2020版高中物理 2020版高中物理 19.1 原子核的组成分层达标训练 新人教版选修3-5 7页

2020 版高中物理 19.1 原子核的组成分层达标训练 新人教版选修 3-5 【课堂训练】 1.天然放射现象的发现揭示了( ) A.原子不可再分 B.原子的核式结构 C.原子核还可再分 D.原子核由质子和中子组成 2.关于α、β、γ三种射线，下列说法正确的是( ) A.α射线是原子核发射出的氦核，它的穿透能力最强 B.β射线是电子流，它具有中等的穿透能力 C.γ射线一般伴随着α射线或β射线产生，它的穿透能力最强 D.γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱 3.关于α、β、γ射线，下列说法正确的是( ) A.α、β、γ三种射线是波长不同的电磁波 B.按电量由大到小排列的顺序是α、γ、β C.按电离能力由强到弱排列的顺序是α、β、γ D.按穿透能力由强到弱排列的顺序是α、β、γ 4.图中 P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场 的作用下分成 a、b、c三束，以下判断正确的是( ) A.a 为α射线、b为β射线 B.a 为β射线、b为γ射线 C.b 为γ射线、c为β射线 D.b 为α射线、c为γ射线 5.2020 年 3 月 11 日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。在泄 漏的污染物中含有 131 54 I和 137 56 Cs 两种放射性元素，它们产生对人体有危害的辐射。131 54 I 和 137 56 Cs 原子核中的质子数分别是______和______，中子数分别是______和______。 【课后巩固】 1.下列说法正确的是( ) A.对原子光谱的研究开辟了深入探索原子核的道路 B.若使放射性物质的温度升高，其放射性发生改变 C.α、β、γ三种射线，强度较大时对生物都有危害 D.玻尔原子理论成功地解释了天然放射性 2.(2020·浙江高考)关于天然放射现象，下列说法正确的是( ) A.α射线是由氦原子核衰变产生 B.β射线是由原子核外电子电离产生 C.γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生 D.通过化学反应不能改变物质的放射性 3.图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，人们根据射线的特性设计了在不 损坏工件的情况下利用射线的穿透性，来检查金属内部伤痕的情况，如图乙所示。 图乙中检查所利用的射线是( ) A.α射线 B.β射线 C.γ射线 D.三种射线都可以 4.下列说法正确的是( ) A.β射线粒子和电子是两种不同的粒子 B.γ射线的波长比 X射线的波长长 C.α粒子不同于氦原子核 D.γ射线的贯穿本领比α粒子强 5.(2020·济宁高二检测)天然放射物质的放射线包含三种成分，下面的说法中错误 的是( ) A.一层厚的黑纸可以挡住α射线，不能挡住β射线和γ射线 B.某原子核在放出γ粒子后会变成另一种元素的原子核 C.三种射线中对气体电离作用最强的是α射线 D.β 粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子 6.(2020·天水高二检测)下列说法正确的是( ) A.α射线和γ射线都是电磁波 B.β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流 C.用升温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核的放射性 D.原子核辐射α射线时，新核的总质量总小于原核的质量 7.在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间 的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源。从 射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示。在 与射线源距离为 H高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的 印像纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后 两张印像纸显影，则 (1)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？ (2)下面的印像纸显出三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比。 (3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β 射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？ (已知：mα=4u,mβ= 1 u 1 840 ，vα= c 10 ，vβ=c) 8.已知镭的原子序数是 88，原子核的质量数是 226。试问： (1)镭核中有多少个质子？多少个中子？ (2)镭核所带的电荷量是多少？ (3)电中性的镭原子，核外有多少个电子？ (4) 228 88 Ra 是镭的一种同位素，让 226 88 Ra 核和 228 88 Ra 核以相同的速度垂直射入磁感应强 度为 B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？ 答案解析 【课堂训练】 1.【解析】选 C。1896 年，法国物理学家贝可勒尔首先发现了天然放射现象，首次 揭示了原子核的可分性，即原子核不是单一粒子，原子核也具有复杂结构，选项 C 正确，A错误；天然放射现象本身并不能确定原子核的构造，故选项 B、D错误。故 正确答案为 C。 2.【解析】选 B、C。根据三种射线的性质可知：α射线是高速氦核流，β射线是高 速电子流，γ射线是光子流，在三种射线中,α射线的电离作用最强，穿透能力最弱， γ射线的电离作用最弱，穿透能力最强，β射线的电离作用和穿透能力居中，故 B、 C对，A、D错。 3.【解析】选 C。根据三种射线的性质可知：α射线是高速氦核流，β射线是高速 电子流，γ射线是光子流，故 A、B错；在三种射线中,α射线的电离作用最强，穿 透作用最弱，γ射线的电离能力最弱，穿透能力最强，β射线的电离能力和穿透能 力居中，故 C对，D错。 4.【解析】选 B。根据题图可知匀强电场的场强方向水平向右，α射线是高速氦核 流,带正电，所受电场力与电场强度方向相同，向右偏,β是高速电子流,带负电,所 受电场力的方向与电场强度方向相反，向左偏，γ射线是光子流,不带电，在电场中 不偏转，故 B对，A、C、D错。 5.【解题指南】解答本题应抓住以下两点： (1)明确原子核符号各部分代表的意义。 (2)熟悉质量数和质子数、中子数的关系。 【解析】因为原子核的符号 A Z X表示，X：元素符号；A：原子核的质量数；Z：核电 荷数也就是质子数，所以 131 54 I和 137 56 Cs 原子核中的质子数分别是 54 和 56，而原子核的 质量数等于质子数与中子数之和，因而中子数分别是 77 和 81。 答案：54 56 77 81 【课后巩固】 1.【解析】选 C。天然放射性的研究开辟了深入探索原子核的道路，A选项错；天然 放射性的射线来自原子核内部，与温度、压强无关，B 选项错；射线包括电磁波， 强度很大时都对生物有较大的危害，所以要严格控制放射性物质的射线对环境和生 物的危害，C 选项正确；玻尔原子理论对人们认识原子的结构提出了正确的认识方 法，但对放射性没有较好地解释，所以 D选项错。 2.【解析】选 D。α射线是在α衰变中产生的，本质是氦核，A错误； β射线是在 β衰变中产生的，本质是高速电子束，B错误； γ射线是发生α衰变和β衰变时原 子核发生能级跃迁而产生的电磁波，C 错误；物质的放射性由原子核内部自身的因 素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关,D 正确。 3.【解析】选 C。γ射线的穿透能力很强，它能穿透薄金属板和较厚的水泥墙。所 以图乙是利用γ射线检查金属内部伤痕的情况，C 选项正确。 4.【解析】选 D。α射线粒子是氦原子核，β射线粒子是电子，γ射线是电磁波； 因此 A 、C都不对。在这三种射线中，γ射线贯穿本领最强，其次是β射线，α射 线贯穿本领最弱，因此 D正确。在电磁波谱中，按波长由长到短的顺序依次是无线 电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。因此 B错。 5.【解析】选 B。根据射线的特性可知 A、C选项的说法正确；天然放射性的射线来 自原子核内部，所以 D选项的说法正确；因为γ粒子是电磁波，是原子核内部伴随 着核反应的能量的辐射， 所以辐射γ粒子不会改变原子核的质子数和中子数，所以 不会变成另一种元素的原子核,选项 B的说法不正确。 6.【解析】选 C、D。γ射线是电磁波，α射线是氦核，质量数是 4，电荷数是 2， 原子核辐射α射线时，新核的总质量总小于原核的质量，D选项正确，A选项错；射 线来自原子核的内部，升温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核的放 射性，C选项正确，B选项错。 7.【解析】(1)因α粒子贯穿本领弱，穿过下层纸的只有β射线、γ射线，β射线、 γ射线在上面的印像纸上留下两个暗斑。 (2)下面印像纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑。设α射线、β 射线暗斑到中央γ射线暗斑的距离分别为 sα、sβ则 sα= 1 2 aα·( H v ) 2 ，sβ= 1 2 aβ·( H v ) 2 ， aα= q E m    ,aβ= q E m    。由以上四式得 s 5 s 184    。 (3)若使α射线不偏转，qαE=qαvα·Bα，所以 Bα= E v ，同理若使β射线不偏转，应 加磁场 Bβ= E v ，故 vB B v     =10∶1。 答案：(1)两个暗斑 β射线，γ射线 (2)5∶184 (3)10∶1 【总结提升】三种射线的特性认识和判断 α、β、γ三种射线是人们认识原子核和原子核衰变的主要形式和射线，我们认识 这三种射线对于认识原子核有非常重要和积极的作用。 (1)要明确三种射线的本质，知道各种射线是什么物质。 (2)清楚三种射线在电场或磁场中的受力情况和运动特性，并能据其判断射线的带电 性质或判断射线种类。 (3)认识三种射线的穿透能力和电离特性，根据这种特性了解其应用或判断其种类。 8.【解析】(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数 Z 为 88，中子数 N 等于 原子核的质量数 A与质子数 Z之差，N=A-Z=226-88=138 (2)镭核所带的电荷量 Q=Ze=88×1.6×10-19 C=1.41×10-17 C (3)原子呈电中性时，核外的电子数等于核电荷数，故镭的核外电子数为 88 (4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，故有 2v mvqvB m r r Bq  ， ，因为两种同位素原子核具有相同的核电荷数，即所带的电荷量 相同，但质量不同，故 226 228 r 226 113 r 228 114   答案：(1)88 138 (2)1.41×10-17C (3)88 (4)113∶114