2024鲁科版高中物理选择性必修第三册同步练习--第1节　认识原子核

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第5章　原子核与核能
　第1节　认识原子核
基础过关练
题组一　天然放射现象的三种射线
　　　　　　　　　　　　　　　
1.天然放射性物质的放射线包括三种成分,下列说法正确的是 (　　)
A.一张黑纸能挡住α射线,但不能挡住β射线和γ射线
B.某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核
C.三种射线中对气体电离作用最强的是α射线
D.β粒子是电子,但不是原来绕核旋转的核外电子
2.(2022河南开封五县部分校月考)如图所示,铅盒A中装有天然放射性物质,放射线从其右端小孔水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,则下列说法中正确的有 (　　)
A.打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线
B.α射线和β射线的轨迹都是抛物线
C.α射线和β射线的轨迹都是圆弧
D.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场,则屏上的亮斑可能只剩下b
3.如图所示,在某次实验中把放射源放入铅制成的容器中,射线只能从容器的小孔射出。在小孔前Q处放置一张黑纸,在黑纸后P处放置照相机底片,Q、P之间为垂直纸(非黑纸)面的匀强磁场(图中未画出),整个装置放在暗室中。实验中发现,在照相机底片的a、b两处被感光(b点正对铅盒的小孔),则下列有关说法正确的是 (　　)
A.天然放射现象说明原子具有复杂的结构
B.Q、P之间的匀强磁场垂直纸面向里
C.通过分析可知,打到a处的射线为β射线
D.此放射性元素放出的射线中只有α射线和β射线
题组二　质子和中子的发现
4.(2023福建莆田锦江中学第一次考试)如图为查德威克实验示意图,用天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A,用粒子流A轰击石蜡时,会打出粒子流B,经研究可知 (　　)
A.A为中子流,B为质子流
B.A为质子流,B为中子流
C.A为γ射线,B为中子流
D.A为中子流,B为γ射线
5.用α粒子轰击充满氮的云室,得到如图所示的照片,下列说法中正确的是 (　　)
A.A是α粒子的径迹,B是质子的径迹,C是新核的径迹
B.B是α粒子的径迹,A是质子的径迹,C是新核的径迹
C.C是α粒子的径迹,A是质子的径迹,B是新核的径迹
D.B是α粒子的径迹,C是质子的径迹,A是新核的径迹
6.(2022陕西渭南期末)卢瑟福曾预言:在原子核内,除了质子外,还可能有质量与质子相等的中性粒子(即中子)存在。他的主要依据是通过实验发现原子核 (　　)
A.核外电子数与核内质子数相等
B.核电荷数与核外电子数相等
C.核电荷数与核内质子数相等
D.核电荷数约是质量数的一半
题组三　对原子核组成及同位素的理解
7.人类探测月球发现,月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦,它可以作为未来核聚变的重要原料,氦的这种同位素应表示为 (　　)
A.He　　　　B.He
C.He　　　　D.He
8.法国里昂的科学家发现了一种只由四个中子构成的粒子,这种粒子称为“四中子”,也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法正确的是　 (　　)
A.该粒子不显电性
B.在周期表中与氢元素占同一位置
C.该粒子质量比氢原子小
D.该粒子质量数为4
题组四　核反应及核反应方程
9.(2023湖北十堰天河英才高中月考)一静止的铝原子核Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核Si。下列说法正确的是(　　)
A.核反应方程为pAlSi
B.核反应过程中系统动量守恒
C.核反应过程中系统能量不守恒
D.核反应前后满足核电荷数守恒
10.(2022江苏一模)含有钍(Th)的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡(Rn),核反应方程为Th→Rn+He+2Y。下列关于该核反应的说法正确的是 (　　)
A.Y是H
B.Y是e
C.Rn核的电子数比Th核的少4
D.Rn核的中子数比Th核的少12
11.(2022上海师大附中学业考试)1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置,第一次完成了原子核的人工转变,并由此发现了质子。图中A为放射源发出的　　　　粒子,B为　　　　气,写出该实验的核反应方程:　　　　　　　　　。
12.(2022河南五市联合调研检测)1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的Al,发现了放射性磷P和另一种粒子,并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖。
(1)写出这个过程的核反应方程式;
(2)若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞,但没有发生核反应,该粒子碰后的速度大小为v1,运动方向与原运动方向相反,求碰撞后12C核的速度。
第5章　原子核与核能
第1节　认识原子核
基础过关练
1.ACD 2.C 3.C 4.A 5.D 6.D
7.B 8.AD 9.ABD 10.B
1.ACD　由三种射线的本质和特点可知,一张黑纸就能挡住α射线,但挡不住β射线和γ射线,故A正确;γ射线是一种波长很短的光子,不会使原子核变成新核,故B错误;三种射线中α射线电离作用最强,故C正确;β粒子是电子,来自原子核,故D正确。
2.C　由左手定则可知粒子向右射出后,在匀强磁场中:α粒子受到的洛伦兹力向上,β粒子受到的洛伦兹力向下,轨迹都是圆弧,故A、B错误,C正确。由于α粒子速率约为0.1c,而β粒子速率约为0.9c,再由qE=qvB,可知在D项的正交电、磁场中不可能都做直线运动,故D错误。
3.C　天然放射现象说明原子核具有复杂的结构,选项A错误;因黑纸只能挡住α射线,则打到a点的为β射线,打到b点的为γ射线,由左手定则可知,Q、P之间的匀强磁场垂直纸面向外,选项B错误,C正确;此放射性元素放出的射线中一定有β射线和γ射线,选项D错误。
4.A　用粒子流A轰击石蜡时打出的应是质子流,因为质子就是氢核,而石蜡中含有大量氢原子,所以轰击石蜡的粒子流应该是中子流,A正确。
5.D　用α粒子轰击氮核产生一个新核并放出质子,入射的是α粒子,所以B是α粒子的径迹;产生的新核质量大且电离作用强,所以径迹粗而短,故A是新核的径迹;质子电离作用弱一些,贯穿作用强,所以细而长的C是质子的径迹,正确选项为D。
6.D　卢瑟福曾预言:在原子核内,除了质子外,还可能有质量与质子相等的中性粒子(即中子)存在。他的主要依据是通过实验发现原子核的核电荷数约是质量数的一半,故D正确,A、B、C错误。
7.B　氦的同位素的质子数一定相同,质量数为3,故可写作He,因此B正确,A、C、D错误。
8.AD　由题目中信息可得,此粒子是由四个中子构成的粒子,所以它的核电荷数为零,故A对,B错;而它的质量数为4,故C错,D对。
9.ABD　根据质量数和核电荷数守恒可得,核反应方程为pAlSi,A正确;核反应过程中释放的核力远远大于外力,故系统动量守恒,B正确;核反应过程中系统能量守恒,C错误;核反应过程中满足核电荷数和质量数守恒,D正确。
10.B　根据核反应的质量数和核电荷数守恒可知,Y的质量数为0,电荷数为-1,则Y是e,选项A错误,B正确;原子核中没有电子,选项C错误;Rn核的中子数为220-86=134,Th核的中子数为232-90=142,则Rn核的中子数比Th核的少8,选项D错误。
11.答案　α　氮HeNOH
解析　题图为α粒子轰击氮原子核生成质子的实验装置,放射源A发出的是α粒子,B为氮气,其核反应方程为HeNOH。
12.答案　(1AlHePn　(2),方向与粒子初速度方向相同
解析　(1)根据质量数和核电荷数守恒可知,核反应方程式为AlHePn。
(2)由(1)知,该种粒子为中子,设该种粒子的质量为m,则12C核的质量为12m,设碰撞后12C核的速度为v2,取该粒子初速度v0方向为正方向,由动量守恒定律可得mv0=m(-v1)+12mv2,解得v2=,碰撞后12C核的运动方向与粒子初速度方向相同。
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