2019年高中物理第十九章原子核第1节原子核的组成随堂演练巩固提升新人教版选修3_5.pdf

第 1 节 原子核的组成第 1 节 原子核的组成 随堂检测 1与原子核内部变化有关的现象是( ) A电离现象 B光电效应现象 C天然放射现象 D 粒子散射现象 解析 ： 选 C电离现象是核外电子脱离原子核的束缚，光电效应是核外电子跃迁， 粒 子散射现象也是在原子核外进行的， 没有涉及原子核内部的变化， 只有天然放射现象是在原 子核内部发生的 2 (多选)氢有三种同位素， 分别是氕( H)、 氘( H)、 氚( H)， 则下列说法中正确的是( ) 1 12 13 1 A它们的质子数相等 B它们的核外电子数相等 C它们的核子数相等 D它们的化学性质相同 解析 ： 选 ABD氕、氘、氚的核子数分别为 1、2、3，质子数和核外电子数相同，都是 1， 中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，A、B 选项正确，C 选项错误 ； 同位素化 学性质相同，只是物理性质不同，D 选项正确 3(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里的匀强磁场，则以下说法中正确的有( ) A打在图中a、b、c三点的依次是 射线、 射线和 射线 B 射线和 射线的轨迹是抛物线 C 射线和 射线的轨迹是圆弧 D如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场，可能使屏上的亮 斑只剩下b 解析：选 AC由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中 粒子受的洛伦兹力向 上， 粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧由于 粒子速度约是光速的，而 粒 1 10 子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动本题应选 A、C 4.某放射源放出三种射线，其中 射线为高速电子流，质量约为质子质量的，速 1 1 800 度接近光速； 射线为氦核流，速度约为光速的.如图所示，当射线射入同一匀强磁场中 1 10 后， 若不考虑速度对质量的影响， 则 射线和 射线在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径 之比约为( ) A190 B1180 C1360 D1720 解析：选 C洛伦兹力始终与速度垂直，粒子做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心 力，qvB，解得，r，故 粒子与 粒子的轨道半径之比为360，选 mv2 r mv Bq r r mv Bq mv Bq 项 C 正确 课时作业 一、单项选择题 1在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是 ( ) A 射线的贯穿作用 B 射线的电离作用 C 射线的贯穿作用 D 射线的中和作用 解析：选 B由于 粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电 体的电荷中和，使带电体所带的电荷很快消失 2下列说法正确的是( ) ATh 为钍核，由此可知，钍核的质量数为 90，钍核的质子数为 234 23490 B Be 为铍核，由此可知，铍核的质量数为 9，铍核的中子数为 4 9 4 C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；由于同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而 C 错，D 对 3(2015·高考重庆卷)如图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部 分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里以下判断可能正确的是( ) Aa、b为 粒子的径迹 Ba、b为 粒子的径迹 Cc、d为 粒子的径迹 Dc、d为 粒子的径迹 解析 ： 选 D 由于 粒子带正电， 粒子带负电， 粒子不带电， 据左手定则可判断a、b 可能为 粒子的径迹，c、d可能为 粒子的径迹，选项 D 正确 4 如图为查德威克实验示意图， 由天然放射性元素钋(Po)放射的 射线轰击铍时会产 生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道( ) AA为中子，B为质子 BA为质子，B为中子 CA为 射线，B为中子 DA为中子，B为 射线 解析：选 A不可见射线A轰击石蜡时打出的应该是质子，因为质子就是氢核，而石蜡 中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见射线应该是中子 5.天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知( ) A来自于原子核外的电子 B的电离作用最强，是一种电磁波 C的电离作用较弱，是一种电磁波 D的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子 解析：选 D三种射线的特点： 射线是 He 原子核，带电量最大，电离作用最强，穿 4 2 透本领最弱； 射线是e，带电量较大，电离作用较弱，穿透本领较强； 射线是光子， 1 不带电，电离作用最弱，穿透本领最强三种射线都来自于原子核故 D 正确 6天然放射现象的发现揭示了( ) A原子不可再分 B原子的核式结构 C原子核还可以再分 D原子核由质子和中子组成 解析：选 C汤姆孙发现了电子说明原子也可再分；卢瑟福通过 粒子散射实验提出 了原子的核式结构；贝可勒尔发现了天然放射现象，说明了原子核也是有着复杂的结构 的天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分卢瑟福用 粒子轰击氮核，发现了质子， 查德威克用 粒子轰击铍核打出了中子，使人们认识到原子核是由质子和中子组成的所 以选项 C 正确 7如图所示，x为未知放射源，它向右方发射放射线，p为一张厚度为 0.5 mm 左右的 薄铝箔，铝箔右侧是一真空区域，内有较强磁场，q为荧光屏，h是观察装置实验时，若 将磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，再将铝箔移开，则每分钟观察 到荧光屏上的亮点数明显增加，则可知放射源x可能为( ) A 和 的混合放射源 B 和 的混合放射源 C 和 的混合放射源 D、 和 的混合放射源 解析：选 B将强磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数没有变化，说明磁场对射 线粒子没有影响，可知射到屏上的是不带电的 射线；再将厚 0.5 mm 左右的薄铝箔移开， 则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，说明除接收到 射线外，又收到了原来被铝 箔p挡住的射线， 而厚度为 0.5 mm 左右的铝箔能挡住的只有 射线， 所以此放射源应是 和 的混合放射源故正确选项为 B 二、多项选择题 8(2017·衡阳八中高二检测)下列关于放射性元素发出的三种射线的说法中正确的是 ( ) A 粒子就是氢原子核，它的穿透本领和电离本领都很强 B 射线是电子流，其速度接近光速 C 射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板 D以上三种说法均正确 解析：选 BC 粒子是氦原子核，它的穿透本领很弱而电离本领很强，A 项错误； 射线是电子流，其速度接近光速，B 项正确 ； 射线的穿透能力很强，可以穿透几厘米厚的 铅板，C 项正确 9.Ra 是镭Ra 的一种同位素，对于这两种镭的原子核而言，下列说法中正确的是 2288822688 ( ) 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：选 AC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 由此知这两种镭的同位素， 核内 的质子数均为 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 核外电子数决定， 因它们的核外电子数相同， 故它们的化学性质也相同 故正确选项为 A、 C 10 某空间内可能存在磁场或电场， 可能磁场和电场同时存在或都不存在， 一束包含 射线、 射线和 射线的射线束以同方向进入此空间，如它们的运动轨迹仍为一束，则此 空间可能的情形是( ) A存在互相垂直的匀强电场及匀强磁场 B磁场及电场都存在 C有电场，无磁场 D有磁场，无电场 解析：选 BCD 射线带正电、 射线带负电、 射线不带电，它们以同方向不同速 度进入某空间，运动轨迹仍为一束，则它们不受力作用或受力方向与运动方向一致空间中 可有与运动方向平行的电场， 无磁场， C 正确 ； 空间中可有与运动方向平行的磁场， 无电场， D 正确；空间中可有与运动方向平行的电场、磁场，B 正确；空间中存在互相垂直的匀强电场 及匀强磁场时，不同速度的粒子受到的洛伦兹力不同，不同的粒子受到的电场力不同，三种 粒子不可能向同一方向运动，A 错误 三、非选择题 11 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， 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，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x. (1)设离子质量为m、电荷量为q、加速电压为U、磁感应强度大小为B，求x的大小； (2)氢的三种同位素 H、 H、 H 从离子源S出发，到达照相底片的位置距入口处S1的距 1 12 13 1 离之比xHxDxT为多少？ 解析：(1)离子在电场中被加速时，由动能定理 qUmv2， 1 2 进入磁场时洛伦兹力提供向心力， qvB，又x2r， mv2 r 由以上三式得x . 2 B 2mU q (2)氢的三种同位素的质量数分别为 1、2、3，由(1)结果知， xHxDxT1.mHmDmT23 答案：(1) (2)1 2 B 2mU q 23 12茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线，对宇航员构成了很大的威胁现有一束射线 (含有 、 三种射线)， (1)在不影响 和 射线的情况下，如何用最简单的方法除去 射线？ (2)余下的这束 和 射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域请画出 和 射线进入磁场区域后轨迹的示意图(画在图上) (3)用磁场可以区分 和 射线， 但不能把 射线从 射线束中分离出来， 为什么？ (已知 粒子的质量约是 粒子质量的 8 000 倍， 射线速度约为光速的十分之一， 射 线速度约为光速) 解析：(1)由于 射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去 射线 (2)如图所示 (3) 粒子和电子在磁场中偏转， 据R，对 射线有R， mv Bq mv Bq 对 射线有Re， meve Bqe 故400. R Re mvqe meveq 射线穿过此磁场时，半径很大，几乎不偏转，故与 射线无法分离 答案：(1)用一张纸放在射线前即可除去 射线 (2)见解析图 (3) 射线的圆周运动的半径很大，几乎不偏转，故与 射线无法分离