高中物理第十九章原子核19.1原子核的组成同步训练含解析新人教选修.docx

19.1原子核的组成一、选择题1、关于原子结构及原子核的知识，下列判断正确的是（） A、每一种原子都有自己的特征谱线B、处于n=3的一个氢原子回到基态时一定会辐射三种频率的光子C、射线的穿透能力比射线强D、衰变中的电子来自原子的内层电子2、下列射线中，来自于原子核内部，且穿透能力最强的射线是（） A、射线B、射线C、阴极射线D、X射线3、下列粒子流中贯穿本领最强的是（） A、射线B、阴极射线C、质子流D、中子流4、关于原子结构及原子核的知识，下列判断正确的是（） A、每一种原子都有自己的特征谱线B、处于n=3的一个氢原子回到基态时可能会辐射三种频率的光子C、射线的穿透能力比射线强D、衰变中的电子来自原子的内层电子5、在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出、射线，这些射线会导致某些疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法中不符合实际情况的是（） A、射线的电离本领最强，穿透能力最弱B、射线的穿透能力最强，电离本领最弱C、射线可以单独产生，也可以伴随着衰变或衰变产生D、衰变释放的电子是原子核内中子转化成质子和电子所产生的6、在以下说法中，正确的是（） A、医学上利用射线治疗肿瘤主要是利用了射线的穿透能力强的特点B、若用频率更高的单色光照射时，同级牛顿环半径将会变大C、机械波在传播波源的振动的形式的同时不传递了能量D、麦克耳孙莫雷实验表明：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的7、下列关于电磁波的说法正确的是（） A、麦克斯韦首先从理论上预言了电磁波，并用实验证实了电磁波的存在B、电磁波能发生干涉、衍射现象和多普勒效应，但不能发生偏振现象C、X射线是一种波长比紫外线短的电磁波，医学上可检查人体内病变和骨骼情况D、红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线8、下列说法不正确的是（） A、在、这三种射线中射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强B、假如有18个某种放射性元素的原子核，经过一个半衰期，一定是有9个原子核发生了衰变C、某单色光照射一定金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属时可能发生光电效应D、原子核的比结合能越大，原子核越稳定9、关于天然放射现象，下列说法中正确的是（） A、衰变说明原子核里有电子B、某原子核经过一次衰变和两次衰变后，核内中子数减少4个C、放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短D、射线的电离作用很强，可用来消除有害静电10、关于原子物理的知识下列说法中错误的为（） A、电子的发现证实了原子是可分的B、卢瑟福的粒子散射实验建立了原子的核式结构模型C、天然放射现象的发现揭示了原子核是由质子和中子组成的D、射线是高速运动的电子流，有较弱的电离本领11、下列说法正确的是（） A、人类关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象B、在 ， ， 三种射线中射线电离作用最强C、放射性元素的半衰期会随着温度的升高而缩短D、较重的核分裂成中等质量大小的核，核子的比结合能都会减小12、下列说法中不正确的是（） A、卢瑟福提出原子的核式结构模型建立的基础是粒子的散射实验B、发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构C、比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，原子核越稳定D、原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用13、下列说法正确的有（） A、黑体辐射的强度与频率的关系是：随着温度的升高，各种频率的辐射都增加，辐射强度极大值的光向频率较低的方向移动B、粒子散射实验中少数粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据C、天然放射现象的发现说明了原子有复杂的结构D、利用射线可发现金属制品中的裂纹14、下列说法正确的是（） A、天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构B、粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构C、原子核发生衰变生成的新核原子序数减少D、氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长15、下列说法正确的是（） A、粒子散射实验证明了原子核还可以再分B、天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构C、分别用X射线和绿光照射同一金属表面都能发生光电效应，但用X射线照射时光电子的最大初动能较小D、基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射多种频率的光子二、填空题16、自从1896年贝克勒耳发现铀的放射性现象以后，科学家_首先研究了铀放射线的来源，并在1898年相继发现了放射性更强的钋和镭两种新元素放射性元素会连续发生衰变，如图是反映铀核衰变的特性曲线，由图可知，经过4860年，铀经历了_个半衰期17、天然放射性现象发出的射线中，存在射线、_和射线，其中射线的本质是高速运动的_核（填写元素名称） 18、在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，如图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请图中各射线的名称：1射线是_，2射线是_，3射线是_19、如图所示，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置假如放射源能放射出、三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm厚的铝板，那么是三种射线中的_射线对控制厚度起主要作用当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调_一些20、下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上X光机_；紫外线灯_；理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好这里的“神灯”是利用了_A紫外线的波长很短 B紫外线具有很强的荧光作用；C紫外线具有杀菌消毒作用； DX射线的很强的贯穿力；E红外线具有显著的热作用三、解答题21、如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图(1)请你简述自动控制的原理(2)如果工厂生产的为的铝板，在、和三种射线中，你认为哪一种射线在的厚度控制中起主要作用，为什么？22、回答问题：(1)科学家常用中子轰击原子核，这是因为？(2)一个 U原子中含有多少个质子？含有多少个中子？含有多少个电子？23、英国物理学家卢瑟福1919年通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现了什么？实验时，卢瑟福仔细调节铝箔的厚度，使什么恰好不能穿透铝箔？该实验的核反应方程为？24、有三个原子核X、Y、Z ， 已知X核放出一个电子后变为Y核，再用质子（11H）轰击Y核生成Z核并放出一个氦核（24He），则Y核比X核中质子数多多少个？Z核比X核的中子数少多少个？25、1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现什么？图中A为放射源发出的什么粒子？B为什么气？完成该实验对应的核反应方程？答案解析部分一、选择题 1、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质故A正确B、处于n=3的一个氢原子回到基态时可能会辐射一种频率的光子，或两种不同频率的光子，处于n=3的“一群”氢原子回到基态时会辐射三种频率的光子故B错误C、射线的穿透能力最弱，电离本领最强故C错误D、衰变中的电子来自原子内部的中子转化为质子同时释放出一个电子故D错误故选：A【分析】每种原子都有自己的特征谱线，处于n=3的一个氢原子回到基态时最多会辐射三种频率的光子，射线的穿透能力最弱，电离本领最强衰变中的电子来自原子内部的中子转化为质子同时释放出一个电子放射性元素的半衰期与压力、温度无关2、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】题目要求射线来自原子核内部，所以只有AB选项符合，射线的电离作用最强，射线的穿透能力最强，故A正确，BCD错误故选：A【分析】首先知道常见的射线，利用常见射线的本质和特点分析即可，还常考查射线的用途3、【答案】 D【考点】原子核的组成【解析】【解答】射线射线的穿透能力最弱，一张纸即可把它挡住，但是其电离能力最强，阴极射线是电子流，能穿透0.5mm的铝板；质子流比电子流的穿透能力要强一些，中子不带电，相同的情况下中子的穿透能力最强故选：D【分析】本题比较简单，明确射线、阴极射线、质子流与中子流的穿透能力、电离能力等性质即可正确解答4、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质故A正确B、处于n=3的一个氢原子回到基态时可能会辐射一种频率的光子，或两种不同频率的光子，处于n=3的“一群”氢原子回到基态时会辐射三种频率的光子故B错误C、射线的穿透能力最弱，电离本领最强故C不正确D、衰变中的电子来自原子内部的中子转化为质子同时释放出一个电子故D错误故选：A【分析】每种原子都有自己的特征谱线，处于n=3的一个氢原子回到基态时最多会辐射三种频率的光子，射线的穿透能力最弱，电离本领最强衰变中的电子来自原子内部的中子转化为质子同时释放出一个电子5、【答案】 C【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、B、三种射线中的射线电离性强，穿透能力最强最差；穿透能力最强，电离本领最弱故AB正确；C、射线是伴随着衰变或衰变产生，不可以单独产生故C错误；D、衰变释放的电子是原子核内中子转化成质子和电子所产生的故D正确本题选择错误的，故选：C【分析】三种射线中，射线的实质是电子流，射线的实质是电磁波，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强射线是伴随着衰变或衰变产生衰变的实质是原子核的一个中子变为质子同时释放一个电子6、【答案】 D【考点】原子核的组成【解析】【解答】A医学上利用射线治疗肿瘤主要是利用了射线的具有高能量的特点，故A错误；B若用频率更高的单色光照射时，光的波长变小，同级牛顿环半径将会变小，故B错误；C机械波在传播波源的振动的形式的同时传递了能量故C不正确；D爱因斯坦的相对论与麦克耳孙莫雷实验表明：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的，与参考系的选取无关故D正确故选：D【分析】射线治疗肿瘤主要是利用了射线的具有高能量容易破环肿瘤细胞；牛顿环是等厚干涉，条纹间距与波长成正比；机械波在传播的是振动形式和能量；光速不变原理是爱因斯坦狭义相对论的基本假设之一；7、【答案】 C【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、麦克斯韦预言电磁波，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；B、电磁波能发生干涉、衍射现象和多普勒效应、偏振等所有波的现象，故B错误；C、X射线是一种波长比紫外线短的电磁波，具有较强的穿透能力，医学上可检查人体内病变和骨骼情况，故C正确；D、红外线的显著作用是热作用，任何物体都会产生红外辐射，故D错误；故选：C【分析】麦克斯韦预言电磁波，赫兹证实了电磁波的存在；电磁波能产生波的任何现象；X射线是一种波长比紫外线短的电磁波，具有较强的穿透能力；任何物体都会产生红外辐射；8、【答案】 B【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、三种射线中射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强，故A正确；B、对于半衰期是具有统计规律，只有大量原子核才有意义，故B错误；C、不发生光电效应，说明入射光的频率小于极限频率，当波长较短，则其频率越高，因此可能发生光电效应，故C正确；D、比结合能越大，原子核越稳定，故D正确；E、两个轻核结合成质量较大的核，属于核聚变，故E错误；故选：B【分析】根据射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强；半衰期是针对大量原子核来说，才有意义；波长越短，频率越高，则可能大于极限频率，从而发生光电效应；比结合能越大的，原子核越稳定；两轻核结合成质量较大的核，是核聚变，从而即可各项求解9、【答案】 B【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、衰变时，原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，释放出来的电子就是粒子，可知衰变现象不是说明电子是原子核的组成部分故A错误B、某放射性元素经过1次衰变和2次衰变共产生：1个24He和2个10e所以质量数减少：4，核电荷数不变，根据质量数守恒和电荷数守恒得知，中子数减少：4故B正确C、半衰期是由原子核内部性质决定的，与温度无关，所以升高放射性物质的温度，不能缩短其半衰期故C错误D、射线的电离作用很弱，不能用来消除有害静电故D错误故选B【分析】衰变中产生的电子是原子核中的一个中子转化而来的；衰变过程中，一个原子核释放一个粒子（由两个中子和两个质子形成的氦原子核），并且转变成一个质量数减少4，核电荷数减少2的新原子核衰变过程中，一个原子核释放一个粒子（电子）根据质量数守恒和电荷数守恒求解原子核衰变后核内中子数的变化；升高放射性物质的温度，不能缩短其半衰期射线的电离作用很弱，不能用来消除有害静电10、【答案】 C【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、英国科学家汤姆生通过阴极射线的研究，发现电子，电子的发现证实了原子是可分的故A正确；B、卢瑟福的粒子散射实验否定了汤姆生的原子结构模型故B正确；C、天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故C错误；D、射线是高速运动的电子流它贯穿本领比粒子强，比射线弱，则有较弱的电离本领故D正确；本题选择错误的，故选：C【分析】英国科学家汤姆生通过阴极射线的研究，发现电子，电子的发现证实了原子是可分的卢瑟福的粒子散射实验否定了汤姆生的原子结构模型天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，但原子核是由质子和中子组成射线是高速运动的电子流它贯穿本领比粒子强，比射线弱11、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、人类最初对原子核的认识就是来源于天然放射现象，故A正确；B、 ， ， 三种射线中射线的电离本领最强，故B错误；C、半衰期由原子核本身决定，与外界任何因素都无关，故C错误；D、不同原子核的平均结合能不同，中等质量的核的平均结合能比轻核、重核的平均结合能都大故D不正确；故选：A【分析】根据三种射线的特性、半衰期的特点和裂变聚变的特点去分析，并由平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量，从而即可求解12、【答案】 D【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、卢瑟福通过粒子散射实验提出的原子核式结构模型，故A正确；B、元素的放射性不受化学形态影响，说明射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的，故B正确；C、比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C正确；D、核力是短程力，只有相邻的核力之间有力，故D错误；故选：D【分析】卢瑟福提出的原子核式结构模型，仅能解释粒子散射实验；元素的放射性不受化学形态影响，说明射线来自原子核，且原子核内部是有结构的；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定；波尔理论和经典力学判断13、【答案】 B【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短、频率较高的方向移动，故A错误；B、当粒子穿过原子时，电子对粒子影响很小，影响粒子运动的主要是原子核，离核远则粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以粒子接近它的机会就很少，因此只有少数粒子发生较大偏转，卢瑟福正是对这些现象的认真研究提出了原子核式结构模型，故B正确；C、人们认识到原子核具有复杂结构是从发现天然放射现象开始的，故C错误；D、射线的穿透能力最弱，不能用射线检查金属制品的裂纹，故D错误故选：B【分析】正确解答本题需要掌握：随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动；粒子散射实验的实验现象以及结论；了解有关天然放射现象的知识；射线的穿透能力最弱，不能用射线检查金属制品的裂纹14、【答案】 A【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、天然放射现象说明原子核内部有复杂结构故A正确B、粒子散射实验说明了原子的核式结构模型故B错误C、发生衰变生成的新核原子序数增加，但质量数不变故C不正确D、从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，根据波长与频率成反比，则从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长故D错误故选：A【分析】粒子散射实验说明了原子的核式结构模型，天然放射现象说明原子核内部有复杂结构跃迁时辐射的能量等于两能级间的能级差，即频率与波长的关系，并根据或衰变，来认识射线15、【答案】 D【考点】原子核的组成【解析】【解答】A、粒子散射实验提出原子核式结构，故A错误；B、天然放射现象的发现揭示了原子核的复杂结构，故B错误；C、X射线的频率大于绿光，当都能发生光电效应时，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大，故C不正确；D、当基态的氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，因不稳定，则会向基态跃迁，可能发射多种频率的光子，故D正确；故选：D【分析】粒子散射实验提出原子核式结构；天然放射现象揭示了原子核复杂结构；当发生光电效应时，入射光的频率越大，则最大初动能越大；原子吸收能量后，跃迁到激发态，因不稳定，则向基态跃迁，从而会发射多种频率的光子，从而即可求解二、填空题 16、【答案】 居里夫人；3【考点】原子核的组成，原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】贝克勒耳发现铀的放射性现象以后，居里夫人首先研究铀放射线的来源；由图象可知有半数原子核发生衰变用的时间为1620年，故经过4860年，铀经历了3个半衰期；故答案为：居里夫人，3【分析】贝克勒耳发现铀的放射性现象以后，居里夫人首先研究铀放射线的来源；由图可得半衰期，进而计算4860年是多少个半衰期17、【答案】射线；氦 【考点】原子核的组成 【解析】【解答】天然放射性现象会发出射线、射线和射线：射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来；故放出的是氦原子核射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即粒子射线是原子核在发生衰变和衰变时产生的能量以光子的形式释放故答案为：射线，氦【分析】解答本题应掌握，天然放射性现象发出的粒子包括：射线、射线和射线；并能并确各种射线的性质以及所对应的成分 18、【答案】 ；【考点】原子核的组成【解析】【解答】三种射线在匀强磁场中向上运动时，射线带正电荷，可以判断它将向右偏转，即图中的3射线是射线；射线带负电荷，可以判断它将向左偏转，即图中的1射线是射线；射线不带电，不偏转，即图中的2射线是射线；故答案为：射线，射线，射线【分析】该题通过带电粒子在磁场中运动，考查三种射线的特性，射线带正电荷，在磁场中根据左手定则判定向右偏转；射线带负电荷，偏转的方向与射线相反；射线不带电，不偏转；由此可以判定19、【答案】；大 【考点】原子核的组成 【解析】【解答】、三种射线的穿透能力不同，射线不能穿过3mm厚的铝板，射线又很容易穿过3mm厚的铝板，厚度的微小变化不会使穿过铝板的射线的强度发生较明显变化，所以基本不受铝板厚度的影响而射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化会使穿过铝板的射线的强度发生较明显变化，即是射线对控制厚度起主要作用若超过标准值，说明铝板太薄了，应该将两个轧辊间的距离调大些故答案为： ， 大【分析】射线穿透本领太弱，射线穿透能力又太强，而射线穿透能力居中 20、【答案】 D；C；E【考点】原子核的组成【解析】【解答】X光机利用X射线有很强的穿透能力；紫外线灯是利用紫外线具有杀菌消毒作用；而“神灯”是利用红外线具有显著的热作用；故选：（1）D；（2）C；（3）E【分析】X光具有很强的贯穿力，可以拍摄X光片；紫外线具有杀菌消毒作用；红外线具有显著的热作用三、解答题 21、【答案】 （1）放射线具有穿透本领，如果向前运动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化，这种变化被转化为电信号输入到相应装置，进而自动地控制图中右侧的两个轮间的距离，使铝板的厚度恢复正常（2）射线起主要作用因为射线的穿透本领很小，一张薄纸就能把它挡住；射线的穿透本领非常强，能穿透几厘米的铝板，1mm左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化不大；射线的穿透本领较强，能穿透几毫米的铝板，当铝板的厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化较大，探测器可明显地反应出这种变化，使自动化系统做出相应的反应【考点】原子核的组成【解析】【解答】（1）放射线具有穿透本领，如果向前运动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化，这种变化被转化为电信号输入到相应装置，进而自动地控制图中右侧的两个轮间的距离，使铝板的厚度恢复正常（2）射线起主要作用因为射线的穿透本领很小，一张薄纸就能把它挡住；射线的穿透本领非常强，能穿透几厘米的铝板，1mm左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化不大；射线的穿透本领较强，能穿透几毫米的铝板，当铝板的厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化较大，探测器可明显地反应出这种变化，使自动化系统做出相应的反应故答案为：射线起主要作用【分析】