第五章 第一节 原子核的组成-【创新教程】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册五维课堂课时作业word（人教版）

[基础达标练] 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．氦4核中有2个质子，2个中子 B．氦4核与氦3核不是互为同位素 C.Be中的质子数比中子数少2 D.Si中的质子数比中子数少2 解析：ACD　[氦4核中有2个质子，2个中子，故A正确；氦4核与氦3核是互为同位素，故B错误；Be中的质子数比中子数少2，故C正确；Si的质子数比中子数少2，故D正确．] 2．关于天然放射性，下列说法正确的是(　　) A．元素周期表中的所有元素都具有天然放射性 B．γ射线的实质是高速运动的电子流 C．放射性元素形成化合物后，该元素仍具有放射性 D．α、β和γ三种射线中，γ射线的电离能力最强 解析：C　[元素周期表中不是所有元素都具有天然放射性，故A错误；β射线实质是高速运动的电子流，γ射线是波长极短，频率极高的电磁波，故B错误；放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确；α、β和γ三种射线中，α射线的电离能力最强，而γ射线的穿透能力最强，故D错误．] 3．物理学是一门以实验为基础的科学，以下说法正确的是(　　) A．光电效应实验表明光具有波动性 B．电子的发现说明电子是构成物质的最小微粒 C．居里夫人首先发现了天然放射现象 D．α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础 解析：D　[光电效应实验表明光具有粒子性，A项错误；电子的发现说明原子内部有着复杂的结构，原子是可以再分的，不能说明电子是构成物质的最小微粒，B项错误；贝克勒尔首先发现了天然放射现象，C项错误；α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础，D项正确．] 4．如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是(　　) A．α和β的混合放射源 B．纯α放射源 C．α和γ的混合放射源 D．纯γ放射源 解析：C　[在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透能力很弱的粒子，即α粒子；在薄铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过薄铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线．因此放射源可能是α和γ的混合放射源．故选项C正确．] 5．(多选)天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是(　　) A．一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线 B．γ射线电离作用强而穿透能力较弱 C．三种射线中对气体电离作用最强的是α射线 D．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子 解析：ACD　[由三种射线的本质和特点可知，α射线穿透本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是一种波长很短的光子，α、β、γ三种射线中，γ射线电离作用最弱，但其穿透能力最强，故B错误．三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β粒子是电子，来源于原子核，故D正确．] 6．如图所示，放射源放在铅块中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．已知放射源通过细孔放出的射线有α、β、γ三种，下列判断正确的是(　　) A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线 B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线 C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线 D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线 解析：B　[粒子垂直进入磁场，若带电则必受洛伦兹力的作用而做匀速圆周运动，轨迹为圆弧，而乙的运动轨迹为直线，可判定其为不带电粒子，即乙是γ射线；再根据左手定则，即可判断甲为β射线，丙为α射线，故B正确．] 7．α、β、γ三种射线穿透能力的示意图如图所示，下列说法正确的是(　　) A．甲为α射线，它的贯穿能力和电离能力都很弱 B．乙为β射线，它是由原子核外的电子电离后形成的高速电子流 C．丙为γ射线，它在真空中的传播速度是3.0×108 m/s D．以上说法都不对 解析：C　[α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，β射线能贯穿几毫米厚的铝板，电离作用较弱，γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土．α射线电离作用强，A选项错误；三种射线都来自原子核，B选项错误；γ射线是一种电磁波，在真空中的传播速度是3.0×108 m/s，C选项正确，D选项错误．] 8．(多选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，如图所示射线偏转情况中正确的是(　　) 解析：AD　[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不同，可知A、B、C、D四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需要进一步判断．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其半径r＝，将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为： ＝··＝××≈. 由此可见，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y，α、β粒子沿电场偏转距离之比为： ＝··＝××≈ 由此可见，C错误，D正确．] [能力提升练] 9．某种元素的不同同位素的原子核内的中子数N与原子核质量数A的关系是(　　) 解析：C　[同位素的质子数相同，中子数不同，而质量数等于质子数加中子数，设质子数为Z，则有A＝N＋Z，所以C正确．] 10.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 解析：B　[因γ射线不带电，一定打在O点，若α粒子打到O点，则有Eq＝Bvαq.由于vα＝0.1c，vβ＝0.99c，对β粒子，必有Eq<Bvβq，β粒子打在O点下方的某一点，故A、D错误，B正确；若β粒子打到O点，则有Eq＝Bvβq，因vα<vβ，则有：Eq>Bvαq，α粒子必定向下偏转，打到O点下方的某一点，故C错误．] 11．如图所示，在某次实验中把放射源放入铅制成的容器中，射线只能从容器的小孔射出．在小孔前Q处放置一张黑纸，在黑纸后P处放置照相机底片，QP之间为垂直纸(非黑纸)面的匀强磁场(图中未画出)，整个装置放在暗室中．实验中发现，在照相机底片的a、b两处被感光(b点正对铅盒的小孔)，则下列有关说法正确的是(　　) A．天然放射现象说明原子具有复杂的结构 B．QP之间的匀强磁场垂直纸面向里 C．通过分析可知，打到a处的射线为β射线 D．此放射性元素放出的射线中只有α射线和β射线 解析：C　[天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，选项A错误；因黑纸只能挡住α射线，则打到a点的为β射线，打到b点的为γ射线，由左手定则可知，QP之间的匀强磁场垂直纸面向外，选项B错误，C正确；此放射性元素放出的射线中有α射线、β射线和γ射线，选项D错误．] 12．已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226.试问： (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和Ra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？ 解析：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． (1)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，但质量数不同，故＝＝. 答案：(1)88　138　(2)88　1.408×10－17 C　(3)88　(4)113∶114 [创新应用练] 13．质谱仪是一种测定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(速度可看成为零)，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H、H、H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？ 解析：(1)离子在电场中被加速时，由动能定理得 qU＝mv2 进入匀强磁场时洛伦兹力提供向心力，有 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∶∶. 答案：(1) 　(2)1∶∶ 14．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三种射线的射线源．从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示，在与射线源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印像纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后两张印像纸显影． (1)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？ (2)下面的印像纸显出三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比？ (3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，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？ 解析：(1)因为α粒子穿透本领弱，穿过下层纸的只有β射线、γ射线，β射线、γ射线在上面的印像纸上留下两个暗斑． (2)下面印像纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑．设α射线、β射线暗斑到中央γ射线暗斑的距离分别为sα、sβ，则 sα＝aα·2，sβ＝aβ·2 aα＝，aβ＝ 由以上四式得＝. (3)若使α射线不偏转，qαE＝qαvαBα，所以Bα＝；同理若使β射线不偏转，应加磁场的磁感应强度Bβ＝，故＝＝10∶1. 答案：(1)两个暗斑　β射线　γ射线　(2)5∶184　(3)10∶1 学科网（北京）股份有限公司 $