高中物理-原子核的组成课后练习

原子核的组成时间：45分钟一、选择题(1～6题为单选，7～9题为多选)1．关于γ射线，下列说法不正确的是( B )A．它是处于激发态的原子核放射的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射线是处于激发态的原子核发出的波长极短的电磁波，是一种光子．2．如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道( A )A．A为中子，B为质子B．A为质子，B为中子C．A为γ射线，B为中子D．A为中子，B为γ射线解析：用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流，所以A 为中子，B为质子，所以A正确．3.32He可以作为核聚变材料(核聚变是利用轻核聚合为较重核释放出巨大能量为人类提供能源)，下列关于32He的叙述正确的是( C )A.32He与31H互为同位素B.32He原子核内中子数为2C.32He原子核外电子数为2D.32He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子解析：32He核内质子数为2，31H核内质子数为1.两者质子数不等，不是同位素，A错误.32 He核内中子数为1，B错误，C正确.32He代表原子核内有2个质子和1个中子的氦原子，D错误．4.放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中( C )A．C为氦原子核组成的粒子流B．B为比X射线波长更长的光子流C．B为比X射线波长更短的光子流D．A为高速电子组成的电子流解析：根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B射线在电场中不偏转，所以是γ射线；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线．5.图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( D )A．a、b为β粒子的径迹 B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹 D．c、d为β粒子的径迹解析：γ粒子不带电，不会发生偏转，故B错．由左手定则可判定，a、b粒子带正电，c、d粒子带负电，又知α粒子带正电，β粒子带负电，故A、C均错，D正确．6．若用x代表一个中性原子的核外电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对234 90Th的原子来说( B )A．x＝90，y＝90，z＝234B．x＝90，y＝90，z＝144C．x＝144，y＝144，z＝90D．x＝234，y＝234，z＝324解析：在234 90Th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝90；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，z＝234－90＝144.所以B项正确．7.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研究，发现在天然放射现象中共放出了三种射线，图为这三种射线贯穿物体情况的示意图，①②③各代表一种射线，以下说法正确的是( ADE )A．三种射线均来源于原子核B．射线①的电离能力最弱C．射线②为高速的质子流D．射线③可以用来检查金属内部有无砂眼和裂纹E．射线③是一种高能的电磁波解析：α、β、γ三种射线均来源于原子核，其中γ射线是原子核从较高能级向较低能级跃迁时发出的，故A正确；射线①用纸可以挡住，说明穿透能力最弱，是α射线，α射线电离能力最强，B错误；射线②是高速电子流，故C错误；射线③是γ射线，γ射线是能量很高的电磁波，穿透能力最强，可以用来检查金属内部有无砂眼和裂纹，故D、E正确．8.228 88Ra是镭226 88Ra的一种同位素，对于这两种镭的原子而言，下列说法中正确的是( AC )A．它们具有相同的质子数和不同的质量数B．它们具有相同的中子数和不同的原子序数C．它们具有相同的核电荷数和不同的中子数D．它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质解析：原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的，且原子核的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和．由此知这两种镭的同位素，核内的质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数决定，因它们的核外电子数相同，故它们的化学性质也相同．故正确选项为A 、C.9.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 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( BD )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 ＝12mv 2，则有v ＝2qUm，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，选项A错误，B 正确；进入磁场后粒子做匀速圆周运动，由qvB ＝m v 2r ，并把v 代入，得r ＝1B2mUq，由于它们的电荷量均相同，则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，故选项C 错误，D 正确．二、非选择题10．有J 、K 、L 三种原子核，已知J 、K 的核子数相同，K 、L 的质子数相同，试完成下列表格.原子核 原子序数质量数 质子数 中子数 J91899K ZA10 8 L1019109解析：原子核的质量数是质子和中子的总和．11.质谱仪是一种测定带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S 产生的各种不同正离子束(速度可看成零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P 上，设离子在P 上的位置到入口处S 1的距离为x .(1)若离子质量为m 、电荷量为q 、加速电压为U 、磁感应强度大小为B ，求x 的大小． (2)氢的三种同位素11H 、21H 、31H 从离子源S 出发，到达照相底片 的位置距入口处S 1的距离之比x H ∶x D ∶x T 为多少？答案：(1)2B2mUq(2)1∶2∶ 3解析：(1)离子被加速时，由动能定理得qU ＝12mv 2，进入磁场时洛伦兹力提供向心力qvB＝mv 2r ，又x ＝2r ，由以上三式得x ＝2B2mUq.(2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3.由(1)结果知x H ∶x D ∶x T ＝m H ∶m D ∶m T ＝1∶2∶ 3.。

习题一：1. 试谈谈你对“格拉肖蛇”的理解。

物质科学体系——从“格拉肖蛇”蛇头到蛇尾，物质空间尺度依次减小，同时，“格拉肖蛇”首尾相衔，表明物理学中研究最大对象和最小对象的两个分支 宇宙学和粒子物理学就奇妙地衔接在一起，这并不意味着天体物理把粒子物理吞没，而是指在足够小和足够大的尺度下，两者具有统一的理论，即弱、电、强和引力相互作用“合四为一”。

2. 试论述中微子超光速实验测量原理。

意大利格兰萨索国家实验室下属的一个名为OPERA的实验装置接收了来自著名的欧洲核子研究中心的中微子,两地相距730公里,中微子“跑”过这段距离的时间比光速还快了60纳秒。

3. 试论述希格斯粒子对标准模型和超统一模型的作用。

杨振宁和米尔斯提出的杨-米尔斯非阿贝尔规范场理论，逐步构建完成了现代的标准模型理论。

但是杨-米尔斯方法无论应用到弱还是强相互作用中所遇到的主要障碍就是质量问题，由于规范理论规范对称性禁止规范玻色子带有任何质量，然而这一禁忌却与实验中的观测不相符合。

希格斯提出通过希格斯场产生对称性破缺，同时在现实世界留下了一个自旋为零的希格斯粒子，也称希格斯玻色子（Higgs boson ）或“上帝粒子”。

可以说，希格斯粒子是整个标准模型的基石，也是标准模型中最后一种未被发现的粒子。

如果希格斯粒子不存在，将使整个标准模型失去效力。

4. 试绘出各层次物质的德布罗意波长变化曲线。

λ=p h =p 341062.6-⨯m=nm p251062.6-⨯以λ为纵坐标，p 为横坐标绘制曲线，λ与p 成反比关系。

5. 谈谈爱因斯坦质能方程（式1-1）的理解。

爱因斯坦狭义相对论中“质能关系式”进行质量能量转换：2E mc =，他是通过比例系数c 2将质量和能量联系起来，这也就表明物质质量和能量有一定对应关系。

6. 试绘出物质质量随运动速率变化（式1-2）的曲线。

提示：以速度υ运动着的物质的质量m 和它的静止质量0m之间有着关系：m =，当物质运动速率与光速可比拟时，必须要考虑相对论效应。

核力与结合能一、选择题（1、3、4、6、7、9、11为多选题，其余为单项选择题）1．以下说法中正确的是（)A．每个核子只跟邻近的核子发生核力作用B．在原子核的尺度内,核力比库仑力大得多C．核力不可能表现为斥力D．原子核越大，它的结合能越大,原子核中核子结合越牢固解析核力是短程力，每个核子只跟邻近的核子发生核力作用,核力在大于0。

8×10－15m时表现为引力，而在距离小于0.8×10－15m 时表现为斥力，所以A、B两项正确,C项错误；原子核越大，它的结合能越大，但平均结合能越小,核中的核子结合越不牢固，D项错误．答案AB2．关于原子核中质子和中子的说法，正确的是( )A．原子核中质子数和中子数一定相等B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多C．原子核都是非常稳定的D．由于核力的作用范围是有限的以及核力的饱和性，不可能无节制的增大原子核而仍稳定存在解析原子核中质子数和中子数不一定相等，特别是原子序数越大的原子核中,中子数比质子数多，且原子序数大的和小的都没有中等质量原子稳定，故A、B、C三项错误；又由于核力是极短程力及饱和性的特点，使原子核不可能无节制的增大,故D项正确．答案D3．对结合能、比结合能的认识，下列正确的是（）A．一切原子核均具有结合能B．自由核子结合为原子核时，可能吸收能量C．结合能越大的原子核越稳定D．比结合能越大的原子核越稳定解析由自由核子结合成原子核的过程中，核力做正功，释放出能量;反之，将原子核分开变为自由核子时需要吸收相应的能量，该能量即为结合能，故A项正确，B项错误;核子较多的原子核的结合能大，但它的比结合能不一定大,比结合能的大小反映了原子核的稳定性，故C项错误，D项正确．答案AD4．铁的比结合能比铀核的比结合能大,下列关于它们的说法正确的是( ）A．铁的结合能大于铀核的结合能B．铁核比铀核稳定C．铀核发生核变化变成铁核要放出能量D．铀核发生核变化变成铁核质量要亏损解析铁核的比结合能大，则它稳定些，铀核比结合能小变成铁核会放出核能，出现质量亏损,B、C、D三项正确．答案BCD5．如图所示是描述原子核核子的平均质量错误!与原子序数Z的关系曲线,由图可知下列说法正确的是（）A．将原子核A分解为原子核B、C可能吸收能量B．将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量解析因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时,会出现质量亏损，故放出核能，故A项错误，同理可得B、D两项错误，C项正确．答案C6．关于质能方程，下列哪些说法是正确的( ）A．质量减小,能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系的解析质能方程E＝mc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，不能说质量转变成了能量，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据ΔE＝Δmc2进行计算，故B、D两项正确．答案BD7．原子质量单位为u，1 u相当于931。

1-2、用均匀磁场质谱仪，测量某一单电荷正离子，先在电势差为1000V的电场中加速。

然后在0.1T的磁场中偏转，测得离子轨道的半径为0.182m。

试求：（1）离子速度（2）离子质量（3）离子质量数1-11、核磁共振时原子核吸收磁场的能量引起能级间跃迁，这种跃迁时核能级间的跃迁吗？为什么？答：不是。

在磁场中，由于核磁矩具有不同的取向，原来的一个能级将分裂成2I ＋1个子能级。

根据选择定则 ，原子核在两相邻子能级间跃迁。

I m 0,1∆=±1313132122.16. C C C (,)[(,1)(,)] =(,1)()(,)(,)[(1,1)()(,)] n n p S Z A M Z A m M Z A cZ A n Z A S Z A M Z A M H M Z A c=−+−∆−+∆−∆=−−+−从核中取出一个中子或质子，各需多少能量，试解释两者有很大差别的原因。

解：从核中取出一个中子或质子需要的能量即的最后一个中子或质子的结合能由1131312=(1,1)()(,)(6,13) 3.028.071 3.1257.966 MeV(6,13)13.3697.289 3.12517.533 MeVC 7.966 MeV 17.533 MeV C C n p Z A H Z A S S ∆−−+∆−∆=+−==+−=∴从核中取出一个中子或质子需要的能量分别为和由于是奇偶核，从中取出一个中子变为，为偶偶核而从中取出一个质子12B >变为，为奇奇核，由于有稳定性规律：偶偶核>奇偶核奇奇核所以两者能量有较大的差别2.20.任何递次衰变系列，在时间足够长以后，将按什么规律衰变？对于任何递次衰变系列，不管各放射体的衰变常量之间的相互关系如何，其中必有一最小者，即半衰期最长者，则在时间足够长以后，整个衰变系列只剩下半衰期最长的及其后面的放射体，它们均按最长半衰期的简单指数规律衰减。

2.21.为什么在三个天然放射系中没有见到β+放射性和EC放射性？由于只有β稳定线右下部的核素即缺中子核素具有β+放射性和EC放射性。

积盾市安家阳光实验学校1 原子核的组成记一记原子核的组成知识体系1个现象——天然放射现象2种粒子——质子、中子3种射线——α射线、β射线、γ射线辨一辨1.天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分．(√)2．α粒子是氦核，其速度可达光速的99%.(×)3．β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．(√) 4．γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强．(×)5．质子和中子都不带电，是原子核的组分，统称为核子．(×)6．原子核的电荷数于核内的质子数，也于这种元素的原子序数．(√)想一想1.如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图．(1)α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转说明了什么？(2)α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径说明什么问题？提示：(1)说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．(2)说明α射线比荷小于β射线的比荷．2．人们用α粒子轰击多种原子核，都打出了质子，说明了什么问题？绝大多数原子核的质量数都大于其质子数，说明了什么问题？提示：质子是原子核的组成．原子核由质子和中子组成，原子核的质量数是其质子数加中子数．思考感悟：练一练1.[2019·一模]以下事实可作为“原子核可再分”的依据的是( )A．天然放射现象B．α粒子散射C．电子的发现 D．氢原子发光解析：贝可勒尔发现了天然放射现象，说明原子核也是有着复杂的结构的，揭示了原子核还可再分；卢瑟福通过α粒子散射提出了原子的核式结构模型；汤姆孙发现了电子，说明原子可再分；氢原子发光是能级跃迁引起的，不能说明原子核可再分．故本题选A.答案：A2．下列说法正确的是( )A．质子和中子的质量不，但质量数相B．质子和中子构成原子核，原子核的质量数于质子和中子的质量总和C．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同D．中子不带电，所以原子核的总电荷量于质子和电子的总电荷量之和解析：质子和中子的质量不同，但质量数相同，A对；质子和中子构成原子核，原子核的质量数于质子和中子的质量数总和，B错；同一种元素的原子核有相同的质子数，但中子数可以不同，C错；中子不带电，所以原子核的总电荷量于质子总电荷量之和，D错．答案：A3．(多选)天然放射性物质的射线包含三种成分，下列说法中正确的是( )A．α射线的本质是高速氦核流B．β射线是不带电的光子流C．三种射线中电离作用最强的是γ射线D．一张厚的黑纸可以挡住α射线，但挡不住β射线和γ射线解析：α射线的本质是高速氦核流，A正确．β射线是高速电子流，B错误．三种射线中电离作用最强的是α射线．C错误，一张厚的黑纸可以挡住α射线，但挡不住β射线和γ射线，D正确．答案：AD要点一三种射线1.与原子核内部变化有关的现象是( )A．电离现象B．光电效现象C．天然放射现象 D．α粒子散射现象解析：电离现象和光电效现象都是核外电子脱离原子核的束缚，α粒子散射现象也是在原子核外进行的，没有涉及原子核内部的变化，只有天然放射现象是在原子核内部发生的．答案：C2．(多选)α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场中，图中表示的射线偏转情况正确的是( )解析：已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受到的洛伦兹力的方向和正、负电荷在电场中受到的电场力的方向，可知A、B、C、D四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需进一步判断．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径r＝mvBq，将其数据代入，则α粒子与β粒子的偏转半径的比值为rαrβ＝mαmβ·vαvβ·qβqα＝411 836×0.1c0.99c×12≈370.9由此可见，A正确，B错误．带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为x，沿电场线方向位移为y，则有x ＝v 0t ，y ＝12·qE mt 2消去t 可得y ＝qEx 22mv 20对某一确的x 值，α、β粒子沿电场线偏转距离的比值为y αy β＝q αq β·m βm α·v 2βv 2α＝21×11 8364×0.99c20.1c 2＝137.5由此可见，C 错误，D 正确． 答案：AD3．(多选)下列说法正确的是( ) A.n m X 与 nm －1Y 互为同位素 B.n m X 与n －1m Y 互为同位素 C.n m X 与n －2m －2Y 中子数相同D.23592U 核内有92个质子，235个中子解析：A 选项中，nm X 核与 nm －1Y 核的质子数不同，不能互为同位素．B 选项中n mX 核与n －1 m Y 核质子数都为m ，而质量数不同，所以互为同位素．C 选项中，nm X 核内中子数为n －m ，n －2m －2Y 核内中子数为(n －2)－(m －2)＝n －m ，所子数相同．D 选项中23592U 核内有143个中子，而不是235个中子．答案：BC4.如图所示，x 为未知放射源，它向右方放出射线，p 为一张厚度为0.5 mm左右的薄铝箔，铝箔右侧是一真空区域，内有较强磁场，q 为荧光屏，h 是观察装置．时，若将磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，再将铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，则可知放射源x 可能为( )A ．α射线和β射线的混合放射源B ．α射线和γ射线的混合放射源C ．β射线和γ射线的混合放射源D ．α射线、β射线和γ射线的混合放射源解析：将强磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，说明磁场对穿过p 的射线粒子没有影响，可知射到屏上的是不带电的γ射线；再将厚0.5 mm 左右的薄铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，说明除接收到γ射线外，又收到了原来被薄铝箔p 挡住的射线，而厚度为0.5 mm 左右的铝箔能挡住的只有α射线，所以此放射源是α射线和γ射线的混合放射源．故正确选项为B.答案：B5．[2019·模拟]α、β和γ射线穿透物质的能力是不同的，为把辐射强度减到一半所需铝板的厚度分别为0.000 5 cm 、0.05 cm 和8 cm ，而钢板降低辐射强度的能力比铝板强一些．工业部门可以使用射线来测厚度．如图所示，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，探测器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线越弱．因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制．如果钢板的厚度需要控制为5 cm，请推测测厚仪使用的射线是( )A．α射线 B．β射线C．γ射线 D．可见光解析：根据α、β、γ三种射线的特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱；α射线电离能力最强，穿透能力最弱，为了能够准确控制钢板的厚度，探测射线该用γ射线，选项C正确．答案：C要点二原子核的组成6.[2019·云南检测]如图为查德威克示意图，用天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道( )A．A为中子流，B为质子流B．A为质子流，B为中子流C．A为γ射线，B为中子流D．A为中子流，B为γ射线解析：用粒子流A轰击石蜡时打出的是质子流，因为质子就是氢核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的粒子流该是中子流．A正确．答案：A7．放射性元素钴6027Co可以有效治疗癌症，该元素原子核内中子数与核外电子数之差是( )A．6 B．27C．33 D．60解析：中子数为60－27＝33个，核外电子数于质子数于原子序数27，所子数33与核外电子数27之差于6，A正确．答案：A8．某种元素的原子核用A Z X表示，下列说法中正确的是( )A．原子核的质子数为Z，中子数为AB．原子核的质子数为Z，中子数为A－ZC．原子核的质子数为A，中子数为ZD．原子核的质子数为A－Z，中子数为Z解析：根据原子核的符号的含义：A表示质量数，Z表示质子数，则中子数为A－Z，所以B正确．答案：B9．已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226.试问：(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？(2)镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是多少？ (3)若镭原子呈中性，它核外有几个电子？(4)22888Ra 是镭的一种同位素，让22688Ra 和22888Ra 以相同的速度垂直射入磁感强度为B 的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？解析：原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相的．原子核的质量数于核内质子数与中子数之和．(1)镭核中的质子数于原子序数，故质子数为88，中子数N 于原子核的质量数A 与质子数Z 之差，即N ＝A －Z ＝226－88＝138.(2)镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是Z ＝88，Q ＝Ze ＝88×1.6×10－19 C ＝1.408×10－17 C.(3)核外电子数于核电荷数，故核外电子数为88.(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，故有qvB ＝m v 2r ，解得r ＝mv qB二者的速度相同，又由于同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故r 226r 228＝226228＝113114. 答案：(1)88 138 (2)88 1.408×10－17C(3)88 (4)113114基础达标1. [2019·检测]原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是( )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：原子核是由质子和中子组成的．所发出的三种射线是由于核内发生核反所致，并不是原子核内有这三种粒子，D 正确．答案：D2．了解物理规律的发现过程，像家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要．以下符合物理发展史实的是( )A ．汤姆孙通过对天然放射性现象的研究发现了电子B ．玻尔进行了α粒子散射并提出了著名的原子核式模型C ．约里奥－居里夫妇用α粒子轰击金属铍发现了中子D ．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在 解析：汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子；卢瑟福进行了α粒子散射并提出了著名的原子核式模型；查德威克用α粒子轰击金属铍发现了中子；卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在，故D正确．答案：D3．[2019·二模]关于α、β、γ三种射线，下列说法正确的是( )A．α射线是一种波长很短的电磁波B．γ射线是一种波长很短的电磁波C．β射线的电离能力最强D．γ射线的电离能力最强解析：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(高频电磁波)，A错误，B正确；α射线的电离能力最强，β射线次之，γ射线最弱，C、D错误．答案：B4．(多选)关于质子和中子，下列说法正确的是( )A．原子核由质子和中子组成B．质子和中子统称为核子C．质子带正电，中子不带电D．质子和中子都是卢瑟福通过发现的解析：中子是查德威克发现的．D项错误，A、B、C正确．答案：ABC5．[2019·模拟]某种元素具有多种同位素，能反映这些同位素的质量数A 与中子数N关系的是图( )解析：质量数于质子数与中子数之和，因此当中子数N增大时，质量数A 也会增大，选项A、D错误；又因为中子数N为零时，质子数不为零，所以质量数A不为零，选项B正确，C错误．答案：B6．[2019·模拟]如图所示，一天然放射性物质放射出的三种射线经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)，调整电场强度E和磁感强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线照射，下面的哪种判断是正确的( )A．射到a点的是α射线B．射到b点的是β射线C．射到b点的是α射线或β射线D．射到b点的是γ射线解析：因为γ射线不带电，所以γ射线一射到a点；α、β两种射线在电磁场中受到电场力和洛伦兹力，若满足qvB＝Eq，即v＝EB，则α、β两种射线都能射到a点，故不合题意；若电场力大于洛伦兹力，则射到b点的是α射线；若洛伦兹力大于电场力，则射到b点的是β射线．故C正确，A、B、D错误．答案：C7．[2019·期末]在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是( )A．γ射线的贯穿作用B．α射线的电离作用C．β射线的贯穿作用 D．β射线的作用解析：α射线电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷，使带电体所带的电荷很快消失．答案：B8．[2019·模拟]关于天然放射现象中产生的三种射线，以下说法中正确的是( )A．α、β、γ三种射线中，α射线的电离作用最强，穿透能力也最强B．α、β、γ三种射线中，β射线的速度最快，可以达到0.9cC．β射线是由原子核外电子电离产生的D．人们利用γ射线照射种子，可以使种子内的遗传物质发生变异，培育出的优良品种解析：α、β、γ三种射线中，α射线的电离作用最强，穿透能力最弱，故A错误；α、β、γ三种射线中，α射线射出速度约0.1c，β射线射出速度接近c，γ射线射出速度为c，所以三种射线中γ射线的速度最快，故B错误；β射线是由原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项C错误；人们利用γ射线照射种子，可以使种子内的遗传物质发生变异，培育出的优良品种，故D正确．答案：D能力达标9.(多选)226 88Ra是228 88Ra的一种同位素，对于这两种镭的原子而言，下列说法正确的有( )A．它们具有相同的质子数和不同的质量数B．它们具有相同的中子数和不同的原子序数C．它们具有相同的核电荷数和不同的中子数D．它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质解析：原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相的，原子核的质量数(核子数)于核内质子数与中子数之和，由此可知这两种镭是同位素，核内的质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138，原子的化学性质由核外电子数决，由于它们的核外电子数相同，故它们的化学性质也相同．故正确答案为A、C.答案：AC10．关于图中甲、乙、丙、丁四幅图的说法正确的是( )A．甲图中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点B．乙图中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4 eV的光子而发生跃迁C．丙图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，则锌板原来带负电D．丁图中1为α射线，它的电离作用很强，可消除静电解析：甲图中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处也可以观察到很少的闪光点，故A错误；乙图中，处于基态的氢原子吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需于两能级间的能级差，基态氢原子跃迁到n＝2能级，需要吸收的能量最小，吸收的能量为－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，即吸收能量为10.2 eV的光子，可以从基态跃迁到n＝2能级，能量为10.4 eV的光子不能被处于基态的氢原子吸收，故B错误；丙图中用弧光灯照射锌板，锌板上的电子逸出，锌板带上正电，发现验电器的张角变大，说明锌板原来就带正电，故C错误；丁图中，根据左手则可知，1带正电，为α射线，α射线的电离作用很强，可消除静电，故D正确．答案：D11．[卷Ⅱ](多选)在人类对微观进行探索的过程中，起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是( )A．密立根通过油滴测出了基本电荷的数值B．贝可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．居里夫妇从沥青铀分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种元素D．卢瑟福通过α粒子散射证实了在原子核内部存在质子E．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷解析：密立根通过油滴测出了基本电荷的数值，选项A正确；原子中存在原子核是卢瑟福通过α粒子散射发现的，选项B、D错误；居里夫妇发现的钋和镭是从沥青铀分离出来的，选项C正确；汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转，发现阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了其比荷，选项E 正确．答案：ACE12．[2019·检测]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＝mv2R，则R＝mvqB，B、q一，当v相同时，R∝m，则R氕<R氘<R氚，由于动量p＝mv，当动量相同时，则R氕＝R氘＝R氚．由F n＝qvB知速度相同时向心力大小相同，即F 氕＝F 氘＝F 氚，又因为F ＝qvB ＝qpB m ，q 、p 、B 一，F ∝1m，故F 氕>F 氘>F 氚．答案：以相同速度进入磁场时，F 氕＝F 氘＝F 氚，R 氕<R 氘<R 氚以相同动量进入磁场时，F 氕>F 氘>F 氚，R 氕＝R 氘＝R 氚13.[2019·质检]质谱仪是一种测带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S 产生的各种不同正离子束(速度可看成为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P 上，设离子在P 上的位置到入口处S 1的距离为x .(1)设离子质量为m 、电荷量为q ，加速电压为U ，磁感强度大小为B ，求x 的大小；(2)氢的三种同位素11H 、21H 、31H 从离子源S 出发，到达照相底片的位置距入口处S 1的距离之比x H ：x D ：x T 为多少？解析：(1)离子在电场中加速时，由动能理得 qU ＝12mv 2进入磁场后洛伦兹力提供向心力，qvB ＝mv 2r，又x ＝2r由以上三式得x ＝2B 2mUq(2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由(1)结果知x H ：x D ：x T ＝m H ：m D ：m T ＝1：2：3答案：(1)2B 2mUq(2)1：2：3。

第五章原子核1 原子核的组成同步练习一、单选题1．卢瑟福通过原子核人工转变实验发现了质子，它的符号是（）A．11H B．42He C．01eD．1n2．以下说法正确的是（）A．贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子内部有复杂结构B．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性C．德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应的规律D．按照玻尔理论，核外电子均匀地分布在各个不连续的轨道上3．下列叙述中符合物理学史的有（）A．玻尔提出了原子核式结构学说B．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象C．爱迪生通过对阴极射线的实验研究，发现了电子和质子D．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现了放射性元素钋（Pa）和镭（Ra）4．在近代物理发展的过程中，实验和理论相互推动，促进了人们对微观世界的认识。

对下列实验描述正确的是（）A．甲图中只增大光照强度，电流表的示数一定不变B．乙图中用紫外灯照射锌板，验电器指针因带负电张开C．丙图的理论说明氢原子能级是分立的，但原子发射光子的频率是连续的D．丁图放射源产生的三种射线中，射线1的电离本领最强5．下列现象中，与原子核内部变化有关是（）A． 粒子散射B．光电效应C．天然放射现象D．氢原子光谱6．下列说法正确的是（）A．β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的B．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的C．卢瑟福的原子核式结构模型解释了α粒子散射实验D．查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂的结构7．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。

下列表述符合物理学史实的是（）A．麦克斯韦为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说C．查德威克通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型D．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的8．下列叙述中正确的是（）A．对α粒子散射实验的研究使人们认识到中子是原子核的组成部分B．电子衍射现象的发现为物质波理论提供了实验支持C．电子的发现使人们认识到原子核具有复杂的结构D．天然放射现象的发现使人们认识到原子有复杂的结构9．在元素周期表中查到铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是（）A．核外有82个电子，核内有207个质子B．核外有82个电子，核内有82个质子C．核内有82个质子，207个中子D．核内有125个核子二、多选题10．下列说法不正确的是（）A．α粒子散射实验现象说明原子核是可以再分的B．压强和温度对放射性元素衰变的快慢都没有影响C．光电效应实验显示了光的粒子性D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大11．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。

原子和原子核问题一、氢原子光谱与能级跃迁 1．氢原子光谱(1) 光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2) 光谱分类(3) )(4) 氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式 1λ＝R (122－1n 2) (n ＝3,4,5，…，R 是里德伯常量，R ＝×107 m －1)．光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线，可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10-10 g 时就可以被检测到，这种方法称为光谱分析。

(5) 在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义． 2．氢原子的能级结构、能级公式 (1) 玻尔理论① 定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量． ② 跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E m －E n .(h 是普朗克常量，h ＝×10－34 J·s) '③ 轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．(2)几个概念① 能级：在玻尔理论中，原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值，叫做能级．② 基态：原子能量最低的状态．③激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他的状态．④量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的正整数．(3) 氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－eV.(4) 氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝×10－10 m..…3．氢原子的能级图【例题】1 当用具有能量的光子照射n＝3激发态的氢原子时，氢原子（）A. 不会吸收这个光子B. 吸收该光子后被电离，电离后的动能为`C. 吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零D. 吸收该光子后不会被电离解析：当n＝3时，氢原子的能量，所以处于n＝3激发态的氢原子的电离能是，当该原子吸收具有能量的光子后被电离，电离后电子的动能是，所以选项B正确。

原子结构练习题(含参考答案)题目一1. 原子核由哪两种粒子组成？2. 电子的属性是什么？3. 原子的质量数由什么决定？4. 如何计算一个原子的电子数？5. 请列举五种不同元素的符号和原子序数。

参考答案：1. 原子核由质子和中子组成。

2. 电子具有负电荷和质量很小的特性。

3. 原子的质量数由其质子数和中子数之和决定。

4. 一个原子的电子数等于其质子数。

5. 例如：氢(H) - 1，氧(O) - 8，氮(N) - 7，铜(Cu) - 29，铁(Fe) - 26.题目二1. 什么是元素周期表？2. 哪个元素是元素周期表中的第一元素？3. 元素周期表是如何组织的？4. 元素的周期性特点是什么？5. 元素周期表中有多少个主要分组？参考答案：1. 元素周期表是一种排列化学元素的表格，按照一定规则组织元素信息。

2. 氢元素是元素周期表中的第一元素。

3. 元素周期表按元素的原子序数和化学性质进行组织，相似化学性质的元素分在同一垂直列(组)中。

4. 元素周期表中的元素周期性特点表现为周期性变化的原子半径、电离能和电负性等。

5. 元素周期表中有18个主要分组。

题目三1. 排列下列元素按原子升序：铜、氧、铁、钠。

2. 哪个元素的电子云最靠近原子核？3. 一个元素的原子序数是其原子中有多少个什么？4. 请列举两种气体元素。

5. 化合物是由什么组成的？参考答案：1. 氧、钠、铁、铜。

2. 电子云最靠近原子核的元素是氧。

3. 一个元素的原子序数是其原子中有多少个质子。

4. 例如：氢(H)和氧(O)。

5. 化合物是由两种或更多不同元素结合而成的。

高中物理《原子结构》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．提出原子核式结构模型的科学家是（）A．汤姆孙B．法拉第C．卢瑟福D．奥斯特2．卢瑟福预言原子核内除质子外还有中子的事实依据是（）A．电子数与质子数相等B．绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的质量与电荷量之比C．原子核的核电荷数等于质子数D．质子和中子的质量几乎相等3．世界上第一台激光器诞生于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器，40多年来，激光技术与应用发展迅猛，已与多个学科相结合形成多个应用技术领域。

原子从高能级向低能级跃迁产生光子，将频率相同的光子汇聚可形成激光。

下列说法正确的是（）A．频率相同的光子能量相同B．原子跃迁发射的光子频率连续C．原子跃迁只产生单一频率的光子D．激光照射金属板不可能发生光电效应n=的激发态向低能级跃迁时，产生的光子种类可能是（）4．一个氢原子从5A．4种B．10种C．6种D．8种5．如图所示为氢原子的能级分布图，已知可见光光子的能量在1.61 3.10eV范围内，由图可知（）n=能级A．基态氢原子吸收能量为10.3eV的光子能从n＝1能级跃迁到2B．基态氢原子的电离能为13.6eVn=能级的氢原子向低能级跃迁时，可辐射6种不同频率的光子C．一群处于5D ．氢原子从4n =能级跃迁到3n =能级，辐射的是可见光光子6．下列说法中正确的是（ ）A ．汤姆孙依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型B ．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分D ．质子不可能衰变为一个中子和一个正电子7．如图所示为玻尔原子理论的氢原子能级图，下列说法正确的是（ ）A ．大量处于5n =能级的氢原子向基态跃迁，最多可以发出20种不同频率的光B ．处于2n =能级的氢原子其电势能比处于3n =能级的氢原子的电势能小C ．若氢原子由4n =能级分别直接跃迁至3n =和2n =能级时所发出光的波长为λ1和λ2，则λ1＜λ2D ．用光子能量为12.5eV 的光照射大量处于基态的氢原子，此过程中氢原子最多可以发出3种不同频率的光8．处于不同能级的氢原子，电子做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ）A ．能量越大的氢原子，电子的向心加速度越大B ．能量越大的氢原子，电子的动能越大，电势能越小C ．处于基态的氢原子，电子的运动周期最大D ．处于基态的氢原子，电子运动的角速度最大二、多选题9．对于原子光谱，下列说法正确的是（ ）A ．原子光谱是不连续的B ．因为原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的光谱是相同的C ．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的光谱也是不同的D ．分析物质的光谱，可鉴别物质含哪种元素10．关于元电荷，下列说法正确的是（ ）A ．元电荷就是电子B ．元电荷所带电荷量等于电子或质子所带的电荷量C ．某物体所带电荷量可以是196.610C -⨯D ．美国物理学家密立要用实验最早测定了元电荷的数量值11．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）A ．图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子B ．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C ．图丙：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一D ．图丁：每种原子都有自己的特征谱线，故光谱分析可用来鉴别物质12．图甲为氢原子的能级图，大量处于n ＝2激发态的氢原子吸收一定频率的光子后跃迁到较高的能级，之后再向低能级跃迁时辐射出10种不同频率的光子。

高中物理：原子核的组成练习[全员参与·基础练]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．( ·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32He存在，以下关于32He的说法正确的是( )A．是42He的同分异构体B．比42He多一个中子C．是42He的同位素D．比42He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.32He是42He的同位素，比42He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)( ·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、αB．β、γ、αC．α、β、γD．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19­1­67．(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110，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3 mm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[超越自我·提升练]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( )A ．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 ＝mv 2R 得R ＝mvqB ，若原来放射性元素的核电荷数为Q ，则对α粒子：R 1＝p 1B ·2e 对反冲核：R 2＝p 2B （Q －2）e由p 1＝p 2，R 1∶R 2＝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＝12mv2，则有v＝2qUm，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 v2r，并把v代入，得r＝1B2mUq，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8 000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＝mvBq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＝mv2 R，则R＝mv qB ，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．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＝qpBm，q、p、B一定，Fn∝1m，故Fn氕>Fn氘>Fn氚．【答案】以相同速度进入磁场时，F n氕＝Fn氘＝Fn氚，R氕＜R氘＜R氚以相同动量进入磁场时，F n氕>Fn氘>Fn氚，R氕＝R氘＝R氚。