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

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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
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