第5章原子核 练习与应用-高二物理课后习题精准解析（新教材人教版选择性必修第三册）

人教版新教科书选择性必修第三册 第五章 原子核 各节练习与应用（解析版） 第1节 原子核的组成 1.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？ 【答案】实验发现，如果一 种元素具有放射性，那么，无论它是以单质形式存在，还是以化合物的物形式存在的，都具有放射性，而且放射性的强度也不受温度、外界压强等因索的影响。元素的化学性质决定于原子核外的电子，这说明射线与这些电子无关。也就是说，射线来自原子核的内部。 天然放射现象的发现，使人们认识到原子核内部有复杂的结构，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。 2. α射线、β射线和γ射线中哪种射线更像X射线？ 【答案】γ射线更像X射线。 【解析】α射线是速度可达到0.1c的氦原子核，β射线是速度可接近光速的电子流，都是实物粒子。γ射线和X射线都是光子，是电磁波，γ射线更像X射线。 3.一个验电器带正电，因为空气干燥，验电器金属箔的张角能维持很长的时间。现有一 束α射线射向这个验电器上端的金属球，验电器金属箔的张角将会怎样变化？为什么？ 【答案】验电器金属箔的张角将变小。因为放射性元素放出的α射线具有--定的电离作用，它能使所经过的路径上的空气分子电离，使空气变成导体，从而使带正电的验电器上的正电荷发生转移、中和，所以验电器金属箔的张角将变小。 4. 当人们发现了质子，并在很多原子核中打出了质子以后，有什么理由可以认定原子核中一定还存在着另外不同种类的粒子？ 【答案】如果原子核中只有质子，那么任何一.种原子核的质量与电荷量之比都应该等于质子的质量与电荷量之比。实际并不是这样。绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值。所以卢瑟福猜想，原子核内可能存在着另一种有质量但不带电的粒子。 5. 用符号表示以下原子核，并说出原子核的质子数、中子数。 （1）α粒子。 （2）质量数为14的碳原子核。 （3）电荷数为8、质量数为17的氧原子核。 （4）质量数为40的钾原子核。 （5）电荷数为86、核子数为222的氡原 子核。 【答案】 (1); 质子数是2，中子数是2。 (2);质子数是6，中子数是8。 (3);质子数是8，中子数是9。 (4);质子数是19，中子数是21。 (5);质子数是86，中子数是136。 6. 写出原子核中的中子数分别为0、1、2 的三种氢的同位素符号。比较铀的三种同位素 、、 的异同。 【答案】氢的三种同位素分别是, 铀的三种同位素具有相同的质子数、核电荷数，它们属于同种元素的原子，核外电子数也相同，会具有相同的化学性质;但是同位素的中子数是不同的，因此它们的质量数不同。 第2节 放射性元素的衰变 1. β射线是高速电子流。原子核中没有电子，为什么有些放射性元素的原子核会放出β 粒子？写出下列各放射性元素的β衰变方程。 （1）i（铋核）。 （2）（钋核）。 【答案】 β衰变的实质是原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子，方程为 →+ i（铋核）β衰变方程: （钋核）β衰变方程: 2. 写出（钍核）与 （铜核）两种放射性元素的α衰变方程。（铀核）衰变为 （氡核）要经过几次α衰变，几次β衰变？ 【答案】+; 要经过4次α衰变和2次β衰变 【解析】设 (铀核)衰变为 (氡核)要经过x次α衰变和y次β衰变，其衰变的核反应方程为+x+y 。根据质量数守恒和电荷数守恒，有4x=238-222=16，2x-y=6，解得x=4，y=2。 3. 已知钍234的半衰期是24 d，1 g钍234 经过120 d后还剩多少？若已知铋210的半衰期 是5 d，经过多少天后，20 g铋210还剩1.25 g ？ 【答案】g; 20d 【解析】根据半衰期的定义，剩下的钍为m== g。 设20 g铋经过时间t后还剩1.25g，剩余的铋为m =20=1.25g. t=20d。 4. 原子核的人工转变与放射性元素的衰变有什么区别？ 【答案】原子核的人工转变是指核在其他粒子的轰击下变成新核的过程。而放射性元素的衰变是指核自动转化成新核的变化过程。 5. 写出下列原子核人工转变的核反应方程。 （1）（钠核）俘获1个α粒子后放出1个质子。 （2）（铝核）俘获1个α粒子后放出 1个中子。 （3）（氧核）俘获1个中子后放出1个 质子。 （4）（硅核）俘获1个质子后放出1个 中子。 【答案】(1) (2) (3) (4) + 6. 完成下列核反应方程。 （1）＋ ＋（ ）。 （2）＋（ ）＋。 （3）＋ （ ）＋ 。 【答案】(1) (2) (3) 7. 存在射线危险的地方，常能看到如图 5.2-9所示的标志。你在什么地方见过这个标志