高中物理选择性必修第三册-课时跟踪训练(十八)-原子核的组成

PAGE第1页共5页课时跟踪训练（十八）原子核的组成A级—双基达标1．下列现象中，与原子核内部结构变化有关的是()A．α粒子散射现象 B．天然放射现象C．光电效应现象 D．原子发光现象解析：选B天然放射现象是原子核内部结构变化引起的，B正确。2．如图所示，某种元素的不同同位素的原子核内的中子数N与原子核质量数A的关系是()解析：选C同一元素的不同同位素的原子核内质子数是一定的，只是中子数不同，设质子数为Q，则N＋Q＝A，故N＝A－Q，Q是定值，故C正确。3．以下说法正确的是()A.23490Th为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为234B．49Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4C．同一元素的两种同位素具有相同的质量数D．同一元素的两种同位素具有不同的中子数解析：选DA项钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错；B项铍核的质子数为4，中子数为5，所以B错；由于同位素质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而C错，D对。4．在元素周期表中查到铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是()A．核外有82个电子，核内有207个质子B．核外有82个电子，核内有82个质子C．核内有82个质子，207个中子D．核内有125个核子解析：选B在元素周期表中查到铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子有82个。根据质量数等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为207－82＝125。只有选项B正确。5．关于天然放射性，下列说法正确的是()A．元素周期表中的所有元素都具有天然放射性B．γ射线的实质是高速运动的电子流C．放射性元素形成化合物后，该元素仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的电离能力最强解析：选C不是所有元素都具有天然放射性，故A错误；β射线实质是高速运动的电子流，γ射线是波长极短，频率极高的电磁波，故B错误；放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确；α、β和γ三种射线中，α射线的电离能力最强，而γ射线的穿透能力最强，故D错误。6.如图所示，天然放射性元素放出α、β、γ三种射线，同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线()A．向右偏 B．向左偏C．直线前进 D．无法判断解析：选Aγ射线不带电，故在电磁场中不偏转，β射线不偏转是因为电场力与洛伦兹力是一对平衡力，故Eq＝Bqv即v＝eq\f(E,B)，而α射线的速度比β射线小，因此α射线受向右的电场力远大于向左的洛伦兹力，故α射线向右偏，A正确，B、C、D错。7.如图所示中R是一种放射性物质，虚线方框是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏。实验时发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，则此时磁场的方向、到达O点的射线、到达P点的射线应为()A．向上，β射线，α射线B．向下，α射线，β射线C．由外向里，γ射线，β射线D．由里向外，γ射线，α射线解析：选C因为α粒子的贯穿本领较小，一张纸即可把它挡住，所以亮斑中不可能有α射线，A、B、D错误；因为γ射线不带电，所以不受磁场约束，直接打在O点，故C正确。8.[多选]如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，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向外的匀强磁场，则下列说法中正确的有()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．如果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：选AC由左手定则可知放射性物质向右射出后，在匀强磁场中α射线受到的洛伦兹力向下，β射线受到的洛伦兹力向上，轨迹都是圆弧；由于α射线速度约是光速的eq\f(1,10)，而β射线速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，A、C正确。9．在茫茫宇宙空间存在大量宇宙射线，对航天员构成了很大的威胁，现有一束射线(含有α、β、γ三种射线)，(1)在不影响β和γ射线的情况下，如何用最简单的方法除去α射线；(2)余下的这束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射线进入该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射线从γ射线束中分离出来，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十分之一，β射线速度约为光速)解析：(1)由于α射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去α射线。(2)β射线带负电，由左手定则可知向上偏转，γ射线方向不变，轨迹如图所示。(3)α粒子和β粒子在磁场中偏转，由半径公式得R＝eq\f(mv,Bq)，对α射线R1＝eq\f(mαvα,Bqα)，对β射线R2＝eq\f(mβvβ,Bqβ)，故eq\f(R1,R2)＝eq\f(mαvαqβ,mβvβqα)＝400。α射线穿过磁场时，圆周运动的半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离。答案：(1)用一张纸放在射线前即可除去α射线(2)见解析图(3)见解析B级—选考提能10．[多选]将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，如图所示射线偏转情况中正确的是()解析：选AD已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向不同，可知A、B、C、D四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需要进一步判断。带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其半径r＝eq\f(mv,Bq)，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为：eq\f(rα,rβ)＝eq\f(mα,mβ)·eq\f(vα,vβ)·eq\f(qβ,qα)＝eq\f(4,\f(1,1836))×eq\f(0.1c,0.99c)×eq\f(1,2)≈eq\f(371,1)。由此可见，A正确，B错误。带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为y，α、β粒子沿电场偏转距离之比为：eq\f(xα,xβ)＝eq\f(qα,qβ)·eq\f(mβ,mα)·eq\f(vβ2,vα2)＝eq\f(2,1)×eq\f(\f(1,1836),4)×eq\f(0.99c2,0.1c2)≈eq\f(1,37)。由此可见，C错误，D正确。11.如图所示，铅盒中的放射性物质从小孔中不断向外辐射含有α、β、γ三种射线的放射线(α射线的速度为0.1c，β射线的速度约为0.99c)，空间未加电场和磁场时，右边荧光屏M上仅在其中心A．可能是α、γ射线打在O点，β射线打在O点上方的某一点B．可能是α、γ射线打在O点，β射线打在O点下方的某一点C．可能是β、γ射线打在O点，α射线打在O点上方的某一点D．可能是β射线打在O点，α、γ射线打在O点下方的某一点解析：选B因γ射线不带电，一定打在O点，若α粒子打到O点，则有Eq＝Bvαq。由于vα＝0.1c，vβ＝0.99c，对β粒子，必有Eq<Bvβq，β粒子打在O点下方的某一点，故A、D错误，B正确；若β粒子打到O点，则有Eq＝Bvβq，因vα<vβ，则有：Eq>Bvαq，α粒子必定向下偏转，打到12.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，它的构造原理如图所示，粒子源S产生的各种不同带正电粒子束(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，到达记录它的照相底片P上，设粒子在P上的位置到入口处S1的距离为x。(1)设粒子质量为m、电荷量为q、加速电压为U、磁感应强度大小为B，求x的大小。(2)氢的三种同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H从粒子源S出发，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？解析：(1)粒子在电场中被加速时，由动能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，进入磁场时洛伦兹力提供向心力，qvB＝eq\f(mv2,r)，又x＝2r，由以上三