人教版高中物理選擇性必修第三冊(cè)第五章原子核第1節(jié)分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)含答案

[A級(jí)——基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]1．最早提出原子核是由質(zhì)子和中子組成的科學(xué)家是()A．貝克勒爾 B．居里夫人C．盧瑟福 D．查德威克解析：選C。由于盧瑟福通過(guò)α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并從其他原子核中都打出了質(zhì)子，盧瑟福認(rèn)為質(zhì)子是原子核的組成部分，并依據(jù)質(zhì)子數(shù)與質(zhì)量數(shù)不相等的情況預(yù)言了中子的存在，提出了原子核是由質(zhì)子和中子組成的理論，故C正確。2．關(guān)于γ射線，下列說(shuō)法不正確的是()A．它是處于激發(fā)狀態(tài)的原子核放射的B．它是原子內(nèi)層電子受到激發(fā)時(shí)產(chǎn)生的C．它是一種不帶電的光子流D．它是波長(zhǎng)極短的電磁波解析：選B。γ射線是激發(fā)狀態(tài)的原子核發(fā)出的波長(zhǎng)極短的電磁波，是一種光子，故B錯(cuò)誤。3．據(jù)報(bào)道，月球上有大量的eq\o\al(3,2)He存在，以下關(guān)于eq\o\al(3,2)He的說(shuō)法正確的是()A．是eq\o\al(4,2)He的同分異構(gòu)體B．比eq\o\al(4,2)He多一個(gè)中子C．是eq\o\al(4,2)He的同位素D．比eq\o\al(4,2)He少一個(gè)質(zhì)子解析：選C。元素符號(hào)的左下角表示的是質(zhì)子數(shù)，左上角表示的是核子數(shù)，中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)(核子數(shù))減質(zhì)子數(shù)。質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子核互稱同位素。eq\o\al(3,2)He是eq\o\al(4,2)He的同位素，比eq\o\al(4,2)He少一個(gè)中子，故C正確。4．原子核能放出α、β、γ射線，關(guān)于原子核的組成，下列說(shuō)法正確的是()A．原子核中有質(zhì)子、中子，還有α粒子B．原子核中有質(zhì)子、中子，還有β粒子C．原子核中有質(zhì)子、中子，還有γ粒子D．原子核中只有質(zhì)子和中子解析：選D。在放射性元素的原子核中，2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合得較緊密，有時(shí)作為一個(gè)整體放出，這就是α粒子的來(lái)源，不能據(jù)此認(rèn)為α粒子是原子核的組成部分。原子核里是沒(méi)有電子的，但中子可以轉(zhuǎn)化成質(zhì)子，并向核外釋放一個(gè)電子，這就是β粒子。原子核發(fā)出射線后處于高能級(jí)，再回到低能級(jí)時(shí)多余的能量以γ光子的形式輻射出來(lái)，形成γ射線，故原子核里也沒(méi)有γ粒子，故D正確。5．(多選)在人類對(duì)微觀世界進(jìn)行探索的過(guò)程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。下列說(shuō)法符合歷史事實(shí)的是()A．密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了基本電荷的數(shù)值B．貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核C．居里夫婦從瀝青鈾礦中分離出了釙(Po)和鐳(Ra)兩種新元素D．盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子解析：選AC。密立根通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了物體所帶的電荷量都是某一值的整數(shù)倍，測(cè)出了基本電荷的數(shù)值，A正確；貝克勒爾通過(guò)對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究，明確了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，B錯(cuò)誤；居里夫婦通過(guò)對(duì)含鈾物質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)了釙(Po)和鐳(Ra)，C正確；盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)，D錯(cuò)誤。6．在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對(duì)放射線的性質(zhì)進(jìn)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，這是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、β解析：選C。α射線穿透能力最弱，不能穿透黑紙，故①為α射線；γ射線穿透能力最強(qiáng)，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線；β射線穿透能力較強(qiáng)，能穿透黑紙，但不能穿透厚鋁板，故②是β射線；故C正確。7．如圖所示，放射性元素鐳釋放出α、β、γ三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是()A．①表示γ射線，③表示α射線B．②表示β射線，③表示α射線C．④表示α射線，⑤表示γ射線D．⑤表示β射線，⑥表示α射線解析：選C。由放射現(xiàn)象中α射線帶正電、β射線帶負(fù)電、γ射線不帶電，結(jié)合在電場(chǎng)與磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)可知②⑤是γ射線，③④是α射線，①⑥是β射線，C正確。[B級(jí)——能力增分練]8．(多選)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)α粒子后，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，測(cè)得α粒子和反沖核的軌道半徑之比為44∶1，如圖所示，則()A．α粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反B．原來(lái)放射性元素的核電荷數(shù)為90C．反沖核的核電荷數(shù)為88D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88解析：選ABC。由于微粒之間相互作用的過(guò)程中動(dòng)量守恒，初始總動(dòng)量為零，則最終總動(dòng)量也為零，即α粒子和反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反，A正確；由于釋放的α粒子和反沖核均在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)且在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，由qvB＝eq\f(mv2,R)得R＝eq\f(mv,qB)，若原來(lái)放射性元素的核電荷數(shù)為Q，則對(duì)α粒子：R1＝eq\f(p1,B·2e)對(duì)反沖核：R2＝eq\f(p2,B（Q－2）e)由p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90，反沖核的核電荷數(shù)為90－2＝88，B、C正確；它們的速度大小與質(zhì)量成反比，由于不知道質(zhì)量比，故無(wú)法比較速度大小，故D錯(cuò)誤。9．(多選)質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具，某種質(zhì)譜儀的原理圖如圖所示，現(xiàn)利用這種質(zhì)譜儀對(duì)氫元素進(jìn)行測(cè)量。氫元素的三種同位素從容器A的下方的小孔無(wú)初速度飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)中，加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條光譜線。關(guān)于三種同位素進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度大小的排列順序和三條光譜的排列順序，下列判斷正確的是()A．進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度從大到小的排列順序是氚、氘、氕B．進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度從大到小的排列順序是氕、氘、氚C．a(chǎn)、b、c三條光譜線依次排列的順序是氕、氘、氚D．a(chǎn)、b、c三條光譜線依次排列的順序是氚、氘、氕解析：選BD。加速過(guò)程中由動(dòng)能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，則有v＝eq\r(\f(2qU,m))，三種同位素電荷量q相同，速度的大小取決于質(zhì)量的倒數(shù)，所以速度從大到小的排列順序是氕、氘、氚，A錯(cuò)誤，B正確；進(jìn)入磁場(chǎng)后粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由qvB＝meq\f(v2,r)，并把v代入，得r＝eq\f(1,B)eq\r(\f(2mU,q))，由于它們的電荷量均相同，那么氚核的偏轉(zhuǎn)半徑最大，所以a、b、c三條光譜線依次排列的順序是氚、氘、氕，故C錯(cuò)誤，D正確。10．(多選)我國(guó)自己研制的旋式γ刀性能特別好，已被各大醫(yī)院應(yīng)用于臨床治療。γ刀治療腦腫瘤主要是利用()A．γ射線具有很強(qiáng)的穿透能力B．γ射線具有很強(qiáng)的電離作用C．γ射線波長(zhǎng)很短，具有很高的能量D．γ射線能很容易繞過(guò)阻礙物到達(dá)腦腫瘤位置解析：選AC。γ射線是波長(zhǎng)很短、頻率很高的電磁波，具有很高的能量和很強(qiáng)的穿透能力，所以它能穿透皮肉和骨骼到達(dá)腫瘤位置并殺死腫瘤細(xì)胞，A、C正確；因γ射線不帶電，它的電離作用很弱，因波長(zhǎng)很短，其衍射能力也很差，B、D錯(cuò)誤。11．(多選)某空間內(nèi)可能存在磁場(chǎng)或電場(chǎng)，也可能磁場(chǎng)和電場(chǎng)同時(shí)存在或都不存在，一束包含α射線、β射線和γ射線的射線以同方向進(jìn)入此空間，如它們的運(yùn)動(dòng)軌跡仍為一束，則此空間可能的情形是()A．存在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)及勻強(qiáng)磁場(chǎng)B．磁場(chǎng)及電場(chǎng)都存在C．有電場(chǎng)，無(wú)磁場(chǎng)D．有磁場(chǎng)，無(wú)電場(chǎng)解析：選BCD。α射線帶正電、β射線帶負(fù)電、γ射線不帶電，它們以同方向不同速度進(jìn)入某空間，運(yùn)動(dòng)軌跡仍為一束，則它們不受力的作用或受力方向與運(yùn)動(dòng)方向一致，空間中可有與運(yùn)動(dòng)方向平行的電場(chǎng)，無(wú)磁場(chǎng)，C正確；空間中可有與運(yùn)動(dòng)方向平行的磁場(chǎng)，無(wú)電場(chǎng)，D正確；空間中可有與運(yùn)動(dòng)方向平行的電場(chǎng)、磁場(chǎng)，B正確；空間中存在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)及勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，不同速度的粒子受到的洛倫茲力不同，不同的粒子受到的電場(chǎng)力不同，三種粒子不可能向同一方向運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤。12．茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對(duì)宇航員構(gòu)成了很大的威脅?，F(xiàn)有一束射線(含有α、β、γ三種射線)(1)在不影響β和γ射線的情況下，如何用最簡(jiǎn)單的辦法除去α射線？(2)如圖所示，余下的這束β和γ射線經(jīng)過(guò)一個(gè)使它們分開(kāi)的磁場(chǎng)區(qū)域，請(qǐng)畫出β和γ射線進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后軌跡的示意圖。(畫在圖上)(3)用磁場(chǎng)可以區(qū)分β和γ射線，但不能把α射線從γ射線束中分離出來(lái)，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十分之一，β射線速度約為光速)解析：(1)由于α射線貫穿能力很弱，用一張紙放在射線前即可除去α射線。(2)如圖所示。(3)由r＝eq\f(mv,Bq)和題設(shè)條件可知：α射線粒子的圓周運(yùn)動(dòng)半徑很大，比β射線粒子大得多，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)量很小，幾乎不偏轉(zhuǎn)，故與γ射線無(wú)法分離。答案：(1)用一張紙放在射線前即可除去α射線(2)見(jiàn)解析圖(3)α射線粒子的圓周運(yùn)動(dòng)半徑很大，幾乎在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，故與γ射線無(wú)法分離13．若讓氫的三種同位素先以相同的速度進(jìn)入相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，再以相同的動(dòng)量進(jìn)入相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其受到的向心力和軌道半徑大小順序如何？解析：當(dāng)同位素以相同速度進(jìn)入相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由洛倫茲力提供向心力得qvB＝eq\f(mv2,R)，則R＝eq\f(mv,qB)，B、q一定，當(dāng)v相同時(shí)R