第五章第1节原子核的组成基础过关练

第五章 第1节　原子核的组成 基础过关练
一、单选题
1．下列符合物理历史事实的有
A．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
B．德布罗意认为电子也有波动性，且电子的波长与它的动量成反比
C．贝克勒耳发现天然放射现象，揭示了原子可再分的序幕
D．结合能越大，原子核越稳定
2．下列说法中正确的是（ ）
A．卢瑟福做α粒子散射实验时发现了电子
B．氢原子辐射出光子后，电子绕核运动半径变大
C．U衰变成Pb要经过7次α衰变和4次 衰变
D．在光电效应现象中，光电子的最大初动能和入射光的频率成正比
3．原子核A经β衰变变成原子核B，B再经过α衰变变成原子核C，则：( )
A．核A的中子数比核C的中子数多2
B．核A的质子数比核C的质子数多5
C．原子核为A的中性原子中的电子数比原子核为B的中性原子中的电子数多1
D．核C的原子序数比核A的原子序数少1
4．（钍）经过一系列α衰变和β衰变，变成（铅）。以下说法中错误的是（　　）
A．铅核比钍核少8个质子
B．铅核比钍核少16个中子
C．共经过4次α衰变和6次β衰变
D．共经过6次α衰变和4次β衰变
5．下列关于原子核的相关说法中正确的是（　　）
A．天然放射现象的发现说明了原子核是可以再分的
B．原子核的电荷数不是它的电荷量，但质量数是它的质量
C．卢瑟福通过实验发现了质子和中子
D．原子核的核内有90个中子
6．下列说法正确的是（　　）
A．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，表明原子核是可以分割的
B．卢瑟福通过粒子散射实验据出了原子的核式结构模型
C．普朗克提出了能量子理论并成功解释了光电效应现象
D．贝可勒尔最早发现了天然放射现象，并指出原子核是由质子和中子组成的
7．下列说法丕正确的是（　　）
A．根据多普勒效应可以判断遥远天体相对于地球的运动速度
B．卢瑟福用a粒子轰击氮原子核发现了质子
C．用平行的单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影的边缘模糊不清，这是光的衍射现象
D．摄影师在拍摄玻璃橱窗的陈列物时，在照相机镜头前装偏振滤光片，是利用光的干涉现象来减弱玻璃的反射光，使影像清晰
8．下列不属于卢瑟福原子核式结构理论的是（ ）
A．原子的中心有个核，叫做原子核
B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中
C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．带负电的电子在核外绕着核旋转
9．下列说法正确的是（　　）
A．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子的动能减小
B．只有入射光的波长大于金属的极限波长，才能发生光电效应
C．β衰变现象说明原子核外存在电子
D．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的
10．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是( )．A．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光强太小
C．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减少，原子的能量也减少
D．天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的看不见的射线
11．下面现象中，说明原子核内部有复杂结构的是（　　）
A．α粒子散射实验 B．光电效应 C．天然放射现象 D．原子光谱
12．关于原子和原子核的知识，以下说法正确的是（　　）
A．卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型
B．若紫外线照射锌板能发生光电效应，则红光照射锌板也一定能发生光电效应
C．一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，由3能级向基态跃迁辐射的光子频率最小
D．不同原子核的结合能是不同的，结合能越大的原子核越稳定
13．以下说法正确的是（　　）
A．α粒子散射实验说明原子核内部是有结构的
B．β射线是由原子核外电子电离产生
C．氢弹利用了核聚变反应
D．查德威克发现了质子
14．下列有关原子、原子核的说法中正确的是（　　）
A．天然放射现象说明原子核内部有电子
B．卢瑟福用α粒子散射实验证明了原子核内存在中子
C．平均结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．放射性元素的半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关
15．下列说法正确的是
A．波源与接收者相互靠近会使波源的发射频率变高
B．α粒子散射实验证实了原子核的结构
C．贝克勒尔发现的β射线为核外电子流
D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢，原子核越稳定
16．快中子增殖反应堆是当前核裂变第二代核电的主要堆型，反应中主要以在天然铀中占99.3%的铀238作为主要裂变燃料．反应中，裂变产生的快中子，一部分被铀238吸收，铀238吸收中子后变成铀239，铀239是不稳定的，经过两次β衰变，变成钚239，则下列说法正确的是( )
A．铀238比钚239少1个质子
B．铀238比钚239多两个中子
C．精确地讲，一个铀239核的质量比一个钚239核的质量小
D．精确地讲，一个铀239核的质量比一个钚239核与两个β粒子的质量和大
17．2020年3月20日，电影《放射性物质》在伦敦首映，该片的主角—居里夫人是放射性元素钋（）的发现者。已知钋（）发生衰变时，会产生粒子和原子核，并放出射线。下列分析正确的是（　　）
A．原子核的质子数为82，中子数为206
B．射线具有很强的穿透能力，可用来消除有害静电
C．由粒子所组成的射线具有很强的电离能力
D．地磁场能使射线发生偏转
18．下列说法中符合物理史实的是（　　）
A．玛丽居里首先提出原子的核式结构学说
B．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子核可再分
C．玻尔首先把能量子引入物理学，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念
D．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说
二、填空题
19．判断下列说法的正误．
（1）原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变。( )
（2）β衰变是原子核外电子的电离。( )
（3）把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变。( )
（4）某原子核衰变时，放出一个β粒子后，原子核的中子数少1，原子序数少1。( )
（5）氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后只剩下一个氡原子核。( )
20．如图R为一含有的放射源，它能放出、、三种射线变为为一张厚报纸；MN为一光屏，虚线框内存在着匀强磁场在屏上只有O、P两个亮点则打在P点的是______ 射线；衰变为要经过多次衰变和衰变，其中要经过的衰变次数为______ ．
三、解答题
21．如图所示，平面直角坐标系的第一象限有垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），一带正电的粒子，电荷量为q，质量为m，从y轴上的点A（0，）沿某方向射入磁场，若干时间后到达第四象限的点B（，L），粒子在点B的速度大小为v方向与y轴平行，不计重力，求：
(1)匀强磁场B的大小；
(2)粒子从点A到点B的时间t。
22．如图所示,圆心为O、半径为R的圆形磁场区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场,以圆心O为坐标原点建立坐标系,在y=-3R 处有一垂直y轴的固定绝缘挡板,一质量为m、带电量为+q的粒子,与x轴成 60°角从M点（-R,0） 以初速度v0斜向上射入磁场区域,经磁场偏转后由N点离开磁场(N点未画出)恰好垂直打在挡板上,粒子与挡板碰撞后原速率弹回,再次进入磁场,最后离开磁场.不计粒子的重力,求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)N点的坐标;
(3)粒子从M点进入磁场到最终离开磁场区域运动的总时间.
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．卢瑟福用粒子散射实验，在分析实验结果的基础上，他提出了原子核式结构模型，不是原子核有复杂结构，故A错误；
B．德布罗意认为电子也有波动性，且电子的波长与它的动量成反比，故B正确；
C．天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有中子产生，因此说明了原子核可以再分，故C错误；
D．比结合能越大，原子核越稳定，故D错误．
2．C
【解析】
【详解】
卢瑟福做α粒子散射实验时发现了原子核式结构，A错误；氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，能级减少，轨道半径减小，B错误；设发生x次衰变，y次衰变，衰变方程为，则，解得，又，得y=4，C正确；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能和入射光的频率成不正比，D错误．
3．D
【解析】
【详解】
解：设原子核A电荷数为x，质量数为y，中子数为：y-x
原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4，一次β衰变后电荷数增加1，质量数不变：
则：发生β衰变后变成的原子核B的电荷数为：x+1，质量数为：y，中子数为：y-x-1
原子核B发生α衰变后变成的原子核C的电荷数为：x+1-2=x-1，质量数为：y-4，中子数为：y-4-x+1=y-x-3
A：核A的中子数比核C的中子数多：（y-x）-（y-x-3）=3，故A错误．
B：核A的质量数比核C的质量数多：y-（y-4）=4，故B错误．
C：原子核A的中性原子中的电子数比原子核B的中性原子中的电子数多：x-（x+1）=-1，即少一个，故C错误．
D：核C的质子数比核A的质子数少：x-（x-1）=1，故D正确．
故选D．
4．C
【解析】
【详解】
A．铅核、钍核的质子数分别为82、90，铅核比钍核少8个质子，A正确，不符合题意；
B．铅核、钍核的中子数分别为126、142，铅核比钍核少16个中子，B正确，不符合题意；
CD．设α衰变次数为x，β衰变次数为y，由质量数守恒和电荷数守恒得
解得x＝6，y＝4，C错误，符合题意；D正确，不符合题意。
，故选C。
5．A
【解析】
【分析】
考查原子核相关概念。
【详解】
A．天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，因此说明了原子核可以再分，故A项正确；
B．原子核的电荷数不是它的电荷量，质量数也不是它的质量，故B项错误；
C．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故C项错误；
D．原子核的质子数为90，中子数为144，故D项错误。
故选A。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子，表明原子是可以分割的，而不是原子核，故A错误；
B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，提出了原子的核式结构模型，故B正确；
C．爱因斯坦提出了光量子理论成功解释了光电效应，不是普朗克，故C错误；
D．贝可勒尔最早发现了天然放射现象，但是是卢瑟福预言原子核是由质子和中子组成的，故D错误。
故选B。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．多普勒效应常用来测量相对运动物体的速度，故可以用来判断遥远天体相对于地球的运动速度，A正确；
B．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在，B正确；
C．平行单色光垂直照射一个刀片，发现屏上刀片的阴影边缘模糊不清，这是光的衍射现象，C正确；
D．拍摄玻璃窗内的物品时，反射光的振动方向和玻璃橱窗内的物品光的振动方向不同，所以在镜头前加一个偏振片可以减弱玻璃表面反射光的影响，D错误。
故选D。
8．B
【解析】
【详解】
当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小。只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，因此为了解释α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，电子在核外绕原子核旋转。
A． 原子的中心有个核，叫做原子核，与分析相符，故A不符合题意；
B． 原子的正电荷均匀分布在整个原子中，与分析不符，故B符合题意；
C． 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，与分析相符，故C不符合题意；
D． 带负电的电子在核外绕着核旋转，与分析相符，故D不符合题意；
故选：B。
9．A
【解析】
【详解】
A．氢原子从基态向较高能量态跃迁，电子与氢原子核的距离增大，匀速圆周运动的半径增大，根据库仑力提供向心力可知
解得
动能减小，A正确；
B．只有入射光的频率大于该金属的极限频率时，即入射光的波长小于该金属的极限波长时，光电效应才能产生，B错误；
C．β衰变时，原子核内的一个中子转化为质子的同时放射出电子，即β射线，不是由原子核外的电子释放出来的，C错误；
D．α粒子散射实验表明原子具有核式结构，D错误。
故选A。
10．D
【解析】
【详解】
试题分析：根据轨道半径的大小，结合库仑引力提供向心力，判断电子动能的变化；根据光电效应的条件判断不能发生光电效应的原因；β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来．
β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故A错误；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为入射光的频率较小，B错误；氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子能量增大，根据知，电子的动能减小，C错误；天然放射现象的射线来自原子核的内部，故D正确．
11．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．α粒子散射实验是卢瑟福提出原子核式结构的实验基础，故A错误；
B．光电效应实验是光具有粒子性的有力证据，故B错误；
C．人们认识到原子核具有复杂结构是从天然放射现象开始的，故C正确；
D．原子光谱为波尔理论的提出打下基础，故D错误。
故选C。
12．A
【解析】
【详解】
A．卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，A正确；
B．若紫外线照射锌板能发生光电效应，由于红光频率低于紫外线的频率，红光的能量低于紫外线的能量，根据光电效应产生的条件，红光照射锌板不一定发生光电效应，B错误；
C．一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，由3能级向基态跃迁辐射的光子频率最大，由3能级向2能级跃迁辐射的光子频率最小，C错误；
D．原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，需要能量，这也就是原子核的结合能，组成原子核的核子越多，结合能越高。它的结合能与核子数之比即为比结合能，比结合能越大，原子核中核子结合的越牢固，比结合能越大的原子核越稳定，D错误；
故选A。
13．C
【解析】
【详解】
A．α粒子散射实验证明了原子的核式结构模型；天然放射现象说明原子核内部是有结构的，A错误；
B．β射线是从原子核内部放出来的，B错误；
C．氢弹利用了轻核的聚变反应，C正确；
D．卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，D错误。
故选C。
14．C
【解析】
【详解】
A．天然放射现象说明了原子核具有复杂的结构，不能说明原子核内有电子，放射现象中放出的电子是由中子转化为质子同时产生一个电子放出的，A错误；
B．卢瑟福用α粒子散射实验得出了原子核式结构模型，查德威克发现了中子，B错误；
C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，C正确；
D．原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，D错误。
故选C。
15．D
【解析】
【详解】
试题分析：波源与接收者相互靠近会使接受者接受到的波源的频率变高，选项A错误；α粒子散射实验是原子的核式结构理论的基础，选项B错误；汤姆生发现的β射线为核外电子流．故C错误；原子核中，核子的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢，原子核越稳定．故D正确．故选D．
考点：多普勒现象；α粒子散射实验；电子的发现；比结合能．
【名师点睛】该题考查到3-4中的多普勒效应与3-5中的原子物理的部分知识，都是一些记忆性的知识，对这部分的知识要牢记，避免失分．
16．D
【解析】
【详解】
铀239是不稳定的，经过两次β衰变，变成钚239，质量数不变，电荷数多2，即质子数多2，可知中子数少2，则铀238比钚239少2个质子，多1个中子，由于衰变过程中释放能量，根据质能关系可知，一个铀239核的质量比一个钚239核与两个β粒子的质量和大，故ABC错误，D正确．故选D．
17．C
【解析】
【详解】
A．根据发生核反应时，质量数与电荷数守恒，可得原子核的质子数为，质量数为，依据质量数等于质子数与中子数之和，得原子核的中子数为，A错误；
B．射线具有很强的穿透能力，但是电离本领弱，不能用来消除有害静电，B错误；
C．因为射线实质是氦核流，具有很强的电离本领，C正确；
D．射线的实质是频率很高的电磁波，本身不带电，所以射线在地磁场不会受力，不能发生偏转，D错误。
故选C。
18．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．卢瑟福首先提出原子的核式结构学说，选项A错误；
B．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而证明了原子可再分，选项B错误；
C．普朗克最早提出了量子化理论，正确地破除了“能量连续变化”的传统观念。故C错误。
D．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说，选项D正确。
故选D。
19． 错误 错误 错误 错误 错误
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1] 原子核在衰变时，它变成了新的原子核，在元素周期表中的位置发生变化，该判断错误；
（2）[2] β衰变是原子核内的中子放出电子，变成质子，该判断错误；
（3）[3] 放射性元素的衰变的快慢是由它本身性质决定的，与所处的环境温度无关，该判断错误；
（4）[4] 某原子核衰变时，放出一个β粒子后，原子核的中子数少1，质子数增加1，原子序数增加1，该判断错误；
（5）[5] 半衰期是对大量放射性原子核的统计规律得出的，对少数原子核，不满足半衰期规律，该判断错误。
20． 4
【解析】
【详解】
因为粒子的贯穿本领较小，一张纸即可把它挡住，所以亮斑中不可能有射线，因为射线不带电，所以不受磁场约束，直接打在O点，所以打在P点的是射线；
衰变为，质量数减小16，电荷数减小6．
由于原子核经过一次衰变，电荷数减小2，质量数减小4，
经过一次衰变后电荷数增加1，质量数不变，所以要经过的衰变次数为.
【点睛】
本题考查了三种射线的特点，知道α、β和γ电离本领依次减弱，贯穿本领依次增强，γ射线不带电．要知道α衰变、β衰变的实质和衰变前后生成物的电荷数、质量数的变化．
21．(1)；(2)
【解析】
【详解】
(1)对粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律：
由几何关系
解出
(2)设粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹圆心角为：
得
则粒子从点A到点B的时间：
得
22．(1) (2) (3)
【解析】
【详解】
（1）设粒子在磁场中运动半径为r，根据题设条件画出粒子的运动轨迹：
由几何关系可以得到：
由洛伦兹力等于向心力：，得到：．
（2）由图几何关系可以得到：，
N点坐标为：．
（3）粒子在磁场中运动的周期，由几何知识得到粒子在磁场在中运动的圆心角共为，粒子在磁场中运动时间：，粒子在磁场外的运动，由匀速直线运动可以得到：从出磁场到再次进磁场的时间为：，其中，粒子从M点进入磁场到最终离开磁场区域运动的总时间
解得：．
答案第1页，共2页
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