2019高中物理第十九章原子核课时作业（十三）（含解析）新人教版 6页

课时作业(十三)1．最早提出原子核是由质子和中子组成的科学家是(　　)A．贝可勒尔　　　　　　B．居里夫人C．卢瑟福D．查德威克【解析】　由于卢瑟福通过α粒子轰击氮原子核发现了质子，并从其他原子核中都打出了质子，卢瑟福认为质子是原子核的组成部分，并依据质子数与质量数不相等的情况预言了中子的存在，提出了原子核是由质子和中子组成的理论，故C正确．【答案】　C2．(2014·杭州高二检测)关于γ射线，下列说法不正确的是(　　)A．它是处于激发状态的原子核放射的B．它是原子内层电子受到激发时产生的C．它是一种不带电的光子流D．它是波长极短的电磁波【解析】　γ射线是激发状态的原子核发出的波长极短的电磁波，是一种光子，故B错误．【答案】　B3．据报道，月球上有大量的He存在，以下关于He的说法正确的是(　　)A．是He的同分异构体B．比He多一个中子C．是He的同位素D．比He少一个质子【解析】　元素符号的左下角表示的是质子数，左上角表示的是核子数，中子数等于质量数(核子数)减质子数．质子数相同而中子数不同的原子核互称同位素.He是He的同位素，比He少一个中子，故C正确．【答案】　C4．原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，下列说法正确的是(　　)A．原子核中有质子、中子，还有α粒子B．原子核中有质子、中子、还有β粒子C．原子核中有质子、中子、还有γ粒子D．原子核中只有质子和中子【解析】　在放射性元素的原子核中，2个质子和2个中子结合得较紧密，有时作为一n个整体放出，这就是α粒子的来源，不能据此认为α粒子是原子核的组成部分．原子核里是没有电子的，但中子可以转化成质子，并向核外释放一个电子，这就是β粒子．原子核发出射线后处于高能级，再回到低能级时多余的能量以γ光子的形式辐射出来，形成γ射线，故原子核里也没有γ粒子，故D正确．【答案】　D5．(多选)(2014·课标全国卷Ⅱ)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是(　　)A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子【解析】　密立根通过油滴实验，验证了物体所带的电荷量都是某一值的整数倍，测出了基本电荷的数值，选项A正确．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，明确了原子核具有复杂结构，选项B错误．居里夫妇通过对含铀物质的研究发现了钋(Po)和镭(Ra)，选项C正确．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子的核式结构，选项D错误．【答案】　AC6．在贝可勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入地研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同．如图为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是(　　)图1915A．γ、β、α　　B．β、γ、α　　C．α、β、γ　　D．γ、α、β【解析】　α射线穿透能力最弱，不能穿透黑纸，故①为α射线；γ射线穿透能力最强，能穿透厚铝板和铅板，故③为γ射线；β射线穿透能力较强，能穿透黑纸，但不能穿透厚铝板和铅板，故②是β射线．故C正确．【答案】　C图1916n7．(多选)如图1916所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有(　　)A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B．α射线和β射线的轨迹是抛物线C．α射线和β射线的轨迹是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b【解析】　由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动(如果一个打在b，则另一个必然打在b点下方)．故A、C正确，B、D错误．【答案】　AC图19178．如图1917所示是利用放射线自动控制铝板厚度的装置．假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm厚的铝板，那么是三种射线中的________射线对控制厚度起主要作用．当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调节得________________________________________________________________________些．【解析】　因β射线能穿过几毫米厚的铝板，故β射线对厚度起主要作用．通过铝板的粒子数超标是指通过铝板的粒子个数太多，铝板的厚度偏薄，应加大铝板的厚度，即将M、N两轧辊间距离调大一些．【答案】　β　大图19189．(多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核的轨道半径之比为44∶1，如图1918所示，则(　　)nA．α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反B．原来放射性元素的核电荷数为90C．反冲核的核电荷数为88D．α粒子和反冲核的速度之比大1∶88【解析】　由于微粒之间相互作用的过程中动量守恒，初始总动量为零，则最终总动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反，A正确；由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动，由qvB＝得R＝，若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子：R1＝对反冲核：R2＝由p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90，B、C正确；它们的速度大小与质量成反比，故D错误．【答案】　ABC图191910．(多选)质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，如图1919所示为某种质谱仪的原理图，现利用这种质谱仪对氢元素进行测量．氢元素的三种同位素从容器A的下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场，加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上，形成a，b，c三条光谱线．关于三种同位素进入磁场时速度大小的排列顺序和三条光谱的排列顺序，下列判断正确的是(　　)A．进入磁场时速度从大到小的排列顺序是氚、氘、氕B．进入磁场时速度从大到小的排列顺序是氕、氘、氚C．a，b，c三条光谱线依次排列的顺序是氕、氘、氚D．a，b，c三条光谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕【解析】　加速过程中由动能定理得qU＝mv2，则有v＝，三种同位素电荷量q相同，速度的大小取决于质量的倒数，所以速度从大到小的排列顺序是氕、氘、氚，A错误，B正确；进入磁场后粒子做匀速圆周运动，由qvB＝m，并把v代入，得r＝，n由于它们的电荷量均相同，那么氚核的偏转半径最大，所以a，b，c三条光谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕，故C错误，D正确．【答案】　BD图1911011．茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线，对宇航员构成了很大的威胁．现有一束射线(含有α、β、γ三种射线)(1)在不影响β和γ射线的情况下，如何用最简单的办法除去α射线？(2)余下的这束β和γ射线经过如图19110所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出β和γ射线进入磁场区域后轨迹的示意图．(画在图上)(3)用磁场可以区分β和γ射线，但不能把α射线从γ射线束中分离出来，为什么？(已知α粒子的质量约是β粒子质量的8000倍，α射线速度约为光速的十分之一，β射线速度约为光速)．【解析】　(1)由于α射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去α射线．(2)如图所示．(3)由r＝和题设条件可知：α射线粒子的圆周运动半径很大，比β射线粒子大得多，在磁场中偏转量很小，几乎不偏转，故与γ射线无法分离．【答案】　(1)用一张纸放在射线前即可除去α射线(2)见解析　(3)α粒子的圆周运动半径很大，几乎在磁场中不偏转，故与γ射线无法分离．12．若让氢的三种同位素先以相同的速度进入相同的匀强磁场做匀速圆周运动，再以相同的动量进入相同的匀强磁场做匀速圆周运动，其受到的向心力和轨道半径大小顺序如何？【解析】　当同位素以相同速度进入相同的匀强磁场，由洛伦兹力提供向心力得qvB＝，则R＝，B、q一定，当v相同时R∝m，则R氚>R氘>R氕，当动量相同时，则R氕＝R氘＝R氚．n由Fn＝qvB知速度相同时向心力大小相同，即Fn氕＝Fn氘＝Fn氚，又因为Fn＝qvB＝，q、p、B一定，Fn∝，故Fn氕>Fn氘>Fn氚．【答案】　以相同速度进入磁场时，Fn氕＝Fn氘＝Fn氚，R氕＜R氘＜R氚以相同动量进入磁场时，Fn氕>Fn氘>Fn氚，R氕＝R氘＝R氚