山东省宁阳第四中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：3.1原子核结构 课时练（含解析）

3.1原子核结构
1．关于原子和原子核的组成，说法正确的是（　　）
A．汤姆孙通过对阴极射线一系列研究，发现了原子核内部放出的β射线
B．玻尔将量子观念引入原子领域，建立了氢原子量子化模型
C．卢瑟福分析α粒子散射实验数据，发现了原子核内部的质子
D．贝克勒尔研究了铀的天然放射性，建立了原子核式结构模型
2．据最新报道，放射性同位素钬在医疗领域有重要应用，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
3．以下说法正确的是（ ）
A．为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为234
B．为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4
C．同一元素的两种同位素具有相同的质量数
D．同一元素的两种同位素具有不同的中子数
4．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对的原子来说(　　)
A．x＝90，y＝90，z＝234
B．x＝90，y＝90，z＝144
C．x＝144，y＝144，z＝90
D．x＝234，y＝234，z＝324
5．关于天然放射现象，下列说法中正确的是（ ）
A．粒子带正电，所以射线一定是从原子核中射出的
B．粒子带负电，所以射线有可能是核外电子
C．粒子是光子，所以射线有可能是由原子发光产生的
D．射线、射线、射线都是从原子核内部释放出来的
6．卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：，下列说法正确的是（ ）
A．卢瑟福通过该实验提出了原子的核式结构模型
B．实验中是用粒子轰击氮核的
C．卢瑟福通过该实验发现了质子
D．原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒
7．对原子核的组成，下列说法正确的是（ ）
A．核力可使一些中子组成原子核
B．核力可使非常多的质子组成原子核
C．自然界中存在只有质子的原子核
D．质量较大的原子核内一定有中子
8．近几年来，我国北京、上海、山东等地引进了十多台刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器。令人感叹的是，用刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时完成手术，无需住院，因而刀被誉为“神刀”。刀治疗脑肿瘤主要是利用（ ）
A．射线对正常细胞无伤害作用
B．射线的穿透能力很强
C．射线具有很高的能量
D．射线能很容易绕过阻碍物到达脑肿瘤位置
9．下列说法正确的是（ ）
A．与互为同位素
B．与互为同位素
C．与中子数相同
D．核内有92个质子，235个中子
10．下列有关和的说法中，正确的是（ ）
A．它们有相同的质子数 B．它们有相同的中子数
C．它们有相同的化学性质 D．它们有相同的物理性质
11．核子数等于_______________与_______________之和。即_______________.
12．1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是． 经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的．
①求m、n的值；
②一个静止的氡核（）放出一个α粒子后变成钋核（）．已知钋核的速率v=1×106m/s，求α粒子的速率．
13．静止的锂核（）俘获一个速度为10.7×l06m/s的中子，发生核反应后若只产生两个新的粒子．其中一个粒子为氦核（），它的速度大小为8×l06m/s，方向与反应前中子的速度方向相同．则：
（1）写出核反应方程：
（2）求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向：
（3）通过计算说明此反应过程中是否产生了质童亏损：
参考答案
1．B
【解析】
汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，阴极射线的电子来自原子核外的电子，而不是原子核内部；故A错误；玻尔将量子观念引入原子领域，建立了氢原子量子化模型，故B正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，提出原子具有核式结构，并没有证实了在原子核内存在质子。故C错误；贝克勒尔通过对天然放射性的研究，揭示了原子核有复杂的结构，而原子核式结构式卢瑟福提出的，故D错误；
2．A
【解析】
根据原子核内各量的关系可知核外电子数=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。
A. 32，选项A符合题意；
B. 67，选项B不符合题意；
C. 99，选项C不符合题意；
D. 166，选项D不符合题意；
3．D
【解析】
A.A项让核的质量数为234，质子数为90，所以A错；
B.B项铍核的质子数为4，中子数为5，所以B错；
CD.由于同位素质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而C错，D对。
4．B
【解析】
原子中，左上角数值为质量数，为234，左下角数值为质子数，为90，原子中质子数=核外电子数，即x=y=90；根据质量数=质子数+中子数，可知中子数为234-90=144，即z=144，故B正确，ACD错误。
5．AD
【解析】
A.α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出，A符合题意；
B.β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，B不符合题意；
C.γ射线伴随α衰变和β衰变的产生而产生，C不符合题意；
D.三种射线都是从原子核内部释放出来的，D项符合题意；
6．BCD
【解析】
A.原子的核式结构模型是卢瑟福在α粒子的散射实验的基础上提出的，选项A不符合题意。
BC.1919年卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验，用人工的方法使原子核发生变化从而发现了质子，选项BC符合题意；
D.原子核在人工转变过程中，电荷数一定守恒，选项D符合题意。
7．CD
【解析】
AB.由于原子核带正电，不存在只有中子的原子核，但核力也不能把非常多的质子聚集在一起组成原子核，原因是核力是短程力，质子之间还存在“长程力”——库仑力，A、B错误；
C.自然界中存在只有一个质子的原子核，如，C正确；
D.较大质量的原子核内只有存在一些中子，才能削弱库仑力，维系原子核的稳定，故D正确．
8．BC
【解析】
ABC.γ射线是波长很短、频率很高的电磁波，具有很高的能量和很强的穿透能力，所以它能穿透皮肉和骨骼到达肿瘤位置并杀死肿瘤细胞，但其对正常的细胞不是没有伤害作用，A错误，B、C选项正确，;
D.γ射线波长很短，衍射能力也很差，所以D选项错误。
9．BC
【解析】
A.A选项中，X核与Y核的质子数不同，不能互为同位素,故A错误；
B.B选项中核与核质子数都为m，而质量数不同，则中子数不同，所以互为同位素，故B正确；
C.C选项中核内中子数为n－m，核内中子数为，所以中子数相同, 故C正确；
D.内有143个中子，而不是235个中子,故D错误。
10．AC
【解析】
AB. 和是同位素，在元素周期表上具有相同的位置，有相同的质子数，不同的中子数，故A正确，B错误；
CD. 和是同位素，具有相同的化学性质。同位素的中子数不同，物理性质有差异，选项C正确，D错误。
11．质子数 中子数
【解析】
[1][2][3]核子数等于质子数与中子数之和，即
12．①m是4，n是5 ②
【解析】试题分析：核反应过程质量数与核电荷数守恒，根据质量数与核电荷数守恒求出m、n的值；核反应过程系统动量守恒，应用动量守恒定律求出粒子速度．
①核反应过程质量数与核电荷数守恒，由题意可得4m=222﹣206，86=82+2m﹣n，解得m=4，n=4；
②核反应过程系统动量守恒，以α粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得；
13．（1）
（2）方向与反应前中子速度方向相反
（3）质量亏损
【解析】
根据质量数守恒和电荷数守恒，书写核反应方程；Li俘获中子发生核反应的过程，动量守恒，根据动量守恒定律求解未知粒子X的速度大小和方向；表示出反应前后得总动能进行比较解答；
解：(1)
(2)用m1、m2和m3分别表示中子()、氦核()和氚核（ )的质量，用v1、v2和v3分别表示中子、氦核和氚核的速度，由动量守恒定律得，则有，代入数值，得，即反应后生成的氚核的速度大小为8.1×106m/s，方向与反应前中子的速度方向相反；
(3)反应前的总动能
反应后的总动能
经计算知
故可知反应中发生了质量亏损．