5.1 原子核的组成 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

5.1 原子核的组成 同步练习 一、单选题 1．在近代物理学史上，下列关于科学家及其所做出的贡献中说法正确的是（　　） A．卢瑟福提出原子的核式结构模型，并发现了质子和中子 B．贝克勒尔最先发现天然放射现象并从沥青中分离出了钋 C．玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱 D．在康普顿效应中，入射光子与晶体中的电子碰撞，有些光子散射后的波长变短 2．下列论述中不正确的是（　　） A．天然放射性现象表明了原子核内部是有复杂的结构的 B．粒子散射实验的结果表明了原子核内部是有复杂的结构的 C．汤姆生发现电子表明原子内部是有复杂的结构的 D．粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础 3．下列说法错误的是（　　） A．密立根发现了电子 B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型 C．贝可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 4．下列叙述中符合物理学史的有（    ） A．黑体辐射电磁波的强度按波长分布与黑体的温度、材料的种类及表面状况有关 B．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论 C．在粒子散射实验中，大部分粒子穿过金箔后应该会有明显偏转 D．阴极射线的发现揭示了原子核具有复杂的内部结构 5．γ射线探伤机（如图）的基本原理是利用放射性同位素产生的γ射线对材料进行穿透，通过探测材料反射、透射和吸收射线的能力，来判断其内部的缺陷和异常情况，是一种无损探伤检测设备，被广泛应用于工业探伤领域。下列有关γ射线及放射现象的说法正确的是（　　） A．γ射线垂直磁场射入时，其运动轨迹不发生偏转，故γ射线的本质是高速中子流 B．γ射线具有高穿透力、短波长的特点，故其电离作用非常强，能穿透几十厘米厚的混凝土 C．原子核衰变过程中伴随着放射现象的发生，由于γ射线的产生衰变前的质量数不等于衰变后的质量数之和 D．与天然放射性物质相比，人工放射性同位素具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点 6．下列物理史实正确的是（　　） A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内 B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型 C．查德威克发现天然放射性现象，揭示了原子核具有复杂结构 D．贝克勒尔在原子核人工转变实验中发现了中子 7．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是（  ） A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程 B．天然放射现象说明原子内部是有结构的 C．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的枣糕式结构模型 D．汤姆逊通过油滴实验测出了基本电荷的数值 8．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法不符合历史事实的是(　　) A．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论 B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核 C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素 D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构 9．下列说法中正确的是（　　） A．电子的发现说明原子由电子和原子核组成 B．α粒子散射实验的结果说明原子核由质子和中子组成 C．天然放射现象说明原子核由质子和中子组成 D．电子衍射实验图样和X射线衍射图样相似，说明电子有波动性 10．太赫兹辐射通常是指频率在0.1~10 THz（1THz=1012Hz）、即频率在微波与红外线之间的电磁辐射，其频率高于微波，低于红外线、紫外线，远低于X射线。太赫兹波对人体安全, 可以穿透衣物等不透明物体, 实现对隐匿物体的成像。近年来太赫兹技术在国家安全、信息技术等诸多领域取得了快速发展，被誉为“改变未来世界十大技术”之一。由上述信息可知，太赫兹波（　　） A．其光子的能量比红外线光子的能量更大 B．比微波更容易发生衍射现象 C．比紫外线更难使金属发生光电效应 D．比X射线穿透性更强 二、多选题 11．下列哪些现象能说明射线来自原子核（　　） A．三种射线的能量都很高 B．放射性的强度不受温度、外界压强等条件的影响 C．元素的放射性与所处的化学状态（单质、化合态）无关 D．α射线、β射线都是带电的粒子流 12．关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　） A．是玛丽·居里夫妇首先发现的 B．说明了原子核不是单一的粒子 C．原子序数大于83的元素都能自发地发出射线 D．γ射线的实质是高速电子流 13．在物理学发展的进程中，人们通过对某些重要物理实验的深入观察和研究，获得正确的理论认识。对下列各示意图，解读正确的是（　　） A．英国物理学家汤姆孙利用图甲所示的气体放电管证实阴极射线是带电粒子流 B．英国物理学家卢瑟福利用图乙所示的α粒子散射实验发现了质子 C．法国物理学家贝克勒尔通过图丙所示的实验发现了天然放射现象 D．意大利物理学家伽利略根据气体压强随温度的变化制造出图丁所示的气体温度计 14．将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，（已知α粒子质量为4mp，β粒子质量为）下图表示射线偏转情况中正确的是（　　） A． B． C． D． 15．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（　　） A．图（a）所示的射线“3”是三种射线中电离能力最强的 B．图（b）英国物理学家G·P汤姆孙在实验中让电子束通过多晶薄膜得到的电子衍射图样，从而证实了粒子具有波动性 C．图（c）所示为α粒子散射实验，实验发现少数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进 D．图（d）位移推导过程应用了控制变量法 三、填空题 16．如图是用来说明原子内部结构的示意图。由图可知：原子是由 和 组成，原子核由 和 组成。 17．如图所示，为放射源，为一纸板，纸板与计数器之间有磁感应强度为的强磁场。先将强磁场移开，计数器的计数率不变，说明放射源产生的射线中没有 （填“”“”或“”）粒子；再将纸板移开，计数器计数率大幅度上升，这表明放射源产生的射线中有 （填“”“”或“”）粒子。 四、解答题 18．下面是四种元素的同位素的原子核：，请将X改为具体的元素符号，并说明每个原子核中的中子数。 19．已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．试问：     （1）镭核中有几个质子？几个中子？     （2）镭核所带的电荷量是多少？     （3）呈中性的镭原子，核外有几个电子？ 20．仔细观察图片，回答下列问题： (1)如图甲，1919年卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从中打出了一种新粒子，根据这种粒子在电场和磁场中的偏转，测出其质量和电荷量，发现它就是氢原子核，叫作质子。后来人们又从氟、钠、铝等原子核中打出了质子，这说明了什么？ (2)根据图乙元素周期表可知，绝大多数原子核的质量与电荷量的比值都大于质子的相应比值。原子核中只有质子吗？ (3)1932年，查德威克从原子核中打出一种不带电的粒子，称为中子，其质量与质子的质量近似相等。以图乙中钾原子核为例，试说出原子核的结构。 (4)根据前面学习的内容可知原子核的电荷数（原子序数）等于原子核外的电子数，根据原子核的结构，原子核的电荷数、原子序数、核外的电子数这三个量还等于什么？ (5)现在我们知道原子核内的质子数决定了它的化学性质，即它是哪种元素。实验发现同种元素的原子核质量可能有好几种，但质量都近似是质子质量的整数倍，说明了什么？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《5.1 原子核的组成 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B A B D B A B D C 题号 11 12 13 14 15 答案 BC BC AD AD AB 1．C 【详解】A．卢瑟福提出原子的核式结构模型，并发现了质子，同时预言了中子的存在，但发现中子的是查德威克，选项A错误； B．贝克勒尔最先发现天然放射现象，居里夫妇从沥青中分离出了钋，选项B错误； C．玻尔的原子理论包含三条假设，即轨道假设、跃迁假设、能级假设，第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱是分立的线状光谱的实验规律，选项C正确； D．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，光子把一部分动量转移给电子，光子的动量减小，能量减小，频率减小，故光子散射后的波长变长，选项D错误。 故选C。 2．B 【详解】A. 贝克勒尔发现天然放射性现象表明了原子核内部是有复杂的结构的，故A正确； B. 粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础，没有揭示原子核内部的情况，故B错误； C. 汤姆生通过阴极射线的研究发现了电子，表明原子内部是有复杂的结构的，故C正确； D. 粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础，故D正确。 故选B。 3．A 【详解】A．密立根通过油滴实验测出了电子的电量，汤姆孙发现了电子，故A错误； B． 卢瑟福根据粒子散色实验提出了原子的核式结构模型，故B正确； C． 贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，故C正确； D．伦琴发现了X 射线，故D正确。 本题选错误的，故选 A。 4．B 【详解】A．普朗克通过研究黑体辐射，可知黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料种类及表面状况无关，故A错误； B．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故B正确； C．卢瑟福做α粒子散射实验时发现，绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转，故C错误； D．阴极射线的发现揭示了原子具有结构，天然放射现象揭示了原子核具有复杂的内部结构，故D错误。 故选B。 5．D 【详解】A．射线的本质是光子流，故A错误； B．γ射线具有高穿透力但是电离能力非常弱，故B错误； C．原子核发生衰变时，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和，故C错误； D．人工放射性同位素与天然放射性物质相比具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点，故D正确。 故选D。 6．B 【详解】A、汤姆孙发现电子后，猜想出原子内的正电荷均匀分布在原子内，提出了枣糕式原子模型．故A错误． B、卢瑟福根据α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，提出了原子核式结构模型．故B正确． C、贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核具有复杂的结构，故C错误； D、查德威克在原子核人工转变实验中发现了中子，故D错误． 故选B． 【点睛】本题考查了原子物理部分的物理学史，关键掌握物理学家的科学成就，注意原子核式结构与原子核结构的区别． 7．A 【详解】A．爱因斯坦提出了光子假说，指出光具有粒子性，在此基础上建立了光电效应方程，故A正确； B．贝克勒尔发现的天然放射性现象，天然放射性现象说明原子核有复杂结构，故B错误； C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，故C错误； D．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为，故D错误。 故选A。 8．B 【详解】A．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故A说法正确； B．贝克勒尔发现了天然放射性现象，但没有发现原子中存在原子核，故B说法错误； C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，故C说法正确； D．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构，故D说法正确． 选不符合历史事实的，故选B。 9．D 【详解】A．电子的发现说明原子是可分的，原子有较复杂的结构，故A错误； B．α粒子散射实验的结果说明原子具有核式结构，故B错误； C．天然放射现象说明原子核具有复杂结构，故C错误； D．电子衍射实验图样和X射线衍射图样相似，说明电子有波动性，故D正确。 故选D。 10．C 【详解】A．太赫兹波的频率比红外线的频率低，所以其光子的能量比红外线光子的能量更小，故A错误； B．太赫兹波的频率比微波的频率高，波长比微波的短，所以比微波更不容易发生衍射现象，故B错误； C．太赫兹波的频率比紫外线的频率低，所以比紫外线更难使金属发生光电效应，故C正确； D．太赫兹波的频率远低于X射线的频率，其光子能量远低于X射线的光子能量，所以比X射线穿透性更弱，故D错误。 故选C。 11．BC 【详解】能说明射线来自原子核的证据是元素的放射性与其所处的化学状态和物理状态无关。 故选BC。 12．BC 【详解】AB．首次发现天然放射现象的是法国物理学家贝克勒尔，放射现象表明了原子核的可变性，即原子核不是单一的粒子。故A错误，B正确； C．原子序数大于83的元素都能自发地发出射线，故C正确； D．γ射线的实质是光子流。故D错误。 故选BC。 13．AD 【详解】A．英国物理学家汤姆孙利用图甲所示的气体放电管证实阴极射线是带电粒子流，故A正确； B．英国物理学家卢瑟福利用图乙所示的α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故B错误； C．法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，从而发现了天然放射现象，人们用图丙装置确定了射线的本质，故C错误； D．意大利物理学家伽利略根据气体压强随温度的变化制造出图丁所示的气体温度计，故D正确。 故选AD。 14．AD 【详解】AB．已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据左手定则，可知选项中α、β粒子在磁场中的偏转方向都是正确的。因α、β粒子的速度约为，，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动 其半径 则α粒子与β粒子的半径之比为 ，故A正确，B错误； CD．选项中α、β粒子在电场中的偏转方向都是正确的。根据带电粒子在匀强电场中偏转运动的规律可知，当α、β粒子垂直电场方向位移相等时，根据 沿电场方向偏转距离之比为 故C错误，D正确。 故选AD。 15．AB 【详解】A．图（a）所示的射线“3”是射线，是三种射线中电离能力最强的，故A正确； B．图（b）英国物理学家G·P汤姆孙在实验中让电子束通过多晶薄膜得到的电子衍射图样，从而证实了粒子具有波动性，故B正确； C．图（c）所示为α粒子散射实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，故C错误； D．图（d）位移推导过程应用了微元法，故D错误。 故选AB。 16． 原子核 电子（或电子，原子核） 质子 中子（或中子，质子） 【详解】[1][2]．由图可知：原子是由原子核和电子组成； [3][4]．原子核由质子和中子组成。 17． 【详解】[1][2]将强磁场移开，计数器的计数率保持不变，说明穿过纸板的粒子中无带电粒子，故没有粒子；再将纸板移开，计数率大幅上升，说明放射源中有穿透力很弱的粒子，因此有粒子。 18．，68；，1；，28；，118。 【详解】原子核是由质子和中子组成的，质子数和中子数之和为质量数，原子序数等于质子数，可知： 为 ，中子数为68； 为，中子数为1，； 为 ，中子数为28； 为 ，中子数为118。 19．（1）质子数88，中子数138（2）1.41×10﹣17C（3）88 【详解】（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=88×1.6×10-19C=1.41×10-17C. （3）核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88. 20．(1)见解析 (2)见解析 (3)见解析 (4)见解析 (5)见解析 【详解】（1）以上现象说明质子是原子核的组成部分。 （2）如果原子核中只有质子，则所有原子核的质量与其电荷量的比值都等于质子的相应比值，所以原子核中除质子外，还应该有一种不带电的粒子。 （3）根据图乙的原子序数，钾原子核的电荷量是氢原子核的19倍，所以钾原子核中有19个质子；而钾原子核的质量约是氢原子核的39倍，又因为中子和质子的质量近似相等，所以质子数和中子数总和为39，所以核内除有19个质子，还有20个中子。 （4）原子核的电荷数、原子序数、核外的电子数还等于原子核内的质子数。 （5）同一种元素，质子数相同；原子核质量不同，且都近似是质子质量的整数倍，说明这些原子核含有的中子数不同。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $