高中物理教科版选修3-5作业第三章　1　原子核的组成与核力 Word版含解析

第三章　原子核
1　原子核的组成与核力
/1.下列说法正确的是(　　)
A.质子与中子的质量不等,但质量数相等
B.两个质子之间,不管距离如何,核力总是大于库仑力
C.同一种元素的原子核有相同的质量数,但中子数可以不同
D.除万有引力外,两个中子之间不存在其他相互作用力
解析:质子和中子质量数相同,各自质量不等,A正确.核子之间的核力随距离变化,并不总是大于库仑力,B错.同位素之间核电荷数相同,中子数不同,质量数不相同,C错.核子之间除万有引力外,还存在核力,D错.
答案:A
/2.(多选)在发现中子的过程中,下列说法正确的是 (　　)
A.卢瑟福预言中子的存在
B.小居里夫妇通过实验证实了中子的存在
C.查德威克发现了中子
D.汤姆孙通过实验发现了中子
解析:在发现中子的过程中,卢瑟福预言中子的存在,小居里夫妇通过实验打出了中子,但是由于没有深入研究,所以错过了发现中子的机会,最终由查德威克发现了中子.
答案:AC
/3.下列关于
?
2
3
He的叙述正确的是(　　)
A
.
2
3
He和
?
1
3
H互为同位素
B
.
2
3
He原子核内中子数为2
C
.
2
3
He原子核外电子数为2
D.
?
2
3
He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子
解析:　
?
2
3
He核内质子数为2
,
1
3
H核内质子数为1,两者质子数不等,不是同位素,A错
.
2
3
He核内中子数为1,核外电子数为2,B错、C正确
.
2
3
He代表原子核内有2个质子和1个中子的氦原子,D错.
答案:C
/4.(多选)下列说法正确的是(　　)
A.原子中含有带负电的电子,所以原子带负电
B.原子核中的中子数一定跟核外电子数相等
C.用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子,因此人们断定质子是原子核的组成部分
D.绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比,因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子
解析:原子中除了有带负电的电子外,还有带正电的原子核,故A错;原子核中的中子数不一定跟核外电子数相等,故B错;正是用α粒子轰击原子核的实验才发现了质子,故C正确;因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比,才确定原子核内还有别的中性粒子,故D正确.
答案:CD
/5.下列关于原子核中质子和中子的说法,正确的是(　　)
A.原子核中质子数和中子数一定相等
B.稳定的重原子核里,质子数比中子数多
C.原子核都是非常稳定的
D.由于核力的作用范围是有限的,以及核力的饱和性,如果继续增大原子核,形成的核也一定是不稳定的
解析:原子核中的核子之间存在核力、电磁力和万有引力.而起主要作用的是核力和电磁力.由于随距离的增大,核力比电磁力减小得快,要保持重原子核的稳定,必须使中子数大于质子数.但原子核不能无限增大,否则会不稳定.
答案:D
/6.(多选)在下列四个核反应中,X表示中子的是(　　)
A
.
7
14
N
+
2
4
He
→
8
17
O+X
B
.
13
27
Al
+
2
4
He
→
15
30
P+X
C
.
1
2
H
+
1
3
H
→
2
4
He+X
D
.
92
235
U+X
→
38
90
Sr
+
54
136
Xe+1
0
0
1
n
解析:在核反应中可根据质量数守恒和电荷数守恒,求出来未知粒子的质量数和电荷数,只要该粒子质量数为1、电荷数为0,那么就为中子,由此可得出选项B、C、D正确.
答案:BCD
/7.(多选)三个原子核X、Y、Z,X核放出一个正电子后变为Y核,Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦
(
2
4
He),则下列说法正确的是(　　)
A.X核比Z核多一个质子
B.X核比Z核少一个中子
C.X核的质量数比Z核的质量数大3
D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍
解析:设原子核X的核电荷数为n,质量数为m,则由已知可知两个核反应方程式分别为:
?
??
??
X
→
1
0
e
+
??-1
　??
Y
?
??-1
　??
Y
+
1
1
H
→
2
4
He
+
??-2
??-3
Z
因此比较X、Y、Z的质量数与核电荷数,可判定C、D正确,所以选C、D.
答案:CD
/8.静止在匀强磁场中的一个
?
5
10
B核俘获了一个速度为v=7.3×104 m/s的中子而发生核反应,生成α粒子与一个新核.测得α粒子的速度为2×104 m/s,方向与反应前中子运动的方向相同,且与磁感线方向垂直.
(1)写出核反应方程式;
(2)画出核反应生成的两个粒子的运动轨迹及旋转方向的示意图(磁感线方向垂直于纸面向外);
(3)求α粒子与新核轨道半径之比;
(4)求α粒子与新核运动周期之比.
解析:解答本题时,首先根据题意写出核反应方程式,注意反应前后质量数、电荷数、动量守恒,然后根据带电粒子在磁场中运动的规律进行求解.
/
(1)由质量数守恒和电荷数守恒得:
?
5
10
B+
0
1
n
→
2
4
He
+
3
7
Li.
(2)由动量守恒定律可以求出新核的速度大小为103 m/s,方向和α粒子的速度方向相反,由于α粒子和新核都带正电,由左手定则知,它们的运动方向都是顺时针方向,如图所示.
(3)由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r=
????
????
可求得α粒子和新核的轨道半径之比是120∶7.
(4)由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期公式T=
2π??
????
可求得α粒子和新核的运动周期之比是6∶7.
答案:(1
)
5
10
B
+
0
1
n
→
2
4
He
+
3
7
Li
(2)见解析
(3)120∶7
(4)6∶7