3.1原子核的组成 核力 达标作业（解析版)

3.1原子核的组成核力
达标作业（解析版)
1．下列说法正确的是：（ ）
A．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而建立了核式结构模型
B．贝克勒尔通过对天然放射现象的硏究，发现了原子中存在原子核
C．原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定小于质子数
D．大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中必有一种与入射光频率相同
2．卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明（　　）
A．原子内存在电子
B．原子核还可再分
C．原子具有核式结构
D．原子核由质子和中子组成
3．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成，u夸克带电量为，d夸克带电量为，e为基本电荷，下列论断可能正确的是（ ）
A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个权u克和1个d夸克组成
D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成
4．关于原子核中质子和中子的说法，正确的
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，中子数比质子数多
C．原子核都是非常稳定的
D．两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力
5．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是( )
A．核力、万有引力、库仑力
B．万有引力、库仑力、核力
C．库仑力、核力、万有引力
D．核力、库仑力、万有引力
6．了解科学家发现物理规律的过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要，以下符合物理发展史实的是
A．汤姆孙通过对天然放射性现象的研究发现了电子
B．玻尔进行了粒子散射实验并提出了著名的原子核式模型
C．约里奥·居里夫妇用粒子轰击金属铍并发现了中子
D．卢瑟福用粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在
7．一个原子核内的质子数、中子数、核子数分别为　　
A．91?个???91?个???234?个
B．143?个??91?个???234?个
C．91?个???143?个???234?个
D．234?个??91?个??143?个
8．关于核力，下列说法正确的是( ).
A．核力就是核子间的静电斥力
B．核力既可能是引力，又可能是斥力
C．核力对核子做正功，原子核要释放能量
D．原子核内的某一核子与其他核子间都有核力的作用
9．铝的原子核中有（ ）
A．13个质子，27个中子 B．13个质子，14个中子
C．27个质子，13个中子 D．14个质子，13个中子
10．关于核力，下列说法中正确的是
A．核力是一种特殊的万有引力
B．原子核内只有质子和质子间有核力作用，而中子和中子之间、质子和中子之间则没有核力作用
C．核力是原子核稳定存在的原因
D．核力是一种短程力
11．中科院等离子物理研究所设计并制造的世界上首个“人造太阳”实验装置大部件已安装完毕．若在此装置中发生核反应的方程是， 已知、核的比结合能分别为EH=1.11MeV、EHe=7.07MeV， 试求此核反应过程中释放的核能．
12．的质量为3.016050u，质子的质量为1.007277u，中子的质量为1.008665u.1u相当于931.5MeV.则：(计算结果保留两位有效数字)
(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收能量，还是放出能量？吸收或放出的能量又为多少？
(2)氚核的结合能和比结合能各为多少?
13．核的平均结合能为7.1MeV，核的平均结合能为1.61MeV，两个氘()核结合成一个氦核释放的结合能△E=________．
14．人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。
（1）___________________________________________________
（2）___________________________________________________
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A、汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，卢瑟福建立了核式结构模型，故选项A错误；
B、贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，粒子散射实验说明原子中存在原子核，故选项B错误；
C、原子核由质子和中子构成，但原子核内质子数与中子数不一定相等，中子数不一定小于质子数，故选项C错误；
D、氢原子处于基态，被一束单色光照射，先吸收能量，向高能级跃迁，然后又从高能级向低能级跃迁，放出能量，发出多种频率的光子，其中从激发态跃迁到基态发出的光子的频率与入射光频率相同，故选项D正确。
2．C
【解析】
【详解】
粒子散射实验结果表明：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了较大的偏转，并有极少数粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来，该实验的结果说明原子具有核式结构。
A．该实验的结果说明原子具有核式结构，A错误；
B．该实验的结果说明原子具有核式结构，B错误；
C．该实验的结果说明原子具有核式结构，C正确；
D．该实验的结果说明原子具有核式结构，D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
由质子带一个单位正电荷，中子不带电，设质子中u夸克、d夸克个数分别是x、y，x、y取正整数，则
解得
x=2、y=1；
设中子中u夸克d夸克个数分别是m、n，m、n取正整数。
解得
m=1、n=2
即质子由2个u夸克和1个d夸克组成；中子由1个u夸克和2个d夸克组成。A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成，与结论不相符，选项A错误；
B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成，与结论相符，选项B正确；
C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个权u克和1个d夸克组成，与结论不相符，选项C错误；
D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成，与结论不相符，选项D错误；
故选B。
4．B
【解析】
【详解】
ABC．原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是在原子序数大的重原子核中，中子数比质子数多，且原子序数大的和原子序数小的都没有中等质量的原子核稳定，故AC错误，B正确.
D．核力是短程力，作用范围在内，超过此范围，核力急剧减小，会小于库仑力，D错误.
故选B.
5．D
【解析】
核力是强相互作用力，氦原子核内的2个质子是靠核力结合在一起的．可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力．故D选项正确．
6．D
【解析】
【详解】
A、汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，故A错误；
B、卢瑟福通过α?粒子的散射实验，提出了原子核式结构学说，故B错误；
C、居里夫人过对天然放射性的研究，发现了两种放射性新元素镭和钋，查德威克用α粒子轰击金属铍并发现了中子，故C错误；
D、卢瑟福用α粒子轰击氦原子核发现了质子，并预言了中子的存在，原子核是由质子和中子组成的，故D正确；
故选D．
【点睛】
汤姆生发现电子，卢瑟福提出了原子核式结构学说．居里夫人过对天然放射性的研究，发现了两种放射性新元素镭和钋，查德威克用α粒子轰击金属铍并发现了中子，卢瑟福预言了原子核是由质子和中子组成的．
7．C
【解析】
原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．
的原子序数为91，即质子数为91，核子数为234，中子数等于核子数减去质子数，即为234?91=143，故C正确，ABD错误．
故选C．
8．C
【解析】
【详解】
A．核力的本质是核子与核子间相互作用，核子只存在于质子和质子及中子间，不是电磁力也不是分子力，故A错误；
B．核力是强相互作用的一种表现，是短程力，只有相邻核子之间才存在核力作用，核子间的距离大于0.8×10-15?m时核力表现力引力，距离小于0.8×10-15?m时核力表现为斥力，超过1.5×10-15?m时核力急剧下降几乎消失，即核力有时表现为斥力，有时表现为引力，但不是说核力既可能是引力，又可能是斥力，故B错误； C．原子核由质子和中子组成，质子带正电，它们依靠核力紧密地结合在一起，一旦使原子核发生裂变或聚变，释放出惊人的能量，这就是核能，所以当核力对核子做正功，原子核要释放核能，故C正确；
D．核力是短程力，每个核子只跟它邻近的核子间存在核力作用，故D错误；
故选C。
9．B
【解析】
【详解】
铝的电荷数为13，则原子核中有13个质子，因质量数为27，则有14个中子；
A．13个质子，27个中子，与结论不相符，选项A错误；
B．13个质子，14个中子，与结论相符，选项B正确；
C．27个质子，13个中子，与结论不相符，选项C错误；
D．14个质子，13个中子，与结论不相符，选项D错误；
故选B.
10．CD
【解析】
【详解】
AD．核力与万有引力、库仑力的性质不同，核力是短程力，选项A错误，D正确；
BC．核力作用范围在之内，原子核半径的数量级为，所以核力只存在于相邻的核子之间，质子间、中子间、质子和中子间都可以有核力作用，核力是原子核能稳定存在的原因，故B错误，C正确.
故选CD.
11．△E=23.84MeV
【解析】
【详解】
则核反应过程中释放的核能：△E=4EHe?4EH=4×(7.07?1.11)MeV=23.84MeV，
答：此核反应过程中释放的核能23.84MeV.
12．(1)放能， (2) ，
【解析】（1）一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程式是，反应前各核子总质量为mp+2mn=1.007?277?u+2×1.008?665?u=3.024?607?u反应后新核的质量为mH=3.016?050?u质量亏损为△m=3.024?607?u-3.016?050?u=0.008?557?u因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为放出能量的反应．释放的核能为△E=△m×931.5?MeV=0.008?557×931.5?MeV=8.0MeV．（2）氚核的结合能即为此核反应为放出的能量，△E=8.0MeV．它的比结合能为≈2.7?MeV．
13．21.96MeV
【解析】
【详解】
核结合方程为：，
聚变反应前两个的总结合能为E1=1.61×4MeV=6.44MeV；
反应后生成的氦核的结合能为E2=7.1×4MeV=28.4MeV；
所以反应释放的核能△E=E2-E1=（28.4-6.44）MeV=21.96MeV；
【点睛】
核反应向平均结合能增大的方向进行，要释放能量，同时平均质量减少．
14． 卢瑟福提出了原子的核式结构模型（或其他成就） 玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱（或其他成就）
【解析】卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型；玻尔把量子理论引入原子模型，次将量子化观念引入到微观领域，并成功解释了氢光谱；
故答案为：①卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型；②玻尔首次将量子化观念引入到微观领域，成功解释了氢光谱。