人教版 (2019)选择性必修 第三册1 原子核的组成课后练习题

第五章　原子核

1　原子核的组成

基础过关练

题组一　天然放射现象

1.最早发现天然放射现象的科学家是 (　　)

A.卢瑟福 B.贝克勒尔

C.爱因斯坦 D.查德威克

2.(2021湖南常德高三三模)天然放射现象的发现揭示了 (　　)

A.原子是可分的

B.原子的中心有一个很小的核

C.原子核具有复杂的结构

D.原子核由质子和中子组成

3.(2020上海华东师范大学附属中学高二下测试)关于原子物理的知识,下列说法中正确的是              (深度解析)

A.质子的发现说明原子是可分的

B.电子的发现说明原子核是可分的

C.天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构

D.α粒子散射实验揭示了原子核是由质子和中子组成的

题组二　射线的本质

4.(2020上海交通大学附属中学高二下期中)天然放射性元素放出的β射线是 (　　)

A.电子流 B.光子流

C.中子流 D.质子流

5.(2020山西长治高二期末)关于天然放射现象,下列说法正确的是 (　　)

A.γ射线在磁场中不能发生偏转

B.α射线是由氦原子核衰变产生的

C.β射线是原子核外的电子受激跃迁而产生的

D.工业上常用α射线来探测塑料板或金属板的厚度

6.一放射源放射出某种或多种射线,当用一张薄纸放在放射源的前面时,射线的强度减为原来的,而当用1 cm厚的铝片放在放射源前面时,射线的强度减小到几乎为零,由此可知,该放射源所射出的              (深度解析)

A.仅是α射线

B.仅是β射线

C.是α射线和β射线

D.是α射线和γ射线

7.如图所示,放射性元素镭释放出α、β、γ三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中,其中　　　　是α射线,　　　　是β射线,　　　　是γ射线。 

题组三　原子核的组成

8.(2021上海青浦高三二模)卢瑟福预言原子核内除质子外还有中子的事实依据是              (　　)

A.电子数与质子数相等

B.绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的质量与电荷量之比

C.原子核的核电荷数等于质子数

D.质子和中子的质量几乎相等

9.(2020上海华东师范大学附属中学高二下测试U核中有 (　　)

A.92个电子 B.238个质子

C.146个中子 D.330个核子

10.下列说法中正确的是 (　　)

AHe核中有4个质子,2个中子

BHe核与He核不是互为同位素

CBe中的质子数比中子数少6

DSi中的质子数比中子数少2

11.已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226。试问:

(1)镭核中有几个质子?几个中子?

(2)镭核所带电荷量是多少?

(3)若镭原子呈电中性,它核外有几个电子?

(4Ra是镭的一种同位素,让Ra和Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,它们运动的轨迹半径之比是多少?

能力提升练

题组一　射线的本质

1.()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为氦核组成的粒子流

B.A的电离能力最强

C.B的穿透能力最弱

D.B为比X射线波长更长的光子流

2.()如图所示,x为未知的放射源,L为薄铝片,若在放射源和计数器之间加上L后,计数器的计数率大幅度减小,在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,则x可能是              (　　)

A.α和β的混合放射源 B.纯α放射源

C.α和γ的混合放射源 D.纯γ放射源

题组二　原子核的组成

3.(2021吉林长春一中高二下月考,)下列关于原子核的相关说法中正确的是 (　　)

A.天然放射现象的发现说明了原子核是可以再分的

B.原子核的电荷数不是它的电荷量,但质量数是它的质量

C.卢瑟福通过实验发现了质子和中子

D.原子核Th的核内有90个中子

4.(2020江苏南通海安高中高二下月考,)(多选)质子数与中子数互换的核互为镜像核,例如He是H的镜像核,同样H也是He的镜像核。下列说法正确的是(　　)

AN和C互为镜像核

BN和O互为镜像核

CN和O互为镜像核

D.互为镜像核的两个核质量数相同

题组三　天然放射现象的综合

5.(2020上海徐汇二模,)下列射线来自原子核外的是　 (　　)

A.α射线 B.β射线 C.γ射线 D.阴极射线

6.()如图,铅盒A中装有天然放射性物质,放射线从其右端小孔中水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,则下列说法中正确的是              (　　)

A.打在荧光屏上a、b、c三点的依次是α射线、β射线和γ射线

B.α射线和β射线的轨迹是抛物线

C.α射线和β射线的轨迹是圆弧

D.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场,则屏上的亮斑可能只剩下b

7.(2020山东日照高二下期末,)(多选)把放射源铀、钋或镭放入用铅做的容器中,射线只能从容器的小孔射出,成为细细的一束。在射线经过的空间施加匀强磁场,发现射线分裂成如图所示的a、b、c三束。下列说法正确的是              (　　)

A.三种射线中,b的穿透能力最强

B.三种射线中,c的电离作用最强

C.容器内温度越高,放射性强度越大

D.将磁场换为水平向左的匀强电场,射线也大致沿图示方向偏转

8.()一天然放射性物质发出三种射线,经过方向如图所示的匀强磁场、匀强电场共存的区域后射到足够大的荧光屏上,荧光屏上只有a、b两处出现亮斑,下列判断中正确的是              (　　)

A.射到b处的一定是α射线

B.射到b处的一定是β射线

C.射到b处的可能是γ射线

D.射到b处的可能是α射线

答案全解全析

第五章　原子核

1　原子核的组成

基础过关练

1.B　贝克勒尔于1896年最早发现了天然放射现象,故B正确。

2.C　天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构,故选C。

3.C　电子的发现说明原子是可分的,故A、B错误;天然放射现象的发现说明原子核内部是有结构的,故C正确;卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构,不能说明原子核是由质子和中子组成的,故D错误。

导师点睛

对放射性和射线的理解:

(1)一种元素的放射性,与其是单质还是化合物无关,这说明一种元素的放射性和核外电子无关。

(2)射线来自原子核,说明原子核是可以再分的。

4.A　天然放射性元素放出的β射线是电子流,故A正确。

5.A　 γ射线不带电,为电磁波,在磁场中运动时不会发生偏转,故A正确;α射线是α粒子流,故B错误;β射线是电子流,成因是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子,故C错误;γ射线的穿透性较强,工业上常用γ射线来探测塑料板或金属板的厚度,故D错误。

6.C　α射线的穿透能力较弱,在空气中只能前进几厘米,用一张纸就能把它挡住。β射线的电离作用较弱,穿透能力较强,很容易穿透黑纸,也能穿透几毫米的铝板。γ射线穿透能力更强,可以穿透几厘米厚的铅板。根据题意可知,该放射源所射出的射线有α射线和β射线,没有γ射线,故C正确。

方法技巧

对三种射线性质的理解:

(1)α射线带正电,β射线带负电,γ射线不带电。α射线、β射线是实物粒子,而γ射线是光子流,属于电磁波的一种。

(2)α射线、β射线都可以在电场或磁场中偏转,但偏转方向不同,γ射线则不发生偏转。

(3)α射线穿透能力弱,β射线穿透能力较强,γ射线穿透能力最强,而电离本领相反。

7.答案　③④　①⑥　②⑤

解析　α射线带正电,β射线带负电,γ射线不带电,结合三种射线在电场与磁场中的偏转可知②⑤是γ射线,③④是α射线,①⑥是β射线。

8.B　绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的质量与电荷量之比,故原子核内还存在不带电的中子,故B正确。

9.CU中质子数为92,核子数为238,由于质子数与中子数之和为核子数,则中子数为146,原子核内没有电子,故C正确。

10.DHe核中有2个质子,2个中子,故A错误He核与He核互为同位素,故B错误Be中的质子数比中子数少2,故C错误Si中的质子数比中子数少2,故D正确。

11.答案　(1)88　138　(2)1.41×10-17 C　(3)88　(4)113∶114

解析　因为原子序数与核内质子数、原子核的电荷数、原子的核外电子数都是相等的,原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和。由此可得:

(1)镭核中的质子数等于其原子序数,故质子数为88,中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差,即N=A-Z=226-88=138。

(2)镭核所带电荷量Q=Ze=88×1.6×10-19 C≈1.41×10-17 C。

(3)镭原子呈电中性,则核外电子数等于质子数,故核外电子数为88。

(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,故有Bqv=m,r=。两种同位素具有相同的核电荷数,但质量数不同,故==。

能力提升练

1.B　根据带电粒子在电场中的受力方向和曲线运动的条件可以判断,C带负电,为β射线,是电子流,故选项A错误;A带正电,为α射线,是氦核组成的粒子流,电离能力最强,故选项B正确;B不带电,为γ射线,是一种电磁波,波长很短的光子,穿透能力最强,故选项C错误;B比X射线的频率高,比X射线的波长短,故选项D错误。

2.C　在放射源和计数器之间加上薄铝片后,计数器的计数率大幅度减小,说明射线中有穿透能力很弱的粒子,即α粒子;在薄铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,说明穿过薄铝片的粒子中无带电粒子,故只有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源。

3.A　在对天然放射现象的研究中发现,射线与原子核外的电子无关,也就是说射线来自原子核,因此说明了原子核可以再分,故A正确;原子核的电荷数不是它的电荷量,质量数也不是它的质量,故B错误;卢瑟福通过实验发现了质子,并猜想原子核内可能还存在中子,查德威克通过实验证实了原子核中存在中子,故C错误;原子核Th的质子数为90,中子数为144,故D错误。

4.ACD　根据镜像核的定义及质量数A等于核电荷数Z和中子数n之和,可知N和C的质子数与中子数互换了,互为镜像核N和O的质子数与中子数互换了,互为镜像核,故A、C正确N的质子数为7,中子数为8;而O的质子数和中子数都为8,没有互换,不是镜像核,故B项错误。互为镜像核的两个核质子数与中子数互换,质子数与中子数的和不变,所以互为镜像核的两个核质量数相同,故D正确。

5.D　α射线、β射线、γ射线都来自原子核,故A、B、C错误;阴极射线是原子的核外电子受激发而发射出的电子流,故D正确。

6.C　由左手定则知正电荷向上偏,负电荷向下偏,不带电的γ射线不偏转,所以打在荧光屏上a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线,故A错误;α射线和β射线受到的洛伦兹力与粒子速度方向垂直,轨迹是圆弧,故B错误,C正确;再加一竖直向下的匀强电场,α射线和β射线均受到与洛伦兹力方向相反的电场力,对带电粒子进行受力分析,当Eq=Bqv时,粒子不偏转,可得当粒子速度v=时,粒子不偏转,由于形成β射线的粒子速度比形成α射线的粒子的速度大得多,故两射线不可能同时不偏转,亮斑不可能只剩下b,故D错误。

7.AD　带电粒子在磁场中运动,根据左手定则,a带正电为α粒子,b不带电为γ射线,c带负电为β粒子。γ射线(b)电离能力最弱,但穿透能力最强,故A正确;α粒子(a)电离能力最强,但穿透能力最弱,故B错误;原子核衰变和温度无关,所以放射性强度也和温度无关,故C错误;将磁场换为水平向左的匀强电场,α粒子向左偏,γ射线不偏转,β粒子向右偏,所以射线也大致沿图示方向偏转,故D符合题意。

8.D　α射线带正电,β射线带负电,γ射线不带电,γ射线不受电场力和洛伦兹力,故射到b处的一定不是γ射线,故C选项错误;α射线和β射线在电场、磁场中受到电场力和洛伦兹力,若电场力大于洛伦兹力,则射到b处的是α射线,若洛伦兹力大于电场力,则射到b处的是β射线,故D选项正确,A、B选项错误。