人教版(2019)选择性必修三 第五章第一节原子核的组成 课时练习
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.下列现象中,与原子核内部结构变化有关的是( )
A.α粒子散射现象
B.天然放射现象
C.光电效应现象
D.原子发光现象
3.关于原子物理的知识,下列说法中正确的是( )
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.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
5.一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,强度减为原来的1
,而当用1
3
cm厚的铝片放在放射源前时,射线的强度减小到几乎为零,由此可知,该放射源所射出的( )
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
6.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
7.U核中有( )
A.92个电子
B.238个质子
C.146个中子
D.330个核子
8.下列说法中正确的是( )
A.24He核中有4个质子,2个中子
B.24He核与23He核不是互为同位素
C.410Be中的质子数比中子数少6
D.1430Si中的质子数比中子数少2
9.(多选)以下说法中正确的是( )
A.原子中含有带负电的电子和带正电的质子
B.原子核中的质子数一定跟中子数相等
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.原子核(除氢核)的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比,因此原子核内还存在一种不带电的中性粒子
10.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?
(4)88228Ra是镭的一种同位素,让88226Ra和88228Ra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.()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( )
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
2.()如图所示是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图,下列说法正确的是( )
A.甲为α射线,它的贯穿能力和电离能力都很弱
B.乙为β射线,它的穿透能力最强
C.丙为γ射线,它在真空中的传播速度是3.0×108 m/s
D.以上说法都不对
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( )
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
4.在元素周期表中查到铅的原子序数为82,一个铅原子核的质量数为207,下列说法正确的是( )
A.核外有82个电子,核内有207个质子
B.核外有82个电子,核内有82个质子
C.核内有82个质子,207个中子
D.核内有125个核子
5.质谱仪是一种测定带电粒子的质量和分析同位素的重要工具,它的构造原理如图所示,离子源S 产生的正离子束(速度可看成零),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S 1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 11
H 、12H 、13H
从离子源S 出发,到达照相底片的位置距入口处S 1的距离之比
x H ∶x D ∶x T 为多少?
题组三 天然放射现象的综合 6.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 7.下列说法正确的是( )
A.α粒子散射实验说明了原子核具有复杂的结构
B.利用原子的特征谱线可以鉴别物质的组成成分
C.天然放射现象中,α射线的穿透能力比γ射线强
D.随温度的升高,黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
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时,射线的轨迹只出现图示的两条(其中有两种射线的轨迹重合),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 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.B 天然放射现象是原子核内部结构变化引起的,故B 正确。
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。
4.A 天然放射性元素放出的β射线是电子流,故A 正确。
5.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。
6.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。 7.C
92
238U 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。
8.D 24
He 核中有2个质子,2个中子,故A 错误;24He 核与 23He 核互为同位素,故B 错误;410
Be 中的质子数比中子数少2,故C 错误;1430Si 中的质子数比中子数少2,故D 正确。
9.ACD 原子中除了有带负电的电子外,还有带正电的质子,故A 正确;原子核中的中子数不一定跟质子数相等,故B 错误;用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等原子核时都能打出质子,故C 正确;因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比,所以原子核内还有别的中性粒子,故D 正确。
10.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、中性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 v 2
r ,r=mv
qB
。两种
同位素具有相同的核电荷数,但质量数不同,故r226
r228=226
228
=113
114
。
能力提升练
1.B 因α射线的电离作用使空气电离成正负离子,空气就变成了导体,从而导走带电体所带的电荷,选项B正确。
2.C α射线的电离作用很强,贯穿能力很弱,一张纸就能把它挡住;β射线能贯穿几毫米厚的铝板,电离作用较强;γ射线穿透本领最强,甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土,故甲为α射线,乙为β射线,丙为γ射线,γ射线在真空中的传播速度是
3.0×108 m/s,C选项正确,A、B、D 选项错误。
3.C 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,说明射线中有穿透能力很弱
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。
4.B 在元素周期表中查到铅的原子序数为82,即一个铅原子核中有82个质子。由于原子是呈电中
性的,则核外电子数为82。根据质量数(核子数)等于质子数与中子数之和可知,铅原子核内的中子数为207-82=125,故B正确。
5.答案(1)2
B √2mU
q
(2)1∶√2∶√3
解析(1)离子在电场中加速时,由动能定理得qU=1
2
mv2
进入磁场后,洛伦兹力提供向心力,有qvB=mv 2
r 又有x=2r
由以上三式得x=2B
√
2mU q
(2)氢的三种同位素 11
H 、12H 、13H
的质量数分别为1、2、3,电荷数相同,由(1)结果知
x H ∶x D ∶x T =√m H ∶√m D ∶√m T =1∶√2∶√3。
6.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。
7.B 在α粒子散射实验中发现少数α粒子发生了较大偏转,说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围,α粒子散射实验说明了原子具有核式结构,故A 错误;每种元素都有自己的特征谱线,利用特征谱线可以鉴别物质或确定物质的组成成分,故B 正确;天然放射现象中,γ射线穿透能力比α射线强,故C 错误;随温度的升高,黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,故D 错误。 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。 名师点睛
本题综合考查射线的本质,带电粒子在复合场中的运动。基本的知识一定要牢记:α射线带正电,β射线带负电,γ射线是一种电磁波。分析带电粒子在复合场中的运动时,常弄不清粒子受力与运动的关系,当电场力等于洛伦兹力时,带电粒子做匀速直线运动;γ射线不受电场力、洛伦兹力,也做匀速直线运动。