子還可再分，故A錯(cuò)．盧瑟福由α粒子散射的現(xiàn)象，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，并為人們接受，即B亦不對(duì)．天然放射現(xiàn)象(貝克勒爾最早發(fā)現(xiàn))表明原子核并非絕對(duì)穩(wěn)定，也可以變化，即核還可再分，即C正確．原子核中發(fā)現(xiàn)中子、質(zhì)子是在人工轉(zhuǎn)變條件下發(fā)現(xiàn)的，故D也不正確．所以本題正確選項(xiàng)應(yīng)為C. 【答案】　C 2．一個(gè)原來(lái)靜止的U原子核，輻射出α粒子，它的兩個(gè)產(chǎn)物在垂直于它們速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，它們的軌跡和運(yùn)動(dòng)方向(圖中用箭頭表示)可能是下圖中哪一個(gè)(下圖中半徑大小沒有按比例畫)(　　) 【解析】　由于發(fā)生的是α衰變，產(chǎn)生物是兩個(gè)帶正電的粒子，根據(jù)動(dòng)量守恒Mv1＋mvα＝0知這兩個(gè)新核的運(yùn)動(dòng)方向相反，受到的洛倫茲力方向相反，即軌跡應(yīng)該是外切圓，再利用左手定則，判斷洛倫茲力方向，可知選項(xiàng)D是正確的． 【答案】　D 3．(多選)已知Ra是Ra的一種同位素，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．它們具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的質(zhì)量數(shù) B．它們具有相同的中子數(shù)和不同的原子序數(shù) C．它們具有相同的核電荷數(shù)和不同的中子數(shù) D．它們具有相同的核外電子數(shù)和不同的化學(xué)性質(zhì) 【解析】　原子核的原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)都是相等的，且原子核內(nèi)的質(zhì)量數(shù)(核子數(shù))等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和．由此知這兩種鐳的同位素核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)均為88，核子數(shù)分別為228和226，中子數(shù)分別為140和138；原子的化學(xué)性質(zhì)由核外電子數(shù)決定，因?yàn)樗鼈兊暮送怆娮訑?shù)相同，所以它們的化學(xué)性質(zhì)也相同．故選A、C. 【答案】　AC 4．如圖(甲)是α、β、γ三種射線穿透能力的示意圖，圖(乙)是工業(yè)上利用射線的穿透性來(lái)檢查金屬內(nèi)部的傷痕的示意圖，請(qǐng)問(wèn)圖(乙)中的檢查是利用了哪種射線(　　) A．α射線 B．β射線 C．γ射線 D．三種射線都可以 【解析】　由題意可知，工業(yè)上需用射線檢查金屬內(nèi)部的傷痕，由題圖(甲)可知，三種射線中γ射線穿透力最強(qiáng)，而α射線、β射線都不能穿透鋼板，所以答案為C. 【答案】　C 5．如圖所示，某種元素的不同同位素的原子核內(nèi)的中子數(shù)N與原子核質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系是(　　) 【解析】　元素的不同同位素的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是一定的，只是中子數(shù)不同，設(shè)質(zhì)子數(shù)為Q，則N＋Q＝A，故N＝A－Q，Q是定值，故選C. 【答案】　C 6．關(guān)于γ射線，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．它是處于激發(fā)狀態(tài)的原子核放射的 B．它是原子內(nèi)層電子受到激發(fā)時(shí)產(chǎn)生的 C．它是一種不帶電的光子流 D．它是波長(zhǎng)極短的電磁波 【解析】　γ射線是激發(fā)狀態(tài)的原子核發(fā)出的波長(zhǎng)極短的電磁波，是一種光子．錯(cuò)誤的只有B. 【答案】　B 7．(多選)一個(gè)原子核為83Bi，關(guān)于這個(gè)原子核，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．核外有83個(gè)電子，核內(nèi)有127個(gè)質(zhì)子 B．核外有83個(gè)電子，核內(nèi)有83個(gè)質(zhì)子 C．核內(nèi)有83個(gè)質(zhì)子，127個(gè)中子 D．核內(nèi)有210個(gè)核子 【解析】　根據(jù)原子核的表示方法得質(zhì)子數(shù)為83，質(zhì)量數(shù)為210，故中子數(shù)為210－83＝127個(gè)，而質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子，故核子數(shù)為210個(gè)，因此C、D項(xiàng)正確．由于不知道原子的電性，就不能判斷核外電子數(shù)，故A、B項(xiàng)不正確． 【答案】　CD 8．一放射源放射出某種或多種射線，當(dāng)用一張薄紙放在放射源前面時(shí)，強(qiáng)度減為原來(lái)的，而當(dāng)用1 cm厚的鋁板放在放射源前面時(shí)，射線的強(qiáng)度減小到幾乎為零．由此可知，該放射源所放射出的(　　) A．僅是α射線 B．僅是β射線 C．是α射線和β射線 D．是α射線和γ射線 【解析】　三種射線中，γ射線貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)，能穿透幾厘米厚的鉛板，本題中用1 cm厚的鋁板即能擋住射線，說(shuō)明射線中不含γ射線，用薄紙便可擋住部分射線，說(shuō)明射線中含有α射線． 【答案】　C 9. 在暗室的真空裝置中做如下實(shí)驗(yàn)：在豎直裝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)射線照射一段時(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)下面的印像紙顯出一串三個(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？ (已知：mα＝4 u，mβ＝u，vα＝，vβ＝c)． 【解析】　(1)因α粒子貫穿本領(lǐng)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射線暗斑到中央γ射線暗斑的距離分別為sα、sβ則 sα＝aα2，sβ＝aβ2， aα＝，aβ＝. 由以上四式得＝. (3)若使α射線不偏轉(zhuǎn)，qαE＝qαvαBα，所以Bα＝，同理若使β射線不偏轉(zhuǎn)，應(yīng)加磁場(chǎng)Bβ＝，故＝＝101. 【答案】　(1)兩個(gè)暗斑　β射線，γ射線　(2)5184　(3)101 能力提升 1.He可以作為核聚變材料(核聚變是利用輕核聚合為較重核釋放出巨大能量為人類提供能源)，下列關(guān)于He的敘述正確的是(　　) A.He與H互為同位素 B.He原子核內(nèi)中子數(shù)為2 C.He原子核外電子數(shù)為2 D.He代表原子核內(nèi)有2個(gè)質(zhì)子和3個(gè)中子的氦原子 【解析】　He核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為2，H核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為1.兩者質(zhì)子數(shù)不等，不是同位素，A錯(cuò)誤.He核內(nèi)中子數(shù)為1，B錯(cuò)誤．C正確.He代表原子核內(nèi)有2個(gè)質(zhì)子和1個(gè)中子的氦原子，D錯(cuò)誤． 【答案】　C 2．(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)，下圖表示射線偏轉(zhuǎn)情況中正確的是(已知：mα＝4u，mB＝u)(　　) 【解析】　可根據(jù)射線通過(guò)電場(chǎng)(或磁場(chǎng))，對(duì)粒子的作用力判斷軌跡的情況，然后依據(jù)粒子在電場(chǎng)(或磁場(chǎng))中滿足的規(guī)律確定偏轉(zhuǎn)的不同． 已知α粒子帶正電，β粒子帶負(fù)電，γ射線不帶電，根據(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)一步判斷． 帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其半徑r＝，將其數(shù)據(jù)代入，則α粒子與β粒子的半徑之比為 ＝＝≈. 由此可見，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＝t2，消去t可得：y＝. 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 ＝＝＝. 由此可見，C錯(cuò)誤，D正確． 【答案】　AD 3．(多選)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)α粒子后，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，測(cè)得α粒子和反沖核軌道半徑之比為441(圖中半徑大小沒有按比例畫)，如圖所示，則(　　) A．α粒子與反沖核動(dòng)量大小相等、方向相反 B．原來(lái)放射性元素的原子核電荷數(shù)為90 C．反沖核的核電荷數(shù)為88 D．α粒子和反沖核的速度之比為188 【解析】　粒子之間作用過(guò)程中滿足動(dòng)量守恒，由于初始動(dòng)量為零，則末動(dòng)量為零，即α粒子和反沖核的動(dòng)量大小相等，方向相反，由于釋放α粒子和反沖核均處于垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)，且在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由qvB＝得R＝.若原來(lái)放射性元素的核電荷數(shù)為Z，則α粒子有R1＝，對(duì)反沖核R2＝ 由于P1＝P2，R1R2＝441，得Z＝90 它們的速度大小與質(zhì)量成反比，可知選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　ABC 4．如圖所示，是利用射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置．假如放射源能放射出α、β、γ三種射線，而根據(jù)設(shè)計(jì)，該生產(chǎn)線壓制的是3 mm厚的鋁板，那么是三種射線中的________射線對(duì)控制厚度起主要作用．當(dāng)探測(cè)接收器單位時(shí)間內(nèi)接收到的放射性粒子的個(gè)數(shù)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，將會(huì)通過(guò)自動(dòng)裝置將M、N兩個(gè)軋輥間的距離調(diào)節(jié)得________些． 【解析】　α射線不能穿過(guò)3 mm厚的鋁板，γ射線又很容易穿過(guò)3 mm厚的鋁板，基本不受鋁板厚度的影響．而β射線剛好能穿透幾毫米厚的鋁板，因此厚度的微小變化會(huì)使穿過(guò)鋁板的β射線的強(qiáng)度發(fā)生較明顯變化．即是β射線對(duì)控制厚度起主要作用．若超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值，說(shuō)明鋁板太薄了，應(yīng)該將兩個(gè)軋輥間的距離調(diào)節(jié)得大些． 【答案】　β　大 5．茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對(duì)宇航員構(gòu)成了很大的威脅．現(xiàn)有一束射線(含有α，β，γ三種射線) (1)在不影響β和γ射線的情況下，如何用最簡(jiǎn)單的辦法除去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)使它們分開的磁場(chǎng)區(qū)域，請(qǐng)畫出β和γ射線進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后軌跡的示意圖．(畫在題圖上) (3)用磁場(chǎng)可以區(qū)分β和γ射線，但不能把α射線從β和γ射線束中分離出來(lái)，為什么？(已知α粒子的質(zhì)量約是β粒子質(zhì)量的8 000倍，α射線速度約為光速的十分之一，β射線速度約為光速) 【解析】　(1)由于α射線貫穿能力很弱，用一張紙放在射線前即可除去α射線．(2)如圖所示．(3)α粒子和電子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，據(jù)R＝，對(duì)α射線R1＝，對(duì)β射線R2＝，故＝＝400.α射線穿過(guò)此磁場(chǎng)時(shí)，半徑很大，幾乎不偏轉(zhuǎn)，故與γ射線無(wú)法分離． 【答案】　見解析