高中物理人教版 (新课标)选修31 原子核的组成课后复习题

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修31 原子核的组成课后复习题，共6页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1 原子核的组成
一、单项选择题
1．天然放射性物质的射线包含三种成分，下列说法中不正确的是( B )

A．α射线的本质是高速氦核流
B．β射线是不带电的光子流
C．三种射线中电离作用最强的是α射线
D．一张厚的黑纸可以挡住α射线，但挡不住β射线和γ射线
解析：β粒子是带负电的电子流．
2．某元素的两种同位素，它们的原子具有不同的( B )
A．质子数 B．质量数
C．原子序数 D．电子数
解析：同位素是原子序数相同，即质子数相同，中子数不同的元素．对中性原子它们的核外电子数目也相同．
3.eq \\al(13, 6)C－NMR(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析，有关eq \\al(13, 6)C的说法正确的是( A )
A．质子数为6 B．电子数为13
C．中子数为6 D．质量数为6
解析：电子数等于质子数，应为6，B错；中子数为7，质量数为13，C、D错．
4．据最新报道，放射性同位素钬eq \\al(166, 67)H可有效地治疗肝癌，该原子的原子核内中子数与核外电子数之差为( B )
A．99 B．32
C．67 D．166
解析：由符号eq \\al(166, 67)H可知，核外电子数为67，中子数为166－67＝99，故中子数和核外电子数之差为32.
二、双项选择题
5．下列说法中正确的是( CD )
A．玛丽·居里首先提出原子的核式结构
B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子
C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子
D．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说
解析：卢瑟福首先提出原子核式结构模型，卢瑟福在α粒子散射实验中发现了原子的中心有个核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．故A、B错．
6.eq \\al(228, 88)Ra是镭eq \\al(226, 88)Ra的一种同位素，对于这两个种镭的原子而言，下列说法正确的有( AC )
A．它们具有相同的质子数和不同的质量数
B．它们具有相同的中子数和不同的原子序数
C．它们具有相同的核电荷数和不同的中子数
D．它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质
解析：同位素具有相同的质子数不同的质量数，并且化学性质相同．
7．关于天然放射现象，下列说法正确的是( BC )
A．是玛丽·居里夫妇首先发现的
B．说明了原子核不是单一的粒子
C．原子序数大于或等于83的元素都能自发地发出射线
D．γ射线的实质是高速电子流
解析：首次发现天然放射现象的是法国物理学家贝可勒尔，放射性现象表明了原子核的可变性，即原子核不是单一的粒子．
8．如图19－1－3所示，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，则下面说法中正确的有( AC )
图19－1－3
A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β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
解析：由左手定则可知A正确，带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力始终与粒子的运动方向相垂直，所以α射线和β射线的轨迹是圆弧，不是抛物线，故B错C对．
9．有关同位素，下列说法中正确的是( AC )
A．同位素具有相同的化学性质
B．同位素具有相同的核子数
C．同位素具有相同的质子数
D．同位素具有相同的中子数
解析：同位素具有相同的质子数，不同的中子数和质量数，同位素的化学性质相同．
三、非选择题
10．一个铅原子质量数为207，其核外电子有多少个？中子数又是多少？
解：铅原子的质子数是82，核外电子数与质子数相同，也是82；由于该铅原子质量数为207，故中子数为207－82＝125.
11. 已知镭的原子序数是88，质量数为226，求：
(1)镭核中的质子数及中子数；
(2)镭核所带的电荷量；
(3)呈中性的镭原子的核外电子数．
解：(1)由题意可知，质子数＝原子序数＝88，中子数＝226－88＝138；
(2)镭核所带的电荷量为
Q＝88×1.60×10－19 C≈1.41×10－17 C；
(3)呈中性的镭原子有：核外电子数＝质子数＝88.
12．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图19－1－4所示)，今测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝44∶1，求：
(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？
(2)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)
图19－1－4
解：(1)设衰变后α粒子的电荷量q1＝2e，新生核的电荷量为q2，它们的质量分别为m1和m2，衰变后的速度分别为v1和v2，则原来原子核的电荷量q＝q1＋q2
根据轨道半径公式有eq \f(r1,r2)＝eq \f(\f(m1v1,Bq1),\f(m2v2,Bq2))＝eq \f(m1v1q2,m2v2q1)
又由衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1v1＝m2v2
以上三式联立解得q＝90e.
即这个原子核原来所含的质子数为90.
(2)由于动量大小相等，因此轨道半径与粒子的电荷量成反比．所以圆轨道1是α粒子的径迹，圆轨道2是新生核的径迹，两者电性相同，运动方向相反．
13．如图19－1－5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( D )
图19－1－5
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
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点处不可能是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点处的也不可能是γ粒子；由此可知，到达P点处的必然是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．
14．(双选)让α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下列选项表示射线偏转情况中，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＝eq \f(mv,Bq)，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为：eq \f(rα,rβ)＝eq \f(mα,mβ)·eq \f(vα,vβ)·eq \f(qβ,qα)＝eq \f(4,\f(1,1 836))×eq \f(0.1c,0.99c)×eq \f(1,2)≈eq \f(371,1).由此可见，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＝eq \f(1,2)eq \f(qE,m)t2
消去t可得：y＝eq \f(qEx2,2mv\\al(2,0)).
对某一确定的x值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为eq \f(yα,yβ)＝eq \f(qα,qβ)·eq \f(mβ,mα)·eq \f(v\\al(2,β),v\\al(2,α))＝eq \f(2,1)×eq \f(\f(1,1 836),4)×eq \f(0.99c2,0.1c2)＝eq \f(1,37).由此可见，C错误，D正确．
15．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19－1－6所示．在与射线源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印相纸(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相纸显影．
(1)上面的印相纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？
(2)下面的印相纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比？
(已知：mα＝4 u，mβ＝eq \f(1,1 840) u，vα＝eq \f(c,10)，vβ＝c)．
图19－1－6
解：(1)因α粒子贯穿本领弱，穿过下层纸的只有β射线和γ射线，β射线和γ射线在上面的印相纸上留下两个暗斑．
(2)下面印相纸从左向右依次是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＝eq \f(1,2)aα·，sβ＝eq \f(1,2)aβ·，
aα＝eq \f(qα·E,mα)，aβ＝eq \f(qβ·E,mβ).
由以上四式得eq \f(sα,sβ)＝eq \f(5,184).