#高中物理選修3-5同步練習試題解析：19.1

高中物理選修3-5同步練習試題分析

原子核的組成1．天然放射現(xiàn)象說明( )A.原子不是單一的基本粒子B.原子核不是單一的基本粒子C.原子內(nèi)部大部分是中空的D.原子核是由帶正電和帶負電的基本粒子組成的分析：盧瑟福的a粒子散射實驗說明了原子內(nèi)大部分是中空的；天然放射現(xiàn)象是由原子核內(nèi)向外輻射射線，說明原子核不是單一的基本粒子。原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的。答案：B2．下列哪些事實表明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)( )A.a粒子的散射實驗B.天然放射現(xiàn)象C.陰極射線的發(fā)現(xiàn)D.X射線的發(fā)現(xiàn)分析：因為天然放射現(xiàn)象是指從原子核內(nèi)部自發(fā)地放出射線來，表明原子核還有更復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。答案：B3.有三種射線，射線a很容易穿透黑紙，速度接近光速；射線b可穿透幾十厘米厚的混凝土，能量很高；用射線c照射帶電的導(dǎo)體，可使電荷很快消失。則下列判斷中正確的是( )a是a射線，b是P射線，c是y射線a是p射線，b是y射線，c是a射線a是y射線，b是a射線，c是p射線a是y射線，b是P射線，c是a射線分析：由題意知，射線a貫穿能力較強，速度接近光速，故是p射線；射線b貫穿能力很強且能量高，是y射線；射線c很容易使空氣電離成為導(dǎo)體，從而將電荷導(dǎo)入大地，是a射線。答案：B4.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圖圖14—3圖圖14－1B.放射線的強度不受溫度、外界壓強等物理條件的影響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.a射線、P射線都是帶電的粒子流分析：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。答案：B、C5.若用x代表一個中性原子中核外的電子數(shù)，y代表此原子核內(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290Th的原子來說（）x=90y=90z=234x=90y=90z=144C.x=144y=144z=90D.x=234y=234z=324分析：在290Th中，左下標為質(zhì)子數(shù)，左上標為質(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選項正確。答案：B.氫有三種同位素，分別是氕尸、氘；H、氚3乩則（）A.它們的質(zhì)子數(shù)相等B.它們的核外電子數(shù)相等C.它們的核子數(shù)相等D.它們的中子數(shù)相等分析：氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，因為是同位素，質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相同，都為1,中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)各不相同，所以本題A、B選項正確。答案：A、B.如圖14－1所示，放射源放在鉛塊上的細孔中，鉛塊上方有勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向外。已知放射源放出的射線有a、廿、y三種，下列判斷中正確的是（）A.甲是a射線，乙是y射線，丙是P射線.甲是P射線，乙是Y射線，丙是a射線C甲是y射線，乙是a射線，丙是P射線D.甲是a射線，乙是P射線，丙是Y射線分析：Y射線不帶電，在磁場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，C、D錯。由左手定則可以判定甲帶負電，丙帶正電，由此可知，甲是p射線，丙是a射線，B對。答案：B.如圖14—2所示，天然放射性元素，放出a、p、y三種射線同時射入互相垂直的勻強電場和勻強磁場中，射入時速度方向和電場、磁場方向都垂直，進入場區(qū)后發(fā)現(xiàn)P射線和Y射線都沿直線前進，則a射線（）A.向右偏.向左偏C直線前進D.無法判定分析：Y射線在電場、磁場中不受力，所以沿直線前進。P射線在電場、磁場中受到一對平衡力而沿直線運動，即向左的電場力和向右的洛倫茲力大小相等、方向相反，即BqvE二Eq，所以v=B。而a粒子的速度遠小于p射線中電子的速度，所以向右的電場力遠大于向左的洛倫茲力，a粒子向右偏，A正確。答案：A如圖14—3所示，R是一種放射性物質(zhì)，虛線方框內(nèi)是勻強磁場，LL,是厚紙板，MN是熒光屏，實驗時，發(fā)現(xiàn)在熒光屏的0、P兩點處有亮斑，由此可知磁場的方向、到達0點的射線種類、到達P點的射線種類應(yīng)屬于下表中的（）選項磁場方向到達0點的射線到達P點的射線A豎直向上PaB豎直向上aPC垂直紙面向里yPD垂直紙面向外ya分析：R放射出來的射線共有a、1y三種，其中a、p射線垂直于磁場方向進入磁場區(qū)域時將受到洛倫茲力作用，y射線不偏轉(zhuǎn)，故打在。點的應(yīng)為Y射線；由于〃射線貫穿本領(lǐng)弱，不能射穿厚紙板，故到達。點的應(yīng)是P射線；依據(jù)P射線的偏轉(zhuǎn)方向及左手定則可知磁場方向垂直紙面向里。答案：C.如圖14—4所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計數(shù)器之間加上L后，計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小；在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，則x可能是（）圖14—4A.a和p的混合放射源B.純a放射源C.a和y的混合放射源D.純y放射源分析：此題考查運用三種射線的性質(zhì)分析問題的能力。在放射源和計數(shù)器之間加上鋁片后，計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，說明射線中有穿透力很弱的粒子，即a粒子，在鋁片和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻速磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，故只有y射線。因此放射源可能是a和y的混合放射源。答案：C11.如圖14—5所示，是利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置，假如放射源能放射出a、P、y三種射線，而根據(jù)設(shè)計，該生產(chǎn)線壓制的是3mm厚的鋁板，那么是三種射線中的哪種射線對控制鋁板厚度起主要作用？當探測接收器單位時間內(nèi)接收到的放射性粒子的個數(shù)超過標準值時，將會通過自動裝置將M、N兩個軋輥間的距離如何調(diào)節(jié)？放射源?◎■N點’探測接收那乂圖14－5分析：由于Y射線可以穿透十幾厘米厚的鋁板，鋁板厚度有微小變化時，不會引起Y粒子的明顯變化，而a射線不能穿透鋁板，故起作用的是P射線。當P射線粒子的個數(shù)超標時，說明鋁板變薄，應(yīng)通過自動裝置將M、N間的距離調(diào)大一些。答案：p將MN間的距離調(diào)節(jié)得大一些.質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子的質(zhì)量及分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖14—6所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看成為零)，經(jīng)加速電場加速后垂直進入有界勻強磁場，到達記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x。圖14—6(1)設(shè)離子質(zhì)量為m、電荷量為q、加速電壓為。、磁感應(yīng)強度大小為&求x的大小；(2)氫的三種同位素1H、2H、3H從離子源S出發(fā)，到達照相底片的位置距入口處S1的距離之比xHxDxT為多少？分析：(1)離子被加速時，由動能定理得qU=2mv2，進入磁場時洛倫茲力提供向心力qvBmv2 2 ：2mU=~,，又x=2r，由以上三式得x=b、J—q~。即這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)為90。(2)氫的三種同位素的質(zhì)量數(shù)分別為1、2、3，由(1)結(jié)果知，xH:xD:xT=\mH:":mD："mT=1：V2：\'3o答案：(1)B誓(2)1：\'2：-..;3.放射性元素放出的p射線是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子的過程中釋放出的電子形成的高速電子流，請估算其電子能量相當于多大的電勢差加速所獲得的能量。(不考慮相對論效應(yīng))分析：P射線的速度v=0.99。=2.97X108m/s,質(zhì)量m「9.1X10.31kg,電子加速時，

1 mv21 mv2由動能定理eU=2mev2,得U=~2e~9.1X10.31X2.972X1016 V=2.5X105V。2X1.6X10.19答案：2.5X105V.在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個a粒子，結(jié)果得到一張兩個相切圓的徑跡照片(如圖14-7所示)，今測得兩個相切圓半徑之比「172=44:1。求：圖14－7(1)這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少？(2)圖中哪一個圓是a粒子的徑跡？(說明理由)分析：(1)設(shè)衰變后a粒子的電荷量為q1=2e，新生核的電荷量為q2，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，則原來原子核的電荷量q=q1+q2mv^mmv^m2v2q1根據(jù)軌