四川省通江县永安中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：3.1原子核的组成与核力 课时作业（含解析）
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| 名称 | 四川省通江县永安中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-5：3.1原子核的组成与核力 课时作业（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 140.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-12 13:13:46 | ||
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文档简介
3.1原子核的组成与核力
1．下列说法正确的是
A．某些放射性元素的原子可作为“示踪原子”使用
B．放射性元素的比结合能一定很小，所以容易发生衰变
C．放射性元素发生衰变时所放出的射线在磁场中一定都能发生偏转
D．放射性元素发生化合反应后仍具有放射性，但半衰期将会改变
2．下列说法正确的是（ ）
A．光电效应说明光具有波动性
B．原子核结合能越大，原子核越稳定
C．原子核衰变时电荷数和质量数都守恒
D．根据玻尔原子理论，氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径连续地减小
3．下列关于原子核的说法，正确的是
A．原子核发生衰变时放出氦核，说明原子核内有氦核
B．原子核由质子和中子组成，其核子数越多，则结合能越大
C．原子核的半衰期可以通过加压或者升温等方法进行改变
D．裂变反应堆中，发生的不是链式反应
4．下列关于原子和原子核的说法正确的有
A．核力存在于原子核内任意两个核子之间
B．某元素的原子核衰变后会变成另一种新的元素
C．天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构
D．卢瑟福通过α粒子散射实验发现了原子核是由质子和中子组成的
5．一个镭的原子核中有
A．226个核子
B．226个质子
C．138个质子
D．88个中子
6．关于原子核的变化、核能及核力，下列说法正确的是
A．核力是一种弱相互作用，只能发生在原子核内相邻核子之间
B．某原子经过一次α衰变和两次衰变后，核内质子数不变
C．放射性原子核X发生衰变，生成物的结合能一定小于X的结合能
D．是太阳内部发生的核反应之一
7．目前核电站都是利用重核裂变发电的，其中一个裂变反应是：．然而在地球上消耗的能量，绝大部分来自太阳内部核聚变时释放的能量，太阳的总输出功率为400亿亿瓦（4×1026W），其中一个核聚变反应是：．若已知的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，的质量为m4，则下列说法中正确的是（ ）
A．核电站中为了控制核裂变反应速度，可以在铀棒之间插进一些镉棒
B．裂变反应和聚变反应都是与温度无关，常温下就可以发生
C．核裂变反应中的U的比结合能大于Ba和Kr的比结合能
D．题中核聚变反应释放的核能为
8．下列说法中正确的是
A．放射性元素的半衰期不随外界温度的变化而变化
B．结合能越大,原子核越稳定
C．核反应方程应遵循质子数和质量数守恒
D．γ射线是原子核外电子跃迁产生的
9．下列说法中正确的是
A．质子和中子的质量相等
B．维系原子核稳定的力是核力，核力可能是吸引力，也可能是排斥力
C．原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数定大于质子数
D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的
10．图中四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是
A．甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量
B．乙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
C．丙图中，原来有1000个氡222，经过一个半衰期的时间，一定还剩下500个
D．丁图中，链式反应属于重核的裂变
11．下列说法中正确的是_________
A．光电效应和电子的衍射现象说明粒子具有波动性
B．α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径
C．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小
D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越不牢靠，原子核越不稳定
12．关于天然放射现象，下列叙述正确的是_________
A、若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少
B、当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生衰变
C、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强
D、铀核()衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变
E、铀核()衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能
13．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）镭核所带电荷量为多少？
（3）若镭原子呈中性，它核外有几个电子？
（4）是镭的一种同位素，让和以相同速度垂直射入磁应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？
参考答案
1．A
【解析】
A.
某些放射性同位素因不改变其化学性质、半衰期短等优点被广泛作为示踪原子使用，选项A正确；
B.
放射性元素发生衰变后放出能量，则生成物的比结合能比原来原子核的比结合能大，但只是放射性元素的比结合能比生成物的比结合能小，并不是放射性元素的比结合能都一定很小，选项B错误.
C.
放射性元素发生衰变时所放出的射线在磁场中不一定都能发生偏转，例如γ射线，选项C错误；
D.
放射性元素发生化合反应后仍具有放射性，半衰期不变，选项D错误；
2．C
【解析】
A.光电效应说明光具有粒子性。故A错误；
B.比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。故B错误；
C.原子核衰变过程中质量数与电荷都是守恒的。故C正确；
D.根据波尔理论可知，电子绕原子核运动的轨道是不连续的，即轨道的量子化。则氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径不是连续地减小，故D错误。
3．B
【解析】
A．原子核发生衰变时放出氦核，只能说明原子核中包含与构成氦核的成分，但是不能说明原子核内有氦核，选项A错误；
B．原子核由质子和中子组成，这些粒子结合在一起时会产生质量亏损，亏损的质量转化成核子的结合能，核子数越多，结合能越大，选项B正确；
C．原子核的半衰期不受外界条件影响，任何外界条件都无法改变原子核的半衰期，选项C错误；
D．无论是原子弹还是裂变反应堆中，发生的都是链式反应，区别在于原子弹中的链式反应速度快，频率高，反应堆中的链式反应速度慢，频率低，选项D错误；
4．B
【解析】
核力存在于原子核内相邻的两个核子之间，选项A错误；某元素的原子核衰变后，原子核内质子数发生变化，变成另一种新的元素，选项B正确；天然放射现象的发现使人类认识到原子核具有复杂的结构，选项C错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构理论，选项D错误.
5．A
【解析】
根据题意可知，镭原子核中含有质子88个，核子数226个，而核子数等于质子数加中子数，所以中子数为138个，A正确BCD错误。
6．B
【解析】
A、核力是一种强相互作用，是一种短距作用，只能发生在原子核内相邻核子之间，故选项A错误；
B、某原子核经过一次衰变和两次衰变后，电荷数不变，质量数少4，可知核内质子数不变，故选项B?正确；
C、放射性原子核发生衰变，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来的结合能，故选项C错误；
D、太阳内部发生的核反应是聚变反应，而是裂变反应，故选项D错误；
7．AD
【解析】
核电站中为了控制核裂变反应速度，可以在铀棒之间插进一些镉棒。故A正确；聚变反应需要在高温高压下才能进行。故B错误；由于核裂变的过程中释放能量，可知核裂变反应中的U的比结合能小于Ba和Kr的比结合能。故C错误；根据爱因斯坦质能方程可知，在题中核聚变反应释放的核能为△E＝△m?c2＝（m1+m2﹣m3﹣m4）c2．故D正确。
8．AC
【解析】
放射性元素的半衰期不随外界温度的变化而变化，选项A正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项B错误；核反应方程应遵循质子数和质量数守恒，选项C正确；γ射线是原子核跃迁产生的，选项D错误.
9．BD
【解析】
质子和中子的质量数相等，但是质量不等，选项A错误；维系原子核稳定的力是核力，核力可能是吸引力，也可能是排斥力，选项B正确；根据原子核内部质量数与质子数及中子数的关系可知，质子数和中子数的关系只与元素的种类有关，即中子数不一定大于质子数，故C错误。β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，选项D正确.
10．AD
【解析】
甲图中，原子核D和E聚变成原子核F有质量亏损要放出能量，选项A正确；乙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，确定了原子的核式结构理论，选项B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核不适用，选项C错误；丁图中，链式反应属于重核的裂变，选项D正确；故选AD.
11．B
【解析】
光电效应说明了光的粒子性，电子的衍射现象说明粒子具有波动性，选项A错误；α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径．故B正确．根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，轨道半径减小，库仑力增大，电子的加速度增大。故C错误。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，选项D错误；故选B.
12．CDE
【解析】
半衰期是由核内部因素决定与外部因素无关，故A错误；β衰变是由于原子核内中子转化为为一个质子同时释放一个电子，故B错误；α射线的电离能力最强，γ射线的穿透能力最强，故C正确；设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x-y+82=92，4x+206=238，解得x=8，y=6，故衰变过程中共有8次α衰变和6次β衰变，故D正确；结合能越大越稳定，衰变后的产物相当于衰变前要稳定，所以铀核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能，故E正确。所以CDE正确，AB错误。
13．（1）138
（2）1.41×10﹣17C
（3）88
（4）113:114
【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与质子数之差，即N=A﹣Z=226﹣88=138．
（2）镭核所带电荷量Q=Ze=88×1.6×10﹣19C=1.41×10﹣17C
．
（3）核外电子数等于核电荷数，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Bqv=m
解得
，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故
【点睛】
此题关键是知道原子中质子数和中子数以及质量数存在的关系：中子数+质子数=质量数，质子数=原子序数=核外电子数．
1．下列说法正确的是
A．某些放射性元素的原子可作为“示踪原子”使用
B．放射性元素的比结合能一定很小，所以容易发生衰变
C．放射性元素发生衰变时所放出的射线在磁场中一定都能发生偏转
D．放射性元素发生化合反应后仍具有放射性，但半衰期将会改变
2．下列说法正确的是（ ）
A．光电效应说明光具有波动性
B．原子核结合能越大，原子核越稳定
C．原子核衰变时电荷数和质量数都守恒
D．根据玻尔原子理论，氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径连续地减小
3．下列关于原子核的说法，正确的是
A．原子核发生衰变时放出氦核，说明原子核内有氦核
B．原子核由质子和中子组成，其核子数越多，则结合能越大
C．原子核的半衰期可以通过加压或者升温等方法进行改变
D．裂变反应堆中，发生的不是链式反应
4．下列关于原子和原子核的说法正确的有
A．核力存在于原子核内任意两个核子之间
B．某元素的原子核衰变后会变成另一种新的元素
C．天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构
D．卢瑟福通过α粒子散射实验发现了原子核是由质子和中子组成的
5．一个镭的原子核中有
A．226个核子
B．226个质子
C．138个质子
D．88个中子
6．关于原子核的变化、核能及核力，下列说法正确的是
A．核力是一种弱相互作用，只能发生在原子核内相邻核子之间
B．某原子经过一次α衰变和两次衰变后，核内质子数不变
C．放射性原子核X发生衰变，生成物的结合能一定小于X的结合能
D．是太阳内部发生的核反应之一
7．目前核电站都是利用重核裂变发电的，其中一个裂变反应是：．然而在地球上消耗的能量，绝大部分来自太阳内部核聚变时释放的能量，太阳的总输出功率为400亿亿瓦（4×1026W），其中一个核聚变反应是：．若已知的质量为m1，的质量为m2，的质量为m3，的质量为m4，则下列说法中正确的是（ ）
A．核电站中为了控制核裂变反应速度，可以在铀棒之间插进一些镉棒
B．裂变反应和聚变反应都是与温度无关，常温下就可以发生
C．核裂变反应中的U的比结合能大于Ba和Kr的比结合能
D．题中核聚变反应释放的核能为
8．下列说法中正确的是
A．放射性元素的半衰期不随外界温度的变化而变化
B．结合能越大,原子核越稳定
C．核反应方程应遵循质子数和质量数守恒
D．γ射线是原子核外电子跃迁产生的
9．下列说法中正确的是
A．质子和中子的质量相等
B．维系原子核稳定的力是核力，核力可能是吸引力，也可能是排斥力
C．原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数定大于质子数
D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的
10．图中四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是
A．甲图中，原子核D和E聚变成原子核F要放出能量
B．乙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
C．丙图中，原来有1000个氡222，经过一个半衰期的时间，一定还剩下500个
D．丁图中，链式反应属于重核的裂变
11．下列说法中正确的是_________
A．光电效应和电子的衍射现象说明粒子具有波动性
B．α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径
C．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小
D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越不牢靠，原子核越不稳定
12．关于天然放射现象，下列叙述正确的是_________
A、若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少
B、当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生衰变
C、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强
D、铀核()衰变为铅核（）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变
E、铀核()衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能
13．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）镭核所带电荷量为多少？
（3）若镭原子呈中性，它核外有几个电子？
（4）是镭的一种同位素，让和以相同速度垂直射入磁应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？
参考答案
1．A
【解析】
A.
某些放射性同位素因不改变其化学性质、半衰期短等优点被广泛作为示踪原子使用，选项A正确；
B.
放射性元素发生衰变后放出能量，则生成物的比结合能比原来原子核的比结合能大，但只是放射性元素的比结合能比生成物的比结合能小，并不是放射性元素的比结合能都一定很小，选项B错误.
C.
放射性元素发生衰变时所放出的射线在磁场中不一定都能发生偏转，例如γ射线，选项C错误；
D.
放射性元素发生化合反应后仍具有放射性，半衰期不变，选项D错误；
2．C
【解析】
A.光电效应说明光具有粒子性。故A错误；
B.比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。故B错误；
C.原子核衰变过程中质量数与电荷都是守恒的。故C正确；
D.根据波尔理论可知，电子绕原子核运动的轨道是不连续的，即轨道的量子化。则氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径不是连续地减小，故D错误。
3．B
【解析】
A．原子核发生衰变时放出氦核，只能说明原子核中包含与构成氦核的成分，但是不能说明原子核内有氦核，选项A错误；
B．原子核由质子和中子组成，这些粒子结合在一起时会产生质量亏损，亏损的质量转化成核子的结合能，核子数越多，结合能越大，选项B正确；
C．原子核的半衰期不受外界条件影响，任何外界条件都无法改变原子核的半衰期，选项C错误；
D．无论是原子弹还是裂变反应堆中，发生的都是链式反应，区别在于原子弹中的链式反应速度快，频率高，反应堆中的链式反应速度慢，频率低，选项D错误；
4．B
【解析】
核力存在于原子核内相邻的两个核子之间，选项A错误；某元素的原子核衰变后，原子核内质子数发生变化，变成另一种新的元素，选项B正确；天然放射现象的发现使人类认识到原子核具有复杂的结构，选项C错误；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构理论，选项D错误.
5．A
【解析】
根据题意可知，镭原子核中含有质子88个，核子数226个，而核子数等于质子数加中子数，所以中子数为138个，A正确BCD错误。
6．B
【解析】
A、核力是一种强相互作用，是一种短距作用，只能发生在原子核内相邻核子之间，故选项A错误；
B、某原子核经过一次衰变和两次衰变后，电荷数不变，质量数少4，可知核内质子数不变，故选项B?正确；
C、放射性原子核发生衰变，要释放能量，衰变产物的结合能之和一定大于原来的结合能，故选项C错误；
D、太阳内部发生的核反应是聚变反应，而是裂变反应，故选项D错误；
7．AD
【解析】
核电站中为了控制核裂变反应速度，可以在铀棒之间插进一些镉棒。故A正确；聚变反应需要在高温高压下才能进行。故B错误；由于核裂变的过程中释放能量，可知核裂变反应中的U的比结合能小于Ba和Kr的比结合能。故C错误；根据爱因斯坦质能方程可知，在题中核聚变反应释放的核能为△E＝△m?c2＝（m1+m2﹣m3﹣m4）c2．故D正确。
8．AC
【解析】
放射性元素的半衰期不随外界温度的变化而变化，选项A正确；比结合能越大，原子核越稳定，选项B错误；核反应方程应遵循质子数和质量数守恒，选项C正确；γ射线是原子核跃迁产生的，选项D错误.
9．BD
【解析】
质子和中子的质量数相等，但是质量不等，选项A错误；维系原子核稳定的力是核力，核力可能是吸引力，也可能是排斥力，选项B正确；根据原子核内部质量数与质子数及中子数的关系可知，质子数和中子数的关系只与元素的种类有关，即中子数不一定大于质子数，故C错误。β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，选项D正确.
10．AD
【解析】
甲图中，原子核D和E聚变成原子核F有质量亏损要放出能量，选项A正确；乙图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，确定了原子的核式结构理论，选项B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核不适用，选项C错误；丁图中，链式反应属于重核的裂变，选项D正确；故选AD.
11．B
【解析】
光电效应说明了光的粒子性，电子的衍射现象说明粒子具有波动性，选项A错误；α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径．故B正确．根据玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后能量减小，轨道半径减小，库仑力增大，电子的加速度增大。故C错误。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，选项D错误；故选B.
12．CDE
【解析】
半衰期是由核内部因素决定与外部因素无关，故A错误；β衰变是由于原子核内中子转化为为一个质子同时释放一个电子，故B错误；α射线的电离能力最强，γ射线的穿透能力最强，故C正确；设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x-y+82=92，4x+206=238，解得x=8，y=6，故衰变过程中共有8次α衰变和6次β衰变，故D正确；结合能越大越稳定，衰变后的产物相当于衰变前要稳定，所以铀核衰变成α粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能，故E正确。所以CDE正确，AB错误。
13．（1）138
（2）1.41×10﹣17C
（3）88
（4）113:114
【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与质子数之差，即N=A﹣Z=226﹣88=138．
（2）镭核所带电荷量Q=Ze=88×1.6×10﹣19C=1.41×10﹣17C
．
（3）核外电子数等于核电荷数，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Bqv=m
解得
，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故
【点睛】
此题关键是知道原子中质子数和中子数以及质量数存在的关系：中子数+质子数=质量数，质子数=原子序数=核外电子数．