原子核的组成——高二物理人教版（2019）选择性必修三课时优化训练

原子核的组成——高二物理人教版（2019）选择性必修三课时优化训练
一、单选题
1．从原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是( )
A.原子核中有质子、中子，还有α粒子 B.原子核中有质子、中子，还有β粒子
C.原子核中有质子、中子，还有γ光子 D.原子核中只有质子和中子
2．是镭的一种同位素，对于这两种镭的原子而言，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
3．1934年，约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔，产生了人工放射性同位素X，反应方程为原子核不稳定，会衰变成，衰变方程为.则( )
A.X是中子，Y的电荷数为+1 B.X是中子，Y是电子
C.X的电荷数为2，Y的电荷数为+1 D.X的电荷数为2，Y是电子
4．关于天然放射性，下列说法正确的是( )
A.所有元素都具有天然放射性
B.放射性元素的半衰期与外界温度无关
C.放射性元素与别的元素形成化合物后不再具有放射性
D.α、β和γ三种射线中，β射线的穿透能力最强
5．下列说法正确的是( )
A.贝克勒尔从沥青铀矿中发现了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素
B.玻尔理论指出氢原子能级是分立的，并测出了氨原子光谱
C.康普顿效应说明光具有波动性
D.慢中子的衍射实验说明粒子具有波动性
6．关于原子结构和微观粒子波粒二象性，下列说法正确的是( )
A.德布罗意提出实物粒子也具有波动性，这种波叫做物质波。
B.普朗克通过研究黑体辐射的实验规律，提出了光具有波粒二象性。
C.卢瑟福通过解题思路α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D.根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
7．下面关于几幅物理图示说法正确的是( )
A.图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的饱和电流一定大
B.图乙的实验发现了绝大多数α粒子发生了大角度偏转
C.图丙说明氡原子核每经过3.8天发生衰变的概率下降一半
D.图丁可以判断出原子核比原子核更稳定
8．下列关于物理学史的叙述，符合物理学史实的是( )
A.汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型
B.卢瑟福做α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，并进一步发现了质子和中子，证明了原子核是由质子和中子组成的
C.贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构，并首次实现了人工获得放射性同位素，发现了正电子，证明了自然界中反物质的存在
D.爱因斯坦在普朗克热辐射实验规律研究的启发下，对原子发光进行了研究提出了光子说，并成功地解释了光电效应的规律，说明了光具有波粒二象性
二、多选题
9．如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某金属原子核附近时的运动轨迹示意图，三点分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是( )
A.α粒子在A点的速度比在B点的速度小
B.α粒子在B点的速度最大
C.α粒子在两点的速度大小相同
D.α粒子在B点的速度比在C点的速度小
10．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是( )
A.卢瑟福通过解题思路甲图中的α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型
B.乙图为布朗运动实验，图中显示的是花粉颗粒的运动轨迹
C.丙图表示磁场对α、β和γ射线的作用情况，其中①是α射线，②是γ射线，③是β射线
D.丁图表示的核反应属于重核裂变，是目前人工无法控制的核反应
11．下列说法正确的是( )
A.X射线是原子外层电子跃迁时发射的波长很短的电磁波
B.α粒子散射实验中用金箔而没有用铝箔，主要原因是金的延展性比铝好
C.汤姆孙求出了阴极射线的比荷，并粗略测到了该种粒子的电荷量，发现了电子
D.核子结合成原子核释放的能量叫作结合能，结合能越大，原子核越稳定
三、填空题
12．如图所示，放射性元素镭释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，其中______是α射线，______是β射线，______是γ射线。
13．一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线,由铅盒的小孔射出,在小孔外放一铝箔后,铝箔后的空间有一匀强电场.进入电场后,射线变为a、b两束,射线a沿原来方向行进,射线b发生了偏转,如下图所示,则图中的射线a为_____射线,射线b为_____射线.
14．如图所示，x为放射源，L为一纸板，纸板与计数器之间有磁感应强度为B的强磁场.先将强磁场移开，计数器的计数率不变，说明放射源产生的射线中没有_______（填“α”“β”或“γ”）粒子；再将纸板L移开，计数器计数率大幅度上升，这表明放射源产生的射线中有__________（填“α”“β”或“γ”）粒子.
四、计算题
15．当人们发现了质子，并在很多原子核中打出了质子以后，有什么理由可以认定原子核中一定还存在着另外不同种类的粒子？
16．有什么事实和理由可以说明放射性元素放出的射线来自原子核的内部？天然放射现象的发现对物质微观结构的研究有什么意义？
参考答案
1．答案：D
解析：原子核内只有质子和中子.原子核放出的α粒子是核内两个质子和两个中子结合形成的；放出的β粒子是核内的一个中子转变成一个质子时产生的；原子核发生α衰变或β衰变时处于激发态，向低能级跃迁时，将多余的能量以γ光子的形式辐射出去.故D正确.
2．答案：A
解析：的质子数与核电荷数均为88，质量数为228，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和不同的质量数，A正确，C错误；的原子序数为88，中子数为，的原子序数为88，中子数为，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.
3．答案：A
解析：设X和Y的电荷数分别为和，质量数分别为和，根据反应方程电荷数和质量数守恒，可得，解得，可知X的质量数为1，电荷数为0，X是中子，Y的质量数为0，电荷数为1，Y是正电子.故选A.
4．答案：B
解析：有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可以发生衰变，故A错误；放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界温度无关，故B正确；放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C错误；α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故D错误.
5．答案：D
解析：
6．答案：A
解析：
7．答案：D
解析：A、图甲说明发生光电效应时，频率大的光对应的遏止电压比较大，故A错误;
B、图乙的实验发现了绝大多数α粒子穿过金箔，少数发生了大角度偏转，故B错误;
C，图丙说明氡原子核衰变时的规律是，每过3.8天氡的质量与时质量的比值为。故C错误
D.比结合能越大，原子核越稳定，图丁可以判断出原子核比原子核更稳定，故D正确。
故选D。
8．答案：D
解析：汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子的比荷，提出了“枣糕”式原子模型，但电子的电荷量是密立根首先测出来的，A选项错误。卢瑟福做α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，并进一步发现了质子，预言了中子的存在，真正发现中子的是查德威克，B选项错误。贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构，但首次实现了人工获得放射性同位素，发现了正电子，证明了自然界中反物质存在的物理学家是约里奥—居里夫妇，C选项错误。爱因斯坦在普朗克热辐射实验规律研究的启发下，对原子发光进行了研究提出了光子说，并成功地解释了光电效应的规律，说明了光具有波粒二象性，D选项正确。正确答案D。
9．答案：CD
解析：根据α粒子的运动轨迹可判定α粒子受到的是斥力，所以由A到B库仑力做负功，速度减小；由B到C库仑力做正功，速度增大，选项A、B错误，D正确.由于A、C两点位于同一等势面上，即A、C两点电势相等，根据可知，α粒子在A、C两点电势能相等，根据能量守恒定律可知，α粒子在A、C两点动能相等，所以α粒子在A、C两点的速度大小相同，选项C正确.
10．答案：AC
解析：A.卢瑟福通过解题思路α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，故A正确；
B.布朗运动实验，图中显示的是花粉颗粒的不同时刻的位置，不是运动轨迹，故B错误；
C.根据左手定则可得，丙图射线①是α射线，而图线③是β射线，γ射线不偏转，因此②是γ射线，故C正确；
D.图丁表示的核反应属于重核裂变，是人工可以控制的核反应，故D错误。
故选AC。
11．答案：BC
A.XA.X射线是原子内层电子跃迁时发射的波长很短的电磁波，故A错误；
B.α粒子散射实验中用金箔而没有用铝箔，主要原因是金的延展性比铝好，且金的原子核质量较大，可以使α粒子发生散射，故B正确；
C.汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转，确定了阴极射线的本质是带负电的粒子流，并测到了该种粒子的电荷量，发现了电子，故C正确；
D.比结合能越大，原子核越稳定，故D错误。
故选BC。
12．答案：③④；①⑥；②⑤
解析：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，结合三种射线在电场与磁场中的偏转可知②⑤是γ射线，③④是α射线，①⑥是β射线。
13．答案：γ;β
解析：三种射线中,穿透能力最弱的是α射线,所以α射线被铝箔挡住,穿过铝箔的是β射线和γ射线.γ射线在电场中不偏转,故a是γ射线,β射线在电场中受力偏转,故b是β射线.
14．答案：β; α
解析：将强磁场移开，计数器的计数率保持不变，说明穿过纸板的粒子中无带电粒子，故没有β粒子；再将纸板L移开，计数率大幅上升，说明放射源中有穿透力很弱的粒子，因此有α粒子.
15．答案：见解析
解析：如果原子核中只有质子，那么任何一种原子核的质量与电荷量之比，都应该等于原子的质量与电荷量之比。实际并不是这样的，绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值。所以卢瑟福猜想，原子核内可能存在着另一种粒子。
16．答案：见解析
解析：一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响，也就是说，放射性与元素的化学状态无关。我们已经知道，元素的化学性质决定于原子核外的电子数，因此可以断定，射线来自原子核，也就是说，原子核是有内部结构的。天然放射现象发现的意义：原子核具有复杂的结构，实际上人们认识到原子核具有复杂结构就是从天然放射现象开始的。