第五章 原子核 1　原子核的组成 课时练（含解析）-2024春高中物理选择性必修3（人教版）

第五章　原子核
1　原子核的组成
考点一　天然放射现象　射线的本质
1．关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象。人们从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核的秘密。下列说法正确的是(　　)
A．物理学家贝克勒尔发现了X射线
B．物理学家伦琴发现，铀和含铀的矿物能够发出α射线
C．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子
D．居里夫妇通过实验发现了中子
2．天然放射现象通常会放出三种射线，即α、β、γ射线，关于这三种射线，以下说法正确的是(　　)
A．α射线是高速氦核流，它具有较强的穿透能力
B．β射线是高速质子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板
C．γ射线是能量很高的电磁波，在电场和磁场中都不偏转
D．用β射线照射带正电的验电器，则验电器的张角会变大
3.放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中(　　)
A．C为氦原子核组成的粒子流
B．B为比X射线波长更长的光子流
C．B为比X射线波长更短的光子流
D．A为高速电子组成的电子流
考点二　原子核的组成
4．卢瑟福发现质子后，猜想原子核中还有中子的存在，他的主要依据是(　　)
A．原子核外电子数与质子数相等
B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍
C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些
D．质子和中子的质量几乎相等
5．在元素周期表中查到铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是(　　)
A．核外有82个电子，核内有207个质子
B．核内有82个电子、125个中子
C．核内有82个质子、207个中子
D．核内有82个质子、207个核子
6．镭Ra是镭Ra的一种同位素，下列说法正确的是(　　)
A．它们具有相同的质子数和不同的质量数
B．它们具有相同的中子数和不同的原子序数
C．它们具有相同的核电荷数和不同的质子数
D．它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质
7．下列说法正确的是(　　)
A.X与Y互为同位素
B.X与Y互为同位素
C.X与Y质子数相同
D.U核内有92个质子，235个中子
8.如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场B，LL′是一厚纸板，MN是荧光屏，实验时，发现在荧光屏O、P两处有亮斑，则下列关于磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线的判断，与实验相符的是(　　)
磁场方向 到达O点射线 到达P点射线
A 竖直向上 β射线 α射线
B 竖直向下 α射线 β射线
C 垂直线面向里 γ射线 β射线
D 垂直线面向外 β射线 γ射线
9．(2022·宿迁市高二月考)图示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而5 mm铅片下的照相底片未被感光时，则工作人员可能受到了辐射的射线是(　　)
A．α和β B．α和γ
C．β和γ D．α、β和γ
10．质子数与中子数互换的核互为镜像核，例如He是H的镜像核，同样H也是He的镜像核。下列说法不正确的是(　　)
A.N和C互为镜像核
B.N和O互为镜像核
C.N和O互为镜像核
D．互为镜像核的两个核质量数相同
11．下列表示某种元素的各同位素的质量数(A)、质子数(Z)和中子数(N)三者关系的图像正确的是(　　)
12.一天然放射性物质发出三种射线，经过方向如图所示的匀强磁场、匀强电场共存的区域后射到足够大的荧光屏上，荧光屏上只有a、b两处出现亮斑，下列判断中正确的是(　　)
A．射到b处的一定是α射线
B．射到b处的一定是β射线
C．射到b处的可能是γ射线
D．射到b处的可能是α射线
13.如图所示，x为未知放射源，它向右方放出射线，p为一张厚度为0.5 mm左右的薄铝箔，铝箔右侧是一真空区域，内有较强磁场，q为荧光屏，h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x可能为(　　)
A．α射线和β射线的混合放射源
B．α射线和γ射线的混合放射源
C．β射线和γ射线的混合放射源
D．α射线、β射线和γ射线的混合放射源
1　原子核的组成
1．C　[物理学家贝克勒尔发现了铀和含铀的矿物能够发出射线，A错误；物理学家伦琴发现了伦琴射线，又叫X射线，B错误；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，C正确；查德威克通过实验发现了中子，D错误。]
2．C　[α粒子的电离本领大，穿透能力小，故A错误；β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板，故B错误；γ射线是能量很高的电磁波，因其不带电，所以在电场和磁场中都不偏转，故C正确；β射线是高速电子流，用β射线照射带正电的验电器，与验电器中的正电荷中和，则验电器的张角会变小，故D错误。]
3．C　[A沿电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B在电场中不偏转，所以是γ射线；C在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子流，所以是β射线；γ射线的波长比X射线短，故本题选C。]
4．C　[当卢瑟福发现质子后，接着又发现原子核的核电荷数与原子核的质量数不相等，大约是原子核质量数的一半或者更少一些，因此猜想在原子核内还存在有质量且不带电的中性粒子，故选C。]
5．D　[铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子有82个。根据质量数(核子数)等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为207－82＝125个，故D正确，A、B、C错误。]
6．A　[镭Ra的质子数与核电荷数均为88，质量数为228，镭Ra的质子数与核电荷数均为88，质量数为226，两者具有相同的质子数、相同的核电荷数和不同的质量数，A正确，C错误；Ra的原子序数为88，中子数为228－88＝140，Ra的原子序数为88，中子数为226－88＝138，两者具有不同的中子数和相同的原子序数，B错误；原子的核外电子数与核内质子数相等，而核外电子数决定了原子的化学性质，两者质子数相等，则具有相同的核外电子数与化学性质，D错误。]
7．B　[X与Y的质子数不同，不互为同位素，A错误；X与Y质子数都为m，而质量数不同，则中子数不同，所以互为同位素，B正确；X与Y质子数不相同，C错误；U核内有143个中子，而不是235个中子，D错误。]
8．C　[由三种射线的本质知，γ射线在磁场中不偏转，O处亮斑为γ射线，能穿过厚纸板且在磁场中发生偏转的射线为β射线，再根据偏转方向，结合左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，正确选项为C。]
9．A　[α射线贯穿能力很差，用一张纸就能把它挡住。β射线贯穿本领较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几厘米厚的铝板。γ贯穿本领更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板。由于本题目中射线能穿透1 mm和3 mm的铝板，但不能穿透铅片，故一定不含γ射线，但一定含有β射线，可能含有α射线，A正确。]
10．B　[根据镜像核的定义及质量数A等于质子数Z和中子数N之和，可知N和C的质子数与中子数互换了，互为镜像核；N和O的质子数与中子数互换了，互为镜像核，故A、C正确；N的质子数为7，中子数为8；而O的质子数和中子数都为8，没有互换，不是镜像核，故B错误；互为镜像核的质子数与中子数互换，质子数与中子数之和不变，所以互为镜像核的两个核质量数相同，故D项正确。]
11．B　[各同位素的质子数相同，为一定值，同位素的质量数不同，故B正确，C错误。同位素的质子数相同，中子数不同，质量数等于质子数加中子数，则有A＝N＋Z，且质子数不可能为零，即Z>0为常数，中子数可能为零，即N≥0，整理得N＝A－Z，A－N和N－A图像应该在A轴上有截距，故A、D错误。]
12．D　[α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，γ射线不受静电力和洛伦兹力，故射到b处的一定不是γ射线，C错误；α射线和β射线在电场、磁场中受到静电力和洛伦兹力，若α射线打在a点，则有Eqα＝Bqαvα，对β射线vβ>vα，则Bqβvβ>Eqβ，此时β射线打到b点，若β射线打在a点，则Bqβvβ＝Eqβ，对α射线有Bqαvα13．B　[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，说明磁场对穿过p的射线没有影响，可知射到屏上的是不带电的γ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γ射线外，又收到了原来被薄铝箔p挡住的射线，而厚度为0.5 mm左右的铝箔能挡住的只有α射线，所以此放射源是α射线和γ射线的混合放射源，故选项B正确，A、C、D错误。]