新教材高中物理選擇性課時作業(yè)14認識原子核

課時分層作業(yè)(十四)認識原子核(建議用時：25分鐘)◎考點一三種射線的本質(zhì)特征1．人類認識原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)并進行研究是從()A．發(fā)現(xiàn)電子開始的B．發(fā)現(xiàn)質(zhì)子開始的C．進行α粒子散射實驗開始的D．發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的D[自從貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，科學(xué)家對放射性元素、射線的組成、產(chǎn)生的原因進行了大量的研究，逐步認識到原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，選項D正確．]2．在天然放射性物質(zhì)附近放置一帶電體，帶電體所帶的電荷很快消失的根本原因是()A．γ射線的貫穿作用 B．α射線的電離作用C．β射線的貫穿作用 D．β射線的中和作用B[因α射線的電離作用使空氣電離，從而使帶電體所帶的電荷很快消失，選項B正確．]3．在貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對放射線的性質(zhì)進行了深入的研究，發(fā)現(xiàn)α、β、γ射線的穿透本領(lǐng)不同．如圖為這三種射線穿透能力的比較，圖中射線①②③分別是()A．γ、β、α B．β、γ、αC．α、β、γ D．γ、α、βC[α射線穿透能力最弱，不能穿透比較厚的黑紙，故①為α射線，γ射線穿透能力最強，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線，β射線穿透能力較強，能穿透黑紙，但不能穿透厚鋁板，故②是β射線，故C正確．]4．如圖所示為研究某未知元素放射性的實驗裝置，實驗開始時在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強電場E，通過顯微鏡可以觀察到在熒光屏的某一位置上每分鐘閃爍的亮點數(shù)，若撤去電場后繼續(xù)觀察，發(fā)現(xiàn)每分鐘的閃爍亮點數(shù)沒有變化；如果再將薄鋁片移開，觀察到每分鐘閃爍的亮點數(shù)大大增加，由此可以判斷，放射源發(fā)出的射線可能為()A．α射線和γ射線 B．α射線和β射線C．β射線和X射線 D．β射線和γ射線A[三種射線中α射線和β射線帶電，進入電場后會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而γ射線不帶電，不受電場力，電場對它沒有影響，在電場中不偏轉(zhuǎn)．由題，將電場撤去，從顯微鏡內(nèi)觀察到熒光屏上每分鐘閃爍亮點數(shù)沒有變化，可知射線中含有γ射線．再將薄鋁片移開，則從顯微鏡筒內(nèi)觀察到的每分鐘閃爍亮點數(shù)大為增加，根據(jù)α射線的特性：穿透本領(lǐng)最弱，一張紙就能擋住，分析得知射線中含有α射線．故放射源所發(fā)出的射線可能為α射線和γ射線，A正確．]◎考點二質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)5．國家大科學(xué)過程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，可以為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供先進的研究平臺，下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()A．eq\o\al(14,7)N俘獲一個α粒子，產(chǎn)生eq\o\al(17,8)O并放出一個粒子B．eq\o\al(27,13)Al俘獲一個α粒子，產(chǎn)生eq\o\al(30,15)P并放出一個粒子C．eq\o\al(11,5)B俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\al(8,4)Be并放出一個粒子D．eq\o\al(6,3)Li俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\al(3,2)He并放出一個粒子B[根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知四個核反應(yīng)方程分別為eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n、eq\o\al(11,5)B＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(8,4)Be＋eq\o\al(4,2)He，eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(4,2)He，故只有B選項符合題意．]6．在核反應(yīng)方程eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋X中，X表示的是()A．質(zhì)子 B．中子C．電子 D．α粒子A[設(shè)X為eq\o\al(Z,A)X，根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒：4＋14＝17＋Z，則：Z＝1，電荷數(shù)守恒：2＋7＝8＋A，則A＝1，即X為eq\o\al(1,1)H，即質(zhì)子，故選項A正確，B、C、D錯誤．]◎考點三原子核的組成7．在元素周期表中查到鉛的原子序數(shù)為82，一個鉛原子質(zhì)量數(shù)為207，下列說法正確的是()A．核外有82個電子，核內(nèi)有207個質(zhì)子B．核外有82個電子，核內(nèi)有82個質(zhì)子C．核內(nèi)有82個質(zhì)子，207個中子D．核內(nèi)有125個核子B[在元素周期表中查到鉛的原子序數(shù)為82，即一個鉛原子中有82個質(zhì)子，由于原子是電中性的，則核外電子有82個．根據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和可知，鉛原子核的中子數(shù)為207－82＝125．只有選項B正確．]8．(多選)已知eq\o\al(226,88)Ra是eq\o\al(228,88)Ra的一種同位素，則下列說法正確的是()A．兩者具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的質(zhì)量數(shù)B．兩者具有相同的中子數(shù)和不同的原子序數(shù)C．兩者具有相同的核電荷數(shù)和不同的中子數(shù)D．兩者具有相同的核外電子數(shù)和不同的化學(xué)性質(zhì)AC[同位素是同一種元素，故質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)及化學(xué)性質(zhì)相同，但中子數(shù)不同，物理性質(zhì)不同，則A、C正確，B、D錯誤．]9．氫有三種同位素，分別是氕eq\o\al(1,1)H、氘eq\o\al(2,1)H、氚eq\o\al(3,1)H，則下列說法正確的是()A．它們的質(zhì)子數(shù)相等B．它們的核外電子數(shù)不相等C．它們的核子數(shù)相等D．它們的中子數(shù)相等A[它們是氫的同位素，所以它們的質(zhì)子數(shù)相等，故A正確；原子的核外電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等，所以它們的核外電子數(shù)相等，故B錯誤；核子數(shù)即為質(zhì)子、中子的統(tǒng)稱也為質(zhì)量數(shù)，則它們的核子數(shù)不相等，故C錯誤；元素左上角數(shù)字為質(zhì)量數(shù)，左下角數(shù)字為質(zhì)子數(shù)，所以它們的中子數(shù)分別為0、1、2，所以它們的中子數(shù)不相等，故D錯誤．](建議用時：15分鐘)10．如圖所示，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()A．α和β的混合放射源B．純α放射源C．α和γ的混合放射源D．純γ放射源C[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α粒子，在鋁片和計數(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，說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，故只有γ射線．因此，放射源可能是α和γ的混合放射源．]11．(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向外的勻強磁場，則下列說法正確的有()A．打在圖中a、b、c三點的依次是β射線、γ射線和α射線B．α射線和β射線的軌跡都是拋物線C．α射線和β射線的軌跡都是圓弧D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下bAC[由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強磁場中α粒子受的洛倫茲力向下，β粒子受的洛倫茲力向上，軌跡都是圓?。捎讦亮Ｗ铀俣燃s是光速的eq\f(1,10)，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場中不可能都做直線運動，A、C正確．]12．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．(1)設(shè)離子質(zhì)量為m、電荷量為q、加速電壓為U、磁感應(yīng)強度大小為B，求x的大小；(2)氫的三種同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H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xH∶xD∶xT為多少？[解析](1)離子在電場中被加速時，由動能定理qU＝eq\f(1,2)mv2，進入磁場時，洛倫茲力提供向心力，qvB＝eq\f(mv2,r)，又x＝2r，由以上三式得x＝eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q))．(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＝eq\r(mH)∶eq\r(mD)∶eq\r(mT)＝1∶eq\r(2)∶eq\r(3)．[答案](1)eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q))(2)1∶eq\r(2)∶eq\r(3)13．在暗室的真空管裝置中做如下實驗：在豎直放置的平行金屬板間的勻強電場中，有一個能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的放射源，從放射源射出的一束射線垂直于電場方向射入電場，如圖所示，在與放射源距離為H高處水平放置兩張疊放著的涂藥面朝下的顯影紙(比一般紙厚且堅韌的涂有感光藥的紙)，經(jīng)射線照射一段時間后使兩張顯影紙顯影．(1)上面的顯影紙有幾個暗斑？各是什么射線的痕跡？(2)下面的顯影紙顯出3個暗斑，試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比；(3)若在此空間再加上與電場方向垂直的勻強磁場，一次使α射線不偏轉(zhuǎn)，一次使β射線不偏轉(zhuǎn)，則兩次所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度之比是多少？(已知mα＝4u，mβ＝eq\f(1,1840)u，vα＝eq\f(c,10)，vβ＝c)[解析](1)一張顯影紙即可擋住α射線．(2)s＝eq\f(1,2)at2，而a＝eq\f(qE,