高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 原子核的组成课后作业题

第五章  原子核

1  原子核的组成

【基础巩固】

1.(多选)天然放射性物质发出的射线包括三种成分,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

解析:由三种射线的本质和特点可知,α射线穿透本领最弱,一张黑纸就能把它挡住,黑纸挡不住β射线和γ射线,选项A正确.γ射线是一种波长很短的光子,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.

答案:ACD

2.物理学重视逻辑,崇尚理性,其理论总是建立在对事实观察的基础上.下列说法正确的是 (　　)

A.天然放射现象说明原子核内部是有结构的

B.J.J.汤姆孙发现了电子,使人们认识到原子具有核式结构

C.卢瑟福α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的

D.密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的

解析:放射现象中原子核释放出了其他粒子,说明原子核内部具有一定的结构,选项A正确.电子的发现使人们认识到原子是可以分割的,是由更小的微粒组成的,选项B错误.α粒子散射实验否定了J.J.汤姆孙提出的枣糕式原子模型,建立了核式结构模型,选项C错误.密立根油滴实验精确测定了电子的电荷量,选项D错误.

答案:A

3.在天然放射性物质附近放置一带电体,带电体的电荷量很快就减小为0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

解析:α射线的电离作用使空气电离,从而使带电体所带的电荷很快被中和,选项B正确.

答案:B

4.下列说法正确的是 (　　)

A.Rn为氡核,由此可知,氡核的质量数为86,氡核的质子数为222

BBe为铍核,由此可知,铍核的质量数为9,铍核的中子数为4

C.同一元素的两种同位素具有相同的质量数

D.同一元素的两种同位素具有不同的中子数

解析:氡核的质量数为222,质子数为86,所以选项A错误.铍核的质量数为9,中子数为5,所以选项B错误.质子数相同而中子数不同的原子核组成的元素互称同位素,即它们的质量数不同,选项C错误,选项D正确.

答案:D

5.在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度,其监测装置由放射源、探测器等构成,如图所示.该装置中探测器接收到的是              (　　)

A.X射线　　　　　　   　B.α射线

C.β射线              D.γ射线

解析:放射源放出的是α射线、β射线、γ射线,无X射线,选项A错误.另外α射

线穿透本领最弱,一张纸就能将其挡住,而β射线穿透本领较强,能穿透几毫米厚的铝板,γ射线穿透本领最强,可以穿透几厘米厚的铅板,故能穿过钢板的只能是γ射线,选项B、C错误,选项D正确.

答案:D

6.若用x代表一个中性原子中核外的电子数,y代表此原子的原子核内的质子数,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

解析:质量数=质子数+中子数,中性原子中,质子数=核外电子数,所以选项B正确.

答案:B

7.(多选)下列说法正确的是 (　　)

A.原子中含有带负电的电子,所以原子带负电

B.原子核中的质子数一定跟核外电子数相等

C.用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子,因此人们断定质子是原子核的组成部分

D.绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子电荷量之比,因为原子核内还存在一种不带电的中性粒子

解析:原子中除了带负电的电子外,还有带正电的质子,选项A错误.对于中性原子来说,原子核的质子数跟核外电子数相等,当原子得失电子成为离子时,质子数与核外电子数不再相等,选项B错误.正是由用α粒子轰击氮原子核的实验发现了质子,选项C正确,而D显然正确.

答案:CD

8.(多选)下列说法正确的是 (　　)

AX与Y互为同位素

BX与Y互为同位素

CX与Y中子数相同

DU核内有92个质子,235个中子

解析:A中X核与Y核的质子数不同,不互为同位素;B中X核与Y核质子数都为m,而质量数不同,它们的中子数不同,所以互为同位素;C中X核内中子数为n-mY核内中子数为(n-2)-(m-2)=n-m,所以它们的中子数相同;D中,U核内有143个中子.选项B、C正确.

答案:BC

9.某种元素的原子核用X表示,下列说法正确的是 (　　)

A.原子核的质子数为Z,中子数为A

B.原子核的质子数为Z,中子数为A-Z

C.原子核的质子数为A,中子数为Z

D.原子核的质子数为A-Z,中子数为Z

解析:根据原子核的符号的含义,A表示质量数,Z表示质子数,则中子数为A-Z,所以选项B正确.

答案:B

10.如图所示,放射性元素镭放出α、β、γ三种射线,它们分别进入匀强电场和匀强磁场中,下列说法正确的是              (　　)

A.①表示γ射线的运动径迹,③表示α射线的运动径迹

B.②表示β射线的运动径迹,③表示α射线的运动径迹

C.④表示α射线的运动径迹,⑤表示γ射线的运动径迹

D.⑤表示β射线的运动径迹,⑥表示α射线的运动径迹

解析:γ射线为电磁波,在电场、磁场中均不偏转,②和⑤表示γ射线的运动径迹;α射线为氦原子核流,带正电,在匀强电场中,沿电场方向偏转,③表示α射线的运动径迹,由左手定则可知在题图所示匀强磁场中α射线向左偏,④表示α射线的运动径迹;β射线是电子流,带负电,①和⑥是β射线的运动径迹.C项正确.

答案:C

【拓展提高】

11.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射线和β射线的混合放射源

B.纯α射线放射源

C.α射线和γ射线的混合放射源

D.纯γ射线放射源

解析: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,说明穿过薄铝片的射线中无带电粒子,只有γ射线.因此,放射源可能是α射线和γ射线的混合放射源,选项C正确.

答案:C

12.如图所示,天然放射性元素放出α、β、γ三种射线,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.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,在电场和磁场中不偏转,β射线不偏转是因为静电力与洛伦兹力是一对平衡力,Eq=Bqv,即v=,而α射线的速度比β射线的小,因此α射线受到的向右的静电力大于向左的洛伦兹力,α射线向右偏,选项A正确.

答案:A

13.下列说法正确的是 (　　)

A.质子的德布罗意波长与其动能成正比

B.天然放射的三种射线,穿透能力最强的是α射线

C.光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关

D.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性

解析:由公式λ==可知质子的德布罗意波长λ∝,λ∝,故A错误.天然放射的三种射线,穿透能力最强的是γ射线,故B错误.由Ek=hν-W0,hν0=W0可知截止频率与入射光频率无关,由材料决定,故C错误.电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性,故D正确.

答案:D

14.关于α、β、γ三种射线,下列说法正确的是 (　　)

A.α射线是原子核自发放射出的粒子流,它的穿透能力最强

B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有中等的穿透能力

C.γ射线一般伴随着α射线或β射线产生,它的穿透能力最强

D.γ射线是电磁波,它的穿透能力最弱

解析:α射线是不稳定的原子核放出的两个中子和两个质子组成的粒子流,它的电离本领最强,穿透能力最弱,选项A错误.β射线是原子核内一个中子转化为一个质子时放出的高速电子流,其穿透能力和电离能力都居中,选项B错误.γ射线是处于激发态的原子向低能级跃迁时放出的光子,常伴随着α射线或β射线产生,γ射线的穿透能力最强,选项C正确,选项D错误.

答案:C

15.有些原子核能放出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

解析:在放射性元素的原子核中,2个质子和2个中子结合得较紧密,有时作为一个整体放出,这就是α粒子,不能据此认为α粒子是原子核的组成部分.原子核里是没有电子的,但中子可以转化成质子,并向核外释放一个电子,即β粒子.原子核发出射线时处于高能级,在回到低能级时多余的能量以γ光子的形式辐射出来,形成γ射线,原子核里也没有γ粒子.选项D正确.

答案:D

16.(多选)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.密立根通过油滴实验测出基本电荷的数值

B.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究,发现了原子中存在原子核

C.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素

D.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子

解析:密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.6×10-19 C,选项A正确.贝克勒尔发现某些元素具有放射性,选项B错误.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素,选项C正确.卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子的核式结构理论,选项D错误.

答案:AC

【挑战创新】

17.在茫茫宇宙间存在大量的宇宙射线,它们对航天员构成了很大威胁.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)余下这束β和γ射线经过一个使它们分开的磁场区域,画出β和γ射线在进入如图所示磁场区域后轨迹的示意图.

解析:(1)可以利用三种射线的穿透能力不同来解决.由于α粒子的穿透性很弱,用一张纸放在射线经过处,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,不偏转.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.轨迹示意图如下图所示.

答案:(1)用一张纸挡在α射线经过处.　(2)见解析图.