高中物理教科版5第三章原子核 學(xué)業(yè)分層測評8第3章1原子核的組成與核力

學(xué)業(yè)分層測評(八)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．關(guān)于質(zhì)子與中子，下列說法正確的是()A．原子核(除氫核外)由質(zhì)子和中子構(gòu)成B．質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子C．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在D．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，并預(yù)言了質(zhì)子的存在E．查德威克用α粒子轟擊鈹發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子【解析】原子核(除氫核外)由質(zhì)子和中子構(gòu)成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在，查德威克用α粒子轟擊鈹發(fā)現(xiàn)了中子，故A、B、C正確，D、E錯誤．【答案】ABC2．用高能eq\o\al(86,36)Kr(氪)離子轟擊eq\o\al(208,82)Pb(鉛)，釋放出一個中子后，生成了一個新核，關(guān)于新核的推斷正確的是()A．其質(zhì)子數(shù)為118 B．其質(zhì)量數(shù)為293C．其原子序數(shù)為118 D．其中子數(shù)為90E．其質(zhì)子數(shù)為122【解析】核反應(yīng)方程為eq\o\al(208,82)Pb＋eq\o\al(86,36)Kr→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(293,118)X，新核質(zhì)量數(shù)為293，質(zhì)子數(shù)為118，中子數(shù)為293－118＝175.故正確選項(xiàng)為A、B、C.【答案】ABC3．某種元素的原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，下列說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：11010035】A．原子核的質(zhì)子數(shù)為ZB．原子核的中子數(shù)為A－ZC．原子核的質(zhì)子數(shù)為AD．原子核的質(zhì)子數(shù)為A－ZE．原子核的質(zhì)量數(shù)為Z【解析】根據(jù)原子核的符號的含義：A表示質(zhì)量數(shù)，Z表示質(zhì)子數(shù)，則中子數(shù)為A－Z，所以A、B、E正確．【答案】ABE4．由原子核符號eq\o\al(235,92)U，可知()\o\al(235,92)U原子核中有質(zhì)子92個\o\al(235,92)U原子核中有電子92個\o\al(235,92)U原子核中有中子235個\o\al(235,92)U原子核中有中子143個E.eq\o\al(235,92)U原子核中有核子235個【解析】原子核符號為eq\o\al(A,Z)X，A為核子數(shù)，Z為質(zhì)子數(shù)，可見eq\o\al(235,)92U原子核中核子數(shù)是235個，質(zhì)子數(shù)是92個，中子數(shù)為235－92＝143個，故B、C錯誤，A、D、E正確．【答案】ADE5．以下說法中正確的是()A．原子中含有帶負(fù)電的電子，所以原子帶負(fù)電B．原子核中的中子數(shù)一定跟核外電子數(shù)相等C．用α粒子轟擊氮、氟、鈉、鋁等元素的原子核都可以打出質(zhì)子，因此人們斷定質(zhì)子是原子核的組成部分D．絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，因而原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子E．同種元素的原子質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)可能不同【解析】原子中除了有帶負(fù)電的電子外，還有帶正電的原子核，故A錯；原子核中的中子數(shù)不一定跟核外電子數(shù)相等，故B錯；正是用α粒子轟擊原子核的實(shí)驗(yàn)才發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故C正確；因?yàn)榻^大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核的電荷量跟質(zhì)子的電荷量之比，才確定原子核內(nèi)還有別的中性粒子，故D正確；由同位素知識知E正確．【答案】CDE6．已知eq\o\al(228,88)Ra是eq\o\al(226,88)Ra的一種同位素，則下列說法正確的是()A．它們具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的質(zhì)量數(shù)B．它們具有相同的中子數(shù)和不同的原子序數(shù)C．它們具有相同的核電荷數(shù)和不同的中子數(shù)D．它們具有相同的核外電子數(shù)和不同的化學(xué)性質(zhì)E．它們具有相同的核外電子數(shù)和相同的化學(xué)性質(zhì)【解析】原子核的原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)都是相等的，且原子核內(nèi)的質(zhì)量數(shù)(核子數(shù))等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和．由此知這兩種鐳的同位素核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)均為88，核子數(shù)分別為228和226，中子數(shù)分別為140和138；原子的化學(xué)性質(zhì)由核外電子數(shù)決定，因?yàn)樗鼈兊暮送怆娮訑?shù)相同，所以它們的化學(xué)性質(zhì)也相同．故正確答案為A、C、E.【答案】ACE7．對原子核的組成，下列說法正確的是()A．核力可使一些中子組成原子核B．核力可使非常多的質(zhì)子組成原子核C．自然界中存在只有質(zhì)子的原子核D．質(zhì)量較大的原子核內(nèi)一定有中子E．越重的元素，核子中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相差越多【解析】由于原子核帶正電，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的質(zhì)子聚集在一起組成原子核，原因是核力是短程力，質(zhì)子之間還存在“長程力”——庫侖力，A、B錯誤；自然界中存在只有一個質(zhì)子的原子核，如eq\o\al(1,1)H，C正確；較大質(zhì)量的原子核內(nèi)只有存在一些中子，才能削弱庫侖力，維系原子核的穩(wěn)定，故D、E正確.【答案】CDE8．在下列判斷中，正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：11010036】A．組成eq\o\al(238,92)U核的核子中只有相鄰核子之間才存在不可忽略的核力作用B．組成eq\o\al(238,92)U核的中子中任何兩個中子之間都存在不可忽略的核力作用C．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個質(zhì)子之間都存在不可忽略的庫侖斥力作用D．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個質(zhì)子之間都存在不可忽略的核力作用E．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中只有相鄰的質(zhì)子間才存在不可忽略的核力作用【解析】核力屬于短程力，由于組成eq\o\al(238,92)U核的核子較多，兩核子之間的距離可能超過核力的作用范圍，所以某些核子之間的作用力可能比較小，所以選項(xiàng)A、E正確，B、D錯誤，但兩質(zhì)子之間都存在庫侖斥力的作用，所以選項(xiàng)C正確．【答案】ACE[能力提升]9．一個質(zhì)子以×107m/s的速度撞一個靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變成硅原子核．已知鋁原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍，則下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)SiB．核反應(yīng)方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(28,14)SiC．質(zhì)子撞鋁原子核的過程動量守恒D．硅原子核速度的數(shù)量級為107m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致E．硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致【解析】由核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯誤；由動量守恒定律求得硅原子速度的數(shù)量級為105m/s，即D選項(xiàng)錯誤，C、E選項(xiàng)正確．【答案】ACE10．1919年盧瑟福通過如圖3-1-3所示的實(shí)驗(yàn)裝置，第一次完成了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并由此發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子．圖中A為放射源發(fā)出的________粒子，B為________氣．寫出該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程：______________________________.圖3-1-3【解析】題圖為α粒子轟擊氮原子核生成質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)裝置，放射源A發(fā)出的是α粒子，B為氮?dú)?，其核反?yīng)方程為：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.【答案】α氮eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H11．質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子的質(zhì)量及分析同位素的重要工具，它的構(gòu)造原理如圖3-1-4所示，離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看成為零)，經(jīng)加速電場加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場，到達(dá)記錄它的照相底片P上，設(shè)離子在P上的位置到入口處S1的距離為x.圖3-1-4(1)設(shè)離子質(zhì)量為m、電荷量為q、加速電壓為U、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求x的大??；(2)氫的三種同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H從離子源S出發(fā)，到達(dá)照相底片的位置距入口處S1的距離之比xH∶xD∶xT為多少？【解析】(1)離子在電場中被加速時(shí)，由動能定理qU＝eq\f(1,2)mv2，進(jìn)入磁場時(shí)洛倫茲力提供向心力，qvB＝eq\f(mv2,r)，又x＝2r，由以上三式得x＝eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q)).(2)氫的三種同位素的質(zhì)量數(shù)分別為1、2、3，由(1)結(jié)果知，xH∶xD∶xT＝eq\r(mH)∶eq\r(mD)∶eq\r(mT)＝1∶eq\r(2)∶eq\r(3).【答案】(1)eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q))(2)1∶eq\r(2)∶eq\r(3)12．1930年發(fā)現(xiàn)，在真空條件下用α粒子(eq\o\al(4,2)He)轟擊鈹(eq\o\al(9,4)Be)時(shí)，會產(chǎn)生一種看不見的、貫穿能力極強(qiáng)且不帶電的粒子，查德威克認(rèn)定這種粒子就是中子．(1)寫出α粒子轟擊鈹核的核反應(yīng)方程；(2)若一個中子與一個靜止的碳核發(fā)生正碰，已知中子的質(zhì)量為mn、初速度為v0，與碳核碰后的速率為v1，運(yùn)動方向與原來運(yùn)動方向相反，碳核質(zhì)量視為12mn，求碳核與中子碰撞后的速率；(3)若與中子碰撞后的碳核垂直于磁場方向射入勻強(qiáng)磁場，測得碳核做圓周運(yùn)動的半徑為R，已知元電荷的電荷量為e，求該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小．【解析】(1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(12,6)C.(2)根據(jù)動量守恒定律有mnv0＝－mnv1＋12mnv2，解