内容正文:
[课下巩固训练(十九)] 原子核的组成
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(选择题每题5分,非选择题每题10分,建议用时:40分钟)
【基础应用题】
1.关于原子核内部的信息,最早来自天然放射现象。人们从破解天然放射现象入手,一步步揭开了原子核的秘密。下列说法正确的是( )
A.法国物理学家贝克勒尔发现了X射线
B.德国物理学家伦琴发现,铀和含铀的矿物能够发出α射线
C.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核,发现了质子
D.居里夫妇通过实验发现了中子
解析:选C。法国物理学家贝克勒尔发现了铀和含铀的矿物能够发出射线;德国物理学家伦琴发现了伦琴射线,又叫X射线,A、B错误。卢瑟福用α粒子轰击氮原子核,发现了质子,并预言了中子的存在,C正确。查德威克通过实验发现了中子,D错误。
2.卢瑟福发现质子后,猜想原子核中还有中子的存在,他的主要依据是( )
A.原子核外电子数与质子数相等
B.原子核的质量大约是质子质量的整数倍
C.原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些
D.质子和中子的质量几乎相等
解析:选C。当卢瑟福发现质子后,接着又发现原子核的核电荷数与原子核的质量数不相等,大约是原子核质量数的一半或者更少一些,因此猜想在原子核内还存在有质量且不带电的中性粒子,故C正确。
3.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( )
A.C为氦核组成的粒子流
B.B的穿透能力最弱
C.A的电离能力最强
D.B为比X射线波长更长的光子流
解析:选C。从三束射线在电场中的运动径迹可以看出,A为α射线,电离能力最强,B为γ射线,穿透能力最强,γ射线是波长比X射线波长更短的光子流;C为β射线,是电子流,综上所述,C正确。
4.氢有三种同位素,分别是氕(、氘()、氚(,则( )
A.它们的质子数相等
B.它们的物理性质和化学性质均不相同
C.它们的核子数相等
D.它们的中子数相等
解析:选A。任意一种元素的几种同位素,具有相同的质子数、核电荷数和核外电子数,且化学性质相同,但质量数(核子数)和中子数都不相等,故A正确。
5.是镭的一种同位素,对于这两种镭的原子而言,下列说法正确的是( )
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质子数
D.它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质
解析:选A。的质子数与核电荷数均为88,质量数为228,的质子数与核电荷数均为88,质量数为226,两者具有相同的质子数和不同的质量数,A正确,C错误;的原子序数为88,中子数为228-88=140,的原子序数为88,中子数为226-88=138,两者具有不同的中子数和相同的原子序数,B错误;原子的核外电子数目与核内质子数目相等,而核外电子数目决定了原子的化学性质,两者质子数相等,则具有相同的核外电子数与化学性质,D错误。
6.(2024·北京海淀检测)一个原子核为,关于这个原子核,下列说法正确的是( )
A.核外有83个电子,核内有127个质子
B.核外有83个电子,核内有83个中子
C.核内有83个质子,210个中子
D.核内有210个核子
解析:选D。根据质量数=质子数+中子数,可知该原子核的质量数为210,质子数为83,则中子数为127,而质子与中子统称为核子,则核子数为210,核外电子数等于质子数,为83,故D正确。
【综合提升题】
7.(多选)(2024·山东枣庄期末)关于天然放射性,下列说法正确的是( )
A.所有元素都有可能发生衰变
B.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
C.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强
D.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线
解析:选BC。有些原子核不稳定,可以自发地衰变,但不是所有元素都可能发生衰变,故A错误;放射性元素的放射性与核外电子无关,故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性,B正确;α、β和γ三种射线,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱,故C正确;一个原子核在一次衰变中只能是α衰变或β衰变,同时放出γ射线,故D错误。
8.(多选)用如图的装置可以判定放射源发出射线的带电性质。两块平行金属板A、B垂直纸面竖直放置,从放射源上方小孔发出的射线竖直向上射向两极板间。当在两板间加上垂直纸面方向的匀强磁场时,射线的偏转方向如图所示。如撤去磁场,将A、B两板分别与直流电源的两极连接,射线的偏转也如图。则( )
A.若磁场方向垂直纸面向里,则到达A板的为带正电的粒子
B.若磁场方向垂直纸面向外,则到达A板的为带正电的粒子
C.若A接电源负极,则到达A板的为带正电的粒子
D.若A接电源正极,则到达A板的为带正电的粒子
解析:选AC。若磁场方向垂直纸面向里,带正电的粒子在磁场中受到向左的洛伦兹力作用,向A板偏转,故A正确;若磁场方向垂直纸面向外,根据左手定则可知,带负电的粒子受到向左的洛伦兹力作用,向A板偏转,故B错误;若A接电源负极,电场的方向向左,则到达A板的为带正电的粒子,故C正确;若A接电源正极,电场的方向向右,则到达A板的为带负电的粒子,故D错误。
9.(多选)(2024·江苏徐州期末)质子数与中子数互换的核互为镜像核,例如 是的镜像核,同样 也是 的镜像核。下列说法正确的是( )
A.和互为镜像核
B.和互为镜像核
C.和互为镜像核
D.互为镜像核的两个核质量数相同
解析:选ACD。根据镜像核的定义及质量数A等于核电荷数Z和中子数N之和,可知和的质子数与中子数互换了,互为镜像核,和的质子数与中子数互换了,互为镜像核,A、C正确;的质子数为7,中子数为8,而的质子数和中子数都为8,二者不是镜像核,B错误;互为镜像核的质子数与中子数互换,质子数与中子数之和不变,所以互为镜像核的两个核质量数相同,D正确。
【创新拔高题】
10.(多选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场,下图表示的射线偏转情况中正确的是( )
[创新空间]三种射线在磁场和电场中的偏转
(1)α射线和β射线在电场中偏转的特点:在匀强电场中,α和β粒子沿相反方向做类平抛运动,且在同样的条件下,β粒子的偏移量大。根据粒子在沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,偏移量x可表示为x= at2=·∝,所以,在同样条件下β与α粒子偏移量之比为
=××≈37。
(2)α射线和β射线在磁场中偏转的特点:在匀强磁场中,α和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动,且在同样条件下,β粒子的轨迹半径小。根据qvB=得R=∝,所以,在同样条件下β与α粒子的轨迹半径之比为=××≈。
解析:选AD。因α射线是高速氦核流,一个α粒子带两个正电荷,根据左手定则,α射线受到的洛伦兹力向左,β射线是高速电子流,带负电荷,根据左手定则,β射线受到的洛伦兹力向右,γ射线是光子,是中性的,故在磁场中不受磁场的作用力,轨迹不会发生偏转,由R=,代入相关数据可知α粒子的偏转半径大,故A正确,B错误;因α射线实质为氦核流,带正电,β射线为电子流,带负电,γ射线为高频电磁波,根据电荷所受电场力特点可知:向左偏的为β射线,不偏的为γ射线,向右偏的为α射线,相等时间内的偏移量x=at2=· ,代入相关数据可知,相等时间内α粒子的偏移量小,故C错误,D正确。
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