高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 原子核的组成精品课后作业题

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 原子核的组成精品课后作业题，共9页。试卷主要包含了天然放射现象，射线的本质，原子核的组成等内容，欢迎下载使用。

知识点一、天然放射现象
1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线．
2．物质发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象．
3原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线．
知识点二、射线的本质
1．α射线：
(1)是高速粒子流，其组成与氦原子核相同．
(2)速度可达到光速的eq \f(1,10).
(3)电离作用强，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．
2．β射线：
(1)是高速电子流．
(2)它的速度更大，可达光速的99%.
(3)电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．
3．γ射线：
(1)是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下．
(2)电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土．
知识点三、原子核的组成
1．质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子.
2．中子的发现：卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，查德威克通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分.
3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子.
4．原子核的符号
5．同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子核组成的元素，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素．例如，氢有三种同位素eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H.
α、β、γ三种射线的比较
下列现象中，与原子核内部变化有关的是（ ）
A．α粒子散射现象B．光电效应现象
C．天然放射现象D．原子发光现象
【解答】解：A、α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A错误；
B、光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故B错误；
C、天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，故C正确；
D、原子发光是原子跃迁形成的，即电子从高能级向低能级跃迁，释放的能量以光子形式辐射出去，没有涉及到原子核的变化，故D错误。
故选：C。
天然放射现象显示出（ ）
A．原子不是单一的基本粒子
B．原子核不是单一的基本粒子
C．原子内部大部分是空的
D．原子有一定的能级
【解答】解：天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有其它粒子产生，因此说明了原子核可以再分，具有复杂结构，故B正确，ACD错误；
故选：B。
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，则放射源x可能是（ ）
A．α和β的混合放射源B．只可能是纯α放射源
C．α和γ的混合放射源D．纯γ放射源
【解答】解：在放射源和计数器之间加薄铝片l后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的粒子，在l和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场B，计数器的计数率不变，说明剩下的粒子不带电，即为γ射线，因此放射源x可能是α和γ的混合放射源，故ABD错误，C正确。
故选：C。
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，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
【解答】解：在放射源和计数器之间加薄铝片L后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的粒子，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场B，计数器的计数率不变，说明剩下的粒子不带电，即为γ射线，因此放射源x可能是α和γ的混合放射源，故ABD错误，C正确。
故选：C。
如图所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域，调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线照射．下面的哪种判断是正确的（ ）
A．射到b点的可能是α射线或β射线
B．射到b点的一定是α射线
C．射到b点的一定是β射线
D．射到b点的一定是γ射线
【解答】解：因为γ射线不带电，所以射到b点的一定不是γ射线；αβ射线在电磁场中受到电场力和洛伦兹力：若电场力大于洛伦兹力，说明射线是α；若洛伦兹力大于电场力说明是β射线。故A正确，BCD错误。
故选：A。
（多选）下列说法正确的是（ ）
A．X与Y互为同位素
B．X与Y互为同位素
C．X与Y中子数相同
D．U核内有92个质子，235个中子
【解答】解：A、X与Y质子数不同，不是互为同位素，故A错误；
B、X与Y质子数相同中子数不同，是互为同位素，故B正确；
C、X中子数是n﹣m，Y中子数是n﹣m，故C正确；
D、U核内有92个质子，143个中子，故D错误；
故选：BC。
（多选）（2020•浙江模拟）“嫦娥二号”的任务之一是利用经技术改进的γ射线谱仪探测月球表面多种元素的含量与分布特征。月球表面一些元素（如钍、铀）本身就有放射性，发出γ射线；另外一些元素（如硅、镁、铝）在宇宙射线轰击下会发出γ射线。而γ射线谱仪可以探测到这些射线，从而证明某种元素的存在。下列关于γ射线的说法正确的是（ ）
A．γ射线经常伴随α射线和β射线产生
B．γ射线来自原子核
C．如果元素以单质存在其有放射性，那么元素以化合物形式存在不一定其有放射性
D．γ射线的穿透能力比α射线、β射线都要强
【解答】解：AB、γ射线是原子核发生变化时伴随α射线和β射线放出来的，故AB正确；
C、元素的放射性与其是为单质，还是化合物无关，故C错误；
D、γ射线穿透能力比α射线、β射线都要强，故D正确。
故选：ABD。
（2022•苏州模拟）质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束（速度可看成为零），经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x。
（1）设离子质量为m、电荷量为q、加速电压为U、磁感应强度大小为B，求x的大小；
（2）氢的三种同位素H、H、H从离子源S出发，到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH：xD：xT为多少？
【解答】解：（1）离子在电场中被加速时，由动能定理
qUmv2，
进入磁场时洛伦兹力提供向心力，qvB，又x＝2r，
由以上三式得x。
（2）氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由（1）结果知，
xH：xD：xT：：1：：。
（2022•南京模拟）下列现象中，说明原子核具有复杂结构的是（ ）
A．光电效应B．α粒子的散射
C．天然放射现象D．康普顿效应
【解答】解：A、光电效应实验是光具有粒子性的有力证据，故A错误；
B、α粒子散射实验是卢瑟福提出原子核式结构的实验基础，故B错误；
C、天然放射现象反映了原子核具有复杂的结构，故C正确；
D、康普顿效应说明光具有粒子性，光子和实物粒子一样，具有能量和动量；光子和电子碰撞过程中能量守恒，动量也守恒，故D错误。
故选：C。
放射性同位素钬H可有效治疗肝癌，下列关于H的叙述正确的是（ ）
A．电子数是166B．中子数是99
C．质量数是67D．原子序数是166
【解答】解：AD、已知H，则原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数＝67，即电子数为67，原子序数是67，故A、D错误；
BC、H的质子数为67，质量数为166，则该同位素原子核内的中子数为166﹣67＝99，故B正确，C错误。
故选：B。
γ射线暴是来自天空中某一方向的γ射线强度在短时间内突然增强，随后又迅速减弱的现象，它是仅次于宇宙大爆炸的爆发现象。下列关于γ射线的论述中正确的是（ ）
A．γ射线同α、β射线一样，都是高速带电粒子流
B．γ射线的穿透能力比α射线强，但比β射线弱
C．γ射线是原子核能级跃迁时产生的
D．利用γ射线可以使空气电离，消除静电
【解答】解：A、γ射线是电磁波，不是高速带电粒子流，故A错误；
B、α、β、γ三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，故B错误；
C、γ射线是原子核从高能级向低能级跃迁时，以能量的形式辐射出来的电磁波，故C正确；
D、γ射线的电离本领最弱，α射线的电离本领最强，利用α射线可以使空气电离，消除静电，故D错误。
故选：C。
（多选）氢有三种同位素，分别是氕（H）、氘（H）、氚（H），则（ ）
A．它们的质子数相等
B．若为中性原子，它们的核外电子数相等
C．它们的核子数相等
D．它们的化学性质相同
【解答】解：A、三种同位素，原子核内的质子数均为1，故A正确；
B、若为中性原子，它们的核外电子数等于核内质子数，则核外电子数相等，故B正确；
C、核子数等于质量数，则三种同位素的核子数不同，故C错误；
D、同位素原子的最外层电子数相同，则同一元素的各种同位素的化学性质相同，故D正确。
故选：ABD。
（多选）目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，放射出的α、β、γ射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（ ）
A．将α、β、γ射线垂直射入匀强电场中，可以通过偏转的情况将它们分辨出来
B．放射出的β射线的速度等于光速
C．γ射线一般伴随着α射线或β射线产生，在这三种射线中，y射线的穿透能力最强，电离能力最弱
D．三种射线中，电离能力和穿透能力最强的是α射线
【解答】解：A、α、β、γ射线分别带正电，带负电，不带电，则通过垂直射入匀强电场中，可以通过偏转的情况将它们分辨出来，故A正确；
B、放射出的β射线的速度接近光速，小于光速，故B错误；
CD、根据衰变的特点可知，γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能力最强，穿透能力最弱，故C正确，D错误。
故选：AC。
据报道，俄科学家成功合成了具有极强放射性的117号新元素，该元素目前尚未被命名，是在实验室人工创造的最新的超重元素。新元素有两种同位素，其中一种有176个中子，而另一种有177个中子，则：
（1）该元素两种同位素的原子核的核电荷数各为多少？原子的核外电子数各为多少？
（2）该元素两种同位素的原子核的质量数各为多少？
（3）若用X表示117号元素的元素符号，该元素的两种同位素用原子核符号如何表示？
【解答】解：（1）元素的原子序数等于该元素原子核的核电荷数，等于核内质子数；故117号元素的核电荷数和核内质子数均为117，原子呈中性，故核外电子数等于核内质子数，也为117；
（2）原子核的质量数等于质子数与中子数之和，故该元素中子数为176的原子核的质量数为117+176＝293，中子数为177的原子核的质量数为117+177＝294；
（3）元素符号一般用 表示，其中A表示质量数，Z表示核电荷数，由前两问可得该元素的两种同位素的原子核符号，中子数为176的原子核的符号，中子数为177的原子核的符号。
种类
α射线
β射线
γ射线
组成
高速氦核流
高速电子流
光子流(高频电磁波)
质量
4mp(mp＝1.67×10－27kg)
eq \f(mp,1 836)
静止质量为零
带电荷量
2e
－e
0
速率
0.1c
0.99c
c
穿透能力
最弱，用一张纸就能挡住
较强，能穿透几毫米
最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土厚的铝板
电离作用
很强
较弱
很弱
在磁场中
偏转
偏转
不偏转