第五章 1 原子核的组成-【新课程能力培养】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册练习手册（人教版）

辐射出光子的能量分别为△E=E-E=-1.51eV-(-13.6eV)= 12.09eV,△E,=E3-E,=-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV. △E3=E2-E=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,其中△E1> 3.11eV,△E<3.11eV,△E>3.11eV,所以辐射不同频 率的紫外光有2种。 4.C【解析】根据题意可知，辐射出的光子能量ε= 3.52x10J,由光子的能量6=-hm得分=5.3Ix10“。 5.A【解析】由图可知①和③对应的跃迁能级差相 同，可知①和③的能量相等，A正确：因②对应的能级 差小于④对应的能级差，可知②的能量小于（④的能量 根据E=hv可知②的频率小于④的频率，B错误；因② 对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于 ①，②的频率小于①，则若用①照射某金属表面时能发 生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应， C错误：因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知 ④的能量大于①，即④的频率大于①，因用①照射某金 属表面时逸出光电子的最大初动能为Ek,根据Em=hv- W意出功，则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大 于E,D错误。 6.AC【解析】光的频率v=C ，A正确；光子的能 量E==织，B错误：光子的动量p=冬，C正确：在时 间1内激光器发射的光子数n2-,D错误。 7.CD【解析】根据题意可知，氢原子发生能级跃迁 时，由公式可得E-B=加织，可知可见光I的额率大， 波长小：可见光Ⅱ的频率小，波长大。可知，图1中的 H对应的是可见光Ⅱ，A错误；由公式有，干涉条纹间 第五章 m1.原子核的组成 基础练习 1.B【解析】根据带电粒子在电场中的受力方向和 曲线运动的条件可以判断，C带负电，为电子流，A错 误；A带正电，为氦核组成的粒子流，电离能力最强， B正确；B不带电，为Y光子，穿透能力最强，C错 误；B比X射线的频率高，比X射线的波长短，D 错误。 2.C【解析】射线1很容易穿透黑纸，速度接近光 速，说明射线1是B射线；射线2可穿透几十厘米厚的 混凝土，能量很高，结合Y射线的穿透本领特别强可知 2是y射线；用射线3照射带电的导体，可使电荷很快 消失，结合α射线的电离本领强可知3射线是α射线。 故选C。 参考答案与解析。 距为△入子。由图可知，图2中间距较小，则波长较 小，对应的是可见光I,B错误；根据题意，由公式可 得、光子动量为g-央可知。1的光子动量大于Ⅱ的 光子动量，C正确；根据光电效应方程及动能定理可得eU= hw-Wo,可知频率越大，遏止电压越大，则P向a移动，电 流表示数为零时I对应的电压表示数比Ⅱ的大，D正确。 8.BD【解析】由图中a、b两单色光在电磁波谱中 的位置，判断出a光的波长入a大于b光的波长入b,a光 的频率山，小于b光的频率。若a、b光均由氢原子能 级跃迁产生，根据玻尔原子理论的频率条件w=E。-Em, 可知产生a光的能级能量差小，A错误；若a、b光分别 照射同一小孔发生衍射，根据发生明显衍射现象的条 件，a光的衍射现象更明显，B正确；在分别照射同一 光电管发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程 eU=E=hw-Wo,可知a光的遏止电压低，C错误；a、b 光分别作为同一双缝干涉装置光源时，相邻两条亮纹或 暗纹的中心间距△x=入，可知a光的干涉条纹间距大， D正确。 9.B【解析】一个光子的能量为E=hw。v为光的频 率，光的波长与频率有以下关系c=A。光源每秒发出光 子的个数为刀=忌必。P为光源的功率，光子以球面 波的形式传播，那么以光源为原点的球面上的光子数相 同，此时距光源的距离为R处，每秒垂直通过每平方米 的光子数为3×104个，那么此处的球面的表面积为S= 4πR,则公=3×104，联立以上各式解得R≈3×10m, 故选B。 子核 3.AB【解析】根据带电粒子在电场中的受力方向 和曲线运动的条件可以判断。云室内充满过饱和蒸气， 射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结 成雾滴，雾滴沿射线的路径排列，显示出射线的径迹， 故A正确；由于α粒子的电离本领大贯穿本领小，故α 粒子在云室中的径迹直而粗，故B正确；Y射线的电离 本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细而 弯曲的是B射线，C错误；把云室放到磁场中，由射线 径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负，故D 错误。 4.C【解析】居里夫妇用α粒子轰击铝箔，发现了 放射性磷P和中子，故A错误；玻尔的原子模型成功地 解释了氢原子的发光现象，故B错误：麦克斯韦从理论 上预言了电磁波的存在，赫兹用实验方法给予证实，选 项C正确；玻尔建立了量子理论，只成功地解释了氢原 63 高中物理选择性必修第三册（人教版） 子的发光现象，故D错误。故选C 5.D【解析】汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现 了电子，故A错误；卢瑟福通过α粒子的散射实验， 提出了原子核式结构学说，故B错误；居里夫人通过 对天然放射性的研究，发现了两种放射性新元素镭和 钋，查德威克用α粒子轰击金属铍并发现了中子，故 C错误：卢瑟福用α粒子轰击氦原子核发现了质子， 并预言了中子的存在，原子核是由质子和中子组成的， 故D正确。 6.B【解析】贝克勒尔最先发现天然放射性现象， 故A错误：查德威克通过实验发现了中子，故B正确： 衰变所释放的电子是原子核内nH+9e产生的，故C 错误；汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转实 验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出 了该粒子的比荷，故D错误。 7.A【解析】它们是氢的同位素，所以它们的质子 数相等，故A正确；原子的核外电子数与质子数相等， 所以它们的核外电子数相等，故B错误；核子数即为 质子、中子的统称也为质量数，所以它们的核子数不 相等，故C错误；元素左上角数字为质量数，左下角 数字为质子数，所以它们的中子数分别为0,1,2，故 D错误。 8.B 提升练习 9.A【解析】由题图可知，射线1所示洛伦兹力向 右，由左手定则可知，射线1带正电，则射线1是射 线，故A正确；由图示可知，射线2不是洛伦兹力作 用，该射线不带电，是Y射线，故B错误，C错误；由 图示可知，射线3受到的洛伦兹力向左，由左手定则可 知，该射线带负电，是B射线，射线3是原子核外的电 子形成的电子流，故D错误。 10.AD【解析】在磁场中，粒子做匀速圆周运动，正 离子受力向右，右偏转；负离子左偏转；故1、2是反粒 子径迹，A正确，B错误；根据洛伦兹力提供向心力，有 9B=m发，解得R=x号。故质子与a粒子的半径之比 Bg g 为1：2，即粒子转弯半径大，故1是反质子，2是反a 粒子，3是质子，4是粒子；故D正确，C错误。 11.BD【解析】2Pu的核子数是239，中子数为 239-94=145,而U的核子数是239，中子数为239-92= 147,所以Pu与爱U的核内具有相同的核子数，不同 的中子数，A错误，B正确；罗U经过1次Q衰变，生 成的新核的质子数为90，所以产生物不是Pu,C错 误；根据质量数守恒和电荷数守恒可判断出，2U经过 2次B衰变后产生的新核是Pu,此过程中有2个中子 转变为2个质子，故D正确。 12.A【解析】α粒子的质量比较大，在空气中飞行 时不易改变方向，且由于它的电离本领大，沿途产生的 64 离子多，所以它在云室中的径迹直而粗，故A正确；B 粒子的质量小，跟气体碰撞时易改变方向，并且电离本 领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较 细，而且常是弯曲的，B错误；y粒子的电离本领更小， 在云室中一般看不到它的径迹，故B、C错误。 13.D【解析】a射线带正电，B射线带负电，y射 线不带电，γ射线不受静电力和洛伦兹力作用，故射到 b处的一定不是y射线，C错误；α射线和B射线在电 场、磁场中受到静电力和洛伦兹力，若静电力大于洛伦 兹力，则射到b处的是α射线，若洛伦兹力大于静电 力，则射到b处的是B射线，D正确，A、B错误。 14.(1)B射线y射线a射线(2)YaB 【解析】根据α、B、y三种射线的带电性质以及带 电粒子在电场中受力特点可正确解答。在这三种射线 中，Y射线的穿透能力最强，电离能力最弱；根据电荷 数守恒、质量数守恒写出衰变方程，通过一次《衰变电 荷数少2，质量数少4，一次B衰变电荷数多1，质量数 不变。 (1)α射线为氦核，带正电，B射线为电子流，带 负电，Y射线为高频电磁波，故根据电荷所受电场力特 点可知A为B射线，B为Y射线，C为a射线。 (2)三种射线中，穿透能力最强，经常用来对金属 探伤的是Y射线；电离作用最强，动量最大，经常用来 轰击原子核的是α射线；当原子核中的一个核子由中子 转化为质子时将放出一个B粒子。 15.见解析【解析】(1)由于α射线穿透能力很 弱，用一张纸放在射线前即可除去α射线。 (2)示意图如图所示 ,克泛 1。。。1 一y射线 (③)由洛伦兹力提供向心力，一需和题设条件可 知：α粒子做匀速圆周运动的半径很大，比B粒子做匀 速圆周运动的半径大得多，α粒子在匀强磁场中偏转量 很小，几乎不偏转，故不易将α射线与Y射线分离。 >"2.放射性元素的衰变 基础练习 1.BC【解析】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，具有内部结构，A错误，B正 确；原子中核子越多越不稳定，通常原子序数大于或等 于83的元素，具有天然放射现象，C正确；发生放射 现象时释放出的Y射线是一种电磁波，故D错误。 2.C【解析】α射线是高速运动氢核流，不是氦原第五章原子核。 N 第五章原子核 1.原子核的组成 基础练)习 知识点1天然放射现象 B.威耳逊云室中径迹直而粗的是α射线 1.放射性元素放出的射线，在 C.威耳逊云室中径迹细而直的是Y射线 电场中分成A、B、C三束 D.威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是 如图所示，其中() 电离，所以无法由径迹判断射线所带 A.C为氦核组成的粒子流 电荷的正负 第1题图 B.A的电离能力最强 C.B的穿透能力最弱 知识点4原子核的组成 D.B为比X射线波长更长的光子流 4.物理学家通过对实验的深人观察和研究， 获得了正确的科学认知，推动着物理学向 知识点2三种射线 前发展，下列描述符合事实的是() 2.有三种射线，射线1很容易穿透黑纸，速 A.居里夫妇用粒子轰出铝箔时发现了 度接近光速；射线2可穿透几十厘米厚的 正电子 混凝土，能量很高：用射线3照射带电的 B.卢瑟福的原子结构学说成功地解释了 导体，可使电荷很快消失。则下列判断正 氢原子的发光现象 确的是（) C.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存 A.1是射线，2是B射线，3是y射线 在，赫兹用实验方法给予证实 B.1是Y射线，2是a射线，3是B射线 D.玻尔建立了量子理论，解释了各种原 C.1是B射线，2是y射线，3是射线 子发光现象 D.1是y射线，2是B射线，3是a射线 5.了解物理规律的发现过程，学会像科学家 那样观察和思考，往往比掌握知识本身更 知识点3威尔逊云室 重要。以下符合物理学发展史实的是() 3.(多选)关于威耳逊云室探测射线，下列 A.汤姆孙通过对天然放射性现象的研究 说法正确的是() 发现了电子 A.威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线 B.玻尔进行了a粒子散射实验提出了著 经过时可显示出射线运动的径迹 名的原子核式模型 练 63 高中物理选择性必修第三册（人教版） C.约里奥-居里夫人用Q粒子轰击金属铍：7.氢有三种同位素，分别是氕(}H)、 发现并命名了中子 氘(H)、氚(H),则下列说法正确的 D.卢瑟福用a粒子轰击氨原子核发现了 是() 质子，并预言了中子的存在 A.它们的质子数相等 6.下面列举的事例正确的是() B.它们的核外电子数不相等 A.卢瑟福在实验室第一次发现了天然放 C.它们的核子数相等 射性现象 D.它们的中子数相等 B.查德威克通过实验发现了中子 、 8.2022年10月，中国科学院近代物理研究 C.衰变所释放的电子是原子核外的电子： 所使用兰州重离子加速器与中国超重元素 电离形成的 研究加速器装置，成功合成了新核素锕 D.安培通过阴极射线在电场和磁场中的 204(Ac),锕204的中子数为（) 偏转实验，发现了阴极射线是由带负 A.115 B.89 电的粒子组成的，并测出了该粒子的 C.204 D.293 比荷 提升练)习 9.目前，在家庭装修中经常 索宇宙中的反物质，所 用到花岗岩、大理石等装 谓反物质，即质量与正 修材料，这些岩石都不同 粒子相等，带电量与正 程度地含有放射性元素， 粒子相等但符号相反。 这些放射性元素衰变时可 假设使一束质子、反质 21 能会放出a、B或Y射线， 子、α粒子、a反粒子组 第9题图 对人的健康产生影响。为 成的射线通过O0进人匀 第10题图 了鉴别放射性元素释放射线的种类，现使 强磁场B2中形成四条径迹，则() 它们进人图示匀强磁场，三种射线在磁场 A.1和2是反粒子径迹 中的偏转情况如图所示，则() B.3和4是反粒子径迹 A.射线1是射线 C.2为反质子径迹 B.射线2是B射线 D.4为a粒子径迹 C.射线2是中子流 11.(多选)29Pu可由轴239(2U)经过衰 D.射线3是原子核外的电子形成的电子流 变而产生。则下列判断正确的是()》 10.(多选)由中国提供永磁体的阿尔法磁 A.29Pu与8U的核内具有相同的中子数 谱仪的原理如图所示，其主要使命是探 B.9Pu与U的核内具有相同的核子数 64)练 第五章原子核。 C.U经过1次a衰变产生9Pu 15.在浩瀚的宇宙空间内存在着大量的宇宙 D.2U经过2次B衰变产生Pu 射线，宇宙射线的存在对航天器和航天 12.用威耳逊云室探测射线，其中粒子在威 员的活动构成了很大的威胁。某束射线 耳逊云室中径迹直而粗的是( 其中含有、B、Y三种射线。（已知： A.粒子 B.B粒子 α粒子的质量约是B粒子质量的8000 C.y粒子 D.以上都不是 倍，α射线速率约为光速大小的十分之 13.一天然放射性物质发出三种射线，经过 一，B射线速率接近光速大小》 方向如图所示的匀强磁场、匀强电场共 (1)在不影响B和y射线的情况下，如 存的区域后射到足够大的荧光屏上，荧 何用最简单的办法除去射线。 光屏上只有a、b两处出现亮斑，下列判 (2)余下的这束B和y射线经过如图所 断中正确的是() 示的一个使它们分开的匀强磁场区 A.射到b处的一定是射线 域，请在图上画出B和Y射线进入 B.射到b处的一定是B射线 匀强磁场区域后运动轨迹的示意图。 C.射到b处的可能是y射线 (3)若用匀强磁场可以明显区分B和Y D.射到b处的可能是射线 射线，但很难把Q射线从Y射线束 a b 中分离出来，请阐明原因。 ×Xx X BX B和y射线束 + ●●。。 勺 第15题图 第13题图 第14题图 14.贝克勒尔发现天然放射现象，揭开了人 类研究原子核结构的序幕。如图中P为 放在匀强电场中的天然放射源，其放出 的射线在电场中分成A、B、C三束 (1)A射线是 ，B射线是 ,C射线是 (2)三种射线中，穿透能力最强，经常 用来对金属探伤的是 射线； 电离作用最强，动量最大，经常用 来轰击原子核的是 射线； 当原子核中的一个核子由中子转化 为质子时将放出一个 粒子。 练 65