高中物理教科版5第三章原子核 学业分层测评8第3章1原子核的组成与核力

学业分层测评(八)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于质子与中子，下列说法正确的是()A．原子核(除氢核外)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E．查德威克用α粒子轰击铍发现了质子【解析】原子核(除氢核外)由质子和中子构成，质子和中子统称为核子，卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在，查德威克用α粒子轰击铍发现了中子，故A、B、C正确，D、E错误．【答案】ABC2．用高能eq\o\al(86,36)Kr(氪)离子轰击eq\o\al(208,82)Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核，关于新核的推断正确的是()A．其质子数为118 B．其质量数为293C．其原子序数为118 D．其中子数为90E．其质子数为122【解析】核反应方程为eq\o\al(208,82)Pb＋eq\o\al(86,36)Kr→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(293,118)X，新核质量数为293，质子数为118，中子数为293－118＝175.故正确选项为A、B、C.【答案】ABC3．某种元素的原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，下列说法中正确的是()【导学号：11010035】A．原子核的质子数为ZB．原子核的中子数为A－ZC．原子核的质子数为AD．原子核的质子数为A－ZE．原子核的质量数为Z【解析】根据原子核的符号的含义：A表示质量数，Z表示质子数，则中子数为A－Z，所以A、B、E正确．【答案】ABE4．由原子核符号eq\o\al(235,92)U，可知()\o\al(235,92)U原子核中有质子92个\o\al(235,92)U原子核中有电子92个\o\al(235,92)U原子核中有中子235个\o\al(235,92)U原子核中有中子143个E.eq\o\al(235,92)U原子核中有核子235个【解析】原子核符号为eq\o\al(A,Z)X，A为核子数，Z为质子数，可见eq\o\al(235,)92U原子核中核子数是235个，质子数是92个，中子数为235－92＝143个，故B、C错误，A、D、E正确．【答案】ADE5．以下说法中正确的是()A．原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B．原子核中的中子数一定跟核外电子数相等C．用α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原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子E．同种元素的原子质子数相同，中子数可能不同【解析】原子中除了有带负电的电子外，还有带正电的原子核，故A错；原子核中的中子数不一定跟核外电子数相等，故B错；正是用α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原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，才确定原子核内还有别的中性粒子，故D正确；由同位素知识知E正确．【答案】CDE6．已知eq\o\al(228,88)Ra是eq\o\al(226,88)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子数和不同的化学性质E．它们具有相同的核外电子数和相同的化学性质【解析】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、E.【答案】ACE7．对原子核的组成，下列说法正确的是()A．核力可使一些中子组成原子核B．核力可使非常多的质子组成原子核C．自然界中存在只有质子的原子核D．质量较大的原子核内一定有中子E．越重的元素，核子中子数与质子数相差越多【解析】由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子聚集在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”——库仑力，A、B错误；自然界中存在只有一个质子的原子核，如eq\o\al(1,1)H，C正确；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D、E正确.【答案】CDE8．在下列判断中，正确的是()【导学号：11010036】A．组成eq\o\al(238,92)U核的核子中只有相邻核子之间才存在不可忽略的核力作用B．组成eq\o\al(238,92)U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用C．组成eq\o\al(238,92)U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用D．组成eq\o\al(238,92)U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的核力作用E．组成eq\o\al(238,92)U核的质子中只有相邻的质子间才存在不可忽略的核力作用【解析】核力属于短程力，由于组成eq\o\al(238,92)U核的核子较多，两核子之间的距离可能超过核力的作用范围，所以某些核子之间的作用力可能比较小，所以选项A、E正确，B、D错误，但两质子之间都存在库仑斥力的作用，所以选项C正确．【答案】ACE[能力提升]9．一个质子以×107m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．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倍，则下列说法正确的是()A．核反应方程为eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)SiB．核反应方程为eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(28,14)SiC．质子撞铝原子核的过程动量守恒D．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E．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】由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确，B选项错误；由动量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105m/s，即D选项错误，C、E选项正确．【答案】ACE10．1919年卢瑟福通过如图3­1­3所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现了质子．图中A为放射源发出的________粒子，B为________气．写出该实验的核反应方程：______________________________.图3­1­3【解析】题图为α粒子轰击氮原子核生成质子的实验装置，放射源A发出的是α粒子，B为氮气，其核反应方程为：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.【答案】α氮eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H11．质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图3­1­4所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看成为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x.图3­1­4(1)设离子质量为m、电荷量为q、加速电压为U、磁感应强度大小为B，求x的大小；(2)氢的三种同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H从离子源S出发，到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少？【解析】(1)离子在电场中被加速时，由动能定理qU＝eq\f(1,2)mv2，进入磁场时洛伦兹力提供向心力，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)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由(1)结果知，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)12．1930年发现，在真空条件下用α粒子(eq\o\al(4,2)He)轰击铍(eq\o\al(9,4)Be)时，会产生一种看不见的、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α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，碳核质量视为12mn，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】(1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(12,6)C.(2)根据动量守恒定律有mnv0＝－mnv1＋12mnv2，解