上海市龙柏高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：4.1原子核结构探秘 配套作业（含解析）

4.1原子核结构探秘
1．原子核 表示（）
A．核外有90个电子 B．核内有234个质子
C．核内有144个中子 D．核内有90个核子
2．下列说法错误的是
A．铯137进行衰变时，往往同时释放出射线， 射线具有很强的穿透能力，甚至能穿透几厘米厚的铅板
B．光是电磁波的一种，它和射线本质相同
C．中子被吸收， 会裂变，发生链式反应，产生核能
D．氢原子会辐射光子，形成氢光谱，它只包含有可见光、紫外线，
3．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．氢原子的能级理论是玻尔在卢瑟福核式结构模型的基础上提出来的
C．汤姆孙通过对阴极射线的研究提出了原子核具有复杂的结构
D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子只能处于一系列不连续的能量状态中
4．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为，对式中X、a、b判断正确的是（ ）
A．X代表正电子，a＝17，b＝1
B．X代表电子，a＝17，b＝－1
C．X代表中子，a＝17，b＝1
D．X代表质子，a＝17，b＝1
5．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。下列说法不正确的是（ ）
A．天然放射现象说明原子核内部是有结构的
B．热电子束射到晶体上产生衍射图样说明实物粒子具有波动性
C．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
D．波尔的原子模型假定核外电子的轨道是不连续的
6．如图所示是原子核人工转变实验装置示意图，A是α粒子源，F是铝箔，S是荧光屏，在容器中充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光产生的原因是 (　 　)

A．α粒子射到屏S上产生的
B．粒子源中放出的γ射线射到屏上产生的
C．α粒子轰击铝箔F上打出的某种粒子射到屏上产生的
D．α粒子轰击氮核后产生的某种粒子射到屏上产生的
7．核反应方程式Be+HeC+X中的X表示（ ）
A．质子 B．电子 C．光子 D．中子
8．下列科学家中，最先发现了质子的是
A．贝克勒尔 B．居里夫人
C．查德威克 D．卢瑟福
9．下列说法正确的是
A．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型
B．汤姆孙最先发现天然放射现象，并说明了原子核具有复杂的结构
C．查德威克用粒子轰击氮核发现了质子，这是最早的人工转变
D．根据玻尔原子模型一个氢原子从 n＝3能级向低能级跃迁时，最多能够发出2种不同频率的光
10．关于近代物理，下列说法正确的是(　 　)
A．用光照射金属不能发生光电效应是因为该入射光的频率小于金属的截止频率
B．核聚变反应方程H＋H→He＋n中， n表示质子
C．α射线是高速运动的氦原子
D．由玻尔的原子模型可推知，处于激发态的氢原子，量子数越大，核外电子动能越小
11．卢瑟福用a粒子轰击氮核时发现了质子.完成其核反应方程：
N+He→_________________.
12．物理学中一个基本观点是“世界是由物质组成的”。
（1）1811年，意大利物理学家阿伏加德罗将组成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒命名为____________。1909年，著名科学家在___________进行了粒子散射实验后，提出了原子核式结构模型。
（2）以氢原子为例，下面的四个图中能正确表示氢原子核式结构的是____________。
13．质子数为________，中子数为________．
14．静止的Li核俘获一个速度v1=7.7×104 m/s的中子而发生核反应，生成两个新核.已知生成物中He的速度v2=2.0×104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同.
①写出上述反应方程.
②求另一生成物的速度.
15．已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：
（1）镭核中质子数和中子数分别是多少？
（2）镭核的核电荷数和所带电荷量是多少？
（3）若镭原子呈中性，它核外有多少电子？
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
原子核其中234是质量数，90是电荷数，所以Th内有90个质子，中子数234-90=144个，质子和中子统称为核子，所以核内有234个核子．
A．核外有90个电子，与结论不相符，选项A错误；
B．核内有234个质子 ，与结论不相符，选项D错误；
C．核内有144个中子，与结论相符，选项C正确；
D．核内有90个核子，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
2．D
【解析】A、铯137进行β衰变时释放出γ射线，γ射线具有很强的穿透能力，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故A正确；
B、光和γ射线本质相同，都是电磁波的一种，故B正确；
C、吸收中子后会裂变，发生链式反应，释放核能，故C正确；
D. 氢原子光谱为不连续的明线光谱，自无线电波、微波、红外光、可见光、到紫外光区段都有可能有其谱线，故D错误。
本题选择错误答案，故选：D。
3．B
【解析】天然放射现象的发现，说明了原子核具有复杂结构，选项A错误； 氢原子的能级理论是玻尔在卢瑟福核式结构模型的基础上提出来的，选项B正确； 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，选项C错误； 卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构理论，选项D错误；故选B.
4．A
【解析】根据电荷数守恒，知b=1，则X代表正电子．根据质量数守恒，a=17，A正确．
5．C
【解析】天然放射现象说明原子核内部是有结构的，故A正确；衍射现象是波特有的属性，B正确；质子的发现和散射实验才使人认识到原子具有核式结构的，故C错误；根据波尔理论知，电子的轨道半径是量子化的，半径是一系列不连续的特定值，D正确．
6．D
【解析】充入氮气后，α粒子轰击氮核产生质子，质子穿过银箔，引起荧光屏S的闪烁，故选D．
点睛：此实验是卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子并实现原子核人工转变实验，在近代物理上有着重要意义，要了解这一事件．
7．D
【解析】根据核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒，X的质量数是1，电荷数是0，所以X是中子，ABC错误、D正确。
8．D
【解析】最先发现了质子的是卢瑟福，故选D.
9．AD
【解析】卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子核式结构模型，选项A正确； 汤姆孙最先发现电子，说明了原子具有复杂的结构，选项B错误； 卢瑟福用粒子轰击氮核发现了质子，这是最早的人工转变，选项C错误； 根据玻尔原子模型一个氢原子从 n＝3能级向低能级跃迁时，最多能够发出种不同频率的光，选项D正确；故选AD.
10．ABD
【解析】光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，低于截止频率的光不能使它发生光电效应，A正确；核聚变反应方程中，表示中子，故B正确；射线是高速运动的氦原子核，C错误；由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，轨道半径越大，根据知，电子的动能越小，D正确．
11．O+H
【解析】
【分析】
【详解】
由核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为N+He→O+H．
12．分子 卢瑟福 丙
【解析】
【详解】
（1）[1]．1811年，意大利物理学家阿伏加德罗将组成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒命名为分子。
[2]．1909年，著名科学家在卢瑟福进行了粒子散射实验后，提出了原子核式结构模型。
（2）[3]．氢原子是由位于中心的原子核和绕原子核高速运动的外围电子构成，且原子核相比原子的体积很小，故丙正确。
13．82 127
【解析】
【分析】
【详解】
的质量数为209，核电荷为82，质子数等于核电荷数，故质子数为82，中子数为（209-82）=127个
14．（1）（2）1×103 m/s　运动方向与氦核相反
【解析】
【分析】
根据质量数守恒和电荷数守恒，书写核反应方程；
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另一个粒子的速度大小；
【详解】
①根据质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为：；
②设中子、氦核、新核的质量分虽为m1，m2，m3，它们的速度分别为v1，v2，v3
根据动量守恒有：，则：，负号说明新核运动方向与氦核相反．
【点睛】
微观粒子的碰撞与宏观物体的碰撞相似，也遵守动量守恒，书写核反应方程是基本功，要熟练掌握．
15．（1）88；138（2）88；1.41×10-17C（3）88
【解析】
【分析】
【详解】
（1）镭核中质子数等于电荷数为88；中子数为226-88=138；
（2）镭核的核电荷数为88，镭核所带的电荷量Q=Ze=1.41×10-17C．
（3）若镭原子呈中性，它核外有88个电子.
【点睛】
根据电荷数守恒和质量数守恒分析质子数和质量数的变化．中子数+质子数=质量数，质子数=原子序数=核外电子数．