2019-2020年高中物理第十九章原子核第1节原子核的组成分层演练巩固落实新人教版

第1节原子核的组成[随堂巩固]1．(三种射线的特性)(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．α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，β射线是高速电子流，A正确，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AD2．(三种射线的特性)(多选)图19－1－4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，以下判断正确的是图19－1－4A．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α射线D．b为α射线、c为γ射线解析由题图可知电场线方向向右，α射线带正电，所受电场力方向与电场线方向一致，故α射线向右偏转，即c为α射线；β射线带负电，所受电场力方向与电场线方向相反，故β射线向左偏转，即a为β射线；γ射线不带电，不发生偏转，即b为γ射线，故选项B、C正确。

答案BC3．(原子核的组成及同位素)下列说法正确的是A．质子和中子的质量不等，但质量数相等B．质子和中子构成原子核，原子核的质量数等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等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，原子核的质量数等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等于质子总电荷量之和，D错。

答案 A4．(原子核的组成及同位素)(多选)氢有三种同位素，分别是氕(11H)、氘(21H)、氚(31H)，则A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的化学性质相同解析氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数均相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，A、B正确，C错误；同位素化学性质相同，只是物理性质不同，D正确。

十九章第一节、第二节习题1．如图，放射性元素镭衰变过程中释放α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法中正确的是()A．①表示β射线，③表示γ射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示β射线D．⑤表示γ射线，⑥表示β射线2．一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，强度减为原来的1 3，而当用1 cm厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小到几乎为零，由此可知，该放射源所射出的()A．仅是α射线B．仅是β射线C．是α射线和β射线D．是α射线和γ射线3．下列说法中正确的是()A．氦4核中有4个质子，2个中子B．氦4核与氦3核不是互为同位素C.10 4Be中的质子数比中子数少6D.3014Si中的质子数比中子数少24物理学是一门以实验为基础的科学，以下说法正确的是()A．光电效应实验表明光具有波动性B．电子的发现说明电子是构成物质的最小微粒C．居里夫人首先发现了天然放射现象D．α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础5．由原子核的衰变可知()A．放射性元素一次衰变就同时产生α射线和β射线B．放射性元素发生β衰变，产生的新核的化学性质不变C．α衰变说明原子核内部存在氦核D．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线6．铝箔被α粒子轰击后，发生的核反应方程为2713Al＋42He→X＋10n.方程中X的中子数为() A．15B．16C．30 D．317．某原子核有N个核子，其中中子n个，当该核俘获一个中子后，相继放出一个α粒子和β粒子，变成一个新核，该新核()A．核子数是N－4个B．质量数是N＋1C．有质子N－n－2个D．有中子n－2个8.238 92U(铀核)衰变为222 86Rn(氡核)要经过几次α衰变，几次β衰变()A．4 3 B．4 2C．3 3 D．3 49．(多选)核电池又叫“放射性同位素电池”，一个硬币大小的核电池可以让手机不充电使用5 000年，若将某种放射性元素制成核电池，带到火星上去工作．在已知火星上的温度、压强等环境因素与地球有很大差别的情况下，下列说法正确的有()A．该放射性元素到火星上之后，半衰期发生变化B．该放射性元素到火星上之后，半衰期不变C．若该放射性元素的半衰期为T年，经过2T年，该放射性元素还剩余75%D．若该放射性元素的半衰期为T年，经过2T年，该放射性元素还剩余25%10．若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比m A∶m B为()A．1∶2 B．2∶1C．5∶4 D．4∶511．(多选)目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度的含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是()A．β射线与γ射线一样都是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.238 92U衰变成206 82Pb要经过8次α衰变和6次β衰变D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的12．一个静止的铀核，放射一个α粒子而变为钍核，在匀强磁场中的径迹如图所示，则正确的说法是()A．1是α，2是钍B．1是钍，2是αC．3是α，4是钍D．3是钍，4是α十十九章三四五节巩固练习★练习一1．1965年，我国科学家首次用人工方法合成的结晶牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质，所使用的鉴别技术是 ( )A．学分析 B．同位素示踪原子 C．光谱分析 D．测定介电常数2．联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹．贫铀是从金属中提炼铀235以后的剖产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境．下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是 ( )①由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害②爆炸后的弹片不会对人体产生危害③铀238的衰变速率很快④铀的半衰期很长A．①②B．③C．①④ D．②④3．美国前总统老布什曾让医生们虚惊了一场．那是在访日宴会上突然昏厥，美国政府急忙将他送回国，医生用123I进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出了病因．这是利用123I所放出的( )A．热量 B．α射线 C．β射线 D．γ射线4．美国医生用123I对老布什总统诊断，使其很快恢复健康，123I的特性是 ( )A．半衰期长，并迅速从体内清除 B．半衰期长，并缓慢从体内清除C．半衰期短，并迅速从体内清除 D．半衰期短，并缓慢从体内消除5．医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是 ( )A．示踪原子 B．电离作用 C．催化作用 D．贯穿作用6．下列哪一种医学治疗、检查手段运用了放射性同位素放出的射线 ( ) A．B超 B．化疗医治肿瘤 C．X光透视 D．CT断层扫描练习二：1．(多选关于核能，下列说法中正确的有（）A．核子结合成原子核时，需吸收的能量B．核子结合成原子核时，能放出的能量C．不同的核子结合成原子核时，所需吸收的能量相同D．使一个氘核分解成一个中子和一个质子时，吸收的能量是一个恒定值2．质子的质量mp ，中子的质量为mn，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为（）A．（mp +mn-m）C2 B．（mp+mn）c2 C．mc2 D．(m-mp)c23．(多选在计算核子和原子核的质量时，以u为单位比较方便，关于u下列说法中正确的是（）A．1u≈1.66×10-27kg B．1u等于一个碳12原子质量的1/12C．1u相当于931.5MeV能量 D．u表示一个核子的质量4．关于爱因斯坦质能方程的下列看法中正确的是（）A．E=mc2中的E是物体以光速运动的动能．B．E=mc2是物体的核能．C．E=mc2反映了一定的质量与一定的能量有相当的关系．D．△E=△mc2表示发生的质量亏损△m变为能量放出去．5．完成下列核反应方程6．质子的质量、中子的质量和氘核的质量分别为m1、m2和m3，质子和中子结合成氘核时，发出γ射线。

第2节 放射性元素的衰变[随堂检测]1．关于放射性元素的α衰变和β衰变，以下说法中正确的选项是 ( )A ．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B ．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4C ．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D ．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1解析：选D ．发生一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减少2；发生一次β衰变，核电荷数增加1，原子序数增加1.2.23592U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成20782Pb ，则( ) A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18解析：选B ．原子核经过一次α衰变，放出一个42He ，其质子数减小2，质量数减小4，经过一次β衰变，放出一个电子，质子数增加1，质量数不变．由23592U 变成20782Pb ，质子数减小了10，质量数减少了28，故可列方程－2m ＋n ＝－10，－4m ＝－28，解得m ＝7，n ＝4.3．放射性元素氡(222 86Rn)经α衰变成为钋(218 84Po)，半衰期约为3.8天；但勘探表示，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素222 86Rn 的矿石，其原因是 ( )A ．目前地壳中的222 86Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变B ．在地球形成的初期，地壳中元素222 86Rn 的含量足够高C ．当衰变产物218 84Po 积累到必然量今后，218 84Po 的增加会减慢222 86Rn 的衰变进度D ．222 86Rn 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期 解析：选A ．由于222 86Rn 的半衰期为3.8天，较短，故经过漫长的地质年代后，地壳中原有的222 86Rn 早已衰变完了，目前地壳中的222 86Rn 主要来自其他放射性元素的衰变，选项A 正确，B 错误；放射性元素的半衰期由原子核自己的因素决定，与外界环境等因素没关，选项C 、D 错误．4. (2015·高考北京卷)实验观察到，静止在匀强磁场中A 点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹表示图如图，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 ．依照动量守恒定律，原子核发生β衰变后产生的新核与电子的动量大小相等，设为p .依照qvB ＝mv 2r ，得轨道半径r ＝mv qB ＝p qB ，故电子的轨迹半径较大，即轨迹1是电子的， 轨迹2是新核的．依照左手定则，可知磁场方向垂直纸面向里．选项D 正确．[课时作业]一、单项选择题1．(2014·高考重庆卷)碘131的半衰期约为8天．若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大体还有( )A ．m 4B ．m 8C ．m 16D ．m 32解析：选C ．经过32天即4个半衰期，碘131的含量变成m ′＝m 24＝m 16，C项正确．2．以下表示放射性元素碘131(131 53I )β衰变的方程是( )A ．13153I →127 51Sb ＋42HeB ．13153I →13154Xe ＋0－1eC ．13153I →13053I ＋10nD ．13153I →13052Te ＋11H 解析：选B ．本题观察了核反应方程的两个守恒特点．A 选项不是β衰变过程，故A 错误；β衰变的特点是放出电子，而B 选项既满足质量数守恒又满足电荷数守恒，故B 正确；C 、D 中放出的是中子和质子，不吻合β衰变的特点．3．某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( )A ．11.4天B ．7.6天C ．5.7天D ．3.8天解析：选D ．由于经过了11.4天，还有18没有衰变，由半衰期计算公式m ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τm 0可说明该放射性元素经过了3个半衰期，即可算出半衰期是3.8天，故D 项正确．4．近来几年，原子核科学家在超重元素的探测方面获取重要进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核A Z X 经过6次α衰变后的产物是253100Fm.由此，能够判断生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )A ．124、259B ．124、265C ．112、265D ．112、277解析：选D ．由电荷数守恒得Z ＝100＋12＝112，由质量数守恒得A ＝253＋24＝277，应选D ．5．铀239(239 92U)经过衰变可产生钚239(239 94Pu)．关于铀239的衰变，以下说法正确的选项是( )A ．239 94Pu 与239 92U 的核内拥有相同的中子数和不相同的核子数B ．放射性物质239 92U 发生β衰变时所释放的电子本源于核外电子C ．239 92U 经过2次β衰变产生239 94PuD ．温度高升，239 92U 的半衰期减小解析：选C ．239 92U 的质量数A ′＝239，核电荷数Z ′＝92，则中子数n ′＝239－92＝147，239 94Pu 的质量数A ＝239，核电荷数Z ＝94，则中子数n ＝A －Z ＝239－94＝145，故核子数相同，但中子数不相同，故A 错误；β衰变是原子核的衰变，与核外电子没关，β衰变时释放的电子是由核内一此中子转变成一个质子同时释放出来的，故B 错误；239 92U ―→2 0－1e ＋239 94Pu ，显然反应物的质量数为239，而生成物的质量数为239，故质量数守恒；而反应物的核电荷数为92，故核电荷数守恒，反应能够发生，故C正确；半衰期与物体的温度、状态均没关，而是由核内部自己因素决定的，故D错误．二、多项选择题6．天然放射性元素23290Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变此后，变成20882 Pb(铅)．以下论断中正确的选项是()A．衰变的过程共有6次α衰变和4次β衰变B．铅核比钍核少8个质子C．β衰变所放出的电子来自原子核外轨道D．钍核比铅核多24此中子解析：选AB．由于β衰变不会引起质量数的减少，故可先依照质量数的减少确定α衰变的次数为：x＝232－2084＝6，再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判断β衰变的次数应满足：2x－y＝90－82＝8，y＝2x－8＝4.钍232核中的中子数为232－90＝142，铅208核中的中子数为208－82＝126，所以钍核比铅核多16此中子，铅核比钍核少8个质子．由于物质的衰变与元素的化学状态没关，所以β衰变所放出的电子来自原子核内10n→11H＋0－1e，所以选项A、B 正确．7．关于天然放射性，以下说法正确的选项是()A．所有元素都有可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度没关C．放射性元素与其他元素形成化合物时仍拥有放射性D．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线解析：选BC．自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素没关，选项B、C正确；原子核发生衰变时，不能够同时发生α和β衰变，γ射线陪同这两种衰变产生，应选项D错误．8．(2015·高考山东卷)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年．已知植物存活期间，其体内14C与12C的比率不变；生命活动结束后，14C的比率连续减小．现经过测量得知，某古木样品中14C的比率正好是现代植物所制样品的二分之一．以下说法正确的选项是()A．该古木的年代距今约5 700年B．12C、13C、14C拥有相同的中子数C．14C衰变成14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析：选AC．古木样品中14C的比率是现代植物所制样品的二分之一，依照半衰期的定义知该古木的年代距今约5 700年，选项A正确；同位素拥有相同的质子数，不相同的中子数，选项B错误；14C的衰变方程为14 6C→14 7N＋0－1e，所以此衰变过程放出β射线，选项C正确；放射性元素的半衰期与核内部自己因素有关，与原子所处的化学状态和外面条件没关，选项D错误．9.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生了衰变，获取两条以下列图的径迹，图中箭头表示衰变后粒子的运动方向．不计放出光子的能量，则以下说法正确的选项是()A．发生的是β衰变，b为β粒子的径迹B．发生的是α衰变，b为α粒子的径迹C．磁场方向垂直于纸面向外D．磁场方向垂直于纸面向里解析：选AD．放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度相反，而电性相反，则两个粒子碰到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆，故放出的是β粒子，放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由半径公式可得轨迹半径与动量成正比，与电荷量成反比，而β粒子的电荷量比反冲核的电荷量小，则β粒子的半径比反冲核的半径大，故b为β粒子的运动轨迹，应选项A正确，由左手定则知磁场方向垂直纸面向里，选项D正确．三、非选择题10．(2014·高考江苏卷)氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射伤害．它是世界卫生组织宣告的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是22286Rn的半衰期约为3.8天，则约经84Po＋________．已知22286Rn→218过________天，16 g的22286Rn衰变后还剩1 g.解析：依照质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为222 86Rn →218 84Po ＋42He.依照衰变公式m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，得1＝16×⎝ ⎛⎭⎪⎫12t 3.8，解得t ＝15.2天． 答案：42He(或α) 15.211．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K 时，能够发生“氦燃烧”．(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：42He ＋________→84Be ＋γ.(2)84Be 是一种不牢固的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s ．必然质量的84Be ，经7.8×10－16 s 后所剩84Be 占开始时的多少？解析：(1)依照核反应方程的电荷数守恒，质量数守恒可知核反应方程应为42He ＋42He ―→84Be ＋γ.(2)m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫123＝18. 答案：(1)42He (2)18(或12.5%) 12．(1)原子核232 90Th 拥有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核．以下原子核中，有三种是232 90Th 衰变过程中能够产生的，它们是________．A ．208 82PbB ．211 82PbC ．216 84PoD ．228 88Ra E.226 88Ra (2)一静止的238 92U 核经α衰变成为234 90Th 核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后234 90Th 核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?解析：(1)选ACD ．发生1次α衰变时核子的质量数减4，电荷数减2；发生1次β衰变时，质量数不变，电荷数加1.先从质量数的变化解析，易得A 、C 、D 正确．(2)据题意知，此α衰变的衰变方程为：238 92U ―→234 90Th ＋42He ， 依照动量守恒定律得m αv α＝m Th v Th ①式中，m α和m Th 分别为α粒子和Th 核的质量，v α和v Th 分别为α粒子和Th 核的速度，由题设条件知：12m αv 2α＋12m Th v 2Th ＝E k ②mαm Th＝4 234③式中E k＝4.27 MeV，是α粒子与Th核的总动能．由①②③式得12m Th v2Th＝mαmα＋m ThE k代入数据得，衰变后23490Th核的动能12m Th v 2Th≈0.07 MeV.答案：(1)ACD(2)0.07 MeV。

第1节原子核的组成1．(对应要点一）（2012·南宁模拟)如图19－1－4所示装置处于真空中，S为能放出α、β和γ三种射线的放射源,虚线框内是方向垂直纸面的匀强磁场,L是 1 mm厚的纸板,M是荧光屏，实验时发现在荧光屏上O、P处有亮斑。

则以下判断正确的是( ）图19－1－4 A．如果磁场方向垂直纸面向里,则O点和P点分别为β和α射线形成的亮斑B．如果磁场方向垂直纸面向外，则O点和P点分别为γ和β射线形成的亮斑C．如果磁场方向垂直纸面向里,则O点和P点分别为α和β射线形成的亮斑D．如果磁场方向垂直纸面向外,则O点和P点分别为γ和α射线形成的亮斑解析：由于一张纸就可把α射线挡住，如果磁场方向垂直纸面向里，则O点为γ射线形成的亮斑，β射线形成亮斑应在O点下方。

如果磁场方向垂直纸面向外,则O点和P点分别为γ和β射线形成的亮斑，选项B正确.答案:B2．（对应要点二）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，在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对。

答案:D3．（对应要点二）据最新报道，放射性同位素钬166， 67Ho,可有效治疗癌症,该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是（)A．32 B．67C．99 D．166解析:根据原子核的表示方法得核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－67＝99,故核内中子数与核外电子数之差为99－67＝32,故A对，B、C、D错。

原子核的构成( 建议用时： 45 分钟 )[ 学业达标 ] 1．由原子核符号23592U，可知 ())92U 原子核中有质子92 个)92U 原子核中有电子92 个)92U 原子核中有中子235 个)92U 原子核中有中子143 个)92U 原子核中有核子235 个【分析】A23592U原子核中核子数是 235原子核符号为 Z X，A为核子数，Z为质子数，可见个，质子数是92 个，中子数为 235－ 92＝ 143 个，故 B、C 错误， A、 D、 E 正确．【答案】ADE2．如图 19-1-6 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，则以下说法中正确的有()【导学号：】图 19-1-6A．打在图中a、 b、 c 三点的挨次是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．假如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 E．假如在铅盒和荧光屏间再一竖直向下的匀强电场，则屏上可能出现两个亮斑【分析】由左手定章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，1β 粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧．因为α 粒子速度约是光速的10，而β粒子速度靠近光速，因此在相同的混淆场中不行能都做直线运动( 假如一个打在b，则另一个必定打在 b 点下方)．故A、C、E正确，B、D错误．【答案】ACE1663．据最新报导，放射性同位素钬67 Ho，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是 ________．【分析】依据原子核的表示方法得核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－ 67＝99，故核内中子数与核外电子数之差为99－ 67＝ 32.【答案】324．在轧制钢板时需要动向地监测钢板的厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图 19-1-7 所示．该装置中探测器接收到的是 ________．图 19-1-7【分析】 α 射线的穿透本事最弱， 一张纸就能将其挡住， 而 β 射线的穿透本事较强，能穿透几毫米厚的铝板，γ 射线的穿透本事最强，能够穿透几厘米厚的铅板，故探测器接收到的应当是 γ 射线．【答案】γ 射线[ 能力提高 ]5．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 19-1-8 所示，则()【导学号：】图 19-1-8A ．α 粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反B ．本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∶ 88E ．反冲核的电荷数为90【分析】 因为微粒之间互相作用的过程中动量守恒，初始总动量为零， 则最后总动量也为零，即 α 粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反，A 正确；因为开释的 α 粒子和反2mv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＝mv＝R 得 ，若原qvBR qB来放射性元素的核电荷数为，则Qp 1对 α 粒子： R 1＝B ·2ep 2对反冲核： R 2＝ B 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 、E 错误．【答案】ABC6．质谱仪是一种测定带电粒子的质量及剖析同位素的重要工具，它的结构原理如图19-1-9 所示，离子源 S 产生的各样不一样正离子束 ( 速度可当作为零 ) ，经加快电场加快后垂直进入有界匀强磁场，抵达记录它的照相底片P 上，设离子在 P 上的地点到进口处S 1 的距离为 x .图 19-1-9(1) 设离子质量为、电荷量为q 、加快电压为、磁感觉强度大小为，求x 的大小；mUB(2) 氢的三种同位素1 2 3H 从离子源 S 出发，抵达照相底片的地点距进口处S 的距1H 、H 、111离之比 x H ∶ x D ∶x T 为多少？ 【导学号：】【分析】(1) 离子在电场中被加快时，由动能定理1 2qU ＝ mv ，22mv进入磁场时洛伦兹力供给向心力，qvB ＝ r ，又 x ＝ 2r ，22mU由以上三式得 x ＝ Bq .(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∶ 3.2 2mU【答案】 (1) Bq (2)1 ∶ 2∶ 37．茫茫宇宙空间存在大批的宇宙射线， 对宇航员构成了很大的威迫． 现有一束射线 ( 含有 α、β、γ 三种射线 ) ， (1) 在不影响 β 和 γ 射线的状况下，怎样用最简单的方法除掉 α 射线？(2) 余下的这束 β 和 γ 射线经过如图 19-1-10 所示的一个使它们分开的磁场地区，请画出 β 和 γ 射线进入磁场地区后轨迹的表示图．( 画在图上 )图 19-1-10( 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 )【导学号：】【分析】(1) 因为 α 射线贯串能力很弱，用一张纸放在射线前即可除掉 α 射线．(2) 如下图．(3) α 粒子和电子在磁场中偏转mvm α v α据 R ＝ Bq ， 对 α 射线有 R α＝ Bq αm e v e对 β 射线有 R e ＝ Bq eR α m αv αq e故R e ＝m e v e q α ＝400.α 射线穿过此磁场时，半径很大，几乎不偏转，故与γ 射线没法分别．【答案】(1) 用一张纸放在射线前即可除掉 α 射线(2) 看法析图(3) α 射线的圆周运动的半径很大，几乎不偏转，故与 γ 射线没法分别。

2019-2020学年高中物理第19章原子核章末分层突破新人教一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的5个选项中有3项符合题目要求，选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得6分．每选错1个扣3分，最低得分为0分)1．在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的是( )A．查德威克通过实验证实了卢瑟福关于中子的猜想是正确的B．汤姆孙首先提出了原子的核式结构学说C．居里夫人首先发现了天然放射现象D．卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子E．贝克勒尔首先发现了天然放射现象【答案】ADE2．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子：235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋x10n，铀235质量为m1，中子质量为m2，钡144质量为m3，氪89的质量为m4，下列说法正确的是( ) A．该核反应类型属于人工转变B．该反应放出能量(m1－2m2－m3－m4)c2C．x的值是3D．该核反应比聚变反应对环境的污染少E．该核反应属于核裂变，比聚变反应对环境的污染重【解析】该核反应是核裂变，不是人工转变，故A错误；核反应方程235 92U＋10n→144 56Ba ＋8936Kr＋x10n中根据质量数守恒，有：235＋1＝144＋89＋x，解得：x＝3；根据爱因斯坦质能方程，该反应放出能量为：ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝(m1－m3－m4－2m2)c2，故B、C正确；该核反应生成两种放射性元素，核污染较大，故D错误，E正确．【答案】BCE3．关于近代物理，下列说法正确的是( )A．α射线是高速运动的氦原子核B．核聚变反应方程21H＋31H→42He＋10n中，10n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征E．爱因斯坦给出了物体的能量与它的质量的关系，E＝mc2【解析】α射线是氦原子核，A对；10n表示中子，B错；据光电效应方程E km＝hν－W0可知，光电子的最大初动能随照射光的频率的增大而增大，并不成正比，C错；玻尔的量子观念能解释氢原子光谱，D对，是爱因斯坦给出了E＝mc2.【答案】ADE4．(2016·全国丙卷)一静止的铝原子核2713Al俘获一速度为1.0×107 m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是( )A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致【解析】核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713Al→2814Si*，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误．根据动量守恒定律有m p v p＝m Si v Si，碰撞后硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子初速度方向一致，说法E 正确．【答案】ABE5．放射性元素238 92U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成210 83Bi，而210 83Bi可以经一次衰变变成210a X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成b81Tl，210a X和b81T1最后都变成206 82Pb，衰变路径如图1所示．则( )图1A．a＝84B．b＝206C.210 83Bi→210a X是β衰变，210 83Bi→b81Tl是α衰变D.210 83Bi→210a X是α衰变，210 83Bi→b81Tl是β衰变E.b81Tl经过一次α衰变变成206 82Pb【解析】由210 83Bi→210a X，质量数不变，说明发生的是β衰变，同时知a＝84.由210 83Bi→b81 Tl是核电荷数减2，说明发生的是α衰变，同时知b＝206，由206 81Tl→206 82Pb发生了一次β衰变．【答案】ABC6．下列说法中正确的是( )A．α粒子散射实验证明了原子核还可以再分B．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构C．分别用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大D．基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射多种频率的光子E．要使轻核聚变，必须使它们的距离达到10－15 m以内【解析】α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，天然放射现象证明了原子核还可以再分，选项A、B均错误；X射线的频率高于紫光的频率，用X射线照射金属时获得光电子的最大初动能会更大，选项C正确；基态氢原子吸收一个光子发生跃迁，当跃迁到较高的能级时(n≥3)，就可能发射多种频率的光子，选项D正确．要使轻核发生聚变必须使它们的距离达到10－15以内，核力才能起作用．E正确【答案】CDE7．“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则 ( ) A．生成的新核与衰变前的原子核质量数相同B．生成新核的核电荷数增加C．生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D．生成的新核与中微子的动量大小相等E．在发生“轨道电子俘获”的过程中，系统动量守恒【解析】质子与中子的质量数相同，所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量数相同，A正确；新核质子数减少，故核电荷数减少，B错误；新核与原核质子数不同，不能称它们互为同位素，C错误；以静止原子核及被俘获电子为系统，系统动量守恒，系统初动量为零，所以生成的新核与中微子的动量大小相等，方向相反，D、E正确．【答案】ADE8．太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看做是4个氢核(11H)结合成1个氦核(42He)．下表中列出了部分粒子的质量(1 u 相当于931.5 MeV的能量)，以下说法中正确的是 ( )A.121B．核反应方程式为411H→42He＋2 0－1eC．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 uD．4个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8 MeVE．四个氢核聚变反应过程中释放的能量约为24.8 J【解析】根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒关系可判断A正确，B错误；根据质能方程可知C、D正确，E错误．【答案】ACD二、非选择题(本题共5小题，共52分)9．(4分)由图2所示可得出结论质子和中子的质量之和________氘核的质量，氘核分解为质子和电子时要________能量．图2【解析】由图可以看出，氘核分解为质子和中子的过程中是吸收能量的，因此两个核子质量之和大于氘核的质量．【答案】大于吸收10．(8分)(2016·全国甲卷)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是______．(填正确答案标号)A. 146C→147N＋0-1eB.3215P→3216S＋0-1eC. 23892U→23490Th＋42HeD. 147N＋42He→178O＋11HE. 23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210nF.31H＋21H→42He＋10n【解析】α衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出α粒子的现象，选项C 为α衰变；β衰变为衰变过程中释放出β粒子的现象，选项A、B均为β衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项E是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F是典型的核聚变过程．【答案】 C AB E F11．(10分)1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是222 86Rn.222 86Rn经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的206 82Pb.(1)求m、n的值；(2)一个静止的氡核(222 86Rn)放出一个α粒子后变成钋核(218 84Po)．已知钋核的速度v＝1×106 m/s，求α粒子的速率. 【导学号：66390061】【解析】(1)4m＝222－206，m＝486＝82＋2m－n，n＝4(2)由动量守恒定律得mαvα－m Po v＝0解得v α＝5.45×107m/s【答案】 (1)4 4 (2)5.45×107 m/s12．(14分)为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变8×107次，这种同位素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1 m 3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量为多少？【导学号：66390062】【解析】 由每分钟衰变次数与其质量成正比出发，运用半衰期知识可求出存水量． 设放射性同位素原有质量为m 0,10天后其剩余质量为m ，水库存水量为Q,10天后每立方米水中放射性元素的存量为m Q ，由每分钟衰变次数与其质量成正比m 0m /Q ＝8×10710，即10Q 8×107＝m m 0，由半衰期公式得：m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T由以上两式联立代入数据得10Q 8×107＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12102＝⎝ ⎛⎭⎪⎫125 解得水库的存水量为Q ＝2.5×105 m 3.【答案】 2.5×105 m 313．(16分)31H 的质量是3.016 050 u ，质子的质量是1.007 277 u ，中子的质量是1.008 665 u ．则：(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各是多少？(3)如果这些能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？【导学号：66390063】【解析】 (1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程式是11H ＋210n ―→31H ，反应前各核子总质量为m p ＋2m n ＝1.007 277 u ＋2×1.008 665 u＝3.024 607 u反应后新核的质量为m H ＝3.016 050 u质量亏损为Δm ＝3.024 607 u －3.016 050 u＝0.008 557 u因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为放出能量的反应．释放的核能为ΔE ＝Δm ×931.5 MeV＝0.008 557×931.5 MeV＝7.97 MeV.(2)氚核的结合能即为ΔE ＝7.97 MeV它的比结合能为ΔE 3＝2.66 MeV. (3)放出光子的频率为ν＝ΔE h ＝7.97×106×1.6×10－196.63×10－34 Hz ＝1.92×1021Hz. 【答案】 (1)释放核能 7.97 MeV(2)7.97 MeV 2.66 MeV(3)1.92×1021 Hz。

第十九章第一节原子核的组成1．(江西省上高二中2017～2018学年高二下学期期末)( B )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．乙图中黑体辐射的强度，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且极大值向波长较短的方向移动C．丙图中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4eV的光子而发生跃迁D．丁图中1为α射线，在三种射线中它的穿透能力最强，电离作用最弱解析：甲图中C处亦可观察到闪光点，A错；观察乙图可知选项B正确；－13.6eV＋10.4eV＝－3.2eV，故氢原子不能发生跃迁，选项C错；丁图中1为α射线，它的穿透能力最弱，电离作用最强，故D错。

2．(北京临川育人学校2017～2018学年高二下学期期中)关于天然放射线性质的说法正确的是( D ) A．γ射线就是中子流B．α射线有较强的穿透性C．电离本领最强的是γ射线 D．β射线是高速电子流解析：γ射线是高频率的电磁波，它是伴随α或β衰变放出的，故A错误；三种射线中穿透能力最强的是γ射线，α射线穿透能力最弱，电离能力最强的是α射线，γ射线电离能力最弱，故B、C错误；β射线是原子核内的中子变为质子时放出的电子，是高速的电子流，故D正确。

3．(青州市实验中学2015～2016学年高二下学期检测)如图所示，天然放射性元素，放出α、β、γ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β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线( A )A．向右偏B．向左偏C．直线前进D．无法判断解析：γ射线不带电，故在电磁场中不偏转，β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 ＝E B ，而α射线的速度比β射线小，因此α射线受向右的电场力远大于向左的洛伦兹力，故α射线向右偏，A 正确，B 、C 、D 错。

4．(山东昌乐二中2016～2017学年高二月考)若用x 代表一个中性原子中核外的电子数，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 正确。

第1节 原子核的组成「根底达标练」1．一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，强度减为原来的13，而当用1 cm 厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小到几乎为零，由此可知，该放射源所射出的( )A ．仅是α射线B ．仅是β射线C ．是α射线和β射线D ．是α射线和γ射线解析：选C α射线的穿透能力最弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住，β射线的电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米的铝板，γ射线穿透能力最强，可以穿过几厘米厚的铅板，根据题意可知，该放射源所射出的射线有α射线和β射线，没有γ射线，故C 正确，A 、B 、D 错误．2．以下说法中正确的选项是( )A ．氦4核中有4个质子，2个中子B ．氦4核与氦3核不是互为同位素C.10 4Be 中的质子数比中子数少6D.3014Si 中的质子数比中子数少2解析：选D 氦4核中有2个质子，2个中子，故A 错误；氦4核与氦3核是互为同位素，故B 错误；10 4Be 中的质子数比中子数少2，故C 错误；3014Si 的质子数比中子数少2，故D 正确．3．以下说法中正确的选项是( )A ．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的B ．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说上引进了量子理论C ．γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很弱D ．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构解析：选B 天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故A 错误；玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说根底上引进了量子理论，故B 正确；γ射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强，故C 错误；卢瑟福根据α粒子散射实验，提出原子核式结构学说，故D 错误．4．(2022·东莞高三期末)物理学是一门以实验为根底的科学，以下说法正确的选项是( )A ．光电效应实验说明光具有波动性B．电子的发现说明电子是构成物质的最小微粒C．居里夫人首先发现了天然放射现象D．α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验根底解析：选D 光电效应实验说明光具有粒子性，A错误；电子的发现说明原子内部有着复杂的结构，原子是可以再分的，不能说明电子是构成物质的最小微粒，B错误；贝克勒尔首先发现了天然放射现象，C错误；α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验根底，D正确．5．原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法正确的选项是( ) 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：选D 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局部；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粒子的来源；原子核发出射线后处于高能级，在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，D正确．6．如下图是查德威克发现中子的装置示意图，由天然放射性元素钋(Po)放射出的粒子流A轰击铍(Be)时会产生粒子流B，用粒子流B轰击石蜡时，会打出质子流C，图中粒子流A是( )A．中子流B．α射线C．β射线D．γ射线解析：选B 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α射线，B为中子，C为质子，故A、C、D错误，B正确．7．如下图，放射源放在铅块中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．放射源通过细孔放出的射线有α，β，γ三种，以下判断正确的选项是( ) A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线解析：选B 粒子垂直进入磁场，假设带电那么必受洛伦兹力的作用而做圆周运动，轨迹为圆弧，而乙为直线，可判定其为不带电粒子，即乙是γ射线；再根据左手定那么，即可判断甲为β射线，丙为α射线，故正确选项为B.8．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，它的构造原理如下图，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？解析：(1)离子在电场中被加速时，由动能定理 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 ＝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「能力提升练」9．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.工业部门可以使用射线来测厚度．如下图，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪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：选C 根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能量最强，穿透能力最弱，为了能够准确测量钢板的厚度，探测射线应该用γ射线；随着轧出的钢板越厚，透过的射线越弱，而轧出的钢板越薄，透过的射线越强，故A 、B 、D 错误，C 正确．10．如下图中R 是一种放射性物质，虚线方框是匀强磁场，LL ′是厚纸板，MM ′是荧光屏．实验时发现在荧光屏的O 、P 两点处有亮斑，那么此时磁场的方向、到达O 点的射线、到达P 点的射线应为( )A ．向上，β，αB ．向下，α，βC ．由外向里，γ，βD ．由里向外，γ，α解析：选C 因为α粒子的贯穿本领较小，一张纸即可把它挡住，所以亮斑中不可能有α射线，A、B、D错误；因为γ射线不带电，所以不受磁场约束，直接打在O点，C正确．11．(多项选择)如下图，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外的匀强磁场，那么以下说法中正确的有( )A．打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线B．α射线和β射线的轨迹都是抛物线C．α射线和β射线的轨迹都是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，那么屏上的亮斑可能只剩下b 解析：选AC 由左手定那么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下，β粒子受的洛伦兹力向上，轨迹都是圆弧，A、C正确，B错误；由于α粒子速度约是光速的1/10，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，D 错误．12．(多项选择)(2022·太原期中)用如图的装置可以判定放射源发出射线的带电性质．两块平行金属板A、B垂直纸面竖直放置，从放射源上方小孔发出的射线竖直向上射向两极板间．当在两板间加上垂直纸面方向的匀强磁场时，射线的偏转方向如下图．如撤去磁场，将A、B两板分别与直流电源的两极连接，射线的偏转也如图．那么( ) A．假设磁场方向垂直纸面向里，那么到达A板的为带正电的粒子B．假设磁场方向垂直纸面向外，那么到达A板的为带正电的粒子C．假设A接电源负极，那么到达A板的为带正电的粒子D．假设A接电源正极，那么到达A板的为带正电的粒子解析：选AC 分析α、β和γ三种射线的电性，α带正电、β带负电、γ不带电，假设磁场方向垂直纸面向里，α射线在磁场中受到向左的洛伦兹力作用，向A板偏转，A 选项正确；假设磁场方向垂直纸面向外，根据左手定那么可知，β射线受到向左的洛伦兹力作用，向A板偏转，B选项错误；假设A接电源负极，电场的方向向左，那么到达A板的为带正电的α粒子，C选项正确；假设A接电源正极，电场的方向向右，那么到达A板的为带负电的β粒子，D选项错误．13．镭的原子序数是88，原子核质量数是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电荷量是多少？(3)假设镭原子呈中性，它核外有多少电子？(4)228 88Ra是镭的一种同位素，让226 88Ra和228 88Ra以相同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等的．原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得：(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N 等于原子核的质量数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电荷量分别是Z ＝88，Q ＝Ze ＝88×1.6×10－19 C ＝1.41×10－17 C.(3)核外电子数等于电荷数，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 ，r ＝mv qB两种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 1.41×10－17C (3)88 (4)11311414.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，如下图．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．(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)假设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，那么两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？⎝ ⎛⎭⎪⎫：m α＝4 u ，m β＝11 840 u ，v α＝c 10，v β＝c 解析：(1)因为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s α、s β，那么s α＝12a α·⎝ ⎛⎭⎪⎫H v α2，s β＝12a β·⎝ ⎛⎭⎪⎫H v β2 a α＝q α·E m α，a β＝q β·E m β由以上四式得s αs β＝5184. (3)假设使α射线不偏转，q αE ＝q αv α·B α，所以B α＝E v α同理假设使β射线不偏转，应加磁场B β＝E v β，故B αB β＝v βv α＝10∶1. 答案：(1)两个暗斑 β射线 γ射线 (2)5∶184(3)10∶1。