高中物理人教版选修3-5 作业 第十九章 1　原子核的组成 Word版含解析

[A组　素养达标]
1．广东湛江检验检疫局曾对一批放射性超标的进口钛铁矿实施退运处理，钛铁矿为伴生放射性矿，通常含有天然放射性元素．最早发现天然放射现象的科学家是(　　)
A．爱因斯坦　　　　　 B．查德威克
C．卢瑟福 D．贝可勒尔
解析：贝可勒尔最早发现天然放射现象，选项D正确，选项A、B、C错误．
答案：D
2．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．核外有82个电子，核内有82个质子
C．核内有82个质子，207个中子
D．核内有125个核子
解析：在元素周期表中查到铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子数为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，故选项B正确．
答案：B
3．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是(　　)
A．γ射线的贯穿作用 B．α射线的电离作用
C．β射线的贯穿作用 D．β射线的中和作用
解析：由于α粒子电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和，使带电体所带的电荷很快消失．
答案：B
4．(多选)近几年，γ刀已成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无须住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，已进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用(　　)
A．γ射线具有很强的贯穿本领
B．γ射线具有很强的电离作用
C．γ射线具有很高的能量
D．γ射线能容易地绕过障碍物到达目的地
解析：γ射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很小．γ刀治疗肿瘤时，通常是同时用多束γ射线，使它们穿透脑颅和健康区域在病灶外汇聚，利用γ射线的高能量杀死肿瘤细胞．综上所述，正确选项为A、C.
答案：AC
5．在贝可勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同．如图为这三种射线穿透能力的比较．图中射线①②③分别是(　　)
A．γ、β、α B．β、γ、α
C．α、β、γ D．γ、α、β
解析：α射线穿透能力最弱，不能穿透黑纸，故①为α射线，γ射线穿透能力最强，能穿透厚铝板和铅板，故③为γ射线，β射线穿透能力较强，能穿透黑纸，但不能穿透厚铝板和铅板，故②是β射线，故C正确．
答案：C
6．据最新报道，放射性同位素钬Ho，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是(　　)
A．32 B．67
C．99 D．166
解析：根据原子核的表示方法得核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－67＝99，故核内中子数与核外电子数之差为99－67＝32，故A对，B、C、D错．
答案：A
7．人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一，氦的这种同位素应表示为(　　)
A.He B.He
C.He D.He
解析：氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故可写作He，因此B正确，A、C、D错误．
答案：B
8．已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：
(1)镭核中有几个质子？几个中子？
(2)镭核所带的电荷量是多少？
(3)呈中性的镭原子，核外有几个电子？
解析：(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.
(2)镭核所带电荷量
Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C＝1.408×10－17 C.
(3)呈中性的镭原子，核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.
答案：(1)88　138　(2)1.408×10－17 C　(3)88
[B组　素养提升]
9．(多选)下列描述中正确的是(　　)
A．卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释α粒子散射实验事实
B．放射性元素发射β射线时所释放的电子来源于原子的核外电子
C．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，再向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率
D．分别用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大
解析：卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释α粒子散射实验事实，A正确；放射性元素发射β射线时所释放的电子来源于中子转化为质子后产生的电子，B错误；氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，再向低能级跃迁时放出光子的频率有多种，C错误；分别用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，X射线的频率大，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大，D正确．
答案：AD
10.如图所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)，调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线照射．下面判断正确的是(　　)
A．射到b点的一定是α射线
B．射到b点的一定是β射线
C．射到b点的可能是α射线也可能是β射线
D．射到b点的一定是γ射线
解析：γ射线不带电，在电场或磁场中它都不受场的作用，只能射到a点，因此D选项错误；调整E和B的大小，既可以使带正电的α射线沿直线前进，也可使带负电的β射线沿直线前进．沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡，即Eq＝Bqv.已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，当我们调节使α粒子沿直线前进时，速度大的β粒子向右偏转，有可能射到b点；当我们调节使β粒子沿直线前进时，速度较小的α粒子也将会向右偏，也有可能射到b点，因此C选项正确，而A、B选项错误．
答案：C
11.质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具．它的构造原理如图所示．离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看成为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x.
(1)设离子质量为m、电荷量为q、加速电压为U、磁感应强度大小为B.求x的大小；
(2)氢的三种同位素H、H、H从离子源S出发，到达照相底片的位置距入口处S1的距离之比xH∶xD∶xT为多少？
解析：(1)离子被加速时，由动能定理得qU＝mv2，
进入磁场时洛伦兹力提供向心力qvB＝，
又x＝2r，
由以上三式得x＝ .
(2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由(1)结果知
xH∶xD∶xT＝∶∶＝1∶∶.
答案：(1) 　(2)1∶∶
[C组　学霸冲刺]
12.在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源．从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示．在与射线源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印相纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后两张印相纸显影．
(已知：mα＝4 u，mβ＝ u，vα＝，vβ＝c)
(1)上面的印相纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？
(2)下面的印相纸显出三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比．
(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？
解析：(1)因α粒子贯穿本领弱，穿过下层纸的只有β射线、γ射线，β射线、γ射线在上面的印相纸上留下两个暗斑．
(2)下面印相纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑．设α射线、β射线暗斑到中央γ射线暗斑的距离分别为sα、sβ，则
sα＝aα·()2，
sβ＝aβ·()2，
aα＝，
aβ＝，
由以上四式得＝.
(3)若使α射线不偏转，则应有qαE＝qαvα·Bα，
所以Bα＝，
同理若使β射线不偏转，应加磁场Bβ＝，
故＝＝10∶1.
答案：(1)两个暗斑　β射线、γ射线
(2)5∶184　(3)10∶1