高中物理 课时提升作业八 第三章 原子核 3.1 原子核的组成与核力 教科版选修35

1、课时提升作业 八 原子核的组成与核力(30分钟50分)一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1.如图所示为查德威克发现中子的实验示意图,由天然放射性元素钋(po)放射的a射线轰击铍时会产生粒子流b,下列说法正确的是()a.a为中子,b为质子b.a为质子,b为中子c.a为粒子,b为中子d.a为粒子,b为质子【解析】选c。由物理学史知识知,查德威克是用粒子轰击铍时发现中子的,故c正确。2.(多选)已知ra是ra的一种同位素,则下列说法正确的是()a.它们具有相同的质子数和不同的质量数b.它们具有相同的中子数和不同的原子序数c.它们具有相同的核电荷数和不同的中子数d.它们具有相同的核外电

2、子数和不同的化学性质【解题指南】解答本题要明确以下三点:(1)原子序数相同,而中子数不同的原子核互称同位素。(2)掌握原子序数与质子数、中子数和质量数的关系。(3)原子的化学性质由核外电子数决定.【解析】选a、c。原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的,且原子核内的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和.由此知这两种镭的同位素核内的质子数均为88,核子数分别为228和226,中子数分别为140和138;原子的化学性质由核外电子数决定,因为它们的核外电子数相同,所以它们的化学性质也相同.故正确答案为a、c。3.(多选)核力具有下列哪些性质()a.核力是短程力,作用范围很

3、小,只在相邻核子间发生b.核力可能是引力,也可能是斥力。核力把核子紧紧束缚在核内,形成稳定的原子核,但又不会融合在一起c.质子间、中子间、质子和中子之间都有核力d.核力是一种强相互作用力,与库仑力差不多【解析】选a、b、c。核力作用的范围在10-15m区域内,只在相邻核子间发生,是短程力,a对.当两核子间距离减小时,核力也迅速减小,至一定值时,核力表现为斥力,b对.核力是质子、中子之间的强相互作用力,比库仑力大得多,c对, d错。4.关于核力的说法正确的是()a.核力同万有引力没有区别,都是物体间的作用b.核力就是电磁力c.核力是短程力,作用范围在2×10-15m之内d.核力与电荷有

4、关【解析】选c。核力属于四种基本相互作用中的强相互作用,不同于万有引力和电磁相互作用,a、b错;核力是短程力,c正确;核力与电荷无关,质子与质子,中子与中子,质子与中子间均有核力的存在,d错。5.(多选)在下列四个核反应方程中,x1、x2、x3和x4各代表某种粒子以下判断中正确的是()a.x1是质子b.x2是中子c.x3是中子d.x4是质子【解析】选c、d。在核反应中,质量数和电荷数守恒,由此可知,x1是h,x2是h,x3是n,x4是h。6.(多选)一个质子以107m/s的速度射入一个原来静止的铝原子核后被俘获,铝原子核变为硅原子核。已知铝原子核的质量是质子的27倍,硅原子核的质量是质子的28

5、倍,则下列说法中正确的是()a.核反应方程为alhsib.核反应方程为alpsic.硅原子核速度的数量级为107m/s,方向跟质子的初速度方向一致d.硅原子核速度的数量级为105m/s,方向跟质子的初速度方向一致【解析】选a、b、d。质子就是氢核,通常用符号h或p表示,根据质量数和电荷数守恒知,a、b正确;设质子的质量为m,入射速度为v0,硅原子核的质量为28m,速度为v,由动量守恒定律,得mv0=28mvv=×107m/s=3.6×105m/s,故c错,d对。二、非选择题(本大题共2小题,共20分)7.(10分)1930年发现,在真空条件下用粒子he)轰击铍be)时,会产

6、生一种看不见的、贯穿能力极强且不带电的粒子,查德威克认定这种粒子就是中子。(1)写出粒子轰击铍核的核反应方程。(2)若一个中子与一个静止的碳核发生正碰,已知中子的质量为mn,初速度为v0,与碳核碰后的速率为v1,运动方向与原来运动方向相反,碳核的质量视为12 mn,求碳核与中子碰撞后的速率。(3)若与中子碰撞后的碳核垂直于磁场方向射入匀强磁场,测得碳核做圆周运动的半径为r,已知元电荷的电荷量为e,求该磁场的磁感应强度大小。【解析】(1behenc(2)根据动量守恒定律有:mnv0=-mnv1+12mnv2解得v2=(v1+v0)(3)根据牛顿第二定律和洛伦兹力公式有6ebv2=,解得b=答案:

7、(1behenc(2)(v1+v0) (3)【总结提升】有关核反应方程问题的处理方法(1)核反应过程一般都是不可逆的,所以核反应方程只能用箭头表示反应方向,不能用等号连接。(2)核反应的生成物一定要以实验为基础,不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写核反应方程。(3)核反应遵循核电荷数守恒。(4)在书写核反应方程时,应先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置上,然后根据核反应规律计算出未知核(或未知粒子)的电荷数和质量数,最后确定它们是哪种元素(或哪种粒子)。8.(10分)若让氢的三种同位素先以相同的速度进入相同的匀强磁场做匀速圆周运动,再以相同的动量进入相同的匀强磁场做匀速圆周运动,其受到的向心力和轨道半径大小顺序如何?【解析】当同位素以相同速度进入相同的匀强磁场,由洛伦兹力提供向心力得qvb=,则r=,b、q一定,当v相同时,rm,则r氕<r氘<r氚,由于动量p=mv,当动量相同时,则r氕=r氘=r氚。由fn=qvb知速度相同时向心力大小相同,即f氕=f氘=f氚,又因为f=qvb=,q、p、b一定,f,故f氕>f氘>f氚。答案:以相同速度进入磁场时,f氕=f氘=f氚,r氕<r氘<r氚以相同动量进入磁场时,f氕>f氘>f氚,r氕=r氘