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PAGE6-原子核的组成(25分钟50分)一、选择题(本题共4小题,每题5分,共20分)1.卢瑟福发觉质子后,预想到原子核中还有中子的存在,他的主要依据是()A.原子核外电子数与质子数相等B.原子核的质量大约是质子质量的整数倍C.原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些D.质子和中子的质量几乎相等【解析】选C。卢瑟福发觉原子核的核电荷数与原子核的质量数不相等,大约是原子核质量数的一半或少一些,因此预想到在原子核内还存在有质量而不带电的中性粒子,即中子,故符合事实的是C。2.若用x代表一个原子的核外电子数,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来说()A.x=90,y=90,z=234B.x=90,y=90,z=144C.x=144,y=144,z=90D.x=234,y=234,z=324【解析】选B。在Th中,左下标为质子数,左上标为质量数,则y=90;原子的核外电子数等于质子数,所以x=90;中子数等于质量数减去质子数,z=234-90=144,所以B选项对。3.如图所示,一自然放射性物质发出三种射线,经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域。调整电场强度E和磁感应强度B的大小,使得在MN上只有两个点受到射线的照耀。则下面推断正确的是()A.射到b点的肯定是α射线B.射到b点的肯定是β射线C.射到b点的是α射线或β射线D.射到b点的肯定是γ射线【解析】选C。γ射线不带电,在电场和磁场中它都不受力的作用,只能射到a点,选项D错误;调整E和B的大小,既可以使带正电的α射线沿直线前进,也可以使带负电的β射线沿直线前进,沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡,即qE=qBv。已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多,当α粒子沿直线前进时,速度较大的β粒子向右偏转;当β粒子沿直线前进时,速度较小的α粒子也向右偏转,故选项C正确,A、B错误。【补偿训练】试验视察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图,则()A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面对外B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面对外C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面对里D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面对里【解析】选D。静止的原子核发生β衰变,动量守恒,即Mv′=mv,新核和电子在磁场中做匀速圆周运动,依据qvB=m知r=,即r∝,故轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,又由左手定则可知磁场的方向为垂直于纸面对里,所以只有选项D正确。4.(多选)下列说法错误的是 ()A.α射线和γ射线均为电磁波B.γ射线的电离本事比β射线弱C.爱因斯坦在对光电效应的探讨中,提出了光子说D.氢原子从n=2的状态跃迁到n=4的状态时,须要汲取能量E.一束光照耀到某金属上不能发生光电效应,改用波长更长的光束可能发生光电效应【解析】选A、E。γ射线是电磁波,α射线是氦核流,不是电磁波,A选项错误;α射线电离本事最强,γ射线的电离本事最弱,B选项正确;爱因斯坦在对光电效应的探讨中,提出了光子说,C选项正确;当氢原子从n=2的状态跃迁到n=4的状态时,须要汲取能量,D选项正确;一束光照耀到某金属上不能发生光电效应,改用波长更短的光束可能发生光电效应,E选项错误。二、计算题(12分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)5.在匀强磁场中有一静止的原子核X,它自发地射出一个α粒子,α粒子的速度方向与磁感线垂直,若它在磁场中做圆周运动的半径为R,则反冲核的轨迹半径多大?【解析】α粒子与反冲核在垂直于磁场方向上动量守恒,有mαvα=m核v核①又洛伦兹力供应向心力Bqv=得R= ②对α粒子有Rα= ③对反冲核有R核= ④将①代入③④得R核=Rα即R核=R。答案:R【实力挑战区】6.(18分)茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线,对宇航员构成了很大的威逼。现有一束射线(含有α、β、γ三种射线),(1)在不影响β和γ射线的状况下,如何用最简洁的方法除去α射线?(2)余下的这束β和γ射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域,请画出β和γ射线进入磁场区域后的轨迹示意图(画在图上)。(3)用磁场可以区分β和γ射线,但不能把α射线从γ射线束中分别出来,为什么?(已知α粒子的质量约是β粒子质量的8000倍,α射线速度约为光速的非常之一,β射线速度约为光速)【解析】(1)由于α射线贯穿实力很弱,用一张纸放在射线前即可除去α射线。(2)如图所示。(3)α粒子和电子在磁场中偏转,据R=,对α射线有R1=,对β射线有R2=,故==400。α射线穿过此磁场时,半径很大,几乎不偏转,故与γ射线无法分别。答案:(1)用一张纸放在射线前即可除去α射线(2)见解析图(3)α射线的圆周运动的半径很大,几乎不偏转,故与γ射线无法分别【补偿训练】1.如图所示,a为未知自然放射源,b为薄铝片,c为两平行板之间存在着较大电场强度的匀强电场,d为荧光屏,e为固定不动的显微镜筒。试验时,假如将匀强电场c撤去,从显微镜内视察到荧光屏上每分钟闪耀亮点数没有改变;假如再将薄铝片b移开,则从显微镜筒内视察到的每分钟闪耀的亮点数大量增加。由此可判定放射源所发出的射线可能为()A.β射线和α射线 B.α射线、β射线和γ射线C.β射线和γ射线 D.α射线和γ射线【解析】选D。α射线的贯穿本事很小,一张纸就可以把它拦住,β射线能穿透几毫米厚的铝板,γ射线能贯穿几厘米厚的铅板。撤去电场后,荧光屏上闪耀亮点数没有改变,说明原先能到达荧光屏的射线不带电,故放射源发出的射线中有γ射线。撤去薄铝片,闪耀亮点数大量增加,说明放射源发出的射线中有α射线,故选项D正确。2.在暗室的真空装置中做如下试验:在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中,有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源。从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场,如图所示。在与射线源距离为H高处,水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印像纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸),经射线照耀一段时间后两张印像纸显影,则(1)上面的印像纸有几个暗斑?各是什么射线的痕迹?(2)下面的印像纸显出三个暗斑,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α射线不偏转,一次使β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:mα=4u,mβ=u,vα=,vβ=c)【解析】(1)因α粒子贯穿本事弱,穿过下层纸的只有β射线、γ射线,β射线、γ射线在上面的印像纸上留下两个暗斑。(2)下面印像纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑。设α射线、β射线暗斑到中心γ
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