物理选择性必修 第三册第五章 原子核1 原子核的组成课后测评

第五章　1

一、选择题(本题共8小题，每题5分，共40分)

1．(2021·河南省洛阳市第一中学高二5月) 在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用，下列说法符合历史事实的是(　A　)

A．德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到了实物粒子，提出实物粒子也具有波动性的假设

B．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核

C．卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子

D．汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线就是高速氦核流

解析：德布罗意大胆地把光的波粒二象性推广到了实物粒子，提出实物粒子也具有波动性的假设，选项A正确；贝克勒尔首先发现天然放射性现象，但没有发现原子中存在原子核，选项B错误； 卢瑟福通过α粒子散射实验的研究得到了原子的核式结构理论，选项C错误；汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线就是高速电子流，选项D错误。

2．下面与原子核内部变化有关的现象是(　A　)

A．天然放射现象 B．光电效应现象

C．电离现象  D．α粒子散射现象

解析：与原子核内部变化有关的现象是天然放射现象。

3．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(　B　)

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

解析：带电体所带电荷消失是由于α射线将空气电离所致。故选B。

4．人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一。氦的该种同位素应表示为(　B　)

A．He B．He

C．He  D．He

解析：氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故可写作He，因此B正确，A、C、D错误。

5．(2021·山西省太原高三模拟)一个Pa原子核内的质子数、中子数、核子数分别为(　C　)

A．91　91　234 B．143　91　234

C．91　143　234  D．234　91　143

解析：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子，Pa的原子序数为91，即质子数为91，核子数为234，中子数等于核子数减去质子数，即234－91＝143，故C正确，A、B、D错误。

6．(多选)近几年，γ刀已成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无须住院，因而γ刀被誉为“神刀”。据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，已进入各大医院为患者服务。问：γ刀治疗脑肿瘤主要是利用(　AC　)

A．γ射线具有很强的贯穿本领

B．γ射线具有很强的电离作用

C．γ射线具有很高的能量

D．γ射线能容易地绕过障碍物到达目的地

解析：γ射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很小。γ刀治疗肿瘤时，通常是同时用多束γ射线，使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处汇聚，利用γ射线的高能量杀死肿瘤细胞，综上所述，正确选项为A、C。

7．(多选)如图所示，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外的匀强磁场，则下列说法中正确的有(　AC　)

A．打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线

B．α射线和β射线的轨迹都是抛物线

C．α射线和β射线的轨迹都是圆弧

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：由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向下，β粒子受的洛伦兹力向上，轨迹都是圆弧。由于α粒子速度约是光速的1/10，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，A、C正确。

8．(多选)下面说法正确的是(　BD　)

A．β射线的粒子和电子是两种不同的粒子

B．红外线的波长比X射线的波长长

C．α粒子不同于氦原子核

D．γ射线的贯穿本领比α粒子的强

解析：由电磁波谱知红外线的波长比X射线波长要长。另外，β射线是电子流，α粒子是氦核，从α、β、γ三者的穿透本领而言，γ射线最强，α粒子最弱，故B、D正确。

二、非选择题(共20分)

9．(8分)如图所示，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置，假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3 mm厚的铝板，那么是三种射线中的__β__射线对控制厚度起主要作用。当探测接收器单位时间内接收的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N 两个轧辊间的距离调__大__一些。

解析：α射线不能穿过3 mm厚的铝板，γ射线又很容易穿过3 mm厚的铝板，基本不受铝板厚度的影响，而β射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化会使穿过铝板β射线的强度发生较明显变化，所以是β射线对控制厚度起主要作用。若超过标准值，说明铝板太薄了，应将两个轧辊间的距离调节得大些。

10．(12分)如图所示，R是放射源，虚线方框是匀强磁场，L是厚纸板，M是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两处有亮斑，则磁场方向、到达O点和P点的射线，属于表中哪种情况？说明理由。

答案：C

解析：因为α射线是氦原子核流，它的贯穿本领很小，所以它不能穿透厚纸板；β射线是高速电子流，它的贯穿本领很强，可以穿透厚纸板而到达荧光屏；γ射线是波长极短的光子流，是贯穿本领最强的，但它在磁场中不偏转，所以γ射线射到O点、β射线射到P点，根据左手定则便可确定磁场是垂直纸面向里的。

一、选择题(本题共3小题，每题6分，共18分)

1．如图所示，天然放射性元素，放出α、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线(　A　)

A．向右偏 B．向左偏

C．直线前进  D．无法判断

解析：γ射线不带电，故在电磁场中不偏转，β射线不偏转是因为电场力与洛伦兹力是一对平衡力，故Eq＝Bqv即v＝，而α射线的速度比β射线小，因此α射线受向右的电场力远大于向左的洛伦兹力，故α射线向右偏，A正确，B、C、D错。

2．(2021·广东省湛江市高二下学期月考)某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图所示，下列说法正确的是(　D　)

A．射线1的电离作用在三种射线中最强

B．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住

C．放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个

D．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个

解析：射线3在电场中向负极板偏转，射线3为α粒子，电离作用在三种射线中最强，故A错误；射线2在电场中不偏转，射线2为γ射线，其贯穿本领最强，故B错误；射线1在电场中向正极板偏转，射线1是β粒子，放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数多1个，故C错误；射线3为α粒子，一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个，故D正确。

3．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(　C　)

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

解析：此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力。在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子，在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。

二、非选择题(共22分)

4．(10分)(2021·山西怀仁第一中学高二月考)茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线，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，如何用最简单的办法除去α射线？

(2)余下的β和γ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射线和γ射线区分开来，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，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)γ射线不带电，垂直磁场进入磁场中不会受到洛伦兹力，故不会发生偏转，由左手定则可判断出β射线进入磁场中时受竖直向上的洛伦兹力，如图所示。

(3)α粒子和电子在磁场中偏转，根据：qvB＝m，得：R＝；对α射线有：R1＝；对β射线有：R2＝，故：＝＝400，α射线穿过此磁场时，半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法区分开来。

5．(12分)在暗x室的真空管装置中做如下实验：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三种射线的放射源，从放射源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示，在与放射源距离为H高处水平放置两张叠放着的涂药面朝下的显影纸(比一般纸厚且坚韧的涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后使两张显影纸显影。

(1)上面的显影纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？

(2)下面的显影纸显出3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？(已知mα＝4 u，mβ＝ u，vα＝，vβ＝c)

答案：(1)2个暗斑，分别是β、γ射线的痕迹

(2)sα∶sβ＝5∶184

(3)Bα∶Bβ＝10∶1

解析：(1)一张显影纸即可挡住α射线。

(2)s＝at2，而a＝qE/m，t＝，故s＝

即sα∶sβ＝∶＝5∶184。

(3)qE＝qvB，所以B＝∝

故Bα∶Bβ＝vβ∶vα＝10∶1。