2018-2019學(xué)年高中物理 第十九章 原子核 課時(shí)提升作業(yè)十二 19.1 原子核的組成 新人教版選修3-5

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1、課時(shí)提升作業(yè) 十二 原子核的組成 (20分鐘　50分) 一、選擇題(本題共4小題,每小題7分,共28分) 1.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了(　　) A.原子不可再分　　　 B.原子的核式結(jié)構(gòu) C.原子核還可再分 D.原子核由質(zhì)子和中子組成 【解析】選C。本題涉及物理學(xué)史的一些知識。湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子說明原子可再分;盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu);貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,說明了原子核也有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu);天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核還可再分;盧瑟福用α粒子轟擊氮核,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,查德威克用α粒子轟擊鈹核打出了中子,使人們認(rèn)識到原子核是由質(zhì)子和中子組成的。所以正確選項(xiàng)為

2、C。 2.(多選)(2018·吉林高二檢測)下面說法正確的是(　　) A.β射線的粒子和電子是兩種不同的粒子 B.紅外線的波長比X射線的波長長 C.α粒子不同于氦原子核 D.γ射線的穿透本領(lǐng)比α粒子的強(qiáng) 【解析】選B、D。19世紀(jì)末20世紀(jì)初,人們發(fā)現(xiàn)了X、α、β、γ射線,經(jīng)研究知道X、γ射線均為電磁波,只是波長不同?？梢姽狻⒓t外線也是電磁波,由電磁波譜知紅外線的波長比X射線波長要長。另外,β射線是電子流,α粒子是氦核,從α、β、γ三種射線的穿透本領(lǐng)來看,γ射線最強(qiáng),α粒子最弱,故選項(xiàng)B、D對。 3.(多選)(2018·宜州高二檢測)已知Ra是Ra的一種同位素,則下列說法正確的是

3、(　　) A.它們具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的質(zhì)量數(shù) B.它們具有相同的中子數(shù)和不同的原子序數(shù) C.它們具有相同的核電荷數(shù)和不同的中子數(shù) D.它們具有相同的核外電子數(shù)和不同的化學(xué)性質(zhì) 【解析】選A、C。原子核的原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)都是相等的,且原子核內(nèi)的質(zhì)量數(shù)(核子數(shù))等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。由此可知這兩種鐳的同位素核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)均為88,核子數(shù)分別為228和226,中子數(shù)分別為140和138;原子的化學(xué)性質(zhì)由核外電子數(shù)決定,因?yàn)樗鼈兊暮送怆娮訑?shù)相同,所以它們的化學(xué)性質(zhì)也相同。故選A、C。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 同位素是指(　　) A.質(zhì)子數(shù)相同而核子數(shù)不同的原子

4、 B.核子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子 C.核子數(shù)相同而質(zhì)子數(shù)不同的原子 D.中子數(shù)相同而核子數(shù)不同的原子 【解析】選A。原子序數(shù)相同(即核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)相同)而質(zhì)量數(shù)不同(即核子數(shù)不同)的元素互為同位素。 4.(多選)如圖所示,鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì),放射線從其右端小孔中水平向右射出,在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場,則下列說法中正確的有(　　) A.打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是α射線、γ射線和β射線 B.α射線和β射線的軌跡是拋物線 C.α射線和β射線的軌跡是圓弧 D.如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強(qiáng)電場,則屏上的亮斑可能只剩下b 【解析】選A、

5、C。由于γ射線不帶電,故不偏轉(zhuǎn),打在b點(diǎn)。由左手定則可知粒子向右射出后,在勻強(qiáng)磁場中α粒子受的洛倫茲力向上,β粒子受的洛倫茲力向下,軌跡都是圓弧,A、C正確;B錯(cuò)誤,由于α粒子速度約是光速的,而β粒子速度接近光速,所以在同樣的混合場中不可能都做直線運(yùn)動(dòng)(如果一個(gè)打在b,則另一個(gè)必然打在b點(diǎn)下方)。D錯(cuò)誤。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 (多選)(2018·衡陽高二檢測)如圖,P為放在勻強(qiáng)電場中的天然放射源,其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束,以下判斷正確的是(　　) A.a為α射線、b為β射線 B.a為β射線、b為γ射線 C.b為γ射線、c為α射線 D.b為α射線、c為γ射線 【解析】

6、選B、C。由題圖可知電場線方向向右,α射線帶正電所受電場力方向與電場線方向一致,故α射線向右偏轉(zhuǎn),即c為α射線;β射線帶負(fù)電所受電場力方向與電場線方向相反,故β射線向左偏轉(zhuǎn),即a為β射線;γ射線不帶電不發(fā)生偏轉(zhuǎn),即b為γ射線。故選項(xiàng)B、C正確。 【總結(jié)提升】三種射線的偏轉(zhuǎn)特點(diǎn) (1)α射線和β射線在電場和磁場中都會發(fā)生偏轉(zhuǎn),γ射線在電場和磁場中均不發(fā)生偏轉(zhuǎn),沿直線傳播。 (2)α射線和β射線帶電性質(zhì)相反,所以在同一電場或磁場中,α射線和β射線偏轉(zhuǎn)方向相反。 (3)α射線和β射線在電場中的偏轉(zhuǎn)軌跡是拋物線,在磁場中的偏轉(zhuǎn)軌跡是圓弧。 二、非選擇題(本題共2小題,共22分。需寫出規(guī)范的解

7、題步驟) 5.(10分)茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線,對宇航員構(gòu)成了很大的威脅?，F(xiàn)有一束射線(含有α、β、γ三種射線), (1)在不影響β和γ射線的情況下,如何用最簡單的方法除去α射線? (2)余下的這束β和γ射線經(jīng)過如圖所示的一個(gè)使它們分開的磁場區(qū)域,請畫出β和γ射線進(jìn)入磁場區(qū)域后軌跡的示意圖。(畫在圖上) (3)用磁場可以區(qū)分β和γ射線,但不能把α射線從γ射線束中分離出來,為什么?(已知α粒子的質(zhì)量約是β粒子質(zhì)量的8 000倍,α射線速度約為光速的十分之一,β射線速度約為光速) 【解題指南】解答本題時(shí)注意以下兩點(diǎn): (1)除去α射線時(shí)可考慮應(yīng)用三種射線穿透本領(lǐng)的不同。

8、(2)從β粒子在磁場中的軌道半徑上考慮是否能把α射線從γ射線束中分離出來。 【解析】(1)由于α射線貫穿能力很弱,用一張紙放在射線前即可除去α射線。 (2)如圖所示。 (3)α粒子和電子在磁場中偏轉(zhuǎn), 據(jù)R=, 對α射線有R1=, 對β射線有R2=, 故==400。 α射線穿過此磁場時(shí),半徑很大,幾乎不偏轉(zhuǎn), 故與γ射線無法分離。 答案:(1)用一張紙放在射線前即可除去α射線。 (2)見解析圖 (3)α射線的圓周運(yùn)動(dòng)的半徑很大,幾乎不偏轉(zhuǎn),故與γ射線無法分離。 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 若讓氫的三種同位素先以相同的速度進(jìn)入相同的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng),再以相同的動(dòng)量進(jìn)入

9、相同的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其受到的向心力和軌道半徑大小順序如何? 【解析】當(dāng)同位素以相同速度進(jìn)入相同的勻強(qiáng)磁場,由洛倫茲力提供向心力得qvB=, 則R=, B、q一定,當(dāng)v相同時(shí),R∝m, 則R氕F氘>F氚。 答案:以相同速度進(jìn)入磁場時(shí), F氕=F氘=F氚,R氕F氘>F氚,R氕=R氘=R氚 6.(12分)1930年發(fā)現(xiàn),在真空

10、條件下用α粒子He)轟擊鈹核Be)時(shí),會產(chǎn)生一種看不見的、貫穿能力極強(qiáng)且不帶電的粒子。后來查德威克證實(shí)了這種粒子就是中子。 (1)寫出α粒子轟擊鈹核的核反應(yīng)方程。 (2)若一個(gè)中子與一個(gè)靜止的碳核發(fā)生正碰,已知中子的質(zhì)量為mn、初速度為v0,與碳核碰后的速率為v1,運(yùn)動(dòng)方向與原來運(yùn)動(dòng)方向相反,碳核質(zhì)量為12mn,求碳核與中子碰撞后的速率。 (3)若與中子碰撞后的碳核垂直于磁場方向射入勻強(qiáng)磁場,測得碳核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,已知元電荷的電荷量為e,求該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 【解析】(1HeBeCn (2)中子與碳核的碰撞滿足動(dòng)量守恒 得mnv0=-mnv1+12mnv2 得v2

11、=　 ① (3)碳核垂直進(jìn)入磁場后,洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則有 B·6e·v2=　 ② 將①代入②式解得 B= 答案:(1HeBeCn　(2) (3) 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 在勻強(qiáng)磁場中有一靜止的原子核X,它自發(fā)地射出一個(gè)α粒子,α粒子的速度方向與磁感線垂直,若它在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,則反沖核的軌跡半徑多大? 【解析】α粒子與反沖核在垂直于磁場方向上動(dòng)量守恒,有 mαvα=m核v核　 ① 又洛倫茲力提供向心力 ② 對α粒子有R=Rα=　 ③ 對反沖核有R核=　 ④ 將①代入③④得R核=Rα 即R核=R 答案:R 7