人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE31原子核的組成考點一天然放射現象射線的本質1．關于原子核內部的信息，最早來自天然放射現象．人們從破解天然放射現象入手，一步步揭開了原子核的秘密．下列說法正確的是()A．法國物理學家貝克勒爾發現了X射線B．德國物理學家倫琴發現，鈾和含鈾的礦物能夠發出α射線C．盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發現了質子D．居里夫婦通過實驗發現了中子〖答案〗C〖解析〗法國物理學家貝克勒爾發現了鈾和含鈾的礦物能夠發出射線，A錯誤；德國物理學家倫琴發現了倫琴射線，又叫X射線，B錯誤；盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發現了質子，并預言了中子的存在，C正確；查德威克通過實驗發現了中子，D錯誤．2．(2020·陜西高二期末)天然放射現象通常會放出三種射線，即α、β、γ射線，關于這三種射線，以下說法正確的是()A．云室中α射線徑跡長而粗，這是因為α射線具有較強的穿透能力B．β射線是高速質子流，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板C．γ射線是能量很高的電磁波，在電場和磁場中都不偏轉D．用β射線照射帶正電的驗電器，則驗電器的張角會變大〖答案〗C〖解析〗由于α粒子的電離本領大，貫穿本領小，所以α射線在云室中的徑跡粗而短，故A錯誤；β射線是高速電子流，這種射線來源于原子核內部，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板，故B錯誤；γ射線是能量很高的電磁波，因其不帶電，所以在電場和磁場中都不偏轉，故C正確；β射線是高速電子流，用β射線照射帶正電的驗電器，與驗電器中的正電荷中和，則驗電器的張角會變小，故D錯誤．3．以下事實可作為“原子核可再分”的依據是()A．天然放射現象 B．粒子散射實驗C．電子的發現 D．氫原子發光〖答案〗A〖解析〗粒子散射實驗說明了原子的核式結構模型，故B錯誤．電子位于原子核外，不能說明原子核可再分，故C錯誤．氫原子發光說明核外電子的躍遷，不能說明原子核可再分，故D錯誤．4．(2020·靈璧一中期末)在貝克勒爾發現天然放射現象后，人們對射線的性質進行了深入的研究，發現α、β、γ射線的穿透本領不同．如圖1為這三種射線穿透能力的比較，圖中射線①、②、③分別是()圖1A．γ、β、α B．β、γ、αC．α、β、γ D．γ、α、β〖答案〗C〖解析〗α射線穿透能力最弱，不能穿透黑紙，故①為α射線；γ射線穿透能力最強，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線；β射線穿透能力較強，能穿透黑紙，但不能穿透厚鋁板，故②是β射線，故C正確．5.放射性元素放出的射線，在電場中分成A、B、C三束，如圖2所示，其中()圖2A．C為氦原子核組成的粒子流B．B為比X射線波長更長的光子流C．B為比X射線波長更短的光子流D．A為高速電子組成的電子流〖答案〗C〖解析〗A沿電場線方向偏轉，應為帶正電的粒子組成的射線，所以是α射線；B在電場中不偏轉，所以是γ射線；C在電場中受到與電場方向相反的作用力，應為帶負電的粒子流，所以是β射線；γ射線的波長比X射線短，故本題選C.6.(多選)如圖3所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質，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磁場，則下列說法中正確的有()圖3A．打在圖中a、b、c三點的依次是α射線、γ射線、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電場，則屏上的亮斑可能只剩下b〖答案〗AC〖解析〗由于γ射線不帶電，故不偏轉，打在b點；由左手定則可知，粒子向右射出后，在勻強磁場中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錯誤．由于α粒子的速度約是光速的eq\f(1,10)，而β粒子的速度接近光速，所以在同樣的復合場中不可能都做直線運動，D錯誤．考點二原子核的組成7．(多選)以下說法中正確的是()A．原子中含有帶負電的電子，所以原子帶負電B．原子核中的中子數一定跟核外電子數相等C．用α粒子轟擊氮、氟、鈉、鋁等元素的原子核都可以打出質子，因此人們斷定質子是原子核的組成部分D．絕大多數原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比，因而原子核內還存在一種不帶電的粒子〖答案〗CD〖解析〗原子中除了有帶負電的電子外，還有帶正電的質子，故A錯誤；原子核中的中子數不一定跟核外電子數相等，故B錯誤；正是用α粒子轟擊原子核的實驗才發現了質子，故C正確；因為絕大多數原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比，才確定原子核內還存在一種不帶電的粒子，故D正確．8．(2021·高二課時練)原子核中能放出α、β、γ射線，關于原子核的組成，下列說法正確的是()A．原子核中有質子、中子，還有α粒子B．原子核中有質子、中子，還有β粒子C．原子核中有質子、中子，還有γ粒子D．原子核中只有質子和中子〖答案〗D〖解析〗在放射性元素的原子核中，2個質子和2個中子結合得較緊密，有時作為一個整體放出，這就是α粒子的來源，不能據此認為α粒子是原子核的組成部分．原子核里是沒有電子的，但中子可以轉化成質子，并向核外釋放一個電子，這就是β粒子．原子核發出射線后處于高能級，在躍遷到低能級時多余的能量以γ光子的形式輻射出來，形成γ射線，故原子核里也沒有γ粒子，故D正確．9．(2021·長春市榆樹高級中學高二期中)某種元素的原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，下列說法中正確的是()A．原子核的質子數為Z，中子數為AB．原子核的質子數為Z，中子數為A－ZC．原子核的質子數為A，中子數為ZD．原子核的質子數為A－Z，中子數為Z〖答案〗B〖解析〗根據原子核的符號的含義可知，A表示質量數，Z表示質子數，則中子數為A－Z，故A、C、D錯誤，B正確．10．(多選)已知eq\o\al(226,88)Ra是eq\o\al(228,88)Ra的一種同位素，則下列說法正確的是()A．兩者具有相同的質子數和不同的質量數B．兩者具有相同的中子數和不同的原子序數C．兩者具有相同的核電荷數和不同的中子數D．兩者具有相同的核外電子數和不同的化學性質〖答案〗AC〖解析〗同位素是同一種元素，故質子數、核外電子數及化學性質相同，但中子數不同，故A、C正確，B、D錯誤．11．(多選)(2020·海安高級中學高二月考)質子數與中子數互換的核互為鏡像核，例如eq\o\al(3,2)He是eq\o\al(3,1)H的鏡像核，同樣eq\o\al(3,1)H也是eq\o\al(3,2)He的鏡像核．下列說法正確的是()A.eq\o\al(13,7)N和eq\o\al(13,6)C互為鏡像核B.eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(15,7)O互為鏡像核C.eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(15,8)O互為鏡像核D．互為鏡像核的兩個核質量數相同〖答案〗ACD〖解析〗根據鏡像核的定義及質量數A等于核電荷數Z和中子數n之和，可知eq\o\al(13,7)N和eq\o\al(13,6)C的質子數與中子數互換了，互為鏡像核；eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(15,8)O的質子數與中子數互換了，互為鏡像核，故A、C正確.eq\o\al(15,7)N的質子數為7，中子數為8；而eq\o\al(16,8)O的質子數和中子數都為8，沒有互換，不是鏡像核，故B錯誤．互為鏡像核的質子數與中子數互換，質子數與中子數之和不變，所以互為鏡像核的兩個核質量數相同，故D項正確．12.(2021·高二課時練)如圖4所示，x為未知放射源，它向右方放出射線，p為一張厚度為0.5mm左右的薄鋁箔，鋁箔右側是一真空區域，內有較強磁場，q為熒光屏，h是觀察裝置．實驗時，若將磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數基本沒有變化，再將鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數明顯增加，則可知放射源x可能為()圖4A．α射線和β射線的混合放射源B．α射線和γ射線的混合放射源C．β射線和γ射線的混合放射源D．α射線、β射線和γ射線的混合放射源〖答案〗B〖解析〗將強磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數基本沒有變化，說明磁場對穿過p的射線粒子沒有影響，可知射到屏上的是不帶電的γ射線；再將厚0.5mm左右的薄鋁箔移開，則每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數明顯增加，說明除接收到γ射線外，又收到了原來被薄鋁箔p擋住的射線，而厚度為0.5mm左右的鋁箔能擋住的只有α射線，所以此放射源應是α射線和γ射線的混合放射源，故選項B正確．13.質譜儀是一種測量帶電粒子的質量及分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖5所示，離子源S產生的各種不同正離子束(初速度可視為零)，經加速電場加速后垂直進入有界勻強磁場，到達記錄它的照相底片P上，設離子在P上的位置到入口處S1的距離為x.圖5(1)設離子質量為m、電荷量為q、加速電壓為U、磁感應強度大小為B，求x的大小；(2)氫的三種同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H從離子源S出發，到達照相底片的位置距入口處S1的距離之比xH∶xD∶xT為多少？〖答案〗(1)eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q))(2)1∶eq\r(2)∶eq\r(3)〖解析〗(1)離子在電場中被加速時，由動能定理得qU＝eq\f(1,2)mv2，進入磁場時洛倫茲力提供向心力，qvB＝eq\f(mv2,r)，又x＝2r，由以上三式得x＝eq\f(2,B)eq\r(\f(2mU,q)).(2)氫的三種同位素的質量數分別為1、2、3，由(1)結果知，xH∶xD∶xT＝eq\r(mH)∶eq\r(mD)∶eq\r(mT)＝1∶eq\r(2)∶eq\r(3).1原子核的組成考點一天然放射現象射線的本質1．關于原子核內部的信息，最早來自天然放射現象．人們從破解天然放射現象入手，一步步揭開了原子核的秘密．下列說法正確的是()A．法國物理學家貝克勒爾發現了X射線B．德國物理學家倫琴發現，鈾和含鈾的礦物能夠發出α射線C．盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發現了質子D．居里夫婦通過實驗發現了中子〖答案〗C〖解析〗法國物理學家貝克勒爾發現了鈾和含鈾的礦物能夠發出射線，A錯誤；德國物理學家倫琴發現了倫琴射線，又叫X射線，B錯誤；盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發現了質子，并預言了中子的存在，C正確；查德威克通過實驗發現了中子，D錯誤．2．(2020·陜西高二期末)天然放射現象通常會放出三種射線，即α、β、γ射線，關于這三種射線，以下說法正確的是()A．云室中α射線徑跡長而粗，這是因為α射線具有較強的穿透能力B．β射線是高速質子流，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板C．γ射線是能量很高的電磁波，在電場和磁場中都不偏轉D．用β射線照射帶正電的驗電器，則驗電器的張角會變大〖答案〗C〖解析〗由于α粒子的電離本領大，貫穿本領小，所以α射線在云室中的徑跡粗而短，故A錯誤；β射線是高速電子流，這種射線來源于原子核內部，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板，故B錯誤；γ射線是能量很高的電磁波，因其不帶電，所以在電場和磁場中都不偏轉，故C正確；β射線是高速電子流，用β射線照射帶正電的驗電器，與驗電器中的正電荷中和，則驗電器的張角會變小，故D錯誤．3．以下事實可作為“原子核可再分”的依據是()A．天然放射現象 B．粒子散射實驗C．電子的發現 D．氫原子發光〖答案〗A〖解析〗粒子散射實驗說明了原子的核式結構模型，故B錯誤．電子位于原子核外，不能說明原子核可再分，故C錯誤．氫原子發光說明核外電子的躍遷，不能說明原子核可再分，故D錯誤．4．(2020·靈璧一中期末)在貝克勒爾發現天然放射現象后，人們對射線的性質進行了深入的研究，發現α、β、γ射線的穿透本領不同．如圖1為這三種射線穿透能力的比較，圖中射線①、②、③分別是()圖1A．γ、β、α B．β、γ、αC．α、β、γ D．γ、α、β〖答案〗C〖解析〗α射線穿透能力最弱，不能穿透黑紙，故①為α射線；γ射線穿透能力最強，能穿透厚鋁板和鉛板，故③為γ射線；β射線穿透能力較強，能穿透黑紙，但不能穿透厚鋁板，故②是β射線，故C正確．5.放射性元素放出的射線，在電場中分成A、B、C三束，如圖2所示，其中()圖2A．C為氦原子核組成的粒子流B．B為比X射線波長更長的光子流C．B為比X射線波長更短的光子流D．A為高速電子組成的電子流〖答案〗C〖解析〗A沿電場線方向偏轉，應為帶正電的粒子組成的射線，所以是α射線；B在電場中不偏轉，所以是γ射線；C在電場中受到與電場方向相反的作用力，應為帶負電的粒子流，所以是β射線；γ射線的波長比X射線短，故本題選C.6.(多選)如圖3所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質，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磁場，則下列說法中正確的有()圖3A．打在圖中a、b、c三點的依次是α射線、γ射線、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電場，則屏上的亮斑可能只剩下b〖答案〗AC〖解析〗由于γ射線不帶電，故不偏轉，打在b點；由左手定則可知，粒子向右射出后，在勻強磁場中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錯誤．由于α粒子的速度約是光速的eq\f(1,10)，而β粒子的速度接近光速，所以在同樣的復合場中不可能都做直線運動，D錯誤．考點二原子核的組成7．(多選)以下說法中正確的是()A．原子中含有帶負電的電子，所以原子帶負電B．原子核中的中子數一定跟核外電子數相等C．用α粒子轟擊氮、氟、鈉、鋁等元素的原子核都可以打出質子，因此人們斷定質子是原子核的組成部分D．絕大多數原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比，因而原子核內還存在一種不帶電的粒子〖答案〗CD〖解析〗原子中除了有帶負電的電子外，還有帶正電的質子，故A錯誤；原子核中的中子數不一定跟核外電子數相等，故B錯誤；正是用α粒子轟擊原子核的實驗才發現了質子，故C正確；因為絕大多數原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比，才確定原子核內還存在一種不帶電的粒子，故D正確．8．(2021·高二課時練)原子核中能放出α、β、γ射線，關于原子核的組成，下列說法正確的是()A．原子核中有質子、中子，還有α粒子B．原子核中有質子、中子，還有β粒子C．原子核中有質子、中子，還有γ粒子D．原子核中只有質子和中子〖答案〗D〖解析〗在放射性元素的原子核中，2個質子和2個中子結合得較緊密，有時作為一個整體放出，這就是α粒子的來源，不能據此認為α粒子是原子核的組成部分．原子核里是沒有電子的，但中子可以轉化成質子，并向核外釋放一個電子，這就是β粒子．原子核發出射線后處于高能級，在躍遷到低能級時多余的能量以γ光子的形式輻射出來，形成γ射線，故原子核里也沒有γ粒子，故D正確．9．(2021·長春市榆樹高級中學高二期中)某種元素的原子核用eq\o\al(A,Z)X表示，下列說法中正確的是()A．原子核的質子數為Z，中子數為AB．原子核的質子數為Z，中子數為A－ZC．原子核的質子數為A，中子數為ZD．原子核的質子數為A－Z，中子數為Z〖答案〗B〖解析〗根據原子核的符號的含義可知，A表示質量數，Z表示質子數，則中子數為A－Z，故A、C、D錯誤，B正確．10．(多選)已知eq\o\al(226,88)Ra是eq\o\al(228,88)Ra的一種同位素，則下列說法正確的是()A．兩者具有相同的質子數和不同的質量數B．兩者具有相同的中子數和不同的原子序數C．兩者具有相同的核電荷數和不同的中子數D．兩者具有相同的核外電子數和不同的化學性質〖答案〗AC〖解析〗同位素是同一種元素，故質子數、核外電子數及化學性質相同，但中子數不同，故A、C正確，B、D錯誤．11．(多選)(2020·海安高級中學高二月考)質子數與中子數互換的核互為鏡像核，例如eq\o\al(3,2)He是eq\o\al(3,1)H的鏡像核，同樣eq\o\al(3,1)H也是eq\o\al(3,2)He的鏡像核．下列說法正確的是()A.eq\o\al(13,7)N和eq\o\al(13,6)C互為鏡像核B.eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(15,7)O互為鏡像核C.eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(15,8)O互為鏡像核D．互為鏡像核的兩個核質量數相同〖答案〗ACD〖解析〗根據鏡像核的定義及質量數A等于核電荷數Z和中子數n之和，可知eq\o\al(13,7)N和eq\o\al(13,6)C的質子數與中子數互換了，互為鏡像核；eq\o\al(15,7)N和eq\o\al(15,8)O的質子數與中子數互換了，互為鏡像核，故A、C正確.eq\o\al(15,7)N的質子數為7，中子數為8；而eq\o\al(16,8)O的質子數和中子數都為8，沒有互換，不是鏡像核，故B錯誤．互為鏡像核的質子數與中子數互換，質子數與中子數之和不變，所以互為鏡像核的兩個核質量數相同，故D項正確．12.(2021·高二課時練)如圖4所示，x為未知放射源，它向右方放出射線，p為一張厚度為0.5mm左右的薄鋁箔，鋁箔右側是一真空區域，內有較強磁場，q為熒光屏，h是觀察裝置．實驗時，若將磁場撤去，每分鐘觀察到熒光屏上的亮點數基本