上海市甘泉高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：4.1原子核结构探秘 跟踪训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 上海市甘泉高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：4.1原子核结构探秘 跟踪训练（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 224.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-17 19:28:57 | ||
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文档简介
4.1原子核结构探秘
1．许多科学家为物理学的进步做出重大贡献。下列说祛符合事实的是
A．卢型福α粒子散射实验中，α粒子与金原子核多次碰撞导致大角度偏转
B．根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出核能
C．布拉凯特利用云室照片发现，α粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子
D．爱因斯坦的光子说认为，只要增加光照时间，使电子多吸收几个光子，所有电子最终都能跃出金属表面成为光电子
2．原子核Rn所含的核子数、中子数、质量数分别是
A． B．
C． D．
3．关于核反应方程（为释放的核能，X为新生成的粒子），已知的半衰期为1.2min，则下列说法错误的是
A．此反应为β衰变
B．核和核具有相同的质量数
C．衰变过程中总质量减小
D．64g 经过6min还有1g 尚未衰变
4．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是
A．α粒子散射实验
B．电子的发现
C．光电效应现象的发现
D．天然放射性现象的发现
5．下列属于核子的是（ ）
A．电子 B．α射线 C．原子 D．中子
6．下列关于物质结构的叙述中不正确的是（ ）
A．天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的
B．质子的发现表明了原子核都是由质子组成的
C．电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的
D．α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础
7．“中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开神秘面纱．它将带着中国制造的月球车在38万千米之外的月球表面闲庭信步。月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的含量十分丰富， 是发生核聚变的极好原料，将来也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大．关于，下列说法正确的是（ ）
A．的原子核内有三个中子两个质子
B．的原子核内有一个中子两个质子
C．原子的核外有三个电子
D．原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起
8．放射性同位素被广泛应用，下列说法正确的是（ ）
A．放射性同位素的半衰期都比较短，对环境的危害较小
B．放射性同位素能够消除静电是因为其发出的γ射线
C．用放射性同位素参与化学反应可以起到示踪的作用
D．放射性同位素可以作为核燃料进行发电
9．下列说法正确的是 ．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．光电效应表明光具有能量，具有波粒二象性
B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小
C．一束光照射到某金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长
D．α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
E.大量光子易表现出波动性，个别光子易表现出粒子性
10．下列说法中正确的是（ ）
A．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型
B．核力存在于原子核内任意两个核子之间
C．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
D．光电效应现象和康普顿效应说明光具有粒子性
11．现在，科学家们正在设法探寻“反物质”．所谓“反物质”，是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相等的电荷量，但电荷的符号相反．据此，若有反α粒子，它的质量数为_____________，电荷数为_____________．
12．代表_________核，核电荷数_________，质子数_________，电子数_________中子数_________，质量数_________.
13．一质子束入射到静止靶核上，产生如下核反应：，式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为____________，中子数为______________．
14．已知有碳12、碳13、碳14三种同位素原子,问它们核内的质子数、中子数核子数及核外电子数分别是多少？
15．放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖.
（1）宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成很不稳定的 ，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5 730年.试写出此核反应方程.
（2）若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的25%，则此遗骸距今约有多少年？[
参考答案
1．C
【解析】发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子，故A错误；根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放不同频率的光子，辐射能量，选项B错误；布拉凯特利用云室照片发现，α粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子，变成氧核，选项C正确；爱因斯坦的光子说认为，只要增加光的频率才能使电子跃出金属表面；不增大频率，即使增加光照时间，也不能使电子跃出金属表面成为光电子，选项D错误；故选C.
2．B
【解析】原子核Rn所含的核子数是86、质量数是222，中子数为222-86=136；故选B.
3．D
【解析】A、根据电荷数守恒、质量数守恒知,X的电荷数为-1,质量数为0,该反应为衰变,所以A选项是正确的.
B、 核和核具有相同的质量数 ,故B正确
C、在此反应中释放出能量，由爱因斯坦的质能方程知道，此反应过程伴随着质量亏损，则总质量减小，故C正确；
D、6min经过了5个半衰期,则未衰变的质量 ,故D错误.
本题选不正确的是，所以应选D
综上所述本题答案是：D
4．A
【解析】卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，而对阴极射线的研究，发现原子还可以再分，对于光电效应，揭示了光的粒子性，氢原子光谱实验说明了能量量子化的观念，故A正确，B，C，D错误；故选A．
【点睛】本题考查物理学史，掌握α粒子散射实验观察的结果，这是卢瑟福提出原子的核式结构模型的实验基础．
5．D
【解析】
【详解】
质子和中子统称为核子．
ABC：电子、α射线、原子不属于核子，故ABC三项错误．
D：中子属于核子，故D项正确．
6．B
【解析】天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的，选项A正确；质子的发现表明了原子核内有质子，但不是只有质子组成的，选项B错误；电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的，选项C正确；α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选B.
7．B
【解析】的质量数为3，电荷数为2，则原子核内有一个中子两个质子，选项B正确，AC错误；原子核内的核子靠核力紧密结合在一起，选项D错误；故选B.
8．AC
【解析】
A项：人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短的多，对环境的危害较小，故A正确；
B项：利用放射线消除有害静电是利用射线的电离性,使空气分子电离成导体,将静电放出，故B错误；
C项：用放射性同位素参与化学反应，做示踪原子，故C正确；
D项：放射性材料衰变释放出热能，热能通过一系列热电偶被转换成电能，所以放射性材料不能作为核燃料进行发电，故D错误．
9．CDE
【解析】
A、光电效应现象和康普顿效应现象说明光具有粒子性．故A错误．B、根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，电子从高轨道跃迁到低轨道，电子与原子核之间的距离变小，库仑力做正功，氢原子的电势能减小；电子与原子核之间的距离变小，由库仑力提供向心力可得，核外电子的运动速度增大．故B错误.C、一束光照射到某金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光频率太小，即波长太长，故C正确.D、卢瑟福依据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型．故D正确．E、根据光的波粒二象性的特点可知，大量光子易表现出波动性，个别光子易表现出粒子性，故E正确.故选CDE.
【点睛】原子核的结构、波粒二象性、光电效应、能级跃迁等基础知识点，关键要熟悉教材，对于由于知识点，最后采用记忆的方法，比如电子轨道半径增大，原子能量增大，电子动能减小，电势能增大，这样做往往会节约解题的时间．
10．CD
【解析】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，故A错误；
B、核力本质是核子与核子间相互作用，而核子只存在于质子和质子间，中子和中子间，且只在2×10-15m内起作用，故B错误；
C、天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有电子或α粒子产生，因此说明了原子核可以再分，具有复杂的结构，故C正确；
D、光电效应与康普顿效应的物理本质是相同的，都是个别光子与个别电子的相互用，说明光具有粒子性，故D正确；
故选CD。
11．4 -2
【解析】
【详解】
α粒子质量数为4，电荷数为+2,根据反物质的概念可知反α粒子的质量数为4，电荷数为-2.
12．钍 90 90 90 144 234
【解析】
【详解】
为90号元素，代表钍核，核电荷数为90，质子数为90，电子数为90，中子数为144，质量数为234。
13．14 13
【解析】
【详解】
质子的电荷数为1，质量数为1，中子的电荷数为0，质量数为1．根据电荷数守恒、质量数守恒，X的质子数为1+13-0=14，质量数为1+27-1=27．因为质量数等于质子数和中子数之和，则新核的中子数为27-14=13。
14．见解析
【解析】
【详解】
同位素是质子数相同、中子数不同的原子；因为原子不带电,所以质子数等于核外电子数，碳12、碳13、碳14的质子数相同，都是6，所以核外电子数都是6；
核子数为元素的质量数，即碳12、碳13、碳14的质量数分别为12、13、14；
中子数为核子数减去质子数，即碳12、碳13、碳14的中子数分别为6、7、8。
15．(1) ；(2)11460年
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 根据电荷数守恒、质量数守恒得：；
(2) 经过一个半衰期，有半数发生衰变；测得一古生物遗骸中的 含量只有活体中的25%，根据 得：n=2，即经过2个半衰期，所以： t=2×5730=11460年．
1．许多科学家为物理学的进步做出重大贡献。下列说祛符合事实的是
A．卢型福α粒子散射实验中，α粒子与金原子核多次碰撞导致大角度偏转
B．根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放出核能
C．布拉凯特利用云室照片发现，α粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子
D．爱因斯坦的光子说认为，只要增加光照时间，使电子多吸收几个光子，所有电子最终都能跃出金属表面成为光电子
2．原子核Rn所含的核子数、中子数、质量数分别是
A． B．
C． D．
3．关于核反应方程（为释放的核能，X为新生成的粒子），已知的半衰期为1.2min，则下列说法错误的是
A．此反应为β衰变
B．核和核具有相同的质量数
C．衰变过程中总质量减小
D．64g 经过6min还有1g 尚未衰变
4．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是
A．α粒子散射实验
B．电子的发现
C．光电效应现象的发现
D．天然放射性现象的发现
5．下列属于核子的是（ ）
A．电子 B．α射线 C．原子 D．中子
6．下列关于物质结构的叙述中不正确的是（ ）
A．天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的
B．质子的发现表明了原子核都是由质子组成的
C．电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的
D．α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础
7．“中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开神秘面纱．它将带着中国制造的月球车在38万千米之外的月球表面闲庭信步。月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的含量十分丰富， 是发生核聚变的极好原料，将来也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大．关于，下列说法正确的是（ ）
A．的原子核内有三个中子两个质子
B．的原子核内有一个中子两个质子
C．原子的核外有三个电子
D．原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起
8．放射性同位素被广泛应用，下列说法正确的是（ ）
A．放射性同位素的半衰期都比较短，对环境的危害较小
B．放射性同位素能够消除静电是因为其发出的γ射线
C．用放射性同位素参与化学反应可以起到示踪的作用
D．放射性同位素可以作为核燃料进行发电
9．下列说法正确的是 ．（填正确答案标号．选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）
A．光电效应表明光具有能量，具有波粒二象性
B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小
C．一束光照射到某金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长
D．α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
E.大量光子易表现出波动性，个别光子易表现出粒子性
10．下列说法中正确的是（ ）
A．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型
B．核力存在于原子核内任意两个核子之间
C．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
D．光电效应现象和康普顿效应说明光具有粒子性
11．现在，科学家们正在设法探寻“反物质”．所谓“反物质”，是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相等的电荷量，但电荷的符号相反．据此，若有反α粒子，它的质量数为_____________，电荷数为_____________．
12．代表_________核，核电荷数_________，质子数_________，电子数_________中子数_________，质量数_________.
13．一质子束入射到静止靶核上，产生如下核反应：，式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为____________，中子数为______________．
14．已知有碳12、碳13、碳14三种同位素原子,问它们核内的质子数、中子数核子数及核外电子数分别是多少？
15．放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖.
（1）宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成很不稳定的 ，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5 730年.试写出此核反应方程.
（2）若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的25%，则此遗骸距今约有多少年？[
参考答案
1．C
【解析】发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子，故A错误；根据玻尔理论，原子从激发态向基态跃迁时将释放不同频率的光子，辐射能量，选项B错误；布拉凯特利用云室照片发现，α粒子击中氮原子形成复核，复核不稳定，会放出一个质子，变成氧核，选项C正确；爱因斯坦的光子说认为，只要增加光的频率才能使电子跃出金属表面；不增大频率，即使增加光照时间，也不能使电子跃出金属表面成为光电子，选项D错误；故选C.
2．B
【解析】原子核Rn所含的核子数是86、质量数是222，中子数为222-86=136；故选B.
3．D
【解析】A、根据电荷数守恒、质量数守恒知,X的电荷数为-1,质量数为0,该反应为衰变,所以A选项是正确的.
B、 核和核具有相同的质量数 ,故B正确
C、在此反应中释放出能量，由爱因斯坦的质能方程知道，此反应过程伴随着质量亏损，则总质量减小，故C正确；
D、6min经过了5个半衰期,则未衰变的质量 ,故D错误.
本题选不正确的是，所以应选D
综上所述本题答案是：D
4．A
【解析】卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，而对阴极射线的研究，发现原子还可以再分，对于光电效应，揭示了光的粒子性，氢原子光谱实验说明了能量量子化的观念，故A正确，B，C，D错误；故选A．
【点睛】本题考查物理学史，掌握α粒子散射实验观察的结果，这是卢瑟福提出原子的核式结构模型的实验基础．
5．D
【解析】
【详解】
质子和中子统称为核子．
ABC：电子、α射线、原子不属于核子，故ABC三项错误．
D：中子属于核子，故D项正确．
6．B
【解析】天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的，选项A正确；质子的发现表明了原子核内有质子，但不是只有质子组成的，选项B错误；电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的，选项C正确；α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选B.
7．B
【解析】的质量数为3，电荷数为2，则原子核内有一个中子两个质子，选项B正确，AC错误；原子核内的核子靠核力紧密结合在一起，选项D错误；故选B.
8．AC
【解析】
A项：人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短的多，对环境的危害较小，故A正确；
B项：利用放射线消除有害静电是利用射线的电离性,使空气分子电离成导体,将静电放出，故B错误；
C项：用放射性同位素参与化学反应，做示踪原子，故C正确；
D项：放射性材料衰变释放出热能，热能通过一系列热电偶被转换成电能，所以放射性材料不能作为核燃料进行发电，故D错误．
9．CDE
【解析】
A、光电效应现象和康普顿效应现象说明光具有粒子性．故A错误．B、根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，电子从高轨道跃迁到低轨道，电子与原子核之间的距离变小，库仑力做正功，氢原子的电势能减小；电子与原子核之间的距离变小，由库仑力提供向心力可得，核外电子的运动速度增大．故B错误.C、一束光照射到某金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光频率太小，即波长太长，故C正确.D、卢瑟福依据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型．故D正确．E、根据光的波粒二象性的特点可知，大量光子易表现出波动性，个别光子易表现出粒子性，故E正确.故选CDE.
【点睛】原子核的结构、波粒二象性、光电效应、能级跃迁等基础知识点，关键要熟悉教材，对于由于知识点，最后采用记忆的方法，比如电子轨道半径增大，原子能量增大，电子动能减小，电势能增大，这样做往往会节约解题的时间．
10．CD
【解析】A、卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，故A错误；
B、核力本质是核子与核子间相互作用，而核子只存在于质子和质子间，中子和中子间，且只在2×10-15m内起作用，故B错误；
C、天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有电子或α粒子产生，因此说明了原子核可以再分，具有复杂的结构，故C正确；
D、光电效应与康普顿效应的物理本质是相同的，都是个别光子与个别电子的相互用，说明光具有粒子性，故D正确；
故选CD。
11．4 -2
【解析】
【详解】
α粒子质量数为4，电荷数为+2,根据反物质的概念可知反α粒子的质量数为4，电荷数为-2.
12．钍 90 90 90 144 234
【解析】
【详解】
为90号元素，代表钍核，核电荷数为90，质子数为90，电子数为90，中子数为144，质量数为234。
13．14 13
【解析】
【详解】
质子的电荷数为1，质量数为1，中子的电荷数为0，质量数为1．根据电荷数守恒、质量数守恒，X的质子数为1+13-0=14，质量数为1+27-1=27．因为质量数等于质子数和中子数之和，则新核的中子数为27-14=13。
14．见解析
【解析】
【详解】
同位素是质子数相同、中子数不同的原子；因为原子不带电,所以质子数等于核外电子数，碳12、碳13、碳14的质子数相同，都是6，所以核外电子数都是6；
核子数为元素的质量数，即碳12、碳13、碳14的质量数分别为12、13、14；
中子数为核子数减去质子数，即碳12、碳13、碳14的中子数分别为6、7、8。
15．(1) ；(2)11460年
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 根据电荷数守恒、质量数守恒得：；
(2) 经过一个半衰期，有半数发生衰变；测得一古生物遗骸中的 含量只有活体中的25%，根据 得：n=2，即经过2个半衰期，所以： t=2×5730=11460年．
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