5.1原子核的組成（解析版）

5.1原子核的組成學問點一、自然?放射現象1．1896年，法國物理學家貝可勒爾發(fā)覺鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線．2．物質發(fā)出射線的性質稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射性元素，放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現象，叫作自然?放射現象．3原子序數大于83的元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數小于或等于83的元素，有的也能發(fā)出射線．學問點二、射線的本質1．α射線：(1)是高速粒子流，其組成與氦原子核相同．(2)速度可達到光速的eq\f(1,10).(3)電離作用強，穿透力量較弱，在空氣中只能前進幾厘米，用一張紙就能把它攔?。?．β射線：(1)是高速電子流．(2)它的速度更大，可達光速的99%.(3)電離作用較弱，穿透力量較強，很簡潔穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板．3．γ射線：(1)是能量很高的電磁波，波長很短，在10－10m以下．(2)電離作用更弱，穿透力量更強，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土．學問點三、原子核的組成1．質子的發(fā)覺：1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)覺了質子.2．中子的發(fā)覺：盧瑟福猜想，原子核內可能還存在著一種質量與質子相同，但不帶電的粒子，稱為中子，查德威克通過試驗證明白中子的存在，中子是原子核的組成部分.3．原子核的組成：原子核由質子和中子組成，質子和中子統(tǒng)稱為核子.4．原子核的符號5．同位素：具有相同質子數而中子數不同的原子核組成的元素，在元素周期表中處于同一位置，它們互稱為同位素．例如，氫有三種同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H.α、β、γ三種射線的比較種類α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)質量4mp(mp＝1.67×10－27kg)eq\f(mp,1836)靜止質量為零帶電荷量2e－e0速率0.1c0.99cc穿透力量最弱，用一張紙就能攔住較強，能穿透幾毫米最強，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土厚的鋁板電離作用很強較弱很弱在磁場中偏轉偏轉不偏轉下列現象中，與原子核內部變化有關的是（）A．α粒子散射現象 B．光電效應現象 C．自然?放射現象 D．原子發(fā)光現象【解答】解：A、α粒子散射試驗表明白原子內部有一個很小的核，并沒有涉及到核內部的變化，故A錯誤；B、光電效應是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出，沒有涉及到原子核的變化，故B錯誤；C、自然?放射現象是原子核內部發(fā)生變化自發(fā)的放射出α粒子或電子，從而發(fā)生α衰變或β衰變，反應的過程中核內核子數，質子數，中子數發(fā)生變化，故C正確；D、原子發(fā)光是原子躍遷形成的，即電子從高能級向低能級躍遷，釋放的能量以光子形式輻射出去，沒有涉及到原子核的變化，故D錯誤。故選：C。自然?放射現象顯示出（）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．原子內部大部分是空的 D．原子有肯定的能級【解答】解：自然?放射現象中，原子核發(fā)生衰變，生成新核，同時有其它粒子產生，因此說明白原子核可以再分，具有簡單結構，故B正確，ACD錯誤；故選：B。如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片．若在放射源和計數器之間加上L后，計數器的計數率大幅度減小，在L和計數器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數器的計數率不變，則放射源x可能是（）A．α和β的混合放射源 B．只可能是純α放射源 C．α和γ的混合放射源 D．純γ放射源【解答】解：在放射源和計數器之間加薄鋁片l后，發(fā)覺計數器的計數率大幅度減小，說明射線中含有穿透力量弱的粒子，在l和計數器之間再加豎直向下的勻強磁場B，計數器的計數率不變，說明剩下的粒子不帶電，即為γ射線，因此放射源x可能是α和γ的混合放射源，故ABD錯誤，C正確。故選：C。如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片．若在放射源和計數器之間加上L后，計數器的計數率大幅度減小，L和計數器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數器的計數率不變，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【解答】解：在放射源和計數器之間加薄鋁片L后，發(fā)覺計數器的計數率大幅度減小，說明射線中含有穿透力量弱的粒子，在L和計數器之間再加豎直向下的勻強磁場B，計數器的計數率不變，說明剩下的粒子不帶電，即為γ射線，因此放射源x可能是α和γ的混合放射源，故ABD錯誤，C正確。故選：C。如圖所示，一自然?放射性物質射出三種射線，經過一個勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域，調整電場強度E和磁感應強度B的大小，使得在MN上只有兩個點受到射線照射．下面的哪種推斷是正確的（）A．射到b點的可能是α射線或β射線 B．射到b點的肯定是α射線 C．射到b點的肯定是β射線 D．射到b點的肯定是γ射線【解答】解：由于γ射線不帶電，所以射到b點的肯定不是γ射線；αβ射線在電磁場中受到電場力和洛倫茲力：若電場力大于洛倫茲力，說明射線是α；若洛倫茲力大于電場力說明是β射線。故A正確，BCD錯誤。故選：A。（多選）下列說法正確的是（）A．mnX與m-2B．mnX與mC．mnX與m-2D．92235U核內有92個質子，【解答】解：A、mnX與m-2nB、mnX與mn-1C、mnX中子數是n﹣m，m-2n-2Y中子數是n﹣D、92235U核內有92個質子，143個中子，故故選：BC。（多選）（2020?浙江模擬）“嫦娥二號”的任務之一是利用經技術改進的γ射線譜儀探測月球表面多種元素的含量與分布特征。月球表面一些元素（如釷、鈾）本身就有放射性，發(fā)出γ射線；另外一些元素（如硅、鎂、鋁）在宇宙射線轟擊下會發(fā)出γ射線。而γ射線譜儀可以探測到這些射線，從而證明某種元素的存在。下列關于γ射線的說法正確的是（）A．γ射線經常伴隨α射線和β射線產生 B．γ射線來自原子核 C．假如元素以單質存在其有放射性，那么元素以化合物形式存在不肯定其有放射性 D．γ射線的穿透力量比α射線、β射線都要強【解答】解：AB、γ射線是原子核發(fā)生變化時伴隨α射線和β射線放出來的，故AB正確；C、元素的放射性與其是為單質，還是化合物無關，故C錯誤；D、γ射線穿透力量比α射線、β射線都要強，故D正確。故選：ABD。（2022?蘇州模擬）質譜儀是一種測定帶電粒子的質量及分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示，離子源S產生的各種不同正離子束（速度可看成為零），經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，設離子在P上的位置到入口處S1的距離為x。（1）設離子質量為m、電荷量為q、加速電壓為U、磁感應強度大小為B，求x的大??；（2）氫的三種同位素11H、12H、13H從離子源S動身，到達照相底片的位置距入口處S1的距離之比xH：【解答】解：（1）離子在電場中被加速時，由動能定理qU=12mv進入磁場時洛倫茲力供應向心力，qvB=mv2r，又x＝由以上三式得x=2（2）氫的三種同位素的質量數分別為1、2、3，由（1）結果知，xH：xD：xT=mH：mD：mT=1（2022?南京模擬）下列現象中，說明原子核具有簡單結構的是（）A．光電效應 B．α粒子的散射 C．自然?放射現象 D．康普頓效應【解答】解：A、光電效應試驗是光具有粒子性的有力證據，故A錯誤；B、α粒子散射試驗是盧瑟福提出原子核式結構的試驗基礎，故B錯誤；C、自然?放射現象反映了原子核具有簡單的結構，故C正確；D、康普頓效應說明光具有粒子性，光子和實物粒子一樣，具有能量和動量；光子和電子碰撞過程中能量守恒，動量也守恒，故D錯誤。故選：C。放射性同位素鈥67166Ho可有效治療肝癌，下列關于A．電子數是166 B．中子數是99 C．質量數是67 D．原子序數是166【解答】解：AD、已知67166Ho，則原子序數＝核電荷數＝質子數＝核外電子數＝67，即電子數為67，原子序數是67，故A、BC、67166Ho的質子數為67，質量數為166，則該同位素原子核內的中子數為166﹣67＝99，故B正確，故選：B。γ射線暴是來自天空中某一方向的γ射線強度在短時間內突然增加，隨后又快速減弱的現象，它是僅次于宇宙大爆炸的爆發(fā)覺象。下列關于γ射線的論述中正確的是（）A．γ射線同α、β射線一樣，都是高速帶電粒子流 B．γ射線的穿透力量比α射線強，但比β射線弱 C．γ射線是原子核能級躍遷時產生的 D．利用γ射線可以使空氣電離，消退靜電【解答】解：A、γ射線是電磁波，不是高速帶電粒子流，故A錯誤；B、α、β、γ三種射線中，γ射線能量最高，穿透力量最強，故B錯誤；C、γ射線是原子核從高能級向低能級躍遷時，以能量的形式輻射出來的電磁波，故C正確；D、γ射線的電離本事最弱，α射線的電離本事最強，利用α射線可以使空氣電離，消退靜電，故D錯誤。故選：C。（多選）氫有三種同位素，分別是氕（11H）、氘（12HA．它們的質子數相等 B．若為中性原子，它們的核外電子數相等 C．它們的核子數相等 D．它們的化學性質相同【解答】解：A、三種同位素，原子核內的質子數均為1，故A正確；B、若為中性原子，它們的核外電子數等于核內質子數，則核外電子數相等，故B正確；C、核子數等于質量數，則三種同位素的核子數不同，故C錯誤；D、同位素原子的最外層電子數相同，則同一元素的各種同位素的化學性質相同，故D正確。故選：ABD。（多選）目前，在居室裝修中經常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，放射出的α、β、γ射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病。依據有關放射性學問可知，下列說法正確的是（）A．將α、β、γ射線垂直射入勻強電場中，可以通過偏轉的狀況將它們辨別出來 B．放射出的β射線的速度等于光速 C．γ射線一般伴隨著α射線或β射線產生，在這三種射線中，y射線的穿透力量最強，電離力量最弱 D．三種射線中，電離力量和穿透力量最強的是α射線【解答】解：A、α、β、γ射線分別帶正電，帶負電，不帶電，則通過垂直射入勻強電場中，可以通過偏轉的狀況將它們辨別出來，故A正確；B、放射出的β射線的速度接近光速，小于光速，故B錯誤；CD、依據衰變的特點可知，γ射線一般伴隨著α或β射線產生，在這三種射線中，γ射線的穿透力量最強，電離力量最弱，α射線電離力量最強，穿透力量最弱，故C正確，D錯誤。故選：AC。據報道，俄科學家成功合成了具有極強放射性的117號新元素，該元素目前尚未被命名，是在試驗室人工制造的最新的超重元素。新元素有兩種同位素，其中一種有176個中子，而另一種有177個中子，則：（1）該元素兩種同位素的原子核的核電荷數各為多少？原子的核外電子數各為多少？（2）該元素兩種同位素的原子核的質量數各為多少？（3）若用X表示117號元素的元素符號，該元素的兩種同位素用原子核符號如何表示？【解答】解：（1）元素