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19.1 原子核的组成课后提升作业 【基础达标练】1.(多选)关于、三种射线,下列说法正确的是()A.射线是原子核发射出的氦核,它的穿透能力最强B.射线是电子流,它具有中等的穿透能力C.射线一般伴随着射线或射线产生,它的穿透能力最强D.射线是电磁波,它的穿透能力最弱【解析】选B、C。根据三种射线的性质可知:射线是高速氦核流,射线是高速电子流,射线是光子流,在三种射线中,射线的电离作用最强,穿透能力最弱,射线的电离作用最弱,穿透能力最强,射线的电离作用和穿透能力居中,故B、C对,A、D错。2.(多选)以下说法中正确的是()A.原子中含有带负电的电子,所以原子带负电B.原子核中的质子数一定与核外电子数相等C.用粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子,因此人们断定质子是原子核的组成部分D.绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核电荷数跟质子电荷数之比,因此原子核内还存在一种不带电的中性粒子【解析】选C、D。原子中除了带负电的电子外,还有带正电的质子,故A错。对于中性原子来说,原子核中的质子数才跟核外电子数相等,故B错。正是用粒子轰击原子核的实验才发现了质子,故C正确。因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核电荷数跟质子电荷数之比,才确定原子核内必还有别的中性粒子,故D正确。3.(多选)(2018茂名高二检测)一个原子核为83210Bi,关于这个原子核,下列说法中正确的是()A.核外有83个电子,核内有127个质子B.核外有83个电子,核内有83个质子C.核内有83个质子,127个中子D.核内有210个核子【解析】选C、D。根据原子核的表示方法得质子数为83,质量数为210,故中子数为210-83=127个,而质子和中子统称核子,故核子数为210个,因此C、D正确。由于不知道原子的电性,就不能判断核外电子数,故A、B不正确。4.(多选)下列说法正确的是()A.射线的本质是高速氦核流B.射线是原子核发生衰变时发出的独有粒子流C.天然放射现象表明原子核也是可分的D.同一原子核在发生衰变时,会同时产生三种射线【解析】选A、C。射线为氦核,故选项A正确。射线是伴随、衰变时放出的光子,没有所谓的衰变,故选项B错误。、射线都是从原子核放出的,说明原子核可以再分,故选项C正确。同一原子不会同时发生衰变和衰变,故选项D错误。5. 如图所示,天然放射性元素放出、三种射线,同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直,进入场区后发现射线和射线都沿直线前进,则射线()A.向右偏B.向左偏C.直线前进 D.无法判断【解析】选A。射线不带电,故在电磁场中不偏转,射线不偏转是因为电场力与洛伦兹力是一对平衡力,故Eq=Bqv,即v=EB,而射线的速度比射线小,因此射线受向右的电场力大于向左的洛伦兹力,故射线向右偏,A正确,B、C、D错。6.人类探测月球发现,在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦,它可以作为未来核聚变的重要原料之一,氦的这种同位素应表示为()A.34HeB.23HeC.24HeD.33He【解析】选B。氦的同位素质子数一定相同,质量数为3,故可写作23He,因此B正确,A、C、D错。7.现在,科学家们正在设法探寻“反物质”。所谓的“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同的电量,但电荷的符号相反,据此,若存在反粒子,则它的质量数为,电荷数为。【解析】粒子是氦核,它是由两个质子和两个中子组成的,故质量数为4,电荷数为2。所以它的“反粒子”的质量数也是“4”,但电荷数为“-2”。答案:4-28. 在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于放出一个粒子,结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示),今测得两个相切圆半径之比r1r2=441。求:(1)这个原子核原来所含的质子数是多少?(2)图中哪一个圆是粒子的径迹?(说明理由)【解析】(1)设衰变后粒子的电荷量为q1=2e,新生核的电荷量为q2,它们的质量分别为m1和m2,衰变后的速度分别为v1和v2,则原来原子核的电荷量q=q1+q2根据轨道半径公式有:r1r2=m1v1Bq1m2v2Bq2=m1v1q2m2v2q1,又由于衰变过程中遵循动量守恒定律,则m1v1=m2v2,以上三式联立解得q=90e。即这个原子核原来所含的质子数为90。(2)由于动量大小相等,因此轨道半径与粒子的电荷量成反比。所以圆轨道1是粒子的径迹,圆轨道2是新生核的径迹,两者电性相同,运动方向相反。答案:(1)90(2)圆轨道1理由见解析【能力提升练】1.(多选)关于天然放射性,下列说法正确的是()A.所有元素都可能发生衰变B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D.、和三种射线中,射线的穿透能力最强E.一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线【解析】选B、C、D。本题考查了原子核的衰变。原子序数大于83的元素才可以发生衰变,原子序数小于83的元素有的可以发生衰变,有的不可以发生衰变,A错误;放射性元素的半衰期与元素所处的物理、化学状态无关,B、C正确;三种射线、穿透能力依次增强,D正确;原子核发生或衰变时常常伴随着光子的产生,但同一原子核不会同时发生衰变和衰变,E错误。2.实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图,则()A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里【解析】选D。静止的原子核发生衰变,动量守恒,即Mv=mv,新核和电子在磁场中做匀速圆周运动,根据qvB=mv2r知r=mvqB,即r1q,故轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,又由左手定则可知磁场的方向为垂直于纸面向里,所以只有选项D正确。3.在匀强磁场中有一静止的原子核ZAX,它自发地射出一个粒子,粒子的速度方向与磁感线垂直,若它在磁场中做圆周运动的半径为R,则反冲核的轨迹半径多大?【解析】粒子与反冲核在垂直于磁场方向上动量守恒,有mv=m核v核又洛伦兹力提供向心力Bqv=mv2R得R=mvBq对粒子有R=mvB2e对反冲核有R核=m核v核B(Z-2)e将代入得R核=2Z-2R即R核=2Z-2R。答案:2Z-2R4.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、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,一次使射线不偏转,一次使射线不偏转,则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少?(已知:m=4u,m=11 840u,v=c10,v=c)【解析】(1)因粒子贯穿本领弱,穿过下层纸的只有射线、射线,射线、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射线、射线、射线留下的暗斑。设射线、射线暗斑到中央射线暗斑的距离分别为s、s,则s=12a(Hv)2,s=12a(Hv)2,a=qEm,a=qEm。由以上四式得ss=5184。(3)若使射线不偏转,qE=qvB,所以B=Ev,同理若使射线不偏转,应加磁场B=Ev,故BB=vv=101。答案:(1)两个暗斑射线,射线(2)5184(3)101【总结提升】三种射线的特性认识和判断方法(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。
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