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 2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册 学号： 班级： 姓名： 一、单项选择题 1 (2024南通海门一中阶段测试)原子核符号H中，1表示(　　) A. 电子数 B. 质子数 C. 中子数 D. 核子数 2 有些元素的原子核有可能从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子形成一个新原子(例如从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”)，发生这一过程后，新原子核(　　) A. 带负电 B. 是原来原子的同位素 C. 比原来的原子核多一个质子 D. 比原来的原子核多一个中子 3 (2025南通如东阶段测试)关于α、β和γ三种射线，下列说法正确的是(　　) A. 三种射线一定同时产生 B. 三种射线的速度都等于光速 C. γ射线是处于激发态的原子核发射的 D. 三种射线穿透能力由强到弱依次是α、β、γ射线 4 (2025南通如皋阶段测试)某原子核内有核子N个，其中包含中子n个，当该核俘获一个中子后，放出一个α粒子，变成新的原子核，可知这个新的原子核(　　) A. 质量数是(N－4) B. 原子序数是(N－n－2) C. 有中子(n－2)个 D. 核子数是(n－3)个 5 关于原子核，下列说法中正确的是(　　) A. 原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定大于质子数 B. 原子核的β衰变，实质是原子核外电子电离形成的高速电子流 C. 原子核人工转变获得的放射性同位素毫无用处，只有辐射危害 D. 中子不带电，比质子穿透本领更强 6 (2024盐城阶段测试)如图所示是自然界的一颗“磁星”，“磁星”(Magnetar)是中子星的一种，拥有极强的磁场，通过磁场的衰减，使之能源源不绝地释放出以X射线及γ射线为主的高能量电磁辐射，下列说法正确的是(　　) A. X射线是高速电子流 B. X射线的波长小于γ射线的波长 C. X射线可以消毒 D. γ射线可以摧毁病变的细胞 7 (2025宿迁阶段测试)为保证生产安全，大型钢铁部件内部不允许有砂眼、裂纹等伤痕存在．利用射线检测钢柱内部是否存在砂眼或裂纹情况的示意图如图所示，若钢柱的直径为20 cm，则下列说法正确的是(　　) A. 射线源放出的射线应该是β射线 B. 射线源放出的射线应该是α射线 C. 射线源放出的射线应该是γ射线 D. 若钢件内部有伤痕，探测器接收到的射线粒子将减少 8 (2024南通如皋阶段测试)利用带电粒子在电磁场中的运动，制作出的质谱仪可测量粒子的比荷．在研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示，图甲是三类射线在垂直纸面向外的磁场中的偏转情况的示意图．图乙是两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出．下列说法错误的是(　　) 甲 乙 A. 放射源可以打出三类射线，说明同时发生α、β、γ衰变 B. α射线穿透能力最弱，速度也最慢，打到A板的是α射线 C. a为电源正极，到达A板的为β射线，不偏转的是γ射线 D. 正负极判断看射线在两板间的轨迹，比荷大的偏向A板 9 下列表示某种元素的各同位素间的质量数(A)、质子数(Z)和中子数(N)三者关系的图像正确的是(　　) A B C D 10 上海激光电子伽玛源(SLEGS)是用于核科学研究的高能量伽玛(γ)源设施．关于γ射线，下列说法正确的是(　　) A. γ射线常用于雷达的电磁波定位 B. γ射线并非实物，也不具有能量 C. γ射线可以摧毁病变的细胞 D. γ射线在真空中的传播速度比光速小 二、解答题 11 已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，试问：(已知元电荷e＝1.6×10-19 C) (1) 镭核中质子数和中子数分别是多少？ (2) 镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是多少？ (3) 若镭原子呈中性，它核外有几个电子？ (4) Ra是镭的一种同位素，让Ra核和Ra核以相同的速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？ 1. B　原子核符号H中，1指电荷数，即指质子数，3指质量数，即质子与中子数的和值，也为核子数．B正确． 2. D　原子核带正电，A错误；原子核俘获一个电子后，一个质子变成中子，质子数减少一个，中子数多一个，新原子核的质子数发生变化，故新原子与原来的原子不是同位素，B、C错误，D正确． 3. C　三种射线不一定同时产生，取决于放射性元素原子核内部结构，故A错误；只有γ射线的速度等于光速，故B错误；γ射线是处于激发态的原子核发射的，故C正确；三种射线穿透能力从强到弱依次是γ、β、α射线，故D错误． 4. B　某原子核有N个核子，其中中子n个，当该核俘获一个中子后，中子数为n＋1，核子数为N＋1；放出一个α粒子后，中子数减少2，核子数减少4，即此时的中子数为n－1，核子数为N－3，质量数为N－3，原子序数为(N－3)－(n－1)＝N－n－2，故B正确． 5. D　原子核由质子和中子组成，稳定的重原子核内，中子数一定大于质子数，但较轻的原子核内，质子数和中子数大致相等，故A错误；原子核的β衰变，实质是原子核中的中子转化为质子而形成的电子流，故B错误；放射性同位素可以应用在医疗上，用放射线照射可以治疗恶性肿瘤，这就是医生们说的“放疗”，故C错误；质子带正电，贯穿性易受到原子核与核外电子层电场影响，中子不带电，不易受电场影响，比质子穿透本领更强，故D正确． 6. D　β射线是高速电子流，X射线不是高速电子流，A错误；X射线的频率小于γ射线的频率，X射线的波长大于γ射线的波长，B错误；X射线可以用来进行透视以诊断病情，C错误；γ射线穿透能力较强，可以摧毁病变的细胞，D正确． 7. C　此射线必须能穿透部件，接收器才能接收到射线粒子，用一张纸就能将α射线挡住，β射线只能穿透几毫米厚的铝板，γ射线能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土，显然应该用γ射线检查直径为20 cm的钢铁部件内部是否有伤痕存在，故C正确，A、B错误；当遇到钢件内部有砂眼或裂纹时，穿过钢柱到达探测器的γ射线比没有砂眼或裂纹处的要多一些，故D错误． 8. B　该放射源能打出三类射线，说明同时发生了α衰变、β衰变和γ衰变，A正确；三种射线经过图乙中两块平行放置的金属板产生的匀强电场时，不偏转的是γ射线，α射线和β射线在此区域做类平抛运动，粒子在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上做匀加速直线运动，根据平抛运动的公式x＝v0t，y＝at2，又因α射线和β射线的特点可知，α粒子的速度大约是β粒子速度的 ，而α粒子的比荷是β粒子比荷的几千分之一，加速度a＝，联立可知β粒子的竖直位移小，故打到A板，β粒子带负电，则A板带正电，a为电源正极，B错误，C、D正确．故选B. 9. B　各同位素的质子数相同，但质量数不同，故B正确，C错误；同位素的质子数相同，中子数不同，质量数等于质子数加中子数，则有A＝N＋Z，且质子数不可能为零，即Z>0为常数，中子数可能为零，即N≥0，整理得N＝A－Z，A-N和N-A图像应该与A轴正半轴有截距，故A、D错误． 10. C　γ射线是由放射性物质辐射的，是一种能量很高的电磁波，穿透能力很强，因此常应用于工业探伤、医用治疗，A错误，C正确；γ射线是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线，是一种能量很高的电磁波，B错误；γ射线在真空中的传播速度与光速相等，D错误． 11. (1) 原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的．原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和，镭核中的质子数等于原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138. (2) 镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是 Z＝88，Q＝Ze＝88×1.6×10-19 C＝1.408 ×10-17 C. (3) 核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88. (4) 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，故有qvB＝m， 解得r＝， 二者的速度相同，又由于同位素具有相同的核电荷数，故二者的电荷量相同，但质量数不同，故 ＝＝. 学科网（北京）股份有限公司 $