2024-2025學(xué)年高中物理第十九章原子核1原子核的組成課時作業(yè)含解析新人教版選修3-5

PAGE6-原子核的組成(25分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題，每題5分，共20分)1.盧瑟福發(fā)覺質(zhì)子后，預(yù)想到原子核中還有中子的存在，他的主要依據(jù)是()A.原子核外電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等B.原子核的質(zhì)量大約是質(zhì)子質(zhì)量的整數(shù)倍C.原子核的核電荷數(shù)只是質(zhì)量數(shù)的一半或少一些D.質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相等【解析】選C。盧瑟福發(fā)覺原子核的核電荷數(shù)與原子核的質(zhì)量數(shù)不相等，大約是原子核質(zhì)量數(shù)的一半或少一些，因此預(yù)想到在原子核內(nèi)還存在有質(zhì)量而不帶電的中性粒子，即中子，故符合事實的是C。2.若用x代表一個原子的核外電子數(shù)，y代表此原子的原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，z代表此原子的原子核內(nèi)的中子數(shù)，則對Th來說()A.x=90，y=90，z=234B.x=90，y=90，z=144C.x=144，y=144，z=90D.x=234，y=234，z=324【解析】選B。在Th中，左下標為質(zhì)子數(shù)，左上標為質(zhì)量數(shù)，則y=90；原子的核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，所以x=90；中子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，z=234-90=144，所以B選項對。3.如圖所示，一自然放射性物質(zhì)發(fā)出三種射線，經(jīng)過一個勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域。調(diào)整電場強度E和磁感應(yīng)強度B的大小，使得在MN上只有兩個點受到射線的照耀。則下面推斷正確的是()A.射到b點的肯定是α射線B.射到b點的肯定是β射線C.射到b點的是α射線或β射線D.射到b點的肯定是γ射線【解析】選C。γ射線不帶電，在電場和磁場中它都不受力的作用，只能射到a點，選項D錯誤；調(diào)整E和B的大小，既可以使帶正電的α射線沿直線前進，也可以使帶負電的β射線沿直線前進，沿直線前進的條件是電場力與洛倫茲力平衡，即qE=qBv。已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，當α粒子沿直線前進時，速度較大的β粒子向右偏轉(zhuǎn)；當β粒子沿直線前進時，速度較小的α粒子也向右偏轉(zhuǎn)，故選項C正確，A、B錯誤。【補償訓(xùn)練】試驗視察到，靜止在勻強磁場中A點的原子核發(fā)生β衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，運動方向和軌跡示意如圖，則()A.軌跡1是電子的，磁場方向垂直紙面對外B.軌跡2是電子的，磁場方向垂直紙面對外C.軌跡1是新核的，磁場方向垂直紙面對里D.軌跡2是新核的，磁場方向垂直紙面對里【解析】選D。靜止的原子核發(fā)生β衰變，動量守恒，即Mv′=mv，新核和電子在磁場中做勻速圓周運動，依據(jù)qvB=m知r=，即r∝，故軌跡1是電子的，軌跡2是新核的，又由左手定則可知磁場的方向為垂直于紙面對里，所以只有選項D正確。4.(多選)下列說法錯誤的是 ()A.α射線和γ射線均為電磁波B.γ射線的電離本事比β射線弱C.愛因斯坦在對光電效應(yīng)的探討中，提出了光子說D.氫原子從n=2的狀態(tài)躍遷到n=4的狀態(tài)時，須要汲取能量E.一束光照耀到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長更長的光束可能發(fā)生光電效應(yīng)【解析】選A、E。γ射線是電磁波，α射線是氦核流，不是電磁波，A選項錯誤；α射線電離本事最強，γ射線的電離本事最弱，B選項正確；愛因斯坦在對光電效應(yīng)的探討中，提出了光子說，C選項正確；當氫原子從n=2的狀態(tài)躍遷到n=4的狀態(tài)時，須要汲取能量，D選項正確；一束光照耀到某金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，改用波長更短的光束可能發(fā)生光電效應(yīng)，E選項錯誤。二、計算題(12分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)5.在勻強磁場中有一靜止的原子核X，它自發(fā)地射出一個α粒子，α粒子的速度方向與磁感線垂直，若它在磁場中做圓周運動的半徑為R，則反沖核的軌跡半徑多大？【解析】α粒子與反沖核在垂直于磁場方向上動量守恒，有mαvα=m核v核①又洛倫茲力供應(yīng)向心力Bqv=得R= ②對α粒子有Rα= ③對反沖核有R核= ④將①代入③④得R核=Rα即R核=R。答案：R【實力挑戰(zhàn)區(qū)】6.(18分)茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對宇航員構(gòu)成了很大的威逼。現(xiàn)有一束射線(含有α、β、γ三種射線)，(1)在不影響β和γ射線的狀況下，如何用最簡潔的方法除去α射線？(2)余下的這束β和γ射線經(jīng)過如圖所示的一個使它們分開的磁場區(qū)域，請畫出β和γ射線進入磁場區(qū)域后的軌跡示意圖(畫在圖上)。(3)用磁場可以區(qū)分β和γ射線，但不能把α射線從γ射線束中分別出來，為什么？(已知α粒子的質(zhì)量約是β粒子質(zhì)量的8000倍，α射線速度約為光速的非常之一，β射線速度約為光速)【解析】(1)由于α射線貫穿實力很弱，用一張紙放在射線前即可除去α射線。(2)如圖所示。(3)α粒子和電子在磁場中偏轉(zhuǎn)，據(jù)R=，對α射線有R1=，對β射線有R2=，故==400。α射線穿過此磁場時，半徑很大，幾乎不偏轉(zhuǎn)，故與γ射線無法分別。答案：(1)用一張紙放在射線前即可除去α射線(2)見解析圖(3)α射線的圓周運動的半徑很大，幾乎不偏轉(zhuǎn)，故與γ射線無法分別【補償訓(xùn)練】1.如圖所示，a為未知自然放射源，b為薄鋁片，c為兩平行板之間存在著較大電場強度的勻強電場，d為熒光屏，e為固定不動的顯微鏡筒。試驗時，假如將勻強電場c撤去，從顯微鏡內(nèi)視察到熒光屏上每分鐘閃耀亮點數(shù)沒有改變；假如再將薄鋁片b移開，則從顯微鏡筒內(nèi)視察到的每分鐘閃耀的亮點數(shù)大量增加。由此可判定放射源所發(fā)出的射線可能為()A.β射線和α射線 B.α射線、β射線和γ射線C.β射線和γ射線 D.α射線和γ射線【解析】選D。α射線的貫穿本事很小，一張紙就可以把它攔住，β射線能穿透幾毫米厚的鋁板，γ射線能貫穿幾厘米厚的鉛板。撤去電場后，熒光屏上閃耀亮點數(shù)沒有改變，說明原先能到達熒光屏的射線不帶電，故放射源發(fā)出的射線中有γ射線。撤去薄鋁片，閃耀亮點數(shù)大量增加，說明放射源發(fā)出的射線中有α射線，故選項D正確。2.在暗室的真空裝置中做如下試驗：在豎直放置的平行金屬板間的勻強電場中，有一個能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的射線源。從射線源射出的一束射線垂直于電場方向射入電場，如圖所示。在與射線源距離為H高處，水平放置兩張疊放著的、涂藥面朝下的印像紙(比一般紙厚且涂有感光藥的紙)，經(jīng)射線照耀一段時間后兩張印像紙顯影，則(1)上面的印像紙有幾個暗斑？各是什么射線的痕跡？(2)下面的印像紙顯出三個暗斑，試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比。(3)若在此空間再加上與電場方向垂直的勻強磁場，一次使α射線不偏轉(zhuǎn)，一次使β射線不偏轉(zhuǎn)，則兩次所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度之比是多少？(已知：mα=4u，mβ=u，vα=，vβ=c)【解析】(1)因α粒子貫穿本事弱，穿過下層紙的只有β射線、γ射線，β射線、γ射線在上面的印像紙上留下兩個暗斑。(2)下面印像紙從左向右依次是β射線、γ射線、α射線留下的暗斑。設(shè)α射線、β射線暗斑到中心γ