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2019-2020年高中物理 第19章 第1節(jié) 原子核的組成同步練習(xí) 新人教版選修3-5 一、選擇題(1～5題為單選題，6、7題為多選題) 1．人類認(rèn)識原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)并進(jìn)行研究從(　　) A．發(fā)現(xiàn)電子開始的 B．發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的 C．進(jìn)行α粒子散射實驗開始的 D．發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的 答案：D 解析：自從貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，科學(xué)家對放射性元素及射線的組成、產(chǎn)生的原因等進(jìn)行了大量研究，逐步認(rèn)識到原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故D正確，A、B、C錯誤。 2．關(guān)于質(zhì)子與中子，下列說法錯誤的是(　　) A．原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成 B．質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子 C．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在 D．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，并預(yù)言了質(zhì)子的存在 答案：D 解析：原子核內(nèi)存在質(zhì)子和中子，中子和質(zhì)子統(tǒng)稱為核子，盧瑟福只發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，以后又預(yù)言了中子的存在。 3．(湛江市xx～xx學(xué)年高二下學(xué)期期末)下列現(xiàn)象中，與原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化有關(guān)的是(　　) A．α粒子散射現(xiàn)象　　　 B．天然放射現(xiàn)象 C．光電效應(yīng)現(xiàn)象 D．原子發(fā)光現(xiàn)象 答案：B 解析：天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化引起的。 4．若用x代表一個中性原子中核外的電子數(shù)，y代表此原子的原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，z代表此原子的原子核內(nèi)的中子數(shù)，則對Th的原子來說(　　) A．x＝90，y＝90，z＝234 B．x＝90，y＝90，z＝144 C．x＝144，y＝144，z＝90 D．x＝234，y＝234，z＝324 答案：B 解析：在Th中，左下標(biāo)為質(zhì)子數(shù)，左上標(biāo)為質(zhì)量數(shù)，則y＝90；中性原子的核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，所以x＝90；中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，z＝234－90＝144，所以B選項對。 5．人類探測月球發(fā)現(xiàn)，在月球的土壤中含有較豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可以作為未來核聚變的重要原料之一。氦的該種同位素應(yīng)表示為(　　) A.He B.He C.He D．He 答案：B 解析：氦的同位素質(zhì)子數(shù)一定相同，質(zhì)量數(shù)為3，故可寫作He，因此B正確，A、C、D錯。 6．下列哪些現(xiàn)象能說明射線來自原子核(　　) A．三種射線的能量都很高 B．放射線的強(qiáng)度不受溫度，外界壓強(qiáng)等物理條件的影響 C．元素的放射性與所處的化學(xué)狀態(tài)(單質(zhì)、化合態(tài))無關(guān) D．α射線、β射線都是帶電的粒子流 答案：BC 解析：能說明放射線來自原子核的證據(jù)是，元素的放射性與其所處的化學(xué)狀態(tài)和物理狀態(tài)無關(guān)，B、C正確。 7．如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，則下列說法中正確的有(　　) A．打在圖中a、b、c三點的依次是β射線、γ射線和α射線 B．α射線和β射線的軌跡都是拋物線 C．α射線和β射線的軌跡都是圓弧 D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強(qiáng)電場，則屏上的亮斑可能只剩下b 答案：AC 解析：由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強(qiáng)磁場中α 粒子受的洛倫茲力向下，β粒子受的洛倫茲力向上，軌跡都是圓弧。由于α粒子速度約是光速的1/10，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場中不可能都做直線運動，選A、C兩項。 二、非選擇題 8．現(xiàn)在，科學(xué)家正在設(shè)法探尋“反物質(zhì)”。反謂的“反物質(zhì)”是由“反粒子”組成的，“反粒子”與對應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和電荷量，但電荷的符號相反，據(jù)此，反α粒子的質(zhì)量數(shù)為________，電荷數(shù)為________。 答案：4?。? 解析：α粒子是氦核，它由兩個質(zhì)子和兩個中子構(gòu)成，故質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2。而它的“反粒子”質(zhì)量數(shù)也是“4”，但電荷數(shù)為“－2”。 9．如圖所示，R是放射源，虛線方框是勻強(qiáng)磁場，L是厚紙板，M是熒光屏，實驗時，發(fā)現(xiàn)在熒光屏的O、P兩處有亮斑，則磁場方向、到達(dá)O點和P點的射線，屬于表中哪種情況？說明理由。 選項 磁場方向 O點 P點 A β α B α β C γ β D γ α 答案：C　因為α射線是氦原子核流，它的貫穿本領(lǐng)很小，所以它不能穿透厚紙板；β射線是高速電子流，它的貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)，可以穿透厚紙板而到達(dá)熒光屏；γ射線是波長極短的光子流，是貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)的，但它在磁場中不偏轉(zhuǎn)，所以γ射線射到O點、β射線射到P點，根據(jù)左手定則便可確定磁場是垂直紙面向里的。 能力提升 一、選擇題(1～4題為單選題，5、6題為多選題) 1．(濟(jì)南市xx～xx學(xué)年高二下學(xué)期五校聯(lián)考)如圖，放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，下列說法正確的是(　　) A．①表示γ射線，③表示α射線 B．②表示β射線，③表示α射線 C．④表示α射線，⑤表示γ射線 D．⑤表示β射線，⑥表示α射線 答案：C 解析：α帶正電，β帶負(fù)電，γ不帶電，γ射線在磁場中一定不偏轉(zhuǎn)，②⑤為γ射線；如左圖所示的電場中，α射線向右偏，β射線向左偏，①為β射線，③為α射線；在如右圖所示磁場中，由左手定則判斷，α射線向左偏，β射線向右偏，即④為α射線，⑥為β射線，故正確選項是C。 2．以下說法正確的是(　　) A.Th為釷核，由此可知，釷核的質(zhì)量數(shù)為90，釷核的質(zhì)子數(shù)為234 B.Be為鈹核，由此可知，鈹核的質(zhì)量數(shù)為9，鈹核的中子數(shù)為4 C．同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)量數(shù) D．同一元素的兩種同位素具有不同的中子數(shù) 答案：D 解析：A項釷核的質(zhì)量數(shù)為234，質(zhì)子數(shù)為90，所以A錯；B項鈹核的質(zhì)子數(shù)為4，中子數(shù)為5，所以B錯；由于同位素是指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，即質(zhì)量數(shù)不同，因而C錯，D對。 3．如圖所示，天然放射性元素，放出α、β、γ三種射線同時射入互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，射入時速度方向和電場、磁場方向都垂直，進(jìn)入場區(qū)后發(fā)現(xiàn)β射線和γ射線都沿直線前進(jìn)，則α射線(　　) A．向右偏 B．向左偏 C．直線前進(jìn) D．無法判斷 答案：A 解析：γ射線不帶電，故在電磁場中不偏轉(zhuǎn)，β射線不偏轉(zhuǎn)是因為電場力與洛倫茲力是一對平衡力，故Eq＝Bqv即v＝，而α射線的速度比β射線小，因此α射線受向右的電場力遠(yuǎn)大于向左的洛倫茲力，故α射線向右偏，A正確，B、C、D錯。 4．如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計數(shù)器之間加上L后，計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，則x可能是(　　) A．α和β的混合放射源 B．純α放射源 C．α和γ的混合放射源 D．純γ放射源 答案：C 解析：此題考查運用三種射線的性質(zhì)分析問題的能力。在放射源和計數(shù)器之間加上鋁片后，計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，說明射線中有穿透力很弱的粒子，即α粒子，在鋁片和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，故只有γ射線。因此，放射源可能是α和γ的混合放射源。 5．以下說法中正確的是(　　) A．原子中含有帶負(fù)電的電子，所以原子帶負(fù)電 B．原子核中的質(zhì)子數(shù)，一定與核外電子數(shù)相等 C．用粒子轟擊氮、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)量之比都大于核電荷數(shù)跟質(zhì)子電荷數(shù)之比，因此原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子 答案：CD 解析：原子中除了帶負(fù)電的電子外，還有帶正電的質(zhì)子，故A錯。對于中性原子來說，原子核中的質(zhì)子數(shù)才跟核外電子數(shù)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(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)量之比都大于核電荷數(shù)跟質(zhì)子電荷數(shù)之比，才確定原子核內(nèi)必還有別的中性粒子， 故D正確。故正確答案為C、D。 6．下面說法正確的是(　　) A．β射線的粒子和電子是兩種不同的粒子 B．紅外線的波長比X射線的波長長 C．α粒子不同于氦原子核 D．γ射線的貫穿本領(lǐng)比α粒子的強(qiáng) 答案：BD 解析：由電磁波譜知紅外線的波長比X射線波長要長。另外，β射線是電子流，α粒子是氦核，從α、β、γ三者的穿透本領(lǐng)而言，γ射線最強(qiáng)，α粒于最弱，故B、D對。 二、非選擇題 7.在暗室的真空管裝置中做如下實驗：在豎直放置的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中，有一個能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的放射源，從放射源射出的一束射線垂直于電場方向射入電場，如圖所示，在與放射源距離為H高處水平放置兩張疊放 著的涂藥面朝下的顯影紙(比一般紙厚且堅韌的涂有感光藥的紙)，經(jīng)射線照射一段時間后使兩張顯影紙顯影。 (1)上面的顯影紙有幾個暗斑？各是什么射線的痕跡？ (2)下面的顯影紙顯出3個暗斑，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方向垂直的勻強(qiáng)磁場，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)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比是多少？(已知mα＝4u，mβ＝u，vα＝，vβ＝c) 答案：(1)2個暗斑，分別是β、γ射線的痕跡 (2)sα∶sβ＝5∶184 (3)Bα∶Bβ＝10∶1 解析：(1)一張顯影紙即可擋住α射線。 (2)s＝at2，而a＝qE/m，t＝，故s＝， 即sα∶sβ＝∶＝5∶184 (3)qE＝qvB，所以B＝∝ ， 故Bα∶Bβ＝vβ∶vα＝10∶1。