高中物理 第19章 原子核 1 原子核的組成學(xué)業(yè)分層測評 新人教選修3-5

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原子核的組成 (建議用時：45分鐘) [學(xué)業(yè)達標] 1．由原子核符號92U，可知(　　) A.92U原子核中有質(zhì)子92個 B.92U原子核中有電子92個 C.92U原子核中有中子235個 D.92U原子核中有中子143個 E.92U原子核中有核子235個 【解析】　原子核符號為X，A為核子數(shù)，Z為質(zhì)子數(shù)，可見92U原子核中核子數(shù)是235個，質(zhì)子數(shù)是92個，中子數(shù)為235－92＝143個，故B、C錯誤，A、D、E正確． 【答案】　ADE 2．如圖1916所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線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向里的勻強磁場，則下列說法中正確的有(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：66390044】 圖1916 A．打在圖中a、b、c三點的依次是α射線、γ射線和β射線 B．α射線和β射線的軌跡是拋物線 C．α射線和β射線的軌跡是圓弧 D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下b E．如果在鉛盒和熒光屏間再一豎直向下的勻強電場，則屏上可能出現(xiàn)兩個亮斑 【解析】　由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強磁場中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?。捎讦亮Ｗ铀俣燃s是光速的，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場中不可能都做直線運動(如果一個打在b，則另一個必然打在b點下方)．故A、C、E正確，B、D錯誤． 【答案】　ACE 3．據(jù)最新報道，放射性同位素鈥Ho，可有效治療癌癥，該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是________． 【解析】　根據(jù)原子核的表示方法得核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝67，中子數(shù)為166－67＝99，故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為99－67＝32. 【答案】　32 4．在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板的厚度，其檢測裝置由放射源、探測器等構(gòu)成，如圖1917所示．該裝置中探測器接收到的是________． 圖1917 【解析】　α射線的穿透本領(lǐng)最弱，一張紙就能將其擋住，而β射線的穿透本領(lǐng)較強，能穿透幾毫米厚的鋁板，γ射線的穿透本領(lǐng)最強，可以穿透幾厘米厚的鉛板，故探測器接收到的應(yīng)該是γ射線． 【答案】　γ射線 [能力提升] 5．靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當它放出一個α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核的軌道半徑之比為44∶1，如圖1918所示，則(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：66390045】 圖1918 A．α粒子與反沖核的動量大小相等、方向相反 B．原來放射性元素的核電荷數(shù)為90 C．反沖核的核電荷數(shù)為88 D．α粒子和反沖核的速度之比大1∶88 E．反沖核的電荷數(shù)為90 【解析】　由于微粒之間相互作用的過程中動量守恒，初始總動量為零，則最終總動量也為零，即α粒子和反沖核的動量大小相等、方向相反，A正確；由于釋放的α粒子和反沖核均在垂直于磁場的平面內(nèi)且在洛倫茲力作用下做圓周運動，由qvB＝得R＝，若原來放射性元素的核電荷數(shù)為Q，則 對α粒子：R1＝ 對反沖核：R2＝ 由p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90，B、C正確；它們的速度大小與質(zhì)量成反比，故D、E錯誤． 【答案】　ABC 6．質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子的質(zhì)量及分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖1919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)加速電場加速后垂直進入有界勻強磁場，到達記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x. 圖1919 (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)強度大小為B，求x的大小； (2)氫的三種同位素H、H、H從離子源S出發(fā)，到達照相底片的位置距入口處S1的距離之比xH∶xD∶xT為多少？ 【導(dǎo)學(xué)號：66390046】 【解析】　(1)離子在電場中被加速時，由動能定理 qU＝mv2， 進入磁場時洛倫茲力提供向心力，qvB＝，又x＝2r， 由以上三式得x＝. (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＝∶∶＝1∶∶. 【答案】　(1)　(2)1∶∶ 7．茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對宇航員構(gòu)成了很大的威脅．現(xiàn)有一束射線(含有α、β、γ三種射線)，(1)在不影響β和γ射線的情況下，如何用最簡單的方法除去α射線？ (2)余下的這束β和γ射線經(jīng)過如圖19110所示的一個使它們分開的磁場區(qū)域，請畫出β和γ射線進入磁場區(qū)域后軌跡的示意圖．(畫在圖上) 圖19110 (3)用磁場可以區(qū)分β和γ射線，但不能把α射線從γ射線束中分離出來，為什么？(已知α粒子的質(zhì)量約是β粒子質(zhì)量的8 000倍，α射線速度約為光速的十分之一，β射線速度約為光速) 【導(dǎo)學(xué)號：66390047】 【解析】　(1)由于α射線貫穿能力很弱，用一張紙放在射線前即可除去α射線． (2)如圖所示． (3)α粒子和電子在磁場中偏轉(zhuǎn) 據(jù)R＝， 對α射線有Rα＝ 對β射線有Re＝ 故＝＝400. α射線穿過此磁場時，半徑很大，幾乎不偏轉(zhuǎn)，故與γ射線無法分離． 【答案】　(1)用一張紙放在射線前即可除去α射線 (2)見解析圖 (3)α射線的圓周運動的半徑很大，幾乎不偏轉(zhuǎn)，故與γ射線無法分離