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19．1 原子核的组成
原子核的组成
一、选择题(2、5、8、10为多选题，其余为单选题)
1．以下实验能说明原子核内有复杂结构的是( )
A．光电效应实验 B．原子发光产生明线光谱
C．α粒子散射实验 D．天然放射现象
解析 光电效应实验是光子说的实验依据；原子发光产生明线光谱说明原子只能处于一系列不连续的能量状态中；α粒子散射实验说明原子具有核式结构；天然放射现象中放射出的粒子是从原子核中放出的，说明原子核内有复杂结构．
答案 D
2．下列哪些现象能说明射线来自原子核( )
A．三种射线的能量都很高
B．放射线的强度不受温度，外界压强等物理条件的影响
C．元素的放射性与所处的化学状态(单质、化合态)无关
D．α射线、β射线都是带电的粒子流
解析 能说明放射线来自原子核的证据是，元素的放射性与其所处的化学状态和物理状态无关，B、C两项正确．
答案 BC
3．(2019·抚州模拟)下列说法中正确的是( )
A．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的
B．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说上引进了量子理论
C．γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很弱
D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构
解析 天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故A项错误；玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说基础上引进了量子理论，故B项正确；γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强，故C项错误；卢瑟福在用α粒子轰击金箔的实验中发现了质子，提出原子核式结构学说，故D项错误，故选B项．
答案 B
4．(2019·浦东新区二模)如图为天然放射性元素放出的α、β、γ三种射线贯穿物体情况的示意图，其中( )
A．①是α射线 B．②是γ射线
C．③是β射线 D．③是α射线
解析 α射线射线的穿透能力最弱，一张纸即可把它挡住，但是其电离能力最强，γ射线的穿透能力最强，但是其电离能力最弱．故①是α射线，②是β射线，③是γ射线，故A项正确，B、C、D三项错误，故选A项．
答案 A
5．用γ刀治疗肿瘤，不用麻醉，时间短，因而γ刀被誉为“神刀”．那么γ刀治疗肿瘤是利用( )
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射线具有很强的能量
D．γ射线很容易绕过阻碍物到达目的地
解析 γ刀利用γ射线能量高、贯穿本领强的特点而工作，故B、D两项错误，A、C两项正确，故选A、C两项．
答案 AC
6．据最新报道，放射性同位素钬 67166Ho，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，故选A项．
答案 A
7．如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )
A．①表示γ射线，③表示α射线
B．②表示β射线，③表示α射线
C．④表示α射线，⑤表示γ射线
D．⑤表示β射线，⑥表示α射线
解析 α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，在如题图所示的电场中，α射线向右偏，β射线向左偏，γ射线不偏转；在如题中图所示的磁场中，α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不偏转，C项正确．
答案 C
8．一个原子核为 83210Bi，关于这个原子核，下列说法中正确的是( )
A．核外有83个电子，核内有127个质子
B．核外有83个电子，核内有83个质子
C．核内有83个质子，127个中子
D．核内有210个核子
解析 根据原子核的表示方法得质子数为83，质量数为210，故中子数为210－83＝127个，而质子和中子统称核子，故核子数为210个，因此C、D两项正确；由于不知道原子的电性，就不能判断核外电子数，故A、B两项错误．
答案 CD
9．(2012·上海)在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示．该装置中探测器接收到的是( )
A．X射线 B．α射线
C．β射线 D．γ射线
解析 首先，放射源放出的是α射线、β射线、γ射线，无X射线，A项错误；另外α射线穿透本领最弱，一张纸就能挡住，而β射线穿透本领较强能穿透几毫米厚的铝板，γ射线穿透本领最强可以穿透几厘米厚的铅板，而要穿过轧制钢板只能是γ射线，因此D项正确．
答案 D
10．工业部门经常使用射线来测量物体的厚度．例如轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制，关于控制装置厚度控制装置和控制原理，下列说法中正确的是( )
A．探测器探测到的放射线可以是α射线、β射线、γ射线中的任何一种
B．轧出的钢板越厚，透过的射线越强
C．轧出的钢板越薄，透过的射线越强
D．探测器得到的射线变弱时，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙
解析 根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能量最强，穿透能力最弱，为了能够准确测量钢板的厚度，探测射线应该用γ射线，故A项错误；随着轧出的钢板越厚，透过的射线越弱，而轧出的钢板越薄，透过的射线越强，故B项错误，C项正确；当探测器得到的射线变弱时，则说明两轮之间的距离较大，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙，故D项正确，故选C、D两项．
答案 CD
11．如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MN是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应属于下表中的( )
选项 磁场方向 到达O点的射线 到达P点的射线
A 竖直向上 β α
B 竖直向下 α β
C 垂直纸面向里 γ β
D 垂直纸面向外 γ α
解析 R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里．
答案 C
二、非选择题
12．一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．
解析 三种射线α、β、γ中，穿透力最弱的是α射线，所以α射线被铝箔挡住，穿过铝箔的是β射线和γ射线，γ射线在电场中不偏转，故a是γ射线；β射线在电场中受力偏转，故b为β射线．
答案 γ β
13．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．
(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？
(已知：mα＝4 u，mβ＝ u，vα＝，vβ＝c)．
解析 (1)因α粒子贯穿本领弱，穿过下层纸的只有β射线和γ射线，β射线和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＝.
由以上四式解得＝.
答案 (1)两个暗斑 β射线和γ射线 (2)
14．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)若镭原子呈中性，它核外有几个电子？
(4) 88238Ra是镭的一种同位素，让 88226Ra和 88228Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？
解析 原子序数与核内质子数、核的电荷数、原子的核外电子数都是相等的．原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得：
(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＝1.41×10－17 C.
(3)核外电子数等于核的电荷数，故核外电子数为88.
(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有
qvB＝m，r＝，
两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故
＝＝.
答案 (1)88 138 (2)1.41×10－17 C (3)88 (4)
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