2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)8原子核的組成與核力含解析教科版選修3-5

PAGE4-課時(shí)分層作業(yè)(八)原子核的組成與核力(時(shí)間：40分鐘分值：100分)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．(多選)關(guān)于質(zhì)子與中子，下列說(shuō)法正確的是()A．原子核(除氫核外)由質(zhì)子和中子構(gòu)成B．質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子C．盧瑟福發(fā)覺(jué)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在D．盧瑟福發(fā)覺(jué)了中子，并預(yù)言了質(zhì)子的存在ABC[原子核(除氫核外)由質(zhì)子和中子構(gòu)成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，盧瑟福發(fā)覺(jué)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在，查德威克用α粒子轟擊鈹(eq\o\al(9,4)Be)發(fā)覺(jué)了中子，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤．]2．用高能eq\o\al(86,36)Kr(氪)離子轟擊eq\o\al(208,82)Pb(鉛)，釋放出一個(gè)中子后，生成了一個(gè)新核，關(guān)于新核的推斷正確的是()A．其質(zhì)子數(shù)為118 B．其質(zhì)量數(shù)為294C．其原子序數(shù)為293 D．其中子數(shù)為90A[核反應(yīng)方程為eq\o\al(208,82)Pb＋eq\o\al(86,36)Kr→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(293,118)X，新核質(zhì)量數(shù)為293，質(zhì)子數(shù)為118，中子數(shù)為293－118＝175.故正確選項(xiàng)為A.]3．(多選)某種元素的原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，下列說(shuō)法中正確的是()A．原子核的質(zhì)子數(shù)為ZB．原子核的中子數(shù)為A－ZC．原子核的質(zhì)子數(shù)為AD．原子核的質(zhì)子數(shù)為A－ZAB[依據(jù)原子核的符號(hào)的含義：A表示質(zhì)量數(shù)，Z表示質(zhì)子數(shù)，則中子數(shù)為A－Z，所以A、B正確．]4．(多選)由原子核符號(hào)eq\o\al(235,92)U，可知()A.eq\o\al(235,92)U原子核中有質(zhì)子92個(gè)B.eq\o\al(235,92)U原子核中有電子92個(gè)C.eq\o\al(235,92)U原子核中有中子235個(gè)D.eq\o\al(235,92)U原子核中有中子143個(gè)AD[原子核符號(hào)為eq\o\al(A,Z)X，A為核子數(shù)，Z為質(zhì)子數(shù)，可見(jiàn)eq\o\al(235,92)U原子核中核子數(shù)是235個(gè)，質(zhì)子數(shù)是92個(gè)，中子數(shù)為235－92＝143個(gè)，故B、C錯(cuò)誤，A、D正確．]5．(多選)以下說(shuō)法中正確的是()A．原子中含有帶負(fù)電的電子，所以原子帶負(fù)電B．原子核中的中子數(shù)肯定跟核外電子數(shù)相等C．用α粒子轟擊氮、氟、鈉、鋁等元素的原子核都可以打出質(zhì)子，因此人們斷定質(zhì)子是原子核的組成部分D．絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，因而原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子CD[原子中除了有帶負(fù)電的電子外，還有帶正電的原子核，故A錯(cuò)誤；原子核中的中子數(shù)不肯定跟核外電子數(shù)相等，故B錯(cuò)誤；正是用α粒子轟擊原子核的試驗(yàn)才發(fā)覺(jué)了質(zhì)子，故C正確；因?yàn)榻^大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，才確定原子核內(nèi)還有別的中性粒子，故D正確．]6．(多選)已知eq\o\al(228,88)Ra是eq\o\al(226,88)Ra的一種同位素，則下列說(shuō)法正確的是()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)AC[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，且原子核內(nèi)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．由此知這兩種鐳的同位素核內(nèi)的質(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?yàn)樗鼈兊暮送怆娮訑?shù)相同，所以它們的化學(xué)性質(zhì)也相同．故正確答案為A、C.]二、非選擇題(14分)7．1919年盧瑟福通過(guò)如圖所示的試驗(yàn)裝置，第一次完成了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并由此發(fā)覺(jué)了質(zhì)子．圖中A為放射源發(fā)出的________粒子，B為_(kāi)____氣．寫(xiě)出該試驗(yàn)的核反應(yīng)方程：__________________.[解析]題圖為α粒子轟擊氮原子核生成質(zhì)子的試驗(yàn)裝置，放射源A發(fā)出的是α粒子，B為氮?dú)猓浜朔磻?yīng)方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.[答案]α氮eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H[實(shí)力提升練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．某種元素具有多種同位素，正確反映這些同位素的質(zhì)量數(shù)A與中子數(shù)N關(guān)系的是圖()ABCDB[質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，因此當(dāng)中子數(shù)N增多時(shí)，質(zhì)量數(shù)A也會(huì)增大，因此A、D錯(cuò)誤；因?yàn)闅湓又兄挥幸粋€(gè)質(zhì)子，無(wú)中子，也就是中子數(shù)N為零時(shí)，質(zhì)量數(shù)A不為零，因此B正確，C錯(cuò)誤．]2．(多選)在下列推斷中，正確的是()A．組成eq\o\al(238,92)U核的核子中只有相鄰核子之間才存在不行忽視的核力作用B．組成eq\o\al(238,92)U核的中子中任何兩個(gè)中子之間都存在不行忽視的核力作用C．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不行忽視的庫(kù)侖斥力作用D．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不行忽視的核力作用AC[核力屬于短程力，由于組成eq\o\al(238,92)U核的核子較多，兩核子之間的距離可能超過(guò)核力的作用范圍，所以某些核子之間的作用力可能比較小，所以選項(xiàng)A正確，B、D錯(cuò)誤，但兩質(zhì)子之間都存在庫(kù)侖斥力的作用，所以選項(xiàng)C正確．]3．如圖所示為查德威克試驗(yàn)示意圖，用自然放射性元素釙(Po)放射的α射線轟擊鈹時(shí)會(huì)產(chǎn)生粒子流A，用粒子流A轟擊石蠟時(shí)，會(huì)打出粒子流B，經(jīng)探討知道()A．A為中子，B為質(zhì)子B．A為質(zhì)子，B為中子C．A為γ射線，B為中子D．A為中子，B為γ射線A[不行見(jiàn)射線A，轟擊石蠟時(shí)打出的應(yīng)當(dāng)是質(zhì)子，因?yàn)橘|(zhì)子就是氫核，而石蠟中含有大量氫原子，轟擊石蠟的不行見(jiàn)射線應(yīng)當(dāng)是中子．]4．一個(gè)質(zhì)子以1.0×107m/s的速度撞一個(gè)靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變成硅原子核．已知鋁原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍，則下列說(shuō)法正確的是()A．核反應(yīng)方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)SiB．核反應(yīng)方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(28,14)SiC．質(zhì)子撞鋁原子核的過(guò)程動(dòng)量不守恒D．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為107m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一樣A[由核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由動(dòng)量守恒的適用范圍知C項(xiàng)錯(cuò)誤；由動(dòng)量守恒定律求得硅原子速度的數(shù)量級(jí)為105m/s，即D選項(xiàng)錯(cuò)誤．]二、非選擇題(本大題共2小題，共26分)5．(12分)質(zhì)譜儀是一種測(cè)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(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，到達(dá)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(qiáng)度大小為B，求x的大??；(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？[解析](1)離子在電場(chǎng)中被加速時(shí)，由動(dòng)能定理qU＝eq\f(1,2)mv2，進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)洛倫茲力供應(yīng)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)6．(14分)1930年發(fā)覺(jué)，在真空條件下用α粒子(eq\o\al(4,2)He)轟擊鈹(eq\o\al(9,4)Be)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種看不見(jiàn)的、貫穿實(shí)力極強(qiáng)且不帶電的粒子，查德威克認(rèn)定這種粒子就是中子．(1)寫(xiě)出α粒子轟擊鈹核的核反應(yīng)方程；(2)若一個(gè)中子與一個(gè)靜止的碳核發(fā)生正碰，已知中子的質(zhì)量為mn、初速度為v0，與碳核碰后的速率為v1，運(yùn)動(dòng)方向與原來(lái)運(yùn)動(dòng)方向相反，碳核質(zhì)量視為12mn，求碳核與中子碰撞后的速率；(3)若與中子碰撞后的碳核垂直于磁場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，測(cè)得碳核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，已知元電荷的電荷量為e，求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。甗解析](1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(12,6)C.(2)依據(jù)動(dòng)量守恒定律有mnv0＝－mnv1＋12mnv2解得：v