高中物理人教版选修3-5 同步测试题 第十九章 第1节 原子核的组成Word版含解析

1．(天然放射现象)(多选)下列说法正确的是(　　)
A．贝可勒尔最早发现天然放射现象
B．只有原子序数大于或等于83的元素才能自发地发出射线
C．γ射线是一种电磁波，可见光也是电磁波，所以能看到γ射线
D．具有相同质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素
答案　AD
解析　原子序数小于83的元素有一些也具有放射性，B错误；γ射线不可见，C错误。
2．(天然放射现象的意义)发现天然放射现象的意义在于使人类认识到(　　)
A．原子具有一定的结构
B．原子核具有复杂的结构
C．原子核中含有质子
D．原子核中含有质子和中子
答案　B
解析　天然放射现象中，原子核发生变化，生成新核，同时有电子或α粒子产生，因此说明原子核可以再分，具有复杂的结构。而原子核中含有质子与中子，不符合本题意。只有选项B正确。
3.(三种射线)如图所示，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。已知放射源放出的射线有α、β、γ三种。下列判断正确的是(　　)
A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线
B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线
C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线
D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线
答案　B
解析　γ射线不带电，故乙是γ射线；α射线带正电，由左手定则可判断丙是α射线；同理判断甲是β射线。故B项正确。
4．(三种射线)在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会放射出α、β、γ射线，这些射线会导致某些疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法中不符合实际情况的是(　　)
A．α射线的电离本领最强，穿透能力最弱
B．γ射线的穿透能力最强，电离本领最弱
C．金属铀有放射性，二氧化铀没有放射性
D．β射线是高速运动的电子流，穿透能力较强，电离本领较弱
答案　C
解析　三种射线中的α射线电离性强，穿透能力最差；γ穿透能力最强，电离本领最弱。故A、B正确；放射性与元素的化学状态无关。故C错误；β射线穿透力较强，电离本领较弱。故D正确。
5．(原子核的组成)(多选)元素X的原子核可用符号X表示，其中a、b为正整数，下列说法正确的是(　　)
A．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的中子数
B．a等于此原子核中的中子数，b等于此原子核中的质子数
C．a等于此元素的原子处于中性状态时的核外电子数，b等于此原子核中的质子数加中子数
D．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的核子数
答案　CD
解析　X中的a等于此原子核中的质子数，也等于此元素的原子处于中性状态时的核外电子数，b等于此原子核中的质子数加中子数，也等于此原子核中的核子数，故C、D正确，A、B错误。
6．(三种射线)(多选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下图中正确表示射线偏转情况的是(　　)
答案　AD
解析　已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向，可知A、B、C、D四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需进一步判断，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径r＝，代入数据，得α粒子与β粒子的轨道半径之比为＝··≈××＝。由此可见，A正确，B错误。带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为x，沿电场线方向位移为y，则有x＝v0t，y＝·t2，消去t可得y＝。对某一确定的x值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为＝··≈××≈，由此可见，C错误，D正确。
7．(三种射线)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的研究，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
答案　C
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，A、B、D错误。
B组：等级性水平训练
8．(三种射线)日本东部海域9.0级大地震曾引发了福岛核电站泄漏事故。以下关于核辐射的说法中正确的是(　　)
A．降温可以减小核辐射泄漏强度
B．β射线本质上是一种高频电磁波
C．α、β、γ三种射线中穿透本领最强的是α射线
D．α、β、γ三种射线中运动速度最快的是γ射线
答案　D
解析　放射性强度与温度无关，故A错误；β射线带负电，是电子流，而γ射线是高频电磁波，不带电，故B错误；α、β、γ三种射线中穿透本领最强的是γ射线，故C错误；α、β、γ三种射线中运动速度最快的是γ射线，故D正确。
9．(三种射线)如图所示，天然放射性元素放出α、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现α射线和γ射线都沿直线前进，则β射线会(　　)
A．向右偏 B．向左偏
C．直线前进 D．无法判定
答案　A
解析　γ射线在电场、磁场中不受力，所以沿直线前进，α射线在电场、磁场中受到一对平衡力而沿直线运动，即向右的电场力和向左的洛伦兹力大小相等、方向相反。Bqv＝Eq，所以v＝。而β射线中电子速度远大于α粒子速度，所以向左的电场力远小于向右的洛伦兹力，β粒子向右偏，A正确。
10．(综合)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。氦的该种同位素应表示为(　　)
A.He B.He C.He D.He
答案　B
解析　氦的同位素质子数一定为2，质量数为3，故可写作He，B正确，A、C、D错误。
11.(综合)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、涂药面朝下的印像纸(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像纸显影。
(1)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？
(2)下面的印像纸显出三个暗斑，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？
答案　(1)两个暗斑　β射线，γ射线　(2)5∶184　(3)10∶1
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射线在上面的印像纸上留下两个暗斑。
(2)下面印像纸从左向右依次是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，qαE＝qαvα·Bα，所以Bα＝，同理若使β射线不偏转，应加磁场Bβ＝，故＝＝10∶1。
12．(综合)茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线，对宇航员构成了很大的威胁。现有一束射线(含有α、β、γ三种射线)：
(1)在不影响β和γ射线的情况下，如何用最简单的办法除去α射线？
(2)余下的这束β和γ射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出β和γ射线进入磁场区域后轨迹的示意图。(画在图上)
(3)用磁场可以区分β和γ射线，但不能把α射线从γ射线束中分离出来，为什么？(已知α粒子的质量约是β粒子质量的8000倍，α射线速度约为光速的十分之一，β射线速度约为光速)
答案　(1)用一张纸放在射线前即可除去α射线
(2)见解析
(3)α射线的圆周运动的半径很大，几乎不偏转。故与γ射线无法分离。
解析　(1)由于α射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去α射线。
(2)如图所示。
(3)α粒子和电子在磁场中偏转，据R＝，对α射线
R1＝，对β射线R2＝，故＝＝400。α射线穿过此磁场时，轨道半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离。