山东省怀仁县巨子高中2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：3.1原子核结构 学业测评（含解析）

3.1原子核结构
1．关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　）
A．玛丽居里发现了天然放射现象
B．天然放射现象说明原子是可以分割的
C．原子序数大于或等于83的元素都具有放射性
D．温度越高，放射性元素的放射性就越强
2．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
3．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（ ）
A．天然放射现象说明原子内部是有结构的
B．经典电磁理论无法解释原子的稳定性
C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象
D．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了能量量子化
4．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
5．下列说法正确的是（ ）
A．β射线是聚变反应过程中由原子核外电子电离产生的
B．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量
C．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构
D．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子运行的轨道半径是量子化的
6．历史上第一个发现电子的科学家是（　　）
A．贝可勒尔 B．道尔顿 C．伦琴 D．汤姆孙
7．下列说法正确的是（　　）
A．“光电效应”现象表明光具有波动性
B．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒
C．天然放射现象表明原子可以再分
D．卢瑟福根据“粒子散射”实验建立原子结构“枣糕模型”
8．关于α粒子散射实验下列说法正确的是( )
A．在实验中观察到少数α粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，绝大多数α粒子发生了较大角度偏转
B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正点的核和核外电子，当α粒子接近核时是核对其库仑斥力使α粒子发生明显偏转；当α粒子接近电子时是电子对其库仑引力使α粒子发生明显偏转
C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占原子体积的极小部分
D．实验表明原子中心的核带有原子全部的正电及全部质量
9．下列说法正确的是（　　）
A．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核具有复杂的结构
B．在一根长为0.2m的直导线中通入2A的电流将导线放在匀强磁场中，受到的安培力为0.2N，则匀强磁场的磁感应强度的大小可能是0.8T
C．伽利略利用理想斜面实验得出物体不受外力作用时总保持静止或匀速直线运动的状态，开创了物理史实验加合理外推的先河
D．比值定义法是物理学中定义物理量的一种常用方法，电流强度I的定义式是
10．下列说法正确的是
A．惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性一定大
B．查德威克用α粒子轰击N获得反冲核O，发现了中子
C．法拉第总结出了电磁感应定律
D．感应电流遵从楞次定律所描述的方向，这个结论符合能量守恒定律
11．的含有的质子数是________个，含有的中子数是________，含有的电子数是________个.
12．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）呈中性的镭原子，核外有几个电子？
13．某实验室工作人员，用初速度为（为真空中的光速）的粒子轰击静止在匀强磁场中的，产生了质子。若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核的运动方向与粒子的初速度方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为，已知质子质量为。
（1）写出核反应方程。
（2）求出质子的速度（结果保留两位有效数字）。
参考答案
1．C
【解析】
A．贝可勒尔发现天然放射现象，故A错误；
B．天然放射现象说明原子核内部是有结构的，并不是原子可以再分的，故B错误；
C．原子序数大于或等于83的元素，都具有放射性，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性，故C正确；
D．放射性元素的放射性由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，故D错误；
故选C。
2．D
【解析】
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。
3．BD
【解析】
A．发生天然放射现象，射线是从原子核里面射出来的，说明原子核内部是有结构的，故A错误；
B．经典电磁理论认为电子绕核转动要向外辐射能量，无法解释原子的稳定性，符合客观事实，故B正确；
C．玻尔建立了量子理论，成功解释了氢原子或类氢原子发光现象，但很难解释其他原子光谱，故C错误。
D．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了能量量子化概念，从而解释了能量量子与黑体辐射频率的关系，故D正确。
故选BD。
4．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.
5．C
【解析】
A． β射线是核衰变过程中由原子核释放出来的。故A错误；
B． 汤姆孙在研究阴极射线时发现电子，美国物理学家密立根精确地测出电子的电荷量，故B错误；
C． 天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故C正确；
D． 玻尔的原子核式结构模型认为核外电子运行的轨道半径是量子化的，故D错误。
故选：C。
6．D
【解析】
贝可勒尔发现了天然放射现象；英国科学家道尔顿十九世纪初提出近代原子学说，建立近代原子模型；伦琴发现了伦琴射线；汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，提出了原子内部结构；故D正确，ABC错误。
故选D。
7．B
【解析】
A．“光电效应”现象表明光具有粒子性，双缝干涉、单缝衍射说明光具有波动性，所以A错误；
B．汤姆逊发现电子，使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒，所以B正确；
C．天然放射现象表明原子核具有复杂的内部结构，原子核可以再分，所以C错误；
D．卢瑟福根据“粒子散射”实验推翻了原子结构“枣糕模型”，提出了原子的“核式结构模型”，所以D错误。
故选B。
8．C
【解析】A项：在实验中观察到大多数α粒子穿过金箔后，基本仍沿原来的方向前进，极少多数α粒子发生了较大角度偏转，故A错误；
B项：造成α粒子散射角度大的原因，是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷，受到的斥力比较大，故B错误；
C项：从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，故C正确；
D项：实验表明原子中心的核带有原子的全部正电，但不是全部质量，故D错误。
9．B
【解析】
A．天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构，故A错误；
B．长为0.2m的直导线中通入2A的电流，将导线放在匀强磁场中,受到的安培力为0.2N，故有
因为
故可得，即大小可能是0.8T，故B正确；
C．物体不受外力作用时总保持静止或匀速直线运动的状态，是牛顿在伽利略、笛卡尔的研究基础上得到的牛顿第一定律，故C错误；
D．比值定义法是物理学中定义物理量的一种常用方法，电流强度I的定义式是
故D错误。
故选B。
10．D
【解析】
A、惯性是物体的固有属性，质量是惯性大小的量度，与速度大小无关，故选项A错误；
B、卢瑟福用α粒子轰击获得反冲核，发现了质子，故选项B错误；
C、 1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，但他没有总结出了电磁感应定律，故选项C错误；
D、感应电流遵从楞次定律所描述的方向，由于在电磁感应现象中，安培力是阻力，外界通过克服安培力做功，将机械能转化为电能，故楞次定律所描述的感应电流方向，这个结论符合能量守恒定律，故选项D正确；
故选选项D。
11．
【解析】
[1][2][3]1个中的质子数为92个，核外电子数为92，中子数为146，故中的质子数、电子数为
中子数为
12．（1）质子数88，中子数138（2）1.41×10﹣17C（3）88
【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=88×1.6×10-19C=1.41×10-17C.
（3）核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.
13．（1）；（2）
【解析】
（1）核反应方程为
（2）粒子、新核的质量分别为4m、26m，质子的速率为v，因为是对心正碰，由动量守恒定律
解得质子的速度
。