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

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原子核的組成 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．由原子核符號(hào)92U，可知(　　) A.92U原子核中有質(zhì)子92個(gè) B.92U原子核中有電子92個(gè) C.92U原子核中有中子235個(gè) D.92U原子核中有中子143個(gè) E.92U原子核中有核子235個(gè) 【解析】　原子核符號(hào)為X，A為核子數(shù)，Z為質(zhì)子數(shù)，可見(jiàn)92U原子核中核子數(shù)是235個(gè)，質(zhì)子數(shù)是92個(gè)，中子數(shù)為235－92＝143個(gè)，故B、C錯(cuò)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(xiàn)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(qiáng)磁場(chǎng)，則下列說(shuō)法中正確的有(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66390044】 圖1916 A．打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是α射線(xiàn)、γ射線(xiàn)和β射線(xiàn) B．α射線(xiàn)和β射線(xiàn)的軌跡是拋物線(xiàn) C．α射線(xiàn)和β射線(xiàn)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(qiáng)電場(chǎng)，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(qiáng)電場(chǎng)，則屏上可能出現(xiàn)兩個(gè)亮斑 【解析】　由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中α粒子受的洛倫茲力向上，β粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧．由于α粒子速度約是光速的，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場(chǎng)中不可能都做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(如果一個(gè)打在b，則另一個(gè)必然打在b點(diǎn)下方)．故A、C、E正確，B、D錯(cuò)誤． 【答案】　ACE 3．據(jù)最新報(bào)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(shí)需要?jiǎng)討B(tài)地監(jiān)測(cè)鋼板的厚度，其檢測(cè)裝置由放射源、探測(cè)器等構(gòu)成，如圖1917所示．該裝置中探測(cè)器接收到的是________． 圖1917 【解析】　α射線(xiàn)的穿透本領(lǐng)最弱，一張紙就能將其擋住，而β射線(xiàn)的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，能穿透幾毫米厚的鋁板，γ射線(xiàn)的穿透本領(lǐng)最強(qiáng)，可以穿透幾厘米厚的鉛板，故探測(cè)器接收到的應(yīng)該是γ射線(xiàn)． 【答案】　γ射線(xiàn) [能力提升] 5．靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)α粒子后，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，測(cè)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(hào)：66390045】 圖1918 A．α粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反 B．原來(lái)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(guò)程中動(dòng)量守恒，初始總動(dòng)量為零，則最終總動(dòng)量也為零，即α粒子和反沖核的動(dòng)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(chǎng)的平面內(nèi)且在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，由qvB＝得R＝，若原來(lái)放射性元素的核電荷數(shù)為Q，則 對(duì)α粒子：R1＝ 對(duì)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(cuò)誤． 【答案】　ABC 6．質(zhì)譜儀是一種測(cè)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(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，到達(dá)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(qiáng)度大小為B，求x的大??； (2)氫的三種同位素H、H、H從離子源S出發(fā)，到達(dá)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(hào)：66390046】 【解析】　(1)離子在電場(chǎng)中被加速時(shí)，由動(dòng)能定理 qU＝mv2， 進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)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(xiàn)，對(duì)宇航員構(gòu)成了很大的威脅．現(xiàn)有一束射線(xiàn)(含有α、β、γ三種射線(xiàn))，(1)在不影響β和γ射線(xiàn)的情況下，如何用最簡(jiǎn)單的方法除去α射線(xiàn)？ (2)余下的這束β和γ射線(xiàn)經(jīng)過(guò)如圖19110所示的一個(gè)使它們分開(kāi)的磁場(chǎng)區(qū)域，請(qǐng)畫(huà)出β和γ射線(xiàn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后軌跡的示意圖．(畫(huà)在圖上) 圖19110 (3)用磁場(chǎng)可以區(qū)分β和γ射線(xiàn)，但不能把α射線(xiàn)從γ射線(xiàn)束中分離出來(lái)，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(xiàn)速度約為光速的十分之一，β射線(xiàn)速度約為光速) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66390047】 【解析】　(1)由于α射線(xiàn)貫穿能力很弱，用一張紙放在射線(xiàn)前即可除去α射線(xiàn)． (2)如圖所示． (3)α粒子和電子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) 據(jù)R＝， 對(duì)α射線(xiàn)有Rα＝ 對(duì)β射線(xiàn)有Re＝ 故＝＝400. α射線(xiàn)穿過(guò)此磁場(chǎng)時(shí)，半徑很大，幾乎不偏轉(zhuǎn)，故與γ射線(xiàn)無(wú)法分離． 【答案】　(1)用一張紙放在射線(xiàn)前即可除去α射線(xiàn) (2)見(jiàn)解析圖 (3)α射線(xiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑很大，幾乎不偏轉(zhuǎn)，故與γ射線(xiàn)無(wú)法分離