2024年高中物理第十九章原子核第1節(jié)原子核的組成隨堂演練鞏固提升新人教版選修3-5

PAGEPAGE1第1節(jié)原子核的組成[隨堂檢測(cè)]1．與原子核內(nèi)部改變有關(guān)的現(xiàn)象是()A．電離現(xiàn)象 B．光電效應(yīng)現(xiàn)象C．自然放射現(xiàn)象 D．α粒子散射現(xiàn)象解析：選C．電離現(xiàn)象是核外電子脫離原子核的束縛，光電效應(yīng)是核外電子躍遷，α粒子散射現(xiàn)象也是在原子核外進(jìn)行的，沒(méi)有涉及原子核內(nèi)部的改變，只有自然放射現(xiàn)象是在原子核內(nèi)部發(fā)生的．2．(多選)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)，則下列說(shuō)法中正確的是()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．它們的化學(xué)性質(zhì)相同解析：選ABD．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，都是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，A、B選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；同位素化學(xué)性質(zhì)相同，只是物理性質(zhì)不同，D選項(xiàng)正確．3．(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有自然放射性物質(zhì)，放射線(xiàn)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對(duì)里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則以下說(shuō)法中正確的有()A．打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是α射線(xiàn)、γ射線(xiàn)和β射線(xiàn)B．α射線(xiàn)和β射線(xiàn)的軌跡是拋物線(xiàn)C．α射線(xiàn)和β射線(xiàn)的軌跡是圓弧D．假如在鉛盒和熒光屏間再加一個(gè)豎直向下的場(chǎng)強(qiáng)適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場(chǎng)，可能使屏上的亮斑只剩下b解析：選AC．由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中α粒子受的洛倫茲力向上，β粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧．由于α粒子速度約是光速的eq\f(1,10)，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場(chǎng)中不行能都做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)．本題應(yīng)選A、C．4.某放射源放出三種射線(xiàn)，其中β射線(xiàn)為高速電子流，質(zhì)量約為質(zhì)子質(zhì)量的eq\f(1,1800)，速度接近光速；α射線(xiàn)為氦核流，速度約為光速的eq\f(1,10).如圖所示，當(dāng)射線(xiàn)射入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中后，若不考慮速度對(duì)質(zhì)量的影響，則β射線(xiàn)和α射線(xiàn)在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比約為()A．1∶90 B．1∶180C．1∶360 D．1∶720解析：選C．洛倫茲力始終與速度垂直，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，依據(jù)洛倫茲力供應(yīng)向心力，qvB＝eq\f(mv2,r)，解得，r＝eq\f(mv,Bq)，故α粒子與β粒子的軌道半徑之比為eq\f(rα,rβ)＝eq\f(\f(mαvα,Bqα),\f(mβvβ,Bqβ))＝360，選項(xiàng)C正確．[課時(shí)作業(yè)]一、單項(xiàng)選擇題1．在自然放射性物質(zhì)旁邊放置一帶電體，帶電體所帶的電荷很快消逝的根本緣由是()A．γ射線(xiàn)的貫穿作用 B．α射線(xiàn)的電離作用C．β射線(xiàn)的貫穿作用 D．β射線(xiàn)的中和作用解析：選B．由于α粒子電離作用較強(qiáng)，能使空氣分子電離，電離產(chǎn)生的電荷與帶電體的電荷中和，使帶電體所帶的電荷很快消逝．2．下列說(shuō)法正確的是()A．eq\o\al(234,90)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234B．eq\o\al(9,4)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4C．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)解析：選D．A項(xiàng)釷核的質(zhì)量數(shù)為234，質(zhì)子數(shù)為90，所以A錯(cuò)；B項(xiàng)鈹核的質(zhì)子數(shù)為4，中子數(shù)為5，所以B錯(cuò)；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(cuò)，D對(duì)．3．(2015·高考重慶卷)如圖中曲線(xiàn)a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面對(duì)里．以下推斷可能正確的是()A．a(chǎn)、b為β粒子的徑跡B．a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡C．c、d為α粒子的徑跡D．c、d為β粒子的徑跡解析：選D．由于α粒子帶正電，β粒子帶負(fù)電，γ粒子不帶電，據(jù)左手定則可推斷a、b可能為α粒子的徑跡，c、d可能為β粒子的徑跡，選項(xiàng)D正確．4．如圖為查德威克試驗(yàn)示意圖，由自然放射性元素釙(Po)放射的α射線(xiàn)轟擊鈹時(shí)會(huì)產(chǎn)生粒子流A，用粒子流A轟擊石蠟時(shí)，會(huì)打出粒子流B，經(jīng)探討知道()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(xiàn)，B為中子 D．A為中子，B為γ射線(xiàn)解析：選A．不行見(jiàn)射線(xiàn)A轟擊石蠟時(shí)打出的應(yīng)當(dāng)是質(zhì)子，因?yàn)橘|(zhì)子就是氫核，而石蠟中含有大量氫原子，轟擊石蠟的不行見(jiàn)射線(xiàn)應(yīng)當(dāng)是中子．5.自然放射性元素放出的三種射線(xiàn)的穿透實(shí)力試驗(yàn)結(jié)果如圖所示，由此可推知()A．②來(lái)自于原子核外的電子B．①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波C．②的電離作用較弱，是一種電磁波D．③的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子解析：選D．三種射線(xiàn)的特點(diǎn)：α射線(xiàn)是eq\o\al(4,2)He原子核，帶電量最大，電離作用最強(qiáng)，穿透本事最弱；β射線(xiàn)是eq\o\al(eq\a\vs4\al(0),－1)e，帶電量較大，電離作用較弱，穿透本事較強(qiáng)；γ射線(xiàn)是光子，不帶電，電離作用最弱，穿透本事最強(qiáng)．三種射線(xiàn)都來(lái)自于原子核．故D正確．6．自然放射現(xiàn)象的發(fā)覺(jué)揭示了()A．原子不行再分B．原子的核式結(jié)構(gòu)C．原子核還可以再分D．原子核由質(zhì)子和中子組成解析：選C．湯姆孫發(fā)覺(jué)了電子說(shuō)明原子也可再分；盧瑟福通過(guò)α粒子散射試驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)；貝可勒爾發(fā)覺(jué)了自然放射現(xiàn)象，說(shuō)明白原子核也是有著困難的結(jié)構(gòu)的．自然放射現(xiàn)象的發(fā)覺(jué)揭示了原子核還可再分．盧瑟福用α粒子轟擊氮核，發(fā)覺(jué)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(shí)到原子核是由質(zhì)子和中子組成的．所以選項(xiàng)C正確．7．如圖所示，x為未知放射源，它向右方放射放射線(xiàn)，p為一張厚度為0.5mm左右的薄鋁箔，鋁箔右側(cè)是一真空區(qū)域，內(nèi)有較強(qiáng)磁場(chǎng)，q為熒光屏，h是視察裝置．試驗(yàn)時(shí)，若將磁場(chǎng)撤去，每分鐘視察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)基本沒(méi)有改變，再將鋁箔移開(kāi)，則每分鐘視察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)明顯增加，則可知放射源x可能為()A．α和β的混合放射源 B．α和γ的混合放射源C．β和γ的混合放射源 D．α、β和γ的混合放射源解析：選B．將強(qiáng)磁場(chǎng)撤去，每分鐘視察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)沒(méi)有改變，說(shuō)明磁場(chǎng)對(duì)射線(xiàn)粒子沒(méi)有影響，可知射到屏上的是不帶電的γ射線(xiàn)；再將厚0.5mm左右的薄鋁箔移開(kāi)，則每分鐘視察到熒光屏上的亮點(diǎn)數(shù)明顯增加，說(shuō)明除接收到γ射線(xiàn)外，又收到了原來(lái)被鋁箔p攔住的射線(xiàn)，而厚度為0.5mm左右的鋁箔能攔住的只有α射線(xiàn)，所以此放射源應(yīng)是α和γ的混合放射源．故正確選項(xiàng)為B．二、多項(xiàng)選擇題8．(2024·衡陽(yáng)八中高二檢測(cè))下列關(guān)于放射性元素發(fā)出的三種射線(xiàn)的說(shuō)法中正確的是()A．α粒子就是氫原子核，它的穿透本事和電離本事都很強(qiáng)B．β射線(xiàn)是電子流，其速度接近光速C．γ射線(xiàn)是一種頻率很高的電磁波，它可以穿過(guò)幾厘米厚的鉛板D．以上三種說(shuō)法均正確解析：選BC．α粒子是氦原子核，它的穿透本事很弱而電離本事很強(qiáng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；β射線(xiàn)是電子流，其速度接近光速，B項(xiàng)正確；γ射線(xiàn)的穿透實(shí)力很強(qiáng)，可以穿透幾厘米厚的鉛板，C項(xiàng)正確．9.eq\o\al(228,88)Ra是鐳eq\o\al(226,88)Ra的一種同位素，對(duì)于這兩種鐳的原子核而言，下列說(shuō)法中正確的是()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：選AC．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)確定，因它們的核外電子數(shù)相同，故它們的化學(xué)性質(zhì)也相同．故正確選項(xiàng)為A、C．10．某空間內(nèi)可能存在磁場(chǎng)或電場(chǎng)，可能磁場(chǎng)和電場(chǎng)同時(shí)存在或都不存在，一束包含α射線(xiàn)、β射線(xiàn)和γ射線(xiàn)的射線(xiàn)束以同方向進(jìn)入此空間，如它們的運(yùn)動(dòng)軌跡仍為一束，則此空間可能的情形是()A．存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)及勻強(qiáng)磁場(chǎng)B．磁場(chǎng)及電場(chǎng)都存在C．有電場(chǎng)，無(wú)磁場(chǎng)D．有磁場(chǎng)，無(wú)電場(chǎng)解析：選BCD．α射線(xiàn)帶正電、β射線(xiàn)帶負(fù)電、γ射線(xiàn)不帶電，它們以同方向不同速度進(jìn)入某空間，運(yùn)動(dòng)軌跡仍為一束，則它們不受力作用或受力方向與運(yùn)動(dòng)方向一樣．空間中可有與運(yùn)動(dòng)方向平行的電場(chǎng)，無(wú)磁場(chǎng)，C正確；空間中可有與運(yùn)動(dòng)方向平行的磁場(chǎng)，無(wú)電場(chǎng)，D正確；空間中可有與運(yùn)動(dòng)方向平行的電場(chǎng)、磁場(chǎng)，B正確；空間中存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)及勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，不同速度的粒子受到的洛倫茲力不同，不同的粒子受到的電場(chǎng)力不同，三種粒子不行能向同一方向運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤．三、非選擇題11．質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子的質(zhì)量及分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看成為零)，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，到達(dá)記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x.(1)設(shè)離子質(zhì)量為m、電荷量為q、加速電壓為U、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求x的大小；(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動(dòng)身，到達(dá)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(chǎng)中被加速時(shí)，由動(dòng)能定理qU＝eq\f(1,2)mv2，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)洛倫茲力供應(yīng)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(zhì)量數(shù)分別為1、2、3，由(1)結(jié)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．茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線(xiàn)，對(duì)宇航員構(gòu)成了很大的威逼．現(xiàn)有一束射線(xiàn)(含有α、β、γ三種射線(xiàn))，(1)在不影響β和γ射線(xiàn)的狀況下，如何用最簡(jiǎn)潔的方法除去α射線(xiàn)？(2)余下的這束β和γ射線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)，但不能把α射線(xiàn)從γ射線(xiàn)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(xiàn)速度約為光速的非常之一，β射線(xiàn)速度約為光速)解析：(1)由于α射線(xiàn)貫穿實(shí)力很弱，用一張紙放在射線(xiàn)前即