2016-2017学年高中物理 第19章 原子核新人教版选修3-5

1 第 1 节 原子核的组成 基础夯实 一、选择题(15 题为单选题，6 题为多选题) 1(陕西西安一中 20152016 学年高二下学期期末)下面与原子核内部变化有关的现 象是 ( )导 学 号 96140363 A天然放射现象 B光电效应现象 C电离现象 D 粒子散射现象 答案：A 解析：与原子核内部变化有关的现象是天然放射现象。 2(江西九江一中 20152016 学年高二下学期期中)物理学重视逻辑，崇尚理性，其 理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是 ( )导 学 号 96140364 A天然放射现象说明原子核内部是有结构的 B电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 C 粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的 D密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的 答案：A 解析：天然放射现象是原子核发生衰变而产生的，说明原子核内部是有结构的，故 A 正确。电子的发现使人们认识到原子具有复杂结构，但不能说明原子具有核式结构，故 B 错误。 粒子散射实验的重要发现是原子的核式结构，而不是电荷的量子化，故 C 错误。 密立根油滴实验测出了电子的电荷量，发现了电荷量的量子化，不能说明核外电子的轨道 是不连续的，故 D 错误。故选 A。 3关于质子与中子，下列说法错误的是 ( )导 学 号 96140365 A原子核由质子和中子构成 B质子和中子统称为核子 C卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在 D卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在 答案：D 解析：原子核内存在质子和中子，中子和质子统称为核子，卢瑟福只发现了质子，以 后又预言了中子的存在。 4若用 x 代表一个中性原子中核外的电子数， y 代表此原子的原子核内的质子数， z 代表此原子的原子核内的中子数，则对 Th 的原子来说 ( )23490 导 学 号 96140366 A x90， y90， z234 B x90， y90， z144 C x144， y144， z90 2 D x234， y234， z324 答案：B 解析：在 Th 中，左下标为质子数，左上标为质量数，则 y90；中性原子的核外23490 电子数等于质子数，所以 x90；中子数等于质量数减去质子数， z23490144，所以 B 选项对。 5人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为 3 的氦，它可以作为未 来核聚变的重要原料之一。氦的该种同位素应表示为 ( )导 学 号 96140367 A He B He43 32 C He D He42 3 答案：B 解析：氦的同位素质子数一定相同，质量数为 3，故可写作 He，因此 B 正确，32 A、C、D 错。 6如图所示，铅盒 A 中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出， 在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向外的匀强磁场，则下列说法中正确的有 ( )导 学 号 96140368 A打在图中 a、 b、 c 三点的依次是 射线、 射线和 射线 B 射线和 射线的轨迹都是抛物线 C 射线和 射线的轨迹都是圆弧 D如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下 b 答案：AC 解析：由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中 粒子受的洛伦兹力向下， 粒子受的洛伦兹力向上，轨迹都是圆弧。由于 粒子速度约是光速的 1/10，而 粒子 速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，选 A、C 两项。 二、非选择题 7现在，科学家正在设法探寻“反物质” 。反谓的“反物质”是由“反粒子”组成的， “反粒子”与对应的正粒子具有相同的质量和电荷量，但电荷的符号相反，据此，反 粒 子的质量数为_，电荷数为_。 导 学 号 96140369 答案：4 2 解析： 粒子是氦核，它由两个质子和两个中子构成，故质量数为 4，电荷数为 2。 而它的“反粒子”质量数也是“4” ，但电荷数为“2” 。 3 8如图所示， R 是放射源，虚线方框是匀强磁场， L 是厚纸板， M 是荧光屏，实验时， 发现在荧光屏的 O、 P 两处有亮斑，则磁场方向、到达 O 点和 P 点的射线，属于表中哪种情 况？说明理由。 导 学 号 96140370 选项 磁场方向 O 点 P 点 A B C D 答案：C 因为 射线是氦原子核流，它的贯穿本领很小，所以它不能穿透厚纸板； 射线是高速电子流，它的贯穿本领很强，可以穿透厚纸板而到达荧光屏； 射线是波长 极短的光子流，是贯穿本领最强的，但它在磁场中不偏转，所以 射线射到 O 点、 射 线射到 P 点，根据左手定则便可确定磁场是垂直纸面向里的。 能力提升 一、选择题(13 题为单选题，4、5 题为多选题) 1(济南市 20142015 学年高二下学期五校联考)如图，放射性元素镭衰变过程中释 放出 、 、 三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是 ( )导 学 号 96140371 A表示 射线，表示 射线 B表示 射线，表示 射线 C表示 射线，表示 射线 D表示 射线，表示 射线 答案：C 解析： 带正电， 带负电， 不带电， 射线在磁场中一定不偏转，为 射 线；如左图所示的电场中， 射线向右偏， 射线向左偏，为 射线，为 射线； 在如右图所示磁场中，由左手定则判断， 射线向左偏， 射线向右偏，即为 射线， 4 为 射线，故正确选项是 C。 2以下说法正确的是 ( )导 学 号 96140372 A Th 为钍核，由此可知，钍核的质量数为 90，钍核的质子数为 23423490 B Be 为铍核，由此可知，铍核的质量数为 9，铍核的中子数为 494 C同一元素的两种同位素具有相同的质量数 D同一元素的两种同位素具有不同的中子数 答案：D 解析：A 项钍核的质量数为 234，质子数为 90，所以 A 错；B 项铍核的质子数为 4，中 子数为 5，所以 B 错；由于同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而 C 错，D 对。 3如图所示， x 为未知的放射源， L 为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上 L 后， 计数器的计数率大幅度减小，在 L 和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数 率不变，则 x 可能是 ( )导 学 号 96140373 A 和 的混合放射源 B纯 放射源 C 和 的混合放射源 D纯 放射源 答案：C 解析：此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力。在放射源和计数器之间加上铝 片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即 粒子，在铝片 和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无 带电粒子，故只有 射线。因此，放射源可能是 和 的混合放射源。 4以下说法中正确的是 ( )导 学 号 96140374 A原子中含有带负电的电子，所以原子带负电 B原子核中的质子数，一定与核外电子数相等 C用粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是 原子核的组成部分 D绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核电荷数跟质子电荷数之比，因此原 子核内还存在一种不带电的中性粒子 答案：CD 解析：原子中除了带负电的电子外，还有带正电的质子，故 A 错。对于中性原子来说， 原子核中的质子数才跟核外电子数相等，故 B 错。正是用 粒子轰击原子核的实验才发现 了质子，故 C 正确。因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核电荷数跟质子电 5 荷数之比，才确定原子核内必还有别的中性粒子， 故 D 正确。故正确答案为 C、D。 5下面说法正确的是 ( )导 学 号 96140375 A 射线的粒子和电子是两种不同的粒子 B红外线的波长比 X 射线的波长长 C 粒子不同于氦原子核 D 射线的贯穿本领比 粒子的强 答案：BD 解析：由电磁波谱知红外线的波长比 X 射线波长要长。另外， 射线是电子流， 粒 子是氦核，从 、 、 三者的穿透本领而言， 射线最强， 粒于最弱，故 B、D 对。 二、非选择题 6在茫茫宇宙间存在大量的宇宙射线，对宇航员构成了很大威胁，现有一束射线(含 有 、 、 三种射线)。 导 学 号 96140376 (1)在不影响 和 射线的情况下，如何用最简单的办法除去 射线。 (2)余下这束 和 射线经过一个使它们分开的磁场区域，画出 和 射线在进入 如图所示磁场区域后轨迹的示意图。 答案：(1)用一张纸挡在 射线经过处 (2)见解析 解析：(1)可以利用三种射线的穿透能力不同来解决。由于 粒子的穿透性很弱，所 以用一张纸放在射线经过处，即可除去 射线。 (2) 射线不带电，垂直磁场进入磁场中不会受到洛伦兹力，故不偏转。由左手定则 可判断出 射线进入磁场中时受竖直向上的洛伦兹力。轨迹示意图如下图所示。 7在暗室的真空管装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有 一个能产生 、 、 三种射线的放射源，从放射源射出的一束射线垂直于电场方向射入 电场，如图所示，在与放射源距离为 H 高处水平放置两张叠放着的涂药面朝下的显影纸(比 一般纸厚且坚韧的涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后使两张显影纸显影。 导 学 号 96140377 6 (1)上面的显影纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？ (2)下面的显影纸显出 3 个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比； (3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使 射线不偏转，一次使 射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？(已知 m 4u