3.1 原子核结构 同步练习 (含答案解析) (2)

3.1
原子核结构
同步练习
1．二十世纪初，为了研究物质的微观结构，很多物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子和质子，如图3－1－5所示实验装置是(　　)
图3－1－5
A．汤姆孙发现电子的实验装置
B．卢瑟福α粒子散射的实验装置
C．卢瑟福发现质子的实验装置
D．查德威克发现中子的实验装置
【解析】　Po放出的α粒子轰击Be产生中子，中子轰击石蜡产生质子．故选D.
【答案】　D
2．关于质子与中子，下列说法中正确的是(　　)
A．原子核由质子和中子组成
B．质子和中子统称核子
C．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在
D．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在
【解析】　原子核由质子和中子组成，质子和中子统称核子，卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在，故A、B、D项叙述正确，C项错．
【答案】　ABD
3．根据布拉凯特的充氮云室实验可知
(　　)
A．质子是直接从氮核中打出来的
B．α粒子打进氮核后形成一个复核，这个复核放出一个质子
C．云室照片中短而粗的是质子的径迹
D．云室照片中短而粗的是α粒子的径迹
【解析】　α粒子轰击氮核满足动量守恒，若直接打出质子则质子运动方向与α粒子运动方向应一致，但实验中不是这样，径迹分叉，即质子与α粒子运动方向不一致，所以应是先形成一个复核，再由复核中放出一个质子，所以A选项错误，B选项正确；在云室中，径迹粗细反映粒子的电离本领的强弱，径迹长短反映粒子的贯穿本领的强弱，所以粗而短的是新核的径迹，细而长的是质子的径迹，所以C、D两项都错误．
【答案】　B
4．一个原子核Bi，关于这个原子核，下列说法中正确的是(　　)
A．核外有83个电子，核内有127个质子
B．核外有83个电子，核内有83个质子
C．核内有83个质子、127个中子
D．核内有210个核子
【解析】　根据原子核的表示方法可知，这种原子核的电荷数为83，质量数为210.因为原子核的电荷数等于核内质子数，故该核内有83个质子．因为原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和，即等于核内核子数，故该核内有210个核子，其中有127个中子．因为该原子电性未知，故不能确定核外电子数．
【答案】　CD
5．α粒子击中氮14核后放出一个质子，转变为氧17核(O)．在这个氧原子核中有(　　)
A．8个正电子　　　　　
B．17个电子
C．9个中子
D．8个质子
【解析】　根据原子核的构成，核电荷数为8，即质子数为8，核外电子数为8，质量数为17，所以中子数为17－8＝9，原子核内没有游离的正电子，所以答案为C、D.
【答案】　CD
6．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：Al＋He→X＋n.下列判断正确的是(　　)
A.n是质子
B.n是中子
C．X是Si的同位素
D．X是P的同位素
【解析】　核反应方程为Al＋He→X＋n，n表示中子．由核反应中电荷数、质量数守恒知，X为X，即为P的同位素．
【答案】　BD
7．最近国外科技杂志报道，将Ni和82Pb经核聚变并释放出一个中子后，生成第110号元素的一种同位素，该同位素的中子数是(　　)
A．157　　
B．159　　
C．161　　
D．163
【解析】　根据质量数与电荷数守恒，写出核反应方程
Ni＋82Pb―→Y＋n，则Y的中子数为269－110＝159.
【答案】　B
8．原子核X与氘核H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知(　　)
A．A＝2，Z＝1　　　　　
B．A＝2，Z＝2
C．A＝3，Z＝3
D．A＝3，Z＝2
【解析】　X＋H→He＋H，应用质量数与电荷数的守恒A＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1，解得A＝3，Z＝2，答案D.
【答案】　D
9．某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图(　　)
【解析】　由质量数(A)＝质子数＋中子数可知B正确．
【答案】　B
10．有些元素的原子核可以从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子形成一个新原子(如从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”)，当发生这一过程时(　　)
A．新原子是原来原子的同位素
B．新原子核比原来的原子核少一个质子
C．新原子核将带负电
D．新原子核比原来的原子核少一个中子
【解析】　原子核俘获电子后，由于负电荷和正电荷中和，新原子核质子数少1，中子数多1，故B正确．
【答案】　B
11．现在，科学家正在设法探寻“反物质”．所谓的“反物质”是由“反粒子”组成的，“反粒子”与对应的正粒子具有相同的质量和电荷量，但与电荷的符号相反，据此，反α粒子的质量数为________，电荷数为________．
【解析】　α粒子是氦核，它由两个质子和两个中子构成，故质量数为4，电荷数为2.而它的“反粒子”质量数也是4，但电荷数为－2.
【答案】　4　－2
12．一个静止的氮核N俘获了一个速度为2.3×107m/s的中子，生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核．设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是106
m/s，B、C在同一匀强磁场中做圆周运动的半径之比RB∶RC＝11∶30，求：
(1)C核的速度大小．
(2)根据计算判断C核是什么．
(3)写出核反应方程．
【解析】　氮核吸收了一个中子变成的复核不稳定，将发生衰变．整个过程中，中子、氮核以及两个新核组成一个系统，过程前后都不受外界的任何干扰，所以整个系统在俘获与衰变过程中动量均守恒．利用这一点，可以求出C核的速度．然后根据粒子在磁场中的运动情况就可以判断核的种类，写出核反应方程．
(1)氮核从俘获中子到衰变成B、C两个新核的过程动量守恒，有mnvn＝mBvB＋mCvC
根据质量数守恒规律，可知C核的质量数为14＋1－11＝4.
由此解得vc＝3×106
m/s.
(2)由带电粒子在洛伦兹力的作用下做圆周运动时R＝，可得
＝＝＝①
qB＋qC＝7②
将①②式联立求解得qC＝2，而AC＝4，则C核是氦原子核．
(3)核反应方程式是N＋n→B＋He.
【答案】　见解析