2019-2020学年高中物理第19章原子核第1节原子核的组成课后限时作业含解析 人教版选修3-5

2019-2020学年高中物理第19章原子核第1节原子核的组成课后限时作业含解析 人教版选修3-5

第1节 原子核的组成 ‎1．最早发现天然放射现象的科学家为(　　)‎ A．卢瑟福 B．贝可勒尔 C．爱因斯坦 D．查德威克 B　解析　卢瑟福发现质子，查德威克发现中子，爱因斯坦发现了光电效应，贝可勒尔发现天然放射现象，选项B正确，A、C、D错误．‎ ‎2．原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，下列说法正确的是(　　)‎ A．原子核中，有质子、中子，还有α粒子 B．原子核中，有质子、中子、还有β粒子 C．原子核中，有质子、中子、还有γ粒子 D．原子核中，只有质子和中子 D　解析　γ射线为电磁波，伴随α或β衰变产生，选项D正确．‎ ‎3．放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中(　　)‎ A．C为氦原子核组成的粒子流 B．B为比X射线波长更长的光子流 C．B为比X射线波长更短的光子流 D．A为高速电子组成的电子流 C　解析　根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B射线在电场中不偏转，所以是γ射线；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线．‎ ‎4．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对Th的原子来说(　　)‎ A．x＝90　y＝90　z＝234 B．x＝90　y＝90　z＝144‎ C．x＝144　y＝144　z＝90 D．x＝234　y＝234　z＝324‎ B　解析　在Th的原子中，左下角标为质子数，左上角标为质量数，则y＝90；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，即z＝234－90＝144，选项B正确．‎ ‎5．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是(　　)‎ A．γ射线的贯穿作用 B．α射线的电离作用 C．β射线的贯穿作用 D．β射线的中和作用 5‎ B　解析　由于α粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和，使带电体所带的电荷很快消失．‎ ‎6．如图所示，R为放射源，虚线范围内有垂直于纸面的磁场B，LL′为厚纸板，MN为荧光屏，今在屏上P点处发现亮斑，则到达P点处的放射性物质微粒和虚线范围内B的方向分别为(　　)‎ A．α粒子，B垂直于纸面向外 B．α粒子，B垂直于纸面向内 C．β粒子，B垂直于纸面向外 D．β粒子，B垂直于纸面向内 D　解析　由于α粒子贯穿本领很弱，只能穿透几厘米空气，因此穿透厚纸板到达屏上P点的不可能是α粒子；由于γ粒子不带电，穿过B区域不会发生偏转，因此到达P点的也不可能是γ粒子；因此可知，到达P点的必然是β粒子．又由于β粒子带的是负电，因此用左手定则便可判断B的方向应该是垂直于纸面向内．‎ ‎7．(多选)下列说法正确的是(　　)‎ A．α射线与γ射线都是电磁波 B．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流 C．从伦琴射线管的对阴极发出X射线时，对阴极中的原子核的结构并没有改变，只是原子从能量较高的定态跃迁到较低的定态 D．放射性元素有射线放出时，元素的原子核的组成一定发生变化 CD　解析　α射线是实物粒子流，不是电磁波，选项A错误；β射线是原子核中的中子转变成质子而释放的电子流，不是核外电子电离后形成的，选项B错误；X射线是原子的内层电子受到激发后，原子从高能级向低能级跃迁而产生的，对阴极中的原子和原子核的结构没有影响，选项C正确；放射性元素有射线放出时，原子核一定发生了变化，选项D正确．‎ ‎8．(多选)天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是(　　)‎ A．一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线 B．某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核 C．三种射线中对气体电离作用最强的是α射线 D．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子 ACD　解析　‎ 5‎ 由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本领最弱，一张黑纸就能挡住，而一张黑纸挡不住β射线和γ射线，选项A正确；γ射线是伴随α、β衰变而产生的一种电磁波，不会使原核变成新核，选项B错误；三种射线中α射线电离作用最强，选项C正确；β粒子是电子，来源于原子核，选项D正确．‎ ‎[能力提升]‎ ‎9．(多选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图中表示射线偏转情况正确的是(　　)‎ AD　解析　已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向，可知A、B、C、D四幅图中α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需进一步判断．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径r＝，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为＝··＝××≈372，由此可见，选项A正确，B错误；带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为x，沿电场线方向位移为y，则有x＝v0t，y＝·t2，消去t可得y＝，对某一确定的x值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为 ＝··＝××≈，由此可见，选项C错误，D正确．‎ ‎10．(多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44：1(图中半径大小没有按比例画)，如图所示，则(　　)‎ A．α粒子与反冲核动量大小相等、方向相反 5‎ B．原来放射性元素的原子核电荷数为90‎ C．反冲核的电荷数为88‎ D．α粒子和反冲核的速度之比为1：88‎ ABC　解析　 粒子之间作用过程中满足动量守恒，由于初始动量为零，则末动量为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反，由于释放的α粒子和反冲核均处于垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由qvB＝得R＝.若原来放射性元素的电荷数为Z，则对α粒子有R1＝，对反冲核有R2＝，由于p1＝p2，R1：R2＝44：1，得Z＝90，它们的速度大小与质量成反比，可知选项A、B、C正确，D错误．‎ ‎11．我国于2012年6月16日成功发射“神舟九号”载人飞船．在茫茫宇宙空间存在大量宇宙射线，对航天员构成了很大的威胁，现有一束射线(含有α、β、γ三种射线)．‎ ‎(1)在不影响β和γ射线的情况下，如何用最简单的方法除去α射线？‎ ‎(2)余下的这束射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出β和γ射线进入该磁场区域后轨迹的示意图；‎ ‎(3)用磁场可以区分β和γ射线，但不能把α射线从γ射线束中分离出来，为什么？(已知α粒子的质量约是β粒子质量的8 000倍，α射线速度约为光速的十分之一，β射线速度约为光速)．‎ 解析　(1)由于α射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去α射线．‎ ‎(2)β射线带负电，由左手定则可知向上偏转，γ射线方向不变，轨迹如图所示．‎ ‎(3)α粒子和电子在磁场中偏转，根据R＝，对α射线 R1＝，对β射线R2＝，故＝＝400.α射线穿过此磁场时，半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离．‎ 答案　(1)用一张纸放在射线前即可除去α射线　(2)见解析图　(3)α射线的圆周运动的半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离 5‎ ‎12．在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源．从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示．在与射线源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印像纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后两张印像纸显影．‎ ‎(1)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？‎ ‎(2)下面的印像纸显出三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比？‎ ‎(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？‎ 解析　(1)因α粒子贯穿本领弱，穿过下层纸的只有β射线、γ射线，β射线、γ射线在上面的印像纸上留下两个暗斑．‎ ‎(2)下面印像纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑．设α射线、β射线暗斑到中央γ射线暗斑的距离分别为sα、sβ则 sα＝aα·()2，sβ＝aβ·()2，‎ aα＝，aβ＝ 由以上四式得＝．‎ ‎(3)若使α射线不偏转，qαE＝qαvα·Bα，所以Bα＝，同理若使β射线不偏转，应加磁场Bβ＝，故＝＝10∶1．‎ 答案　(1)两个暗斑　β射线，γ射线　(2)5∶184　(3)10∶1‎ 5‎