第三册 第五章第1节原子核的组成基础训练（Word版含答案）

2019人教版选择性必修第三册 第五章 第1节 原子核的组成 基础训练
一、多选题
1．下列说法正确的是( 　)
A．是α衰变方程 B．β衰变的实质是原子核内
C．是核聚变反应方程 D．是核裂变反应方程
2．下列说法正确的是（ ）
A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立
B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施
C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转
D．观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同
E.玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征
3．关于原子结构和核反应的说法中正确的是（ ）
A．卢瑟福在α粒子散射实验基础上提出了原子的核式结构模型
B．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的
C．据图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能量
D．据图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量
4．关于天然放射性，下列说法正确的是
A．所有元素都可能发生衰变
B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关
C．放射性元素与别的元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强
E.一个原子核在一次衰变中可同量放出α、β和γ三种射线
5．由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现.已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，下列论断中正确的是(　　)
A．衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒
B．Bi的原子核比Np的原子核少18个中子
C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变
D．经过两个半衰期后，含有Np的矿石的质量将变为原来的四分之一
二、单选题
6．现在的核电站都是利用铀235核裂变发生链式反应，释放巨大能量进行发电。广西防城港核电站目前正运营，其反应堆的核反应方程为。其同位素铀238自然界含量大却不适用，一般发生衰变，半衰期为44.7亿年。则下列说法中正确的是（　　）
A．该反应中是电子 B．高温高压可以缩短半衰期
C．中有88个中子 D．的结合能比的结合能大
7．关于近代物理学史和相关物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子内部有复杂结构
B．按照玻尔理论，原子核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上
C．β衰变时产生的电子来源于原子核外电子
D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
8．α粒子在竖直面上运动部分轨迹如图所示，已知α粒子从M运动到N，图中显示α粒子在水平磁场中曲率半径发生了明显、连续变化，引发这一变化可能的原因是（　　）
A．α粒子本身荷质比变大
B．α粒子所经位置磁场逐渐变弱
C．α粒子受重力作用的影响
D．一路电离空气分子过程中α粒子本身能量减少
9．下列有关原子和原子核的说法中确的是（　　）
A．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了原子核的结构
B．汤姆孙通过电子的发现认为原子核还有更复杂的结构
C．某金属的极限频率很大，该金属电子的逸出功可能很小
D．玻尔把量子化观点引入到原子结构理论分析中，很好地解释了氢原子光谱的分立性
10．关于带负电的粒子（重力可忽略不计），下面说法中正确的是( )
①沿电场线方向飞入匀强电场，电场力做功，动能增加
②垂直电场线方向飞入匀强电场，电场力做功，动能增加
③垂直磁感线方向飞入匀强磁场，磁场力不做功，动能不变
④沿磁感线方向飞入匀强磁场，磁场力做功，动能增加
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
11．如图所示,将磁铁靠近阴极射线管(电子射线管)时,发现电子束会发生偏转.使电子偏转的作用力是(　　)
A．电场力 B．重力
C．安培力 D．洛伦兹力
12．如图所示，为未知放射源，它向右方放出射线，为一张厚度为0.5 mm左右的薄铝箔，铝箱右侧是真空区域，内有较强磁场，为荧光屏，是观察装置.实验时，若将磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，再将铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，则可知放射源可能为（ ）
A．射线和射线的混合放射源
B．射线和射线的混合放射源
C．射线和射线的混合放射源
D．射线、射线和射线的混合放射源
13．以下说法正确的是
A．电子的发现使人们认识到原子是可以分割的
B．汤姆孙根据α粒子散射实验的实验现象提出了原子核式结构
C．氢的半衰期为3.8天，若取两个氡原子核，经过3.8天，一定只剩一个氡原子核
D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子
14．下列有关电磁波的特性和应用，说法正确的是（　　　）
A．各种频率的电磁波在真空的传播速度各不相同
B．X射线和射线都有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体
C．在医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是利用紫外线显著的热效应
D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线按频率从小到大排列
15．关于光子说对光电效应的解释，下列说法正确的是
A．只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，均能使金属发生光电效应
B．电子吸收光子的能量后一定能从金属表面逸出，成为光电子
C．光电效应现象说明了光具有波动性
D．无论入射光频率大小如何，延长光照时间，总能使金属发生光电效应
16．下列核反应方程中，属于重核裂变的是
A．卢瑟福发现质子的核方程
B．贝克勒尔发现天然放射现象，其中的一种核方程
C．太阳中发生的热核反应，典型的一种核方程
D．核电站可控的链式反应中，典型的一种核方程
17．地震发生之前会有一些特殊的现象出现，地光就是其中之一。放射性元素氢衰变过程中释放的大量带电粒子，当这些带电粒子通过岩石裂隙向大气中集中释放时就形成了地光。已知氡的半衰期为3.82天，经一系列衰变放出一些射线后最后变成稳定的。此过程中释放的射线垂直磁场方向射入匀强磁场时的偏转情况如图所示。在这一过程中下列说法中正确的是（　　）
A．要经过4次a衰变和6次β衰变
B．氡原子核比铅原子核多12个中子
C．C射线是一种带负电的粒子，可以穿透几米厚的混凝土
D．升高环境温度增大压强可能使氡的半衰期变为4天
18．如图所示为密立根油滴实验装置，关于该实验的意义下列说法正确的是 ( )
A．研究悬浮油滴所带电性
B．测量悬浮油滴的电荷量
C．测出了基元电荷的值
D．利用二力平衡测出匀强电场的场强大小
19．放射性元素钋（）发生衰变时，会产生和一种未知粒子，并放出γ射线，其核反应方程为→++γ。下列说法正确的是
A．的穿透能力比γ射线强 B．y=214
C．X核的中子个数为124 D．这种核反应为裂变
20．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的铀核裂变的核反应方程是，则下列叙述正确的是
A．X原子核中含有86个中子
B．X原子核中含有144个核子
C．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少
D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数增加
21．嫦娥四号月球探测器上有一块核电池，不但兼顾发电的功效，而且还具有放热的功效，它里面装有自然衰变的放射性同位素，利用衰变为释放能量可连续几十年提供一定的电能。下列说法正确的是（　　）
A．发生的是衰变
B．衰变过程满足质量数守恒，不满足能量守恒
C．当温度降低时，衰变的半衰期也随之变短
D．的比结合能小于的比结合能
三、解答题
22．如图所示，一电荷量为q的带电粒子以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与电子原来入射方向的夹角为30°。
（1）在图中画出粒子圆周运动轨道的圆心；
（2）带电粒子在磁场做圆周运动的轨道半径为多少？
（3）带电粒子的质量是多少？
（4）穿过磁场的时间是多少？

试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．BC
【解析】
【详解】
是原子核的人工转变方程，选项A错误；β衰变的实质是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，即，选项B正确；是核聚变反应方程，选项C正确；是α衰变方程，选项D错误；故选BC.
2．BDE
【详解】
试题分析：卢瑟福α粒子散射实验提出原子核式结构模型，紫外线可以使荧光物质发出荧光，γ射线不能在电场或磁场中发生偏转，多普勒效应是由于观察者和波源间位置的变化而产生的．
解：A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，故A错误；
B、紫外线可以使荧光物质发出荧光，利用这一特性对钞票或商标进行有效的防伪措施，故B正确；
C、天然放射现象中产生的γ射线不能在电场或磁场中发生偏转，故C错误；
D、当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，间距变小，观察者接收的频率增大，如果二者远离，间距变大，观察者接收的频率减小．故D正确．
E、玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故E正确；
故选BDE．
【点评】本题考查了原子核式结构模型、紫外线的特征，多普勒效应等知识点，属于熟记内容，难度不大，属于基础题．
3．AC
【解析】
试题分析：A、α粒子散射实验中，绝大多数α粒子能够穿过原子，只有极少数发生大角度偏转，故卢瑟福在此基础上提出了原子的核式结构模型，故A正确；
B、天天然放射现象的发现，揭示了原子核也有复杂的结构，后来的研究才揭示了原子核是由质子和中子组成的，故B错误；
C、据图可知，原子核A裂变成原子核B和C过程中有质量亏损，故会放出核能，故C正确；
D、据图可知，原子核D和E聚变成原子核F过程中有质量亏损，故会放出核能，故D错误；
故选AC．
4．BCD
【详解】
A．并不是所有的元素都能衰变，只有原子序号超过83的元素才都能发生衰变，故A错误；
B．放射性元素的半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，故B正确；
C．放射性元素其放射性来自于原子核内部的，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构所以仍具有放射性，故C正确；
D．α、β和γ三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，故D正确；
E．一个原子核在一次衰变中，要么是α衰变要么是β衰变，同时伴随着能量的释放即γ射线，故E错误。
故选BCD。
5．BC
【详解】
A.衰变过程中原子核的质量数和电荷数守恒，质量会有亏损，故A错误；
B. Bi的中子数为209－83＝126，Np的中子数为237－93＝144，故Bi的中子数比Np的中子数少144－126＝18，故B正确；
C. Np经过一系列α衰变和β衰变后变成Bi，设α衰变次数为m，β衰变次数为n，则4m＝237－209，2m－n＝93－83，解得m＝7，n＝4，故C正确；
D.经过两个半衰期后，矿石中Np的质量将变为原来的1/4，故D错误.
6．C
【详解】
A．根据核反应过程中质量数和电荷数守恒，可得的质量数为：，电荷数为：，因此应为中子，故A错误；
B．半衰期不会因为物理或化学条件而改变，B错误；
C．根据质量数为质子数与中子数之和，得中的中子个数为：，C正确；
D．根据组成原子核的核子数越多，原子核的结合能越大，可得的结合能比的结合能小，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】
A．贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核有复杂的结构，故A错误；
B．按照玻尔理论，核外电子只能在一些不连续的轨道上运动，但不是均匀分布在各个不连续的轨道上，故B错误；
C．β衰变是原子核的衰变，与核外电子无关，β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子的同时释放出来的，故C错误；
D．比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故D正确；
故选D。
8．D
【详解】
A.运动过程中α粒子的电荷量和质量不会发生变化，荷质比不变，选项A错误。
B.带电粒子在磁场中运动的轨迹半径，如果磁场逐渐变弱，则半径逐渐变大，而图中α粒子从M运动到N的过程中半径逐渐变小，选项B错误。
C.与磁场力相比，α粒子所受重力可以忽略不计，选项C错误。
D.在运动过程中，α粒子使空气分子发生电离，其本身的能量逐渐减小，运动速度逐渐减小，根据根据，运动半径逐渐减小，符合图中从M到N半径逐渐减小的情况，选项D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式模型，故A错；
B．汤姆孙通过电子的发现认为原子还有更复杂的内部结构，故B错：
C．金属的极限频率越大，该金属电子的逸出功也越大，故C错；
D．玻尔把量子化观点引入到原子结构理论分析中，很好地解释了氢原子光谱的分立性。故D正确。
故选D。
10．B
【详解】
带负电的粒子沿电场线方向飞入匀强电场，电场力的方向与电场线的方向相反，所以电场力的方向与运动的方向相反，电场力做负功，动能减小，故①错误；当垂直进入电场时，电场力做正功，动能增加，故②正确；带电粒子垂直磁感线方向飞入匀强磁场，洛伦兹力的方向始终与速度的方向垂直，磁场力不做功，动能不变，故③正确；带电粒子垂直于磁场的方向飞入，运动的方向与磁场的方向平行，则不受洛伦兹力的作用，动能不变，故④错误．所以选B．
11．D
【详解】
运动电子在磁场中应该受洛伦兹力作用，故选D.
12．B
【详解】
将强磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，说明磁场对穿过的射线粒子没有影响，可知射到屏上的是不带电的射线；再将厚0.5 mm左右的薄铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，说明除接收到射线外，又收到了原来被薄铝箔挡住的射线，而厚度为0.5 mm左右的铝箔能挡住的只有射线，所以此放射源应是射线和射线的混合放射源，故B正确。
故选B。
13．A
【解析】
【详解】
A. 电子的发现使人们认识到原子是可以分割的，选项A正确；
B. 卢瑟福根据α粒子散射实验的实验现象提出了原子核式结构理论，选项B错误；
C. 半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，选项C错误；
D. 放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于核内的中子转化为质子时放出的电子，选项D错误。
14．D
【详解】
A．各种频率的电磁波在真空中的传播速度相同，都是光速，故A错误；
B．X射线有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体；而射线的穿透本领最强，对人体损伤最大，所以不能用于医学上透视人体，故B错误；
C．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，是利用了紫外线的消毒作用，而红外线才有显著的热效应，故C错误；
D．根据电磁波谱，可知，无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线按频率从小到大排列，故D正确。
故选D。
15．A
【详解】
A. 根据光电效应方程
Ekm=hv-W0
入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关。故A正确。
B. 根据发生光电效应的条件，任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能使它发生光电效应。故B错误。
C. 光电效应现象说明了光具有粒子性，并不是波动性。故C错误。
D.入射光频率必须大于极限频率，否则无法发生光电效应，故D错误。
16．D
【详解】
A．卢瑟福发现质子的核方程是人工转变，故A错误；
B．贝克勒尔发现天然放射现象，其中的一种核方程是衰变，故B错误；
C．太阳中发生的热核反应，典型的一种核方程是轻核的聚变，故C错误；
D．核电站可控的链式反应中，典型的一种核方程是重核裂变，故D正确。
故选D。
17．B
【详解】
A．设此过程中发生了x次a衰变，y次B衰变，衰变方程为
由质量数守恒有
222= 206+4x
电荷数守恒有
86=82+2x-y
解得
x=4，y=4
故A错误；
B．氡原子核核内的中子数为
n1=222- 86=136
铅原子核核内的中子数为
n2 =206-82=124
由于
n1-n2=12
所以氢原子核比铅原子核多12个中子，故B正确；
C．由射线在磁场中的偏转情况可知A射线带正电，是射线，由氦原子核组成，电离性强但穿透性弱，B射线为射线，是高频电磁波，不带电，穿透性极强，C射线为射线，由电子组成，穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板，不能穿透几米厚的混泥土，故C错误；
D．半衰期是放射性元素的统计规律，与物理环境和化学状态无关，故D错误。
故选B。
18．C
【详解】
此实验的目的是要测量单一电子的电荷。方法主要是平衡重力与电力，使油滴悬浮于两片金属电极之间。并根据已知的电场强度，计算出整颗油滴的总电荷量。重复对许多油滴进行实验之后，密立根发现所有油滴的总电荷值皆为同一数字的倍数，因此认定此数值为单一电子的电荷即元电荷，故C正确。
故选C。
19．C
【解析】
【分析】
根据质量数等于质子数和中子数之和，核反应过程质量数守恒，电荷数守恒判断质子数和质量数。α、β、γ射线中的穿透能力最弱。这种核反应为α衰变。
【详解】
A、的穿透能力比γ射线弱，故A错误；
B、根据核反应过程质量数守恒，y=210-6=206，故B错误；
C、X核的中子个数为206-82=124，故C正确；
D、题设中的核反应为α衰变，故D错误。
故选：C。
20．B
【详解】
根据质量数守恒，则X的质量数：m=235+1-89-3=144，可知X原子核中含有144个核子；
根据核电荷数守恒，得：z=92-36=56；所以X中的中子数：n=m-z=144-56=88，可知X原子核中含有88个中子．故A错误，B正确；在核反应的过程中，质量数是守恒的．总质量数既不减小，也不增加．故C错误，D错误；故选B．
点睛：解决本题的关键知道核反应前后质量数守恒，在重核裂变的过程中有质量亏损，向外放出能量．同时要明确，是所有的核反应中，质量数是守恒的，但质量不守恒，二者不可混淆．
21．D
【详解】
A．衰变成时由守恒定律知
，
放出粒子为，则该衰变方程是衰变，故A错误；
B．衰变过程满足质量数守恒和能量守恒，故B错误；
C．半衰期与环境条件无关，可知衰变的速度不会受到温度等环境因素的影响，故C错误；
D．比更稳定，则的比结合能小于的比结合能，故D正确。
故选D。
22．（1）（2）（3）（4）
【详解】
（1）粒子垂直射入匀强磁场中，只受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，过入射点和出射点作速度的垂线，交点即为圆心O，如图所示：
（2）由几何知识得到，轨迹的圆心角等于速度偏向角为30°，由直角三角形可得轨迹的半径为
（3）由牛顿第二定律得：
可得：
（4）粒子在磁场中的周期为：
圆心角为30°，可知运动时间为：
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