新教材適用2024-2025學(xué)年高中物理第5章原子核1原子核的組成夯基提能作業(yè)新人教版選擇性必修第三冊(cè)

第五章1.基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練一、選擇題1．(2024·安徽高三月考)2024年1月10日，中國核潛艇之父黃旭華獲國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)，他為核潛艇研制和跨越式發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)。物理學(xué)史上很多物理學(xué)家的科學(xué)探討推動(dòng)了人類文明的進(jìn)程，下列說法正確的是(D)A．1896年貝克勒爾發(fā)覺自然放射現(xiàn)象揭開原子核內(nèi)部的信息，他認(rèn)為原子核是可分的，從原子核內(nèi)部釋放的射線有α射線、β射線、X射線、γ射線B．湯姆孫通過α粒子轟擊鈹核(eq\o\al(9,4)Be)獲得碳核(eq\o\al(12,6)C)的試驗(yàn)發(fā)覺了中子C．玻爾理論勝利說明了大量原子光譜規(guī)律，其局限性在于保留了經(jīng)典粒子的觀念D．盧瑟福預(yù)言了中子的存在，查德威克通過試驗(yàn)發(fā)覺了中子解析：1896年貝克勒爾發(fā)覺自然放射現(xiàn)象揭開了原子核內(nèi)部的信息，他認(rèn)為原子核是可分的，從原子核內(nèi)部釋放的射線有α射線、β射線和γ射線，沒有X射線，A錯(cuò)誤；查德威克通過α粒子轟擊鈹核(eq\o\al(9,4)Be)獲得碳核(eq\o\al(12,6)C)的試驗(yàn)發(fā)覺了中子，B錯(cuò)誤；玻爾理論只勝利說明了氫原子光譜規(guī)律，其局限性在于保留了經(jīng)典粒子的觀念，C錯(cuò)誤；盧瑟福預(yù)言了中子的存在，查德威克通過試驗(yàn)發(fā)覺了中子，D正確。2．(2024·河南省洛陽市第一中學(xué)高二5月)在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探究的過程中，科學(xué)試驗(yàn)起到了特別重要的作用，下列說法符合歷史事實(shí)的是(A)A．德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到了實(shí)物粒子，提出實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性的假設(shè)B．貝克勒爾通過對(duì)自然放射性現(xiàn)象的探討，發(fā)覺了原子中存在原子核C．盧瑟福通過α粒子散射試驗(yàn)，證明了在原子核內(nèi)存在質(zhì)子D．湯姆孫通過陰極射線在電場和在磁場中的偏轉(zhuǎn)試驗(yàn)，發(fā)覺了陰極射線就是高速氦核流解析：德布羅意大膽地把光的波粒二象性推廣到了實(shí)物粒子，提出實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性的假設(shè)，選項(xiàng)A正確；貝克勒爾首先發(fā)覺自然放射性現(xiàn)象，但沒有發(fā)覺原子中存在原子核，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；盧瑟福通過α粒子散射試驗(yàn)的探討得到了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；湯姆孫通過陰極射線在電場和在磁場中的偏轉(zhuǎn)試驗(yàn)，發(fā)覺了陰極射線就是高速電子流，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3．在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探究的過程中，科學(xué)試驗(yàn)起到了特別重要的作用。下列說法正確的是(A)A．居里夫婦從瀝青鈾礦中分別出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素B．盧瑟福通過對(duì)α粒子散射試驗(yàn)的探討，揭示了原子核有困難的結(jié)構(gòu)C．湯姆孫通過對(duì)陰極射線的探討，發(fā)覺陰極射線是原子核中的中子變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的β射線D．查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發(fā)覺了質(zhì)子解析：居里夫婦從瀝青鈾礦中分別出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素，故A正確；盧瑟福通過α粒子散射試驗(yàn)，證明了原子是由原子核和核外電子組成的，但他沒有揭示原子核有困難的結(jié)構(gòu)，故B錯(cuò)誤；湯姆孫通過對(duì)陰極射線的探討，發(fā)覺陰極射線是帶負(fù)電的粒子，且質(zhì)量特別小，并未發(fā)覺該射線是中子變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的β射線，故C錯(cuò)誤；查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發(fā)覺了中子，故D錯(cuò)誤。4．關(guān)于α、β、γ三種射線，下列說法正確的是(B)A．γ射線是波長最長的電磁波，它的穿透實(shí)力最強(qiáng)B．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，它的穿透實(shí)力最強(qiáng)C．α射線是氦核流，它的電離作用最弱D．β射線是電子流，它是原子核的組成部分解析：γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，其波長很短，頻率很高，它的穿透實(shí)力最強(qiáng)，故A錯(cuò)誤，B正確；α射線是氦核流，它的電離作用最強(qiáng)，故C錯(cuò)誤；β射線是電子流，它并不是原子核的組成部分，故D錯(cuò)誤。5．(多選)eq\o\al(228,88)Ra是eq\o\al(226,88)Ra的一種同位素，對(duì)于這兩種鐳的原子核而言，下列說法正確的是(AC)A．它們具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的質(zhì)量數(shù)B．它們具有相同的中子數(shù)和不同的原子序數(shù)C．它們具有相同的核電荷數(shù)和不同的中子數(shù)D．它們具有相同的核外電子數(shù)和不同的化學(xué)性質(zhì)解析：原子核的原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)都是相等的，且原子核的質(zhì)量數(shù)(核子數(shù))等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。由此知這兩種鐳的原子核質(zhì)子數(shù)均為88，核子數(shù)分別為228和226，中子數(shù)分別為140和138；原子的化學(xué)性質(zhì)由核外電子數(shù)確定，因它們的核外電子數(shù)相同，故它們的化學(xué)性質(zhì)也相同。正確選項(xiàng)為AC。6．(2024·江蘇鹽城調(diào)研)α、β和γ射線穿透物質(zhì)的實(shí)力是不同的，為把輻射強(qiáng)度減到一半，所需鋁板的厚度分別為0.0005cm、0.05cm和8cm，而鋼板降低輻射強(qiáng)度的實(shí)力比鋁板強(qiáng)一些。工業(yè)部門可以運(yùn)用射線來測厚度。如圖所示，軋鋼廠的熱軋機(jī)上可以安裝射線測厚儀，探測器探測到的射線強(qiáng)度與鋼板的厚度有關(guān)，軋出的鋼板越厚，透過的射線越弱。因此，將射線測厚儀接收到的信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，就可以對(duì)鋼板的厚度進(jìn)行自動(dòng)限制。假如鋼板的厚度須要限制為5cm，請(qǐng)推想測厚儀運(yùn)用的射線是(C)A．α射線 B．β射線C．γ射線 D．可見光解析：依據(jù)α、β、γ三種射線的特點(diǎn)可知，γ射線穿透實(shí)力最強(qiáng)，電離作用最弱；α射線電離作用最強(qiáng)，穿透實(shí)力最弱。為了能夠精確限制鋼板的厚度，探測射線應(yīng)當(dāng)用γ射線，選項(xiàng)C正確。7．(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有自然放射性物質(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對(duì)外的勻強(qiáng)磁場，則下列說法中正確的有(AC)A．打在圖中a、b、c三點(diǎn)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．假如在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強(qiáng)電場，則屏上的亮斑可能只剩下b解析：由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強(qiáng)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，軌跡都是圓弧。由于α粒子速度約是光速的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行能都做直線運(yùn)動(dòng)，故AC正確。二、非選擇題8．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)造原理圖如圖所示，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(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場中，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后到達(dá)照相底片P上，設(shè)離子打在P上的位置到入口處S1的距離為x。(1)若離子質(zhì)量為m、電荷量為q、加速電壓為U、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求x；(2)氫的三種同位素氕(eq\o\al(1,1)H)、氘(eq\o\al(2,1)H)、氚(eq\o\al(3,1)H)從離子源S動(dòng)身，到達(dá)照相底片的位置距入口處S1的距離之比xH∶xD∶xT為多少？答案：(1)eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q))(2)1∶eq\r(2)∶eq\r(3)解析：(1)離子在電場中被加速的過程，由動(dòng)能定理可得qU＝eq\f(1,2)mv2進(jìn)入磁場后，洛倫茲力供應(yīng)向心力，有qvB＝eq\f(mv2,r)又x＝2r聯(lián)立解得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)的結(jié)果知，xH∶xD∶xT＝eq\r(mH)∶eq\r(mD)∶eq\r(mT)＝1∶eq\r(2)∶eq\r(3)。實(shí)力提升練一、選擇題1．(2024·黑龍江大慶鐵人中學(xué)高二期中)盧瑟福預(yù)言原子核內(nèi)除質(zhì)子外還有中子的事實(shí)依據(jù)是(C)A．電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等B．原子核的質(zhì)量大約是質(zhì)子質(zhì)量的整數(shù)倍C．原子核的核電荷數(shù)只是質(zhì)量數(shù)的一半或少一些D．質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相等解析：在原子核內(nèi)，除了質(zhì)子外，還可能有質(zhì)量與質(zhì)子相等的中性粒子(即中子)，他的主要依據(jù)是核電荷數(shù)在數(shù)值上只有質(zhì)量數(shù)的一半或還少些，故C正確。2．如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上L后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，在L和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，則x可能是(C)A．α和β的混合放射源B．純?chǔ)练派湓碈．α和γ的混合放射源D．純?chǔ)梅派湓唇馕觯涸诜派湓春陀?jì)數(shù)器之間加上薄鋁片后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，說明射線中有穿透實(shí)力很弱的粒子，即α粒子；在薄鋁片和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，說明穿過薄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。故選C。3.(2024·廣東省湛江市高二下學(xué)期月考)某一放射性元素放出的射線通過電場后分成三束，如圖所示，下列說法正確的是(D)A．射線1的電離作用在三種射線中最強(qiáng)B．射線2貫穿本事最弱，用一張白紙就可以將它攔住C．放出一個(gè)射線1的粒子后，形成的新核比原來的電荷數(shù)少1個(gè)D．一個(gè)原子核放出一個(gè)射線3的粒子后，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都比原來少2個(gè)解析：射線3在電場中向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)，射線3為α粒子，電離作用在三種射線中最強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；射線2在電場中不偏轉(zhuǎn)，射線2為γ射線，其貫穿本事最強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；射線1在電場中向正極板偏轉(zhuǎn)，射線1是β粒子，放出一個(gè)射線1的粒子后，形成的新核比原來的電荷數(shù)多1個(gè)，故C錯(cuò)誤；射線3為α粒子，一個(gè)原子核放出一個(gè)射線3的粒子后，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都比原來少2個(gè)，故D正確。4．(2024·安徽泗縣一中高二月考)物理學(xué)家通過對(duì)試驗(yàn)的深化視察和探討，獲得正確的科學(xué)認(rèn)知，推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展。下列說法符合事實(shí)的是(B)A．查德威克用α粒子轟擊eq\o\al(14,7)N獲得反沖核eq\o\al(17,8)O，發(fā)覺了質(zhì)子B．盧瑟福通過對(duì)α粒子散射試驗(yàn)的探討提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型C．居里夫婦發(fā)覺的自然放射性現(xiàn)象，說明原子核具有困難結(jié)構(gòu)D．湯姆孫通過對(duì)陰極射線的探討，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型解析：查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，產(chǎn)生中子和12C，發(fā)覺了中子，A錯(cuò)誤；盧瑟福通過對(duì)α粒子散射試驗(yàn)的探討，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，B正確；貝克勒爾發(fā)覺的自然放射性現(xiàn)象，說明原子核有困難結(jié)構(gòu)，C錯(cuò)誤；湯姆孫通過對(duì)陰極射線的探討，發(fā)覺了電子，D錯(cuò)誤。5．(多選)(2024·江蘇南通海安中學(xué)高二下月考)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)互換的核互為鏡像核，例如eq\o\al(3,2)He是eq\o\al(3,1)H的鏡像核，同樣eq\o\al(3,1)H也是eq\o\al(3,2)He的鏡像核。下列說法正確的是(ACD)A．eq\o\al(13,7)N和eq\o\al(13,6)C互為鏡像核B．eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(16,8)O互為鏡像核C．eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(15,8)O互為鏡像核D．互為鏡像核的兩個(gè)核質(zhì)量數(shù)相同解析：依據(jù)鏡像核的定義及質(zhì)量數(shù)A等于核電荷數(shù)Z和中子數(shù)N之和，可知eq\o\al(13,7)N和eq\o\al(13,6)C的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)互換了，互為鏡像核；eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(15,8)O的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)互換了，互為鏡像核，故A、C正確。eq\o\al(15,7)N質(zhì)子數(shù)為7，中子數(shù)為8；而eq\o\al(16,8)O的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都為8，沒有互換，不是鏡像核，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；互為鏡像核的兩個(gè)核質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)互換，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和不變，所以互為鏡像核的兩個(gè)核質(zhì)量數(shù)相同，故D正確。二、非選擇題6．(2024·山西懷仁第一中學(xué)高二月考)茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對(duì)航天員構(gòu)成了很大的威逼，現(xiàn)有一束射線(含有α、β、γ三種射線)。(1)在不影響β和γ射線的狀況下，如何用最簡潔的方法除去α射線？(2)余下的β和γ射線經(jīng)過如圖所示的一個(gè)使它們分開的磁場區(qū)域，請(qǐng)畫出β和γ射線進(jìn)入磁場區(qū)域后軌跡的示意圖。(3)用磁場可以區(qū)分β和γ射線，但不能把α射線和γ射線區(qū)分開來，為什么？(已知α粒子的質(zhì)量約是β粒子質(zhì)量的8000倍，α射線速度約為光速的eq\f(1,10)，β射線速度約為光速)答案：見解析解析：(1)由于α射線貫穿實(shí)力很弱，用一