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2019-2020年高中物理 第19章 第1節(jié) 原子核的組成同步練習(xí) 新人教版選修3-5
一、選擇題(1~5題為單選題,6、7題為多選題)
1.人類認(rèn)識(shí)原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)并進(jìn)行研究從( )
A.發(fā)現(xiàn)電子開始的
B.發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的
C.進(jìn)行α粒子散射實(shí)驗(yàn)開始的
D.發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的
答案:D
解析:自從貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象,科學(xué)家對(duì)放射性元素及射線的組成、產(chǎn)生的原因等進(jìn)行了大量研究,逐步認(rèn)識(shí)到原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu),故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。
2.關(guān)于質(zhì)子與中子,下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成
B.質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子
C.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,并預(yù)言了中子的存在
D.盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子,并預(yù)言了質(zhì)子的存在
答案:D
解析:原子核內(nèi)存在質(zhì)子和中子,中子和質(zhì)子統(tǒng)稱為核子,盧瑟福只發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,以后又預(yù)言了中子的存在。
3.(湛江市xx~xx學(xué)年高二下學(xué)期期末)下列現(xiàn)象中,與原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化有關(guān)的是( )
A.α粒子散射現(xiàn)象 B.天然放射現(xiàn)象
C.光電效應(yīng)現(xiàn)象 D.原子發(fā)光現(xiàn)象
答案:B
解析:天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化引起的。
4.若用x代表一個(gè)中性原子中核外的電子數(shù),y代表此原子的原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù),z代表此原子的原子核內(nèi)的中子數(shù),則對(duì)Th的原子來說( )
A.x=90,y=90,z=234
B.x=90,y=90,z=144
C.x=144,y=144,z=90
D.x=234,y=234,z=324
答案:B
解析:在Th中,左下標(biāo)為質(zhì)子數(shù),左上標(biāo)為質(zhì)量數(shù),則y=90;中性原子的核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù),所以x=90;中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù),z=234-90=144,所以B選項(xiàng)對(duì)。
5.人類探測(cè)月球發(fā)現(xiàn),在月球的土壤中含有較豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦,它可以作為未來核聚變的重要原料之一。氦的該種同位素應(yīng)表示為( )
A.He B.He
C.He D.He
答案:B
解析:氦的同位素質(zhì)子數(shù)一定相同,質(zhì)量數(shù)為3,故可寫作He,因此B正確,A、C、D錯(cuò)。
6.下列哪些現(xiàn)象能說明射線來自原子核( )
A.三種射線的能量都很高
B.放射線的強(qiáng)度不受溫度,外界壓強(qiáng)等物理?xiàng)l件的影響
C.元素的放射性與所處的化學(xué)狀態(tài)(單質(zhì)、化合態(tài))無關(guān)
D.α射線、β射線都是帶電的粒子流
答案:BC
解析:能說明放射線來自原子核的證據(jù)是,元素的放射性與其所處的化學(xué)狀態(tài)和物理狀態(tài)無關(guān),B、C正確。
7.如圖所示,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外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則下列說法中正確的有( )
A.打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是β射線、γ射線和α射線
B.α射線和β射線的軌跡都是拋物線
C.α射線和β射線的軌跡都是圓弧
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
答案:AC
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下,β粒子受的洛倫茲力向上,軌跡都是圓弧。由于α粒子速度約是光速的1/10,而β粒子速度接近光速,所以在同樣的混合場(chǎng)中不可能都做直線運(yùn)動(dòng),選A、C兩項(xiàng)。
二、非選擇題
8.現(xiàn)在,科學(xué)家正在設(shè)法探尋“反物質(zhì)”。反謂的“反物質(zhì)”是由“反粒子”組成的,“反粒子”與對(duì)應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和電荷量,但電荷的符號(hào)相反,據(jù)此,反α粒子的質(zhì)量數(shù)為________,電荷數(shù)為________。
答案:4 -2
解析:α粒子是氦核,它由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子構(gòu)成,故質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2。而它的“反粒子”質(zhì)量數(shù)也是“4”,但電荷數(shù)為“-2”。
9.如圖所示,R是放射源,虛線方框是勻強(qiáng)磁場(chǎng),L是厚紙板,M是熒光屏,實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)在熒光屏的O、P兩處有亮斑,則磁場(chǎng)方向、到達(dá)O點(diǎn)和P點(diǎn)的射線,屬于表中哪種情況?說明理由。
選項(xiàng)
磁場(chǎng)方向
O點(diǎn)
P點(diǎn)
A
β
α
B
α
β
C
γ
β
D
γ
α
答案:C 因?yàn)棣辽渚€是氦原子核流,它的貫穿本領(lǐng)很小,所以它不能穿透厚紙板;β射線是高速電子流,它的貫穿本領(lǐng)很強(qiáng),可以穿透厚紙板而到達(dá)熒光屏;γ射線是波長極短的光子流,是貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)的,但它在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn),所以γ射線射到O點(diǎn)、β射線射到P點(diǎn),根據(jù)左手定則便可確定磁場(chǎng)是垂直紙面向里的。
能力提升
一、選擇題(1~4題為單選題,5、6題為多選題)
1.(濟(jì)南市xx~xx學(xué)年高二下學(xué)期五校聯(lián)考)如圖,放射性元素鐳衰變過程中釋放出α、β、γ三種射線,分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,下列說法正確的是( )
A.①表示γ射線,③表示α射線
B.②表示β射線,③表示α射線
C.④表示α射線,⑤表示γ射線
D.⑤表示β射線,⑥表示α射線
答案:C
解析:α帶正電,β帶負(fù)電,γ不帶電,γ射線在磁場(chǎng)中一定不偏轉(zhuǎn),②⑤為γ射線;如左圖所示的電場(chǎng)中,α射線向右偏,β射線向左偏,①為β射線,③為α射線;在如右圖所示磁場(chǎng)中,由左手定則判斷,α射線向左偏,β射線向右偏,即④為α射線,⑥為β射線,故正確選項(xiàng)是C。
2.以下說法正確的是( )
A.Th為釷核,由此可知,釷核的質(zhì)量數(shù)為90,釷核的質(zhì)子數(shù)為234
B.Be為鈹核,由此可知,鈹核的質(zhì)量數(shù)為9,鈹核的中子數(shù)為4
C.同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)量數(shù)
D.同一元素的兩種同位素具有不同的中子數(shù)
答案:D
解析:A項(xiàng)釷核的質(zhì)量數(shù)為234,質(zhì)子數(shù)為90,所以A錯(cuò);B項(xiàng)鈹核的質(zhì)子數(shù)為4,中子數(shù)為5,所以B錯(cuò);由于同位素是指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同,即質(zhì)量數(shù)不同,因而C錯(cuò),D對(duì)。
3.如圖所示,天然放射性元素,放出α、β、γ三種射線同時(shí)射入互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,射入時(shí)速度方向和電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向都垂直,進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后發(fā)現(xiàn)β射線和γ射線都沿直線前進(jìn),則α射線( )
A.向右偏 B.向左偏
C.直線前進(jìn) D.無法判斷
答案:A
解析:γ射線不帶電,故在電磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn),β射線不偏轉(zhuǎn)是因?yàn)殡妶?chǎng)力與洛倫茲力是一對(duì)平衡力,故Eq=Bqv即v=,而α射線的速度比β射線小,因此α射線受向右的電場(chǎng)力遠(yuǎn)大于向左的洛倫茲力,故α射線向右偏,A正確,B、C、D錯(cuò)。
4.如圖所示,x為未知的放射源,L為薄鋁片,若在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上L后,計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小,在L和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變,則x可能是( )
A.α和β的混合放射源 B.純?chǔ)练派湓?
C.α和γ的混合放射源 D.純?chǔ)梅派湓?
答案:C
解析:此題考查運(yùn)用三種射線的性質(zhì)分析問題的能力。在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上鋁片后,計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小,說明射線中有穿透力很弱的粒子,即α粒子,在鋁片和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng),計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變,說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子,故只有γ射線。因此,放射源可能是α和γ的混合放射源。
5.以下說法中正確的是( )
A.原子中含有帶負(fù)電的電子,所以原子帶負(fù)電
B.原子核中的質(zhì)子數(shù),一定與核外電子數(shù)相等
C.用粒子轟擊氮、氟、鈉、鋁等元素的原子核都可以打出質(zhì)子,因此人們斷定質(zhì)子是原子核的組成部分
D.絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于核電荷數(shù)跟質(zhì)子電荷數(shù)之比,因此原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子
答案:CD
解析:原子中除了帶負(fù)電的電子外,還有帶正電的質(zhì)子,故A錯(cuò)。對(duì)于中性原子來說,原子核中的質(zhì)子數(shù)才跟核外電子數(shù)相等,故B錯(cuò)。正是用α粒子轟擊原子核的實(shí)驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,故C正確。因?yàn)榻^大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于核電荷數(shù)跟質(zhì)子電荷數(shù)之比,才確定原子核內(nèi)必還有別的中性粒子, 故D正確。故正確答案為C、D。
6.下面說法正確的是( )
A.β射線的粒子和電子是兩種不同的粒子
B.紅外線的波長比X射線的波長長
C.α粒子不同于氦原子核
D.γ射線的貫穿本領(lǐng)比α粒子的強(qiáng)
答案:BD
解析:由電磁波譜知紅外線的波長比X射線波長要長。另外,β射線是電子流,α粒子是氦核,從α、β、γ三者的穿透本領(lǐng)而言,γ射線最強(qiáng),α粒于最弱,故B、D對(duì)。
二、非選擇題
7.在暗室的真空管裝置中做如下實(shí)驗(yàn):在豎直放置的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一個(gè)能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的放射源,從放射源射出的一束射線垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng),如圖所示,在與放射源距離為H高處水平放置兩張疊放
著的涂藥面朝下的顯影紙(比一般紙厚且堅(jiān)韌的涂有感光藥的紙),經(jīng)射線照射一段時(shí)間后使兩張顯影紙顯影。
(1)上面的顯影紙有幾個(gè)暗斑?各是什么射線的痕跡?
(2)下面的顯影紙顯出3個(gè)暗斑,試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比;
(3)若在此空間再加上與電場(chǎng)方向垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一次使α射線不偏轉(zhuǎn),一次使β 射線不偏轉(zhuǎn),則兩次所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比是多少?(已知mα=4u,mβ=u,vα=,vβ=c)
答案:(1)2個(gè)暗斑,分別是β、γ射線的痕跡
(2)sα∶sβ=5∶184
(3)Bα∶Bβ=10∶1
解析:(1)一張顯影紙即可擋住α射線。
(2)s=at2,而a=qE/m,t=,故s=,
即sα∶sβ=∶=5∶184
(3)qE=qvB,所以B=∝ ,
故Bα∶Bβ=vβ∶vα=10∶1。
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