高中物理第十九章原子核1原子核的组成课后作业含解析新人教版选修3_5
2020-2021高二物理3-5课后作业：第十九章 原子核 水平测试卷含解析
2020-2021学年高二物理人教版选修3-5课后作业：第十九章原子核水平测试卷含解析第十九章水平测试卷本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共40分）一、选择题(本题共10小题，每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,第1~6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．下列说法中正确的是(）A.错误!U的半衰期约为7亿年,随着地球环境的不断变化，其半衰期可能变短B．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4C．10个放射性元素的原子核经过一个半衰期后,一定有5个原子核发生衰变D．γ粒子的电离能力比α粒子的大答案B解析半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关,故A错误；某原子核经过一次α衰变电荷数减小2，质量数减小4，再经过两次β衰变后，质量数不变,电荷数要增加2，所以整个过程质量数减小4，电荷数不变，所以核内中子数减少4个。
故B正确。
半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用.故C错误。
三种射线中γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强，故D错误。
2．在正负电子对撞机中，一个电子和一个正电子对撞发生湮灭而转化为一对光子.设正、负电子的质量在对撞前均为m，对撞前的动能均为E，光在真空中的传播速度为c，普朗克常量为h，则对撞后转化成光子的波长等于（）A。
hcE B。
错误!C.错误!D。
错误!答案C解析一个光子的能量为mc2＋E，h错误!＝mc2＋E，所以λ＝错误!，C正确。
3．将半衰期为5天的铋64 g分成四份分别投入(1)开口容器中；(2)100 atm的密封容器中；(3）100 ℃的沸水中，第四份则与别的元素形成化合物,经10天后，四种情况剩下的质量分别为m1、m2、m3、m4,则（)A．m1＝m2＝m3＝m4＝4 gB．m1＝m2＝m3＝4 g, m4〈4 gC．m1>m2>m3〉m4，m1＝4 gD．m1＝4 g，其余无法知道答案A解析放射性元素的半衰期是一定的，与放射性元素所在的物理环境和化学环境无关，所以A正确。
人教版选修3-5第十九章第1节 原子核的组成
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 C．α和γ的混合放射源
B．纯α放射源 D．纯γ放射源
解析：本题考查三种射线的特点．由于α粒子的贯穿本领较
小，在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计加竖直向
• 居里夫人一生在许多荣誉，在授予她的所有荣誉中有各种科学博士、 医学博士和法学博士。同时，她还继续自己的研究活动。她总共发表 了约70篇论文，最后一篇发表于1933年。之后不久，她就病倒了，很 快在豪特莎伏耶(Haute Savoye)的一个疗养院去世，时年66岁。逝世 的消息报道如下：
• “玛丽·居里于1934年7月4日在桑歇鲁莫斯(Sancellemoz)去世。所患 疾病是带有有发烧症状的急性恶性贫白症。骨髓没有反应，可能是由 于长期的辐射积累造成损伤所致。”
• (3)她引了一个极重要的新的物理概念：放射性
1898年：辉煌的一年
• 他们用普通的化学方法共同对沥青铀矿进行处理。1898年7月， 发现了放射性比铀强400倍的放射线物质：“钋”（符号：Po）， 命名为“钋”是为了纪念玛丽·居里的祖国波兰。
• 1898年12月，他们又发现比铀放射线强百万倍的放射线元素镭 （符号：Ra），由于有人质疑他们的发现，居里夫妇在无法遮 风避雨的工棚中长年累月的艰辛工作，终于在1902年，他们从8 吨沥青中提炼出了0.12克的氯化镭。
答案：AB 规律总结：同位素的质子数相同，中子数不同，具有相同 的化学性质；符号AZX 中 Z 是质子数，A 是质子数和中子数的总 和， A 一定不小于 Z；同位素具有相同的 Z，不同的 A.
2.32He 可以作为核聚变材料．下列关于32He 的叙述中正确的 是( C )
高中物理人教版选修3-5第十九章第1节原子核的组成同步练习A卷(练习)
第 1 页 共 11 页 高中物理人教版选修3-5第十九章第1节原子核的组成同步练习A卷（练习） 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、 选择题 (共7题；共14分) 1. （2分） 恒星的前身是（ ） A . 宇宙的微粒 B . 星团 C . 行星 D . 星际云或星际云中的某块星云 【考点】
2. （2分） 关于宇宙，下列说法中正确的是（ ） A . 地球是宇宙中唯一有卫星的星球 B . 恒星的寿命取决于亮度 C . 太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应 D . 银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上 【考点】
3. （2分） 天然放射现象的发现揭示了（ ） A . 原子不可再分 B . 原子的核式结构 C . 原子核还可再分 第 2 页 共 11 页
D . 原子核由质子和中子组成 【考点】
4. （2分） 下列说法不正确的是（ ） A . 在α、β、γ这三种射线中γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强 B . 假如有18个某种放射性元素的原子核，经过一个半衰期，一定是有9个原子核发生了衰变 C . 某单色光照射一定金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属时可能发生光电效应 D . 原子核的比结合能越大，原子核越稳定 【考点】
5. （2分） 核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为（ ） A . 原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力 B . 核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力 C . 核子间存在着强大的核力 D . 核子间存在着复杂的磁力 【考点】
6. （2分） (2018高二上·沈阳期中) 如图所示，长为2L，板间距离为L的水平极板P，Q，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边的极板中点处，以速度 平行极板射入，欲使粒子不打在极板上，可采取的办法有（ ） 第 3 页 共 11 页
物理选修3-5达标训练：第十九章 1.原子核的组成 含解析 精品
更上一层楼基础·巩固1.关于α、β、γ三种射线,下列说法中正确的是( )A.α射线是原子核自发地放射出的氦核,它的穿透能力很强B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有中等穿透能力C.γ射线一般伴随α、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射线是不稳定原子核放出的由两个中子和两个质子组成的粒子流,它的电离本领最大,穿透能力最弱,A 项错.β射线是原子核内的一个中子转化为一个质子时所放出的电子组成的高速运动的电子流,其穿透能力与电离能力在这三种射线中都居中,B 项错.γ射线是处于激发态的原子核放出的光子,是波长很短的电磁波,常伴随α或β衰变产生,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱,C 项对，D 项错. 答案：C2.(2004辽宁)下列关于原子的几种描述中，不正确的是( ) A.18O 与19F 具有相同的中子数 B.16O 与17O 具有相同的电子数 C.12C 与13C 具有相同的质量数 D.15N 与14N 具有相同的质子数 解析：18O 与19F 都含有10个中子，A 项正确.16O 和17O 核外电子数都是8个，B 项正确.12C 的质量数为12，13C 的质量数为13，C 项不正确.15N 和14N 都含有7个质子，D 项正确. 答案：C3.铀235的原子核符号通常写成U 23592，则( )A.铀235的原子核中有92个质子B.铀235的原子核中有92个电子C.铀235的原子核中有92个中子D.铀235的原子核中有143个中子解析：原子核符号X AZ 中X 为元素符号，A 为原子核的质量数，Z 为核电荷数.核电荷数等于质子数，中子数等于质量数减去质子数，质子数等于核外电子数.因而，A 、D 两项正确. 答案：AD4.(2004辽宁)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 23492的原子核来说( )A.x=90，y=90，z=234B.x=90，y=90，z=144C.x=144，y=144,z=90D.x=234，y=234，z=324解析：在Th 中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y=90；核外电子数等于质子数，所以x=90；中子数等于质量数减去质子数，z=234-90=144，所以选项B 正确. 答案：B5.简单计算：U 23892的核内有多少个质子，多少个中子？U 23592是U 23892的同位素吗？它们有何异同？答案：92 146 是同位素 有相同的质子数 不同的中子数 6.用符号表示以下原子核：(1)铀238；(2)有6个中子的碳原子核； (3)核质量数为14的碳原子核；(4)核电荷数为8、核质量数为17的原子核； (5)α粒子.解析：X AZ 中A 表示质量数，Z 表示质子数.答案：(1)U 23892(2)C 126 (3) C 146 (4) O 178 (5)He 42综合·应用7.(经典回放)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( )A.He 43B.He 32 C.He 42 D.He 33解析：氦是2号元素，质量数为3的氦同位素为He 32.答案：B8.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，则下列说法中正确的有( )图19-1-3A.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上，β粒子受的洛伦兹力向下，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(如果一个打在b ，则另一个必然打在b 点下方).选A 、C 两项. 答案：AC9.(2006广东)下列说法正确的是( ) A.康普顿发现了电子B.卢瑟福提出了原子的核式结构模型C.贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象D.伦琴发现了X 射线 解析：汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究提出了原子的核式结构模型，贝克勒尔在1896年发现了铀和含铀的矿物的天然放射现象，使人们认识到原子核是有复杂的结构的，伦琴用高速电子流撞击对阴极发现了X 射线. 答案：BCD10.(经典回放)图19-1-4中P 为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a 、b 、c 三束，以下判断正确的是( )图19-1-4A.a 为α射线，b 为β射线B.a 为β射线，b 为α射线C.b 为γ射线，c 为α射线D.b 为α射线，c 为γ射线解析：α为He 42，β为e 01 ，γ为电磁波(不带电)，故答案为C.答案：C11.(2005辽宁)如图19-1-5所示，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外.已知放射源放出的射线有α、β、γ三种.下列判断正确的是( )图19-1-5A.甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线B.甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线C.甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线D.甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线解析：由图中乙射线沿直线运动，不受磁场影响，必为不带电的γ射线.由左手定则易知甲必带负电而丙带正电，故甲是β射线，丙是α射线，所以选项B 正确. 答案：B12.将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图19-1-6表示射线偏转情况中正确的是( )图19-1-6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和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=Bqm v，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为：βαβαm m r r =·βαv v ·αβp p =184014×c c 9.01.0×21≈1409由此可见，A 项正确，B 项错误.带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v 0，垂直电场线方向位移为x ，沿电场线方向位移为y ，则有：x=v 0t,y=21·m qE t 2，消去t 可得y=222mv qEx 对某一确定的x 值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为βαβαq q t y =·βαm m ·αβp p =12×418401×22)1.0()9.0(c c =451由此可见，C 项错误，D 项正确，故正确答案是A 、D. 答案：AD13.有J 、K 、L 三种原子核，已知J 、K 的核子数相同，K 、L 的质子数相同，试完成下列表解析：质子数与原子序数相同，中子数等于质量数减去质子数. 答案：如下表所示.14.有什么事实和理由可以说明放射性元素放出的射线来自原子核的内部？天然放射现象的发现对物质微观结构的研究有什么意义？解析：实验发现，如果一种元素具有放射性，那么无论它是以单质存在，还是以化合物形式存在，都具有放射性，而且放射性的强度也不受温度、外界压强的影响.由于元素的化学性质决定于原子核外的电子，这说明射线与核外电子无关.也就是说，射线来自原子核内部. 天然放射现象的发现，使人们认识到原子核的结构，而且原子核可以发生变化，成为另一种原子核.实际上，人们认清原子核的结构就是从天然放射现象开始的.。
高中物理第十九章原子核5核力与结合能课后作业含解析新人教版选修3_5
核力与结合能时间：45分钟一、选择题(1～7题为单选，8～9题为多选)1．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是( D )A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析：核力是强相互作用力，氦原子核内的两个质子是靠核力结合在一起的，可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力，故D正确．2．下列说法中正确的是( B )A．原子核内的所有质子间都存在核力和库仑力B．对质子数较多的原子核，其中的中子起到维系原子核稳定的作用C．重核比中等质量的核更稳定D．两个质子之间不管距离如何，核力总大于库仑力解析：只有相邻质子间才存在核力，A、D错误；中子与其他核子间没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，起到维系原子核稳定的作用，B正确；中等质量大小的核最稳定，C错误．3．对原子核的组成，下列说法正确的是( D )A．核力可使一些中子组成原子核B．核力可使非常多的质子组成原子核C．不存在只有质子的原子核D．质量较大的原子核内一定有中子解析：由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子聚集在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”——库仑力，A、B 错误；自然界中存在只有一个质子的原子核，如11H，C错误；较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确．4．原来静止的原子核a b X发生α衰变时，放出α粒子的动能为E0.假设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是( D )A.E0c2B.E0a－4c2C.a －4E 0c 2D.aE 0a －4c 2解析：α粒子与新核质量比为4a －4，衰变过程满足动量守恒，即m αv α＝m 新v 新，根据动量和动能的关系p 2＝2mE k 可知，新核动能为4a －4E 0.由ΔE ＝Δmc 2，得Δm ＝E 0＋4a －4E 0c 2＝aE 0a －4c 2，故D 选项正确．5.如图所示是描述原子核核子的平均质量m 与原子序数Z 的关系曲线，由图可知下列说法正确的是( C )A ．将原子核A 分解为原子核B 、C 可能吸收能量B ．将原子核D 、E 结合成原子核F 可能吸收能量C ．将原子核A 分解为原子核B 、F 一定释放能量D ．将原子核F 、C 结合成原子核B 一定释放能量解析：因B 、C 核子平均质量小于A 的核子平均质量，故A 分解为B 、C 时，出现质量亏损，放出核能，A 错误；同理可得B 错误，Fe 处于稳定态，越靠近Fe 轴线的越不易发生分解或聚合，D 错误，C 正确．6．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( D )A ．1036 kgB ．1018 kgC ．1013 kgD ．109 kg解析：根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，得Δm ＝ΔE c 2＝4×10263×1082 kg≈4.4×109 kg. 7．某核反应方程为21H ＋31H→42He ＋X.已知21H 的质量为2.013 6 u ，31H 的质量为3.018 0 u ，42He 的质量为4.002 6 u ，X 的质量为1.008 7 u ．则下列说法中正确的是( B )A ．X 是质子，该反应释放能量B ．X 是中子，该反应释放能量C ．X 是质子，该反应吸收能量D ．X 是中子，该反应吸收能量解析：根据核反应过程中质量数、电荷数守恒规律，可得21H ＋31H→42He ＋10X ，即X 为中子；在该反应发生前，反应物的总质量m 1＝(2.013 6＋3.018 0) u ＝5.031 6 u ，反应后产物总质量m 2＝(4.002 6＋1.008 7) u ＝5.011 3 u ，总质量减少，出现了质量亏损，故该反应释放能量．8．一个质子和一个中子结合成氘核时，产生γ光子，由此可见( BC )A．氘核的质量等于质子和中子的质量之和B．氘核的质量小于质子和中子的质量之和C．核子结合成原子核时会释放核能D．原子核分解成核子时会释放核能解析：由于结合时产生γ光子，即产生能量，故反应中有质量亏损，B对，A错；质子和中子统称核子，该反应为核子结合成原子核的反应，故C对，D错．9．关于原子核中质子和中子的比例，下列说法正确的是( BC )A．原子核中质子和中子的个数一定相等B．稳定的重原子核里，中子数要比质子数多C．原子核大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了D．质子和中子可以组合成任意稳定的核解析：因为库仑力是长程力，它作用于核内所有质子，而核力只作用于相邻的核子，随着Z的增加，为使原子核保持稳定，必须靠中子数的增多来抵消库仑力的作用．因此，随着Z的增加，稳定核的中子数越来越大于质子数．二、非选择题10．氘核和氚核反应时的核反应方程为21H＋31H→42He＋10n已知31H的比结合能是2.78 MeV，21H的比结合能是1.09 MeV，42He的比结合能是7.03 MeV，试计算核反应时释放的能量．答案：17.6 MeV解析：反应前氘核和氚核的总结合能E1＝(1.09×2＋2.78×3) MeV＝10.52 MeV.反应后生成的氦核的结合能E2＝7.03×4 MeV＝28.12 MeV.由于单个核子无结合能，所以反应过程释放出的能量ΔE＝E2－E1＝(28.12－10.52) MeV＝17.6 MeV.答案：吸能反应 1.2 MeV解析：反应前总质量m N＋m He＝18.011 40 u反应后总质量m O ＋m H ＝18.012 69 u因为反应中质量增加，所以此反应为吸能反应，所吸收能量为ΔE ＝Δmc 2＝[(m O ＋m H )－(m N ＋m He )]c 2＝(18.012 69－18.011 40)×931.5 MeV≈1.2 MeV.12．一个静止的铀核232 92U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核228 90Th(原子质量为228.028 7 u)．(已知原子质量单位1 u ＝1.67×10－27 kg,1u 相当于931.5 MeV 的能量)(1)写出铀核的衰变反应方程；(2)算出该衰变反应中释放出的核能；(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？ 答案：(1)232 92U→228 90Th ＋42He (2)5.50 MeV (3)5.41 MeV解析：(1)232 92U→228 90Th ＋42He.(2)质量亏损Δm ＝m U －m α－m Th ＝0.005 9 u释放出的核能ΔE ＝Δmc 2＝0.005 9×931.5 MeV≈5.50 MeV.(3)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即 p Th ＋(－p α)＝0，p Th ＝p α，E kTh ＝p 2Th 2m Th ，E kα＝p 2α2m αE kTh ＋E kα＝ΔE所以钍核获得的动能E kTh ＝m αm α＋m Th ·ΔE ＝44＋228×5.50 MeV≈0.09 MeV 解得：E kα＝5.50 MeV －0.09 MeV ＝5.41 MeV.。
物理选修3-5自主训练：第十九章 1.原子核的组成 含解
自主广场我夯基 我达标1.关于质子与中子，下列说法正确的是（ ）A.原子核由质子和中子组成B.质子和中子统称为核子C.卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在D.卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在 思路解析：原子核内存在质子和中子，中子和质子统称为核子，卢瑟福只发现了质子，以后又预言了中子的存在.答案：ABC2.某种元素的原子核用X A Z 表示，下列说法正确的是（ ）A.原子核的质子数为Z ，中子数为AB.原子核的质子数为Z ，中子数为A-ZC.原子核的质子数为A ，中子数为ZD.原子核的质子数为A-Z ，中子数为Z思路解析：明确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B 正确.答案：B3.目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成.u 夸克带电荷量为e 32，d 夸克的带电荷量为e 31-，e 为元电荷.下列论断可能正确的是（ ） A.质子由1个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成C.质子由1个u 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成D.质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成思路解析：质子H 11带电荷量为2×)31(32e e -+=e 中子n 10带电荷量为)31(232-⨯+e =0. 答案：B 4.原子核的表示符号为X A Z ，下列说法正确的是（ ）A.原子核的质子数为AB.原子的质量数为AC.原子的质量数为ZD.原子核的质子数为Z思路解析：原子核的符号中A 表示质量数，Z 表示质子数.答案：D5.α粒子可表示为He 42，下列说法正确的是（ ）A .α粒子原子核内有4个质子 B.α粒子原子核内有2个中子C.α粒子原子核内有2个质子D.α粒子实际就是He 原子核思路解析：根据原子核的数学表示符号X A Z ：A 表示质量数，Z 表示中子数，X 表示元素符号，综合分析，得B 、C 、D 正确.答案：BCD我综合 我发展6.静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，如图19-1-1所示.则（ ）图19-1-1A .α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反B.原来放射性元素的原子核电荷数为90C.反冲核的核电荷数为88D.α粒子和反冲核的速度之比为1∶88思路解析：粒子之间相互作用的过程中遵守动量守恒，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反.由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动.由Bqv=R m v 2得R=Bqm v ， 若原来放射性元素的核电荷数为Z ，则对于α粒子有R 1=e B p 21∙,对反冲核：R 2=)2(2e Z B p - 由于p 1=p 2，得R 1∶R 2=44∶1，得Z=90.它们的速度大小与质量成反比,D 错误，上述选项正确的为A 、B 、C.答案：ABC7.天然放射现象的发现揭示了（ ）A.原子不可再分B.原子的核式结构C.原子核还可再分D.原子核由质子和中子组成思路解析：按照人们认识的发展过程，自汤姆孙发现电子和原子是中性的这一事实，认为原子应由电子和带正电的部分组成，即原子还有结构，故A 错.卢瑟福由α粒子散射的现象，提出了原子的核式结构学说，并为人们接受，即B 亦不对.天然放射现象（贝克勒耳最早发现）表明原子核并非绝对稳定，也可以变化，即核还有结构，即C 正确.原子核中发现中子、质子是在人工转变条件下发现的，故D 也不正确.所以本题正确选项应为C.答案：C。
高中物理 第十九章 原子核 1 原子核的组成课时训练 新人教版选修3-5(2021年最新整理)
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1 原子核的组成1．最早提出原子核是由质子和中子组成的科学家是( )A．贝可勒尔B．居里夫人C．卢瑟福D．查德威克解析：由于卢瑟福通过α粒子轰击氮原子核发现了质子，并从其他原子核中都打出了质子,卢瑟福认为质子是原子核的组成部分，并依据质子数与质量数不相等的情况预言了中子的存在,提出了原子核是由质子和中子组成的理论,故C正确．答案：C2．32S与33S互为同位素，下列说法正确的是（)A．32S与33S原子的最外层电子数均为2B．32S与33S具有相同的中子数C．32S与33S具有不同的电子数D．32S与33S具有相同的质子数解析:同位素是指具有相同的质子数和不同的中子数．答案：D3．关于γ射线，下列说法不正确的是( )A．它是处于激发态的原子核放射的B．它是原子内层电子受到激发时产生的C．它是一种不带电的光子流D．它是波长极短的电磁波解析：γ射线是处于激发态的原子核发出的波长极短的电磁波，是一种光子．答案：B4．关于β射线,下列说法中正确的是( )A．它是高速电子流B．β粒子是放射出来的原子内层电子C．β粒子是从原子核中放射出来的D．它的电离作用比较弱，但它的穿透能力很强,能穿透几厘米厚的铅板解析：β射线是高速电子流，它是从原子核内部放射出来的,电离作用较弱，穿透能力较强,能穿透几毫米厚的铝板，故选项A、C正确．答案：AC5．关于质子和中子，下列说法正确的是( )A．原子核由质子和中子组成B．质子和中子统称为核子C．质子带正电，中子不带电D．质子和中子都是卢瑟福用实验发现的解析：卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现质子．查德威克发现中子．选项D错误．答案:ABC6．天然放射物质的放射线包含三种成分，下面说法中正确的是( )A．一张厚的黑纸可以挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线B．某原子核在放出γ粒子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：本题应从三种射线的本质和特点入手,α射线贯穿本领最弱,一张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是伴随α、β衰变而产生的一种电磁波，不会使原核变成新核，三种射线中α射线电离作用最强，故C正确;β粒子是电子，来源于原子核内的中子转变成一个质子同时释放出一个电子，故D正确．答案：ACD7．原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成,以下说法中正确的是（）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粒子的来源,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，这就是β粒子．原子核发出射线后处于高能级,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，故原子核里也没有γ粒子，故D对．答案：D8．错误!He可以作为核聚变材料（核聚变是利用轻核聚合为较重核释放出巨大能量为人类提供能源)，下列关于错误!He的叙述正确的是（）A．错误!He与错误!H互为同位素B．错误!He原子核内中子数为2C．32He原子核外电子数为2D．错误!He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子解析：3，2He核内质子数为2，3，1H核内质子数为1．两者质子数不等，不是同位素，A 错误．错误!He核内中子数为1,B错误．C正确．错误!He代表原子核内有2个质子和1个中子的氦原子，D错误．答案：C9．下列关于放射性元素发出的三种射线的说法正确的是（）A．α粒子就是氢原子核，它的穿透本领和电离本领都很强B．β射线是电子流,其速度接近光速C．γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板D．以上三种射线都是从原子核里放射出来的,所有放射性元素都能同时释放三种射线解析：α粒子是氦原子核，它的穿透本领很弱而电离本领很强,所以A错误；β射线是电子流，其速度接近光速，故B正确；γ射线的穿透能力很强,可以穿透几厘米厚的铅板，所以C正确；α衰变或β衰变有时伴随着γ辐射，而三种射线并不是同时放出的，D错误．故正确答案为B、C．答案：BC10．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( )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，计算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．因此放射源可能是和γ的混合放射源．答案：C11．已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226．（1)镭核中有几个质子？几个中子？（2）镭核所带的电荷量是多少？（3)若镭原子呈中性,它核外有几个电子？解析：原子序数与核内质子数、核电荷数、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)镭核所带的电荷量：Q＝Ze＝88×1．6×10－19 C＝1．41×10－17 C．(3）核外电子数等于核电荷数，所以核外电子数为88．答案:(1）88 138 (2）1．41×10－17 C （3)8812．如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图,图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线（）A．α射线B．β射线C．γ射线D．三种射线都可以解析：根据三种射线的性质知，甲图中能穿透铝板的是γ射线,乙图中检查钢板中的砂眼，要求射线能穿透钢板，故利用的是γ射线，选项C正确．答案：C13．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（方向如图所示），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的照射．则下面的判断正确的是( ）A．射到b点的一定是α射线B．射到b点的一定是β射线C．射到b点的一定是α射线或β射线D．射到b点的一定是γ射线解析：γ射线不带电，在电场和磁场中它都不受力的作用，只能射到a点，因此选项D 不正确．调整E和B的大小，既可以使带正电的α射线沿直线前进，也可以使带负电的β射线沿直线前进，沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡，即qE＝Bvq．已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，当α粒子沿直线前进时，速度较大的β粒子向右偏转，有可能会射到b点；当β粒子沿直线前进时,速度较小的α粒子向右偏转，也有可能会射到b点．因此选项C正确，而选项A、B都不对．答案：C14．置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线,由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后,射线变为a、b两束，射线a沿原来的方向行进,射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．解析：放射源可以放射出α、β、γ三种射线，三种射线分别带正电、负电和不带电．三种射线的性质也不同:α射线电离作用强，但穿透能力弱，所以不能穿透铝箔;β射线和γ射线的穿透能力强,可以穿透铝箔．由于β射线带负电，经过电场时受到电场力的作用而发生偏转，γ射线不带电,经过电场时不发生偏转，所以图中射线a是γ射线，射线b是β射线．答案：γβ。
高中物理 第十九章 原子核 第5节 核力与结合能课时作业 新人教版选修3-5
第十九章第五节核力与结合能基础夯实一、选择题(1～2题为单选题，3题为多选题)1．对于核力，以下哪些说法是正确的( B )A．核力是弱相互作用，作用力很小B．核力是强相互作用，是强力C．核子之间的距离小于0.8×10－16m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起D．人们对核力的了解很清楚，特别是在小于0.8×10－15m时，核力的变化规律更清楚解析：核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在1.5×10－15m之内，核力比库仑力大得多。
因此，选项B正确，A错误；核力在大于0.8×10－15m时，表现为吸引力，且随距离增大而减小，在距离小于0.8×10－15m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起；选项C错误；人们对核力的了解还不是很清楚，这是科学家们奋力攻克的堡垒，故D不正确。
2．某核反应方程为21H＋31H―→42He＋X。
已知21H的质量为2.0136u，31H的质量为3.0180u，42He的质量为4.0026u，X的质量为1.0087u，则下列说法中正确的是( B ) A．X是质子，该反应释放能量B．X是中子，该反应释放能量C．X是质子，该反应吸收能量D．X是中子，该反应吸收能量解析：由题目所给核反应方程式，根据核反应过程质量数、电荷数守恒规律，可得21H＋31H―→42He＋10X，则X为中子，在该反应发生前反应物的总质量m1＝2.0136u＋3.0180u＝5.0316u，反应后产物总质量m2＝4.0026u＋1.0087u＝5.0113u，总质量减少，出现了质量亏损。
根据爱因斯坦的质能方程可知该反应释放能量，故选项B正确。
3．对公式ΔE＝Δmc2的正确理解是( ABD )A．如果物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少ΔmB．如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc2C．Δm是某原子核在衰变过程中增加的质量D．在把核子结合成原子核时，若放出的能量是ΔE，则这些核子与组成的原子核的质量之差就是Δm解析：一定质量对应于一定的能量，物体的能量减少了ΔE，它的质量也一定相应减少Δm，即发生质量亏损，所以选项A、D正确，如果物体的质量增加了Δm，它的能量也一定相应增加Δmc 2，所以选项B 正确；某原子核在衰变时，一定发生质量亏损，所以选项C 错误。
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原子核的组成
时间：45分钟
一、选择题(1～6题为单选，7～9题为多选)
1．关于γ射线，下列说法不正确的是( B )
A．它是处于激发态的原子核放射的
B．它是原子内层电子受到激发时产生的
C．它是一种不带电的光子流
D．它是波长极短的电磁波
解析：γ射线是处于激发态的原子核发出的波长极短的电磁波，是一种光子．
2．如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道( A )
A．A为中子，B为质子
B．A为质子，B为中子
C．A为γ射线，B为中子
D．A为中子，B为γ射线
解析：用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流，所以A 为中子，B为质子，所以A正确．
3.32He可以作为核聚变材料(核聚变是利用轻核聚合为较重核释放出巨大能量为人类提供能源)，下列关于32He的叙述正确的是( C )
A.32He与31H互为同位素
B.32He原子核内中子数为2
C.32He原子核外电子数为2
D.32He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子
解析：32He核内质子数为2，31H核内质子数为1.两者质子数不等，不是同位素，A错误.32 He核内中子数为1，B错误，C正确.32He代表原子核内有2个质子和1个中子的氦原子，D
错误．
4.放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中( C )
A．C为氦原子核组成的粒子流
B．B为比X射线波长更长的光子流
C．B为比X射线波长更短的光子流
D．A为高速电子组成的电子流
解析：根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B射线在电场中不偏转，所以是γ射线；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线．
5.图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( D )
A．a、b为β粒子的径迹 B．a、b为γ粒子的径迹
C．c、d为α粒子的径迹 D．c、d为β粒子的径迹
解析：γ粒子不带电，不会发生偏转，故B错．由左手定则可判定，a、b粒子带正电，c、d粒子带负电，又知α粒子带正电，β粒子带负电，故A、C均错，D正确．
6．若用x代表一个中性原子的核外电子数，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234 90Th的原子来说( B )
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：在234 90Th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝90；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，z＝234－90＝144.所以B项正确．
7.在贝可勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，发现在天然放射现象中共放出了三种射线，图为这三种射线贯穿物体情况的示意图，①②③各代表一种射线，以下说法正确的是( ADE )
A．三种射线均来源于原子核
B．射线①的电离能力最弱
C．射线②为高速的质子流
D．射线③可以用来检查金属内部有无砂眼和裂纹
E．射线③是一种高能的电磁波
解析：α、β、γ三种射线均来源于原子核，其中γ射线是原子核从较高能级向较低能级跃迁时发出的，故A正确；射线①用纸可以挡住，说明穿透能力最弱，是α射线，α射线电离能力最强，B错误；射线②是高速电子流，故C错误；射线③是γ射线，γ射线是能量很高的电磁波，穿透能力最强，可以用来检查金属内部有无砂眼和裂纹，故D、E正确．
8.228 88Ra是镭226 88Ra的一种同位素，对于这两种镭的原子而言，下列说法中正确的是( 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：原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的，且原子核的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和．由此知这两种镭的同位素，核内的质子数
均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数决定，因它们的核外电子数相同，故它们的化学性质也相同．故正确选项为A 、C.
9.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，如图所示为某种质谱仪的原理图，现利用这种质谱仪对氢元素进行测量．氢元素的三种同位素从容器A 下方的小孔无初速度飘入电势差为U 的加速电场，加速后垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，最后打在照相底片D 上，形成a 、b 、c 三条光谱线．关于三种同位素进入磁场时速度大小的排列顺序和三条光谱的排列顺序，下列判断正确的是( BD )
A ．进入磁场时速度从大到小的排列顺序是氚、氘、氕
B ．进入磁场时速度从大到小的排列顺序是氕、氘、氚
C ．a 、b 、c 三条光谱线依次排列的顺序是氕、氘、氚
D ．a 、b 、c 三条光谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕 解析：加速过程中由动能定理得qU ＝12
mv 2
，则有v ＝
2qU
m
，三种同位素电荷量q 相
同，速度的大小取决于质量的倒数，所以速度从大到小的排列顺序是氕、氘、氚，选项A
错误，B 正确；进入磁场后粒子做匀速圆周运动，由qvB ＝m v 2r ，并把v 代入，得r ＝1
B
2mU
q
，
由于它们的电荷量均相同，则氚核的偏转半径最大，所以a 、b 、c 三条光谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕，故选项C 错误，D 正确．
二、非选择题
10．有J 、K 、L 三种原子核，已知J 、K 的核子数相同，K 、L 的质子数相同，试完成下列表格.
原子核 原子序数
质量数 质子数 中子数 J
9
18
9
9
K Z
A
10 8 L
10
19
10
9
解析：原子核的质量数是质子和中子的总和．
11.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)若离子质量为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1
1H 、2
1H 、3
1H 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？
答案：(1)2
B
2mU
q
(2)1∶2∶ 3
解析：(1)离子被加速时，由动能定理得qU ＝12
mv 2
，进入磁场时洛伦兹力提供向心力qvB
＝mv 2r ，又x ＝2r ，由以上三式得x ＝2B
2mU
q
.
(2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3.由(1)结果知
x H ∶x D ∶x T ＝m H ∶m D ∶m T ＝1∶2∶ 3.。