2019-2020学年鲁科版选修3-5 3.1原子核结构 同步练习（解析版)

3.1原子核结构
同步练习（解析版)
1．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
2．下列叙述中符合物理学史实的有（　　）
A．托马斯?杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有波动性
B．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并通过实验证实了电磁波的存在
C．查德威克通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构学说
D．贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出原子核是由质子和中子组成的
3．以下事实可作为“原子核可再分”的依据是
A．天然放射现象 B．粒子散射实验
C．电子的发现 D．氢原子发光
4．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
5．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
6．下列有关原子核式结构理论不正确的是(? )
A．原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子
B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中
C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里
D．带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转
7．关于物理学史，以下说法不正确的是
A．笛卡儿指出:如果没有其他原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向
B．英国物理学家汤姆孙发现电子，并指出:阴极射线是高速运动的电子流
C．爱因斯坦提出能量子假说，成功解释了光电效应规律
D．贝可勒尔发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构
8．在同位素氢、氘，氚的核内具有相同的（ ）
A．核子数 B．电子数 C．中子数 D．质子数
9．关于天然放射现象，下列叙述中正确的是(　　)
A．具有天然放射性的原子核由于不稳定而自发地进行衰变
B．放射线是从原子核内释放出的看不见的射线
C．放射线中有带负电的粒子，表明原子核内有负电荷
D．放射线中带正电的粒子由卢瑟福首先确定是氦原子核
10．下列关于物质结构的叙述中正确的是
A．天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的
B．质子的发现表明了原子核都是由质子组成的
C．电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的
D．α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础
11．用速度大小为v的中子轰击静止的锂核(Li)，发生核反应后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向与中子的初速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看做m，光速为c.
(1)写出核反应方程.
(2)求氚核与α粒子的速度大小.
(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损.
12．一个静止的氮核（）俘获一个中子生成复核A，中子的入射速度为2.3(107m/s，此后A又衰变成两个新核C、B，设B、C的速度方向与中子的速度方向相同，B的质量数为11，速度为1.0(106m/s，B、C在同一匀强磁场中做匀速圆周运动的半径比为rB:rC(11:30，此过程无光子产生。求：
（1）C核的速度大小。
（2）写出核反应方程式。
13． Li核是不稳定的，它会分裂成为一个α粒子和X粒子，其中X粒子是_________________，该过程是__________（选填吸收，放出）能量过程.
14．在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测.1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。
（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即中微子+→+可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是_______。（填写选项前的字母）
A．0和0 B．0和1 C．1和0 D．1和1
（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（γ），即+→2γ正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是________。
（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。λn_____λe（填“＞”“＜”或“＝”）
参考答案
1．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。
2．A
【解析】
【详解】
A．托马斯?杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有波动性，故A正确．
B．麦克斯韦依据电磁场理论预言了电磁波的存在，赫兹通过实验给予了证明，故B错误．
C．卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出原子核式结构模型，故C错误．
D．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核具有复杂的结构，没有提出原子核是由质子和中子组成的，故D错误．
故选A．
3．A
【解析】
【详解】
A. 天然放射现象是原子发生衰变之后会放出三种射线，这说明原子核可再分。故A正确。
B. 粒子散射实验说明了原子的核式结构模型。故B错误。
C.电子位于原子核外的，不能说明原子核可再分。故C错误。
D. 氢原子发光说明核外电子的跃迁，不能说明原子核可再分。故D错误。
4．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。
5．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．
6．B
【解析】
【分析】
正确理解卢瑟福的原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．
【详解】
原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子，A正确；原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故B错误，C正确；带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转，D正确．此题选择不正确的选项，故选B.
7．C
【解析】
【详解】
A．笛卡儿指出:如果没有其他原因，运动物体将继续以同一速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向，选项A说法正确，不符合题意；
B．英国物理学家汤姆孙发现电子，并指出:阴极射线是高速运动的电子流，选项B说法正确，不符合题意；
C．爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应规律，普朗克提出了能量子假说，故C符合题意，
D．贝可勒尔发现天然放射现象，说明原子核也有复杂的内部结构，选项D说法正确，不符合题意；
8．D
【解析】在同位素氢、氘，氚的核内具有相同的质子数，但是中子数不同，核子数不同，选项D正确，ABC错误；故选D.
9．ABD
【解析】
【详解】
A．具有天然放射性的原子核由于不稳定而自发地进行衰变，选项A正确；
B．放射线是从原子核内释放出的看不见的射线，选项B正确；
C．由α粒子散射实验知原子核内部没有负电荷，C错误；
D．放射线中带正电的粒子由卢瑟福首先确定是氦原子核，D正确；
故选ABD。
10．ACD
【解析】
【详解】
A.天然放射现象说明原子核内部有复杂的结构。故A正确。
B.质子的发现表明了质子是原子核的组成部分，但不能说明原子核都是由质子组成的。故B错误。
C.汤姆生发现电子，知道原子还可以再分，表明了原子内部是有复杂结构的。故C正确。
D.α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础，故D正确；
11．(1) n＋Li→H＋He(2)v　v　(3)
【解析】
【详解】
(1)由题意可知，核反应方程为： n＋Li→H＋He
(2)设中子的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv＝－3mv1＋4mv2
由题意得：v1∶v2＝7∶8
解得：v1＝v，v2＝v.
(3)氚核和α粒子的动能之和为：Ek＝×3mv12＋×4mv22＝mv2
释放的核能为：ΔE＝Ek－Ekn＝mv2－mv2＝mv2
由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为：Δm＝
12．（1）（2）与
【解析】
【详解】
（1）根据电荷数守恒、质量数守恒得，B、C电荷数之和为7，因为B的质量数为11，则C的质量数为4，所以C为粒子．根据动量守恒得： ，代入数据： 。
（2）根据质量数守恒和电荷数守恒知： ，所以，即：与。
13．质子 放出
【解析】
【详解】
核反应过程遵守质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程可为，所以粒子是质子，核反应过程质量亏损，该过程是放出能量过程；
14．A 要遵循动量守恒 ＜
【解析】
【详解】
（1）根据质量数守恒、电荷数守恒，知中微子的质量数和电荷数为0和0．故A正确，BCD错误。（2）正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，因为要遵循动量守恒。（3）EK＝mv2，P=mv，联立两式得，粒子的动量。物质波的波长，由于中子和电子的动能相等，中子的质量大于电子的质量，所以中子的波长小于电子的波长。