新教材适用2024-2025学年高中物理第5章原子核1原子核的组成夯基提能作业新人教版选择性必修第三册

第五章1.基础达标练一、选择题1．(2024·安徽高三月考)2024年1月10日，中国核潜艇之父黄旭华获国家最高科学技术奖，他为核潜艇研制和跨越式发展作出巨大贡献。物理学史上很多物理学家的科学探讨推动了人类文明的进程，下列说法正确的是(D)A．1896年贝克勒尔发觉自然放射现象揭开原子核内部的信息，他认为原子核是可分的，从原子核内部释放的射线有α射线、β射线、X射线、γ射线B．汤姆孙通过α粒子轰击铍核(eq\o\al(9,4)Be)获得碳核(eq\o\al(12,6)C)的试验发觉了中子C．玻尔理论胜利说明了大量原子光谱规律，其局限性在于保留了经典粒子的观念D．卢瑟福预言了中子的存在，查德威克通过试验发觉了中子解析：1896年贝克勒尔发觉自然放射现象揭开了原子核内部的信息，他认为原子核是可分的，从原子核内部释放的射线有α射线、β射线和γ射线，没有X射线，A错误；查德威克通过α粒子轰击铍核(eq\o\al(9,4)Be)获得碳核(eq\o\al(12,6)C)的试验发觉了中子，B错误；玻尔理论只胜利说明了氢原子光谱规律，其局限性在于保留了经典粒子的观念，C错误；卢瑟福预言了中子的存在，查德威克通过试验发觉了中子，D正确。2．(2024·河南省洛阳市第一中学高二5月)在人类对微观世界进行探究的过程中，科学试验起到了特别重要的作用，下列说法符合历史事实的是(A)A．德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到了实物粒子，提出实物粒子也具有波动性的假设B．贝克勒尔通过对自然放射性现象的探讨，发觉了原子中存在原子核C．卢瑟福通过α粒子散射试验，证明了在原子核内存在质子D．汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转试验，发觉了阴极射线就是高速氦核流解析：德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到了实物粒子，提出实物粒子也具有波动性的假设，选项A正确；贝克勒尔首先发觉自然放射性现象，但没有发觉原子中存在原子核，选项B错误；卢瑟福通过α粒子散射试验的探讨得到了原子的核式结构理论，选项C错误；汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转试验，发觉了阴极射线就是高速电子流，选项D错误。3．在人类对微观世界进行探究的过程中，科学试验起到了特别重要的作用。下列说法正确的是(A)A．居里夫妇从沥青铀矿中分别出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素B．卢瑟福通过对α粒子散射试验的探讨，揭示了原子核有困难的结构C．汤姆孙通过对阴极射线的探讨，发觉阴极射线是原子核中的中子变为质子时产生的β射线D．查德威克用α粒子轰击铍原子核，发觉了质子解析：居里夫妇从沥青铀矿中分别出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，故A正确；卢瑟福通过α粒子散射试验，证明了原子是由原子核和核外电子组成的，但他没有揭示原子核有困难的结构，故B错误；汤姆孙通过对阴极射线的探讨，发觉阴极射线是带负电的粒子，且质量特别小，并未发觉该射线是中子变为质子时产生的β射线，故C错误；查德威克用α粒子轰击铍原子核，发觉了中子，故D错误。4．关于α、β、γ三种射线，下列说法正确的是(B)A．γ射线是波长最长的电磁波，它的穿透实力最强B．γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透实力最强C．α射线是氦核流，它的电离作用最弱D．β射线是电子流，它是原子核的组成部分解析：γ射线一般伴随着α或β射线产生，其波长很短，频率很高，它的穿透实力最强，故A错误，B正确；α射线是氦核流，它的电离作用最强，故C错误；β射线是电子流，它并不是原子核的组成部分，故D错误。5．(多选)eq\o\al(228,88)Ra是eq\o\al(226,88)Ra的一种同位素，对于这两种镭的原子核而言，下列说法正确的是(AC)A．它们具有相同的质子数和不同的质量数B．它们具有相同的中子数和不同的原子序数C．它们具有相同的核电荷数和不同的中子数D．它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质解析：原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的，且原子核的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和。由此知这两种镭的原子核质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数确定，因它们的核外电子数相同，故它们的化学性质也相同。正确选项为AC。6．(2024·江苏盐城调研)α、β和γ射线穿透物质的实力是不同的，为把辐射强度减到一半，所需铝板的厚度分别为0.0005cm、0.05cm和8cm，而钢板降低辐射强度的实力比铝板强一些。工业部门可以运用射线来测厚度。如图所示，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线越弱。因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动限制。假如钢板的厚度须要限制为5cm，请推想测厚仪运用的射线是(C)A．α射线 B．β射线C．γ射线 D．可见光解析：依据α、β、γ三种射线的特点可知，γ射线穿透实力最强，电离作用最弱；α射线电离作用最强，穿透实力最弱。为了能够精确限制钢板的厚度，探测射线应当用γ射线，选项C正确。7．(多选)如图所示，铅盒A中装有自然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面对外的匀强磁场，则下列说法中正确的有(AC)A．打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线B．α射线和β射线的轨迹都是抛物线C．α射线和β射线的轨迹都是圆弧D．假如在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b解析：由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向下，β粒子受的洛伦兹力向上，轨迹都是圆弧。由于α粒子速度约是光速的eq\f(1,10)，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不行能都做直线运动，故AC正确。二、非选择题8．质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理图如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看成为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场中，经磁场偏转后到达照相底片P上，设离子打在P上的位置到入口处S1的距离为x。(1)若离子质量为m、电荷量为q、加速电压为U、磁感应强度大小为B，求x；(2)氢的三种同位素氕(eq\o\al(1,1)H)、氘(eq\o\al(2,1)H)、氚(eq\o\al(3,1)H)从离子源S动身，到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少？答案：(1)eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q))(2)1∶eq\r(2)∶eq\r(3)解析：(1)离子在电场中被加速的过程，由动能定理可得qU＝eq\f(1,2)mv2进入磁场后，洛伦兹力供应向心力，有qvB＝eq\f(mv2,r)又x＝2r联立解得x＝eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q))。(2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由(1)的结果知，xH∶xD∶xT＝eq\r(mH)∶eq\r(mD)∶eq\r(mT)＝1∶eq\r(2)∶eq\r(3)。实力提升练一、选择题1．(2024·黑龙江大庆铁人中学高二期中)卢瑟福预言原子核内除质子外还有中子的事实依据是(C)A．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：在原子核内，除了质子外，还可能有质量与质子相等的中性粒子(即中子)，他的主要依据是核电荷数在数值上只有质量数的一半或还少些，故C正确。2．如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是(C)A．α和β的混合放射源B．纯α放射源C．α和γ的混合放射源D．纯γ放射源解析：在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透实力很弱的粒子，即α粒子；在薄铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过薄铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源。故选C。3.(2024·广东省湛江市高二下学期月考)某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图所示，下列说法正确的是(D)A．射线1的电离作用在三种射线中最强B．射线2贯穿本事最弱，用一张白纸就可以将它拦住C．放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个D．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个解析：射线3在电场中向负极板偏转，射线3为α粒子，电离作用在三种射线中最强，故A错误；射线2在电场中不偏转，射线2为γ射线，其贯穿本事最强，故B错误；射线1在电场中向正极板偏转，射线1是β粒子，放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数多1个，故C错误；射线3为α粒子，一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个，故D正确。4．(2024·安徽泗县一中高二月考)物理学家通过对试验的深化视察和探讨，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是(B)A．查德威克用α粒子轰击eq\o\al(14,7)N获得反冲核eq\o\al(17,8)O，发觉了质子B．卢瑟福通过对α粒子散射试验的探讨提出了原子的核式结构模型C．居里夫妇发觉的自然放射性现象，说明原子核具有困难结构D．汤姆孙通过对阴极射线的探讨，提出了原子核式结构模型解析：查德威克用α粒子轰击铍原子核，产生中子和12C，发觉了中子，A错误；卢瑟福通过对α粒子散射试验的探讨，提出了原子的核式结构模型，B正确；贝克勒尔发觉的自然放射性现象，说明原子核有困难结构，C错误；汤姆孙通过对阴极射线的探讨，发觉了电子，D错误。5．(多选)(2024·江苏南通海安中学高二下月考)质子数与中子数互换的核互为镜像核，例如eq\o\al(3,2)He是eq\o\al(3,1)H的镜像核，同样eq\o\al(3,1)H也是eq\o\al(3,2)He的镜像核。下列说法正确的是(ACD)A．eq\o\al(13,7)N和eq\o\al(13,6)C互为镜像核B．eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(16,8)O互为镜像核C．eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(15,8)O互为镜像核D．互为镜像核的两个核质量数相同解析：依据镜像核的定义及质量数A等于核电荷数Z和中子数N之和，可知eq\o\al(13,7)N和eq\o\al(13,6)C的质子数与中子数互换了，互为镜像核；eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(15,8)O的质子数与中子数互换了，互为镜像核，故A、C正确。eq\o\al(15,7)N质子数为7，中子数为8；而eq\o\al(16,8)O的质子数和中子数都为8，没有互换，不是镜像核，故B项错误；互为镜像核的两个核质子数与中子数互换，质子数与中子数的和不变，所以互为镜像核的两个核质量数相同，故D正确。二、非选择题6．(2024·山西怀仁第一中学高二月考)茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线，对航天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轨迹的示意图。(3)用磁场可以区分β和γ射线，但不能把α射线和γ射线区分开来，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eq\f(1,10)，β射线速度约为光速)答案：见解析解析：(1)由于α射线贯穿实力很弱，用一