内容正文:
第五章 原子核
1 原子核的组成
基础过关练
题组一 天然放射现象
1.(2025广东清远期中)下列现象中,与原子核内部变化有关的是( )
A.α粒子散射 B.光电效应
C.天然放射现象 D.氢原子光谱
题组二 射线的本质
2.(2025江苏镇江期中)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,计数器的计数率将大幅度减小,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
3.(2025北京海淀二模)研究天然放射现象时,把某放射源放入用铅做成的容器中,射线从容器的小孔竖直射出,成为细细的一束。若在射线经过的空间施加磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,发现射线会分成三束,分别为α射线、β射线和γ射线。研究发现:α射线是氦原子流,β射线是电子流,γ射线是高能电磁波。已知光速大小为c,假定α粒子的速度大小为0.1c、β粒子的速度大小为0.99c。不计重力和粒子间的相互作用。
(1)写出图中的①、②、③三束射线分别对应的射线种类。
(2)再施加一沿水平方向的匀强电场。
a.若①、②两束射线重合,求匀强电场的电场强度大小E及方向。
b.请判断①、②、③三束射线是否可以重合。若可以,计算出匀强电场的电场强度大小E';若不可以,请说明理由。
题组三 原子核的组成
4.(教材习题改编)若用x代表一个中性原子核外的电子数,y代表此原子核内的质子数,z代表此原子核内的中子数,则对Th的原子来说( )
A.x=90 y=90 z=234
B.x=90 y=90 z=144
C.x=144 y=144 z=90
D.x=234 y=234 z=324
5.(2025江苏泰兴期中)质子数与中子数互换的核互为镜像核,例如He是H的镜像核,同样H也是He的镜像核。下列说法不正确的是( )
AN和C互为镜像核
BN和O互为镜像核
CN和O互为镜像核
D.互为镜像核的两个核质量数相同
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C
2.C
4.B
5.B
1.C α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核,并没有涉及原子核内部的变化,A错误;光电效应是原子核外的电子脱离原子核的束缚而逸出,没有涉及原子核内部的变化,B错误;天然放射现象是原子核内部自发地放射出α粒子或电子,从而发生α衰变或β衰变,过程中原子核内质子数、中子数发生变化,C正确;氢原子光谱是氢原子内的电子在不同能级跃迁时所发射或吸收不同波长、能量的光子而得到的光谱,不涉及原子核内部的变化,D错误。
2.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,说明穿过铝片的是不带电的γ射线,因此x可能是α和γ的混合放射源,故选C。
归纳总结
α、β、γ三种射线在电场或磁场中的运动特点
(1)γ射线不论在电场还是磁场中,总是做匀速直线运动,不发生偏转。
(2)α射线和β射线在磁场中的偏转特点:沿相同方向垂直进入同一匀强磁场中时,α粒子和β粒子偏转方向相反,均做匀速圆周运动,α粒子的运动半径较大。
(3)α射线和β射线在电场中的偏转特点:垂直进入同一匀强电场中时,α粒子和β粒子偏转方向相反,α粒子向电场方向偏转、β粒子向电场方向的反方向偏转。
如果电场和磁场方向未知,也可以根据偏转的情况及其他已知条件区分射线的种类。
3.答案 (1)α射线、γ射线、β射线
(2)a.0.1Bc 方向水平向右 b.不可以,理由见解析
解析 (1)根据左手定则可知①、②、③三束射线分别对应的是α射线、γ射线、β射线。
(2)a.设α粒子的电荷量为q1,①、②两束射线重合,有q1E=q1·0.1c·B
可得E=0.1Bc,电场强度的方向为水平向右
b.不可以重合。
设电子电荷量为e,若使③射线与②射线重合,需施加的电场强度为E',有eE'=e·0.99c·B
可得E'=0.99Bc
因为E'>E,所以①、②、③三束射线无法重合。
4.BTh的左下角标为质子数,左上角标为质量数,则y=90,中性原子的核外电子数等于质子数,所以x=90,中子数等于质量数减去质子数,即z=234-90=144,B正确。
5.BN的质子数为7、中子数为6C的质子数为6、中子数为7,则N和C互为镜像核N的质子数为7、中子数为8O的质子数为8、中子数为7,则N和O互为镜像核,故A、C正确N的质子数为7、中子数为8,而O的质子数和中子数都为8N和O不是互为镜像核,故B错误;质子数与中子数互换的核互为镜像核,质量数等于质子数和中子数之和,可知互为镜像核的两个核质量数相同,D正确。故选B。
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