高中物理教科版选修3-5 原子结构假期作业 原子核结构 Word版含解析
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| 名称 | 高中物理教科版选修3-5 原子结构假期作业 原子核结构 Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 31.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-05-18 18:29:35 | ||
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原子核结构
1．卢瑟福发现质子后，预想到原子核中还有中子的存在，其判断依据与下列事实相符的是( )
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
解析：选C 卢瑟福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少一些，因此预想到在原子核内还存在有质量而不带电的中性粒子，即中子，故符合事实的是C。
2．某种元素的原子核用X表示，下列说法正确的是( )
A．原子核的质子数为Z，中子数为A
B．原子核的质子数为Z，中子数为A－Z
C．原子核的质子数为A，中子数为Z
D．原子核的质子数为A－Z，中子数为Z
解析：选B X中，A为质量数，Z为质子数；中子数应为A－Z。
3．人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦的同位素，它可以作为未来核聚变的重要原料之一。氦的该种同位素应表示为( )
A.He B.He
C.He D.He
解析：选B 氦的核电荷数Z＝2，又根据题意知该种同位素的质量数A＝3，故B正确。
4．如图所示为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放出α射线轰击铍时会产生粒子流a，用粒子流a轰击石蜡后会打出粒子流b，下列说法正确的是( )
A．a为质子，b为中子 B．a为γ射线，b为中子
C．a为中子，b为γ射线 D．a为中子，b为质子
解析：选D 不可见粒子轰击石蜡时打出的应是质子，因为质子就是氢原子核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见粒子应该是中子，故D正确。
5．[多选]关于质子与中子，下列说法正确的是( )
A．原子核(除氢核外)由质子和中子构成
B．质子和中子统称为核子
C．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在
D．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在
解析：选ABC 原子核(除氢核外)由质子和中子构成，质子和中子统称为核子，卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在，查德威克用α粒子轰击铍发现了中子，故A、B、C正确，D错误。
6．[多选]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：选BD 根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知X为P，故选项B、D正确。
7．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：选B 原子核“俘获”一个电子后，带负电的电子与原子核内带正电的质子中和，原子核的质子数减少1，中子数增加1，形成一个新原子，新原子与原来的原子相比，质子数不同，中子数也不同，不是同位素，所以B正确。
8．α粒子轰击硼10后，生成氮13，放出X粒子，而氮13是不稳定的，它放出Y粒子后变成碳13，那么X粒子和Y粒子分别是( )
A．质子和中子 B．质子和正电子
C．中子和负电子 D．中子和正电子
解析：选D 根据题意可以写出核反应方程为B＋He―→N＋n，N―→C＋e，故D正确。
9．若用x代表一个原子的核外电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对Th来说( )
A．x＝90，y＝90，z＝234
B．x＝90，y＝90，z＝144
C．x＝144，y＝144，z＝90
D．x＝234，y＝234，z＝324
解析：选B 在Th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝90；原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，z＝234－90＝144，所以B选项对。
10．[多选]有两束均由质子和氘核混合组成的粒子流，第一束中的质子和氘核具有相同的动量，第二束中的质子和氘核具有相同的动能。现打算将质子和氘核分开，有以下一些做法，这些方法中可行的是( )
A．让第一束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出
B．让第二束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出
C．让第二束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出
D．让粒子流垂直于电场方向进入速度选择器，适当调节两板间电场强度大小，让粒子流从板间穿出
解析：选ACD 在电场中，电场方向上的偏移量为
y＝at2＝＝
在磁场中，轨道半径为R＝＝＝
所以，以相同的动量进入电场和以相同的动能进入磁场能分开。适当调节速度选择器两板间电场强度，可使质子满足Eq＝Bvq，沿直线飞出，则氘核将沿电场方向偏转，倾斜穿出，故A、C、D正确。
11．根据核反应方程U―→Th＋X，完成下列叙述：
X粒子中含有________个中子，物理学家卢瑟福用该种粒子轰击氮核(N)发现了________，写出该核反应方程：__________________________________________。
解析：由核反应方程的电荷数和质量数守恒得
238＝234＋m 92＝90＋n
解得m＝4，n＝2所以X为He(α粒子)
He含有2个质子、2个中子，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，核反应方程为He＋N―→O＋H。
答案：2 质子(或H) He＋N―→O＋H
12．1930年科学家发现，在真空条件下用α粒子(He)轰击铍(Be)时，会产生一种看不见的、贯穿能力极强且不带电的粒子，查德威克认定这种粒子就是中子。
(1)写出α粒子轰击铍核的核反应方程。
(2)若一个中子与一个静止的碳核发生正碰，已知中子的质量为mn、初速度为v0，与碳核碰后的速率为v1，运动方向与原来运动方向相反，碳核质量视为12mn，求碳核与中子碰撞后的速率。
(3)若与中子碰撞后的碳核垂直于磁场方向射入匀强磁场，测得碳核做圆周运动的半径为R，已知元电荷的电荷量为e，求该磁场的磁感应强度大小。
解析：(1)Be＋He―→n＋C。
(2)根据动量守恒定律有
mnv0＝－mnv1＋12mnv2，
解得：v2＝。
(3)根据牛顿第二定律和洛伦兹力公式有
6eBv2＝
解得：B＝。
答案：(1)Be＋He―→n＋C (2)
(3)
1．卢瑟福发现质子后，预想到原子核中还有中子的存在，其判断依据与下列事实相符的是( )
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
解析：选C 卢瑟福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少一些，因此预想到在原子核内还存在有质量而不带电的中性粒子，即中子，故符合事实的是C。
2．某种元素的原子核用X表示，下列说法正确的是( )
A．原子核的质子数为Z，中子数为A
B．原子核的质子数为Z，中子数为A－Z
C．原子核的质子数为A，中子数为Z
D．原子核的质子数为A－Z，中子数为Z
解析：选B X中，A为质量数，Z为质子数；中子数应为A－Z。
3．人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦的同位素，它可以作为未来核聚变的重要原料之一。氦的该种同位素应表示为( )
A.He B.He
C.He D.He
解析：选B 氦的核电荷数Z＝2，又根据题意知该种同位素的质量数A＝3，故B正确。
4．如图所示为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放出α射线轰击铍时会产生粒子流a，用粒子流a轰击石蜡后会打出粒子流b，下列说法正确的是( )
A．a为质子，b为中子 B．a为γ射线，b为中子
C．a为中子，b为γ射线 D．a为中子，b为质子
解析：选D 不可见粒子轰击石蜡时打出的应是质子，因为质子就是氢原子核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见粒子应该是中子，故D正确。
5．[多选]关于质子与中子，下列说法正确的是( )
A．原子核(除氢核外)由质子和中子构成
B．质子和中子统称为核子
C．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在
D．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在
解析：选ABC 原子核(除氢核外)由质子和中子构成，质子和中子统称为核子，卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在，查德威克用α粒子轰击铍发现了中子，故A、B、C正确，D错误。
6．[多选]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：选BD 根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知X为P，故选项B、D正确。
7．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：选B 原子核“俘获”一个电子后，带负电的电子与原子核内带正电的质子中和，原子核的质子数减少1，中子数增加1，形成一个新原子，新原子与原来的原子相比，质子数不同，中子数也不同，不是同位素，所以B正确。
8．α粒子轰击硼10后，生成氮13，放出X粒子，而氮13是不稳定的，它放出Y粒子后变成碳13，那么X粒子和Y粒子分别是( )
A．质子和中子 B．质子和正电子
C．中子和负电子 D．中子和正电子
解析：选D 根据题意可以写出核反应方程为B＋He―→N＋n，N―→C＋e，故D正确。
9．若用x代表一个原子的核外电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对Th来说( )
A．x＝90，y＝90，z＝234
B．x＝90，y＝90，z＝144
C．x＝144，y＝144，z＝90
D．x＝234，y＝234，z＝324
解析：选B 在Th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝90；原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，z＝234－90＝144，所以B选项对。
10．[多选]有两束均由质子和氘核混合组成的粒子流，第一束中的质子和氘核具有相同的动量，第二束中的质子和氘核具有相同的动能。现打算将质子和氘核分开，有以下一些做法，这些方法中可行的是( )
A．让第一束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出
B．让第二束粒子流垂直电场方向进入匀强电场后穿出
C．让第二束粒子流垂直磁场方向进入匀强磁场后穿出
D．让粒子流垂直于电场方向进入速度选择器，适当调节两板间电场强度大小，让粒子流从板间穿出
解析：选ACD 在电场中，电场方向上的偏移量为
y＝at2＝＝
在磁场中，轨道半径为R＝＝＝
所以，以相同的动量进入电场和以相同的动能进入磁场能分开。适当调节速度选择器两板间电场强度，可使质子满足Eq＝Bvq，沿直线飞出，则氘核将沿电场方向偏转，倾斜穿出，故A、C、D正确。
11．根据核反应方程U―→Th＋X，完成下列叙述：
X粒子中含有________个中子，物理学家卢瑟福用该种粒子轰击氮核(N)发现了________，写出该核反应方程：__________________________________________。
解析：由核反应方程的电荷数和质量数守恒得
238＝234＋m 92＝90＋n
解得m＝4，n＝2所以X为He(α粒子)
He含有2个质子、2个中子，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子，核反应方程为He＋N―→O＋H。
答案：2 质子(或H) He＋N―→O＋H
12．1930年科学家发现，在真空条件下用α粒子(He)轰击铍(Be)时，会产生一种看不见的、贯穿能力极强且不带电的粒子，查德威克认定这种粒子就是中子。
(1)写出α粒子轰击铍核的核反应方程。
(2)若一个中子与一个静止的碳核发生正碰，已知中子的质量为mn、初速度为v0，与碳核碰后的速率为v1，运动方向与原来运动方向相反，碳核质量视为12mn，求碳核与中子碰撞后的速率。
(3)若与中子碰撞后的碳核垂直于磁场方向射入匀强磁场，测得碳核做圆周运动的半径为R，已知元电荷的电荷量为e，求该磁场的磁感应强度大小。
解析：(1)Be＋He―→n＋C。
(2)根据动量守恒定律有
mnv0＝－mnv1＋12mnv2，
解得：v2＝。
(3)根据牛顿第二定律和洛伦兹力公式有
6eBv2＝
解得：B＝。
答案：(1)Be＋He―→n＋C (2)
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