课后提升练（14）认识原子核（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（鲁科版2019）

课后提升练(十四)　认识原子核 [对应学生用书P166] 1．(2022·重庆南开中学高二期末)下列说法符合物理学史的是(　　) A．玻尔根据α粒子散射实验的结果首先提出了原子核式结构模型 B．居里夫人最早发现了天然放射现象 C．汤姆孙用“油滴实验”精确测定了电子的电荷量 D．中子是查德威克最早发现的 D　解析：卢瑟福根据α粒子散射实验的结果首先提出了原子核式结构模型，故A错误；贝可勒尔最早发现了天然放射现象，故B错误；密立根用“油滴实验”精确测定了电子的电荷量，故C错误；中子是查德威克最早发现的，故D正确。 2．(2022·河南濮阳高二期末)在元素周期表中查到铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为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．核内有82个电子、125个中子 C．核内有82个质子、207个中子 D．核内有82个质子、207个核子 D　解析：在元素周期表中查到铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子数为82个。根据质量数(核子数)等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为207－82＝125个，故D正确，A、B、C错误。 3．据报道，月球上有大量的2 3He存在，以下关于2 3He的说法正确的是(　　) A．是2 4He的同分异构体　　　B．比24He多一个中子 C．是24He的同位素 D．比24He少一个质子 C　解析：元素符号的左下角表示的是质子数，左上角表示的是核子数，中子数等于质量数(核子数)减质子数。核内质子数相同而中子数不同的原子互称同位素。23He是24He的同位素，比24He少一个中子。 4．(2022·陕西西北农林科技大学附中高二期末)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 C　解析：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，即中子。 5．(2022·新疆巴楚高二期末) 88228Ra是 88226Ra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 A　解析： 88228Ra的质子数与核电荷数均为88，质量数为228, 88226Ra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； 88228Ra 的原子序数为88，中子数为228－88＝140, 88226Ra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．(2022·山东胶州教体局研究室高二期末)2020年3月15日中国散射中子源(CSS)利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。下列关于中子研究的说法正确的是(　　) A．α粒子轰击 714N，生成 817O并产生了中子 B. 92238U经过4次α衰变，2次β衰变后，新核与原来的原子核相比中子数少了10个 C．γ射线的实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗 D．β衰变中释放的电子是核内质子转化为中子过程中产生的 B　解析：根据质量数守恒和电荷数守恒知24He＋ 714N→ 817O＋11H，可知产生了质子，故A错误；每次α衰变，质量数少4，电荷数少2，中子数少2；每次β衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，中子数少1；所以4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少4×2＋2×1＝10，故B正确；γ射线的实质是光子流，故C错误；β衰变中释放的电子是核内中子转化为质子过程中产生的，故D错误。 7．质谱仪是一种测量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(初速度可视为零)，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S1的距离为x。 (1)设离子的质量为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11H、12H、13H从离子源S出发，到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少？ 答案：(1) 　(2)1∶∶ 解析：(1)离子在电场中被加速时，由动能定理得qU＝mv2， 进入磁场时洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得qvB＝，又x＝2r，由以上三式得 x＝ 。 (2) 氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由(1)结果知， xH∶xD∶xT＝∶∶＝1∶∶。 8．(多选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图中表示射线偏转情况正确的是(　　) AD　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、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＝，将数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比： ＝··＝××≈371，A正确，B错误；带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为x，沿电场线方向位移为y，则有x＝v0t，y＝t2，消去t可得y＝，对某一确定的x值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比：＝··＝××≈，C错误，D正确。 9．如图所示，铅盒中的放射性物质从小孔中不断向外辐射含有α、β、γ三种射线的放射线(α射线的速度为0.1c，β射线的速度约为0.99c)，空间未加电场和磁场时，右边荧光屏M上仅在其中心O处有一光斑，若在该空间施加如图所示的互相垂直的匀强电场和匀强磁场后，荧光屏上显示出了两个亮点，关于此时各种射线在荧光屏上的分布情况，以下说法正确的是(　　) A．可能是α、γ射线打在O点，β射线打在O点上方的某一点 B．可能是α、γ射线打在O点，β射线打在O点下方的某一点 C．可能是β、γ射线打在O点，α射线打在O点上方的某一点 D．可能是β射线打在O点，α、γ射线打在O点下方的某一点 B　解析：由于γ射线不带电，因此一定打在O点处，虽然α带正电、β带负电，但它们受到的电场力与洛伦兹力方向相反，因此当α射线打到O点时，即此时电场力等于洛伦兹力，即Eq＝qvB，而β射线，根据F＝qvB，由于α射线的速度为0.1c，β射线的速度约为0.99c，因此β射线受到的洛伦兹力大于电场力，所以β打到O点的下方，故A、D错误，B正确；由A选项分析可知，当β、γ射线打在O点，则β射线所受到的电场力与洛伦兹力相等，由于α射线的速度小于β射线，因此α射线受到的电场力大于洛伦兹力，则打在O点下方的某一点，故C错误。 10．在暗室的真空装置中做如下实验： 在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的放射源。从放射源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示，在与放射源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药品面朝下的印像纸(比一般纸厚且涂有感光药品的纸)，经射线照射一段时间后两张印像纸显影。(已知mα＝4m，mβ＝m，vα≈，vβ≈c) (1)下面的印像纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比？ (2)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？ (3)若在此空间再加上与电场方向垂直的(垂直于纸面)匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？ 答案：见解析 解析：(1)下面印像纸上从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑。设α射线、β射线留下的暗斑到中央γ射线留下的暗斑的距离分别为xα、xβ。 则对α粒子，有 xα＝aαt2＝aα·()2，aα＝ 对β粒子，有xβ＝aβt2＝aβ·，aβ＝ 联立解得≈。 (2)因α射线穿透本领弱，穿过下层纸的只有β射线和γ射线，β射线、γ射线在上面的印像纸上留下两个暗斑。 (3)若使α射线不偏转，则qαE＝qαvαBα，所以Bα＝， 同理，若使β射线不偏转，则Bβ＝。故＝＝。 学科网（北京）股份有限公司 $$