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1、1课时提升作业 十二 原子核的组成(20分钟 50 分)一、选择题(本题共 4小题,每小题 7分,共 28分)1.天然放射现象的发现揭示了( )A.原子不可再分 B.原子的核式结构C.原子核还可再分 D.原子核由质子和中子组成【解析】选 C。本题涉及物理学史的一些知识。汤姆孙发现了电子说明原子可再分;卢瑟福通过 粒子散射实验提出了原子的核式结构;贝克勒尔发现了天然放射现象,说明了原子核也有着复杂的结构;天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分;卢瑟福用 粒子轰击氮核,发现了质子,查德威克用 粒子轰击铍核打出了中子,使人们认识到原子核是由质子和中子组成的。所以正确选项为 C。2.(多选)(2018

2、吉林高二检测)下面说法正确的是( )A. 射线的粒子和电子是两种不同的粒子B.红外线的波长比 X射线的波长长C. 粒子不同于氦原子核D. 射线的穿透本领比 粒子的强【解析】选 B、D。19 世纪末 20世纪初,人们发现了 X、 射线,经研究知道X、 射线均为电磁波,只是波长不同。可见光、红外线也是电磁波,由电磁波谱知红外线的波长比 X射线波长要长。另外, 射线是电子流, 粒子是氦核,从 、 三种射线的穿透本领来看, 射线最强, 粒子最弱,故选项 B、D 对。3.(多选)(2018宜州高二检测)已知 Ra是 Ra的一种同位素,则下列说法正确 22888 22688的是( )A.它们具有相同的质子

3、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】选 A、C。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,且原子核内的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和。由此可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2由核外电子数决定,因为它们的核外电子数相同,所以它们的化学性质也相同。故选 A、C。【补偿训练】同位素是指( )A.质子数相同而核子数不同的原子B.核子数相同而中子数不同的原子C.核子数相同而质

4、子数不同的原子D.中子数相同而核子数不同的原子【解析】选 A。原子序数相同(即核电荷数、质子数相同)而质量数不同(即核子数不同)的元素互为同位素。4.(多选)如图所示,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 射线、 射线和 射线B. 射线和 射线的轨迹是抛物线C. 射线和 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】选 A、C。由于 射线不带电,故不偏转,打在 b点。由左手定则可知粒子向右射出后,在匀强磁

5、场中 粒子受的洛伦兹力向上, 粒子受的洛伦兹力向下,轨迹都是圆弧,A、C 正确;B 错误,由于 粒子速度约是光速的 ,而 粒子速度接近光速,所以在同样110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)。D 错误。【补偿训练】(多选)(2018衡阳高二检测)如图,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( )A.a为 射线、b 为 射线3B.a为 射线、b 为 射线C.b为 射线、c 为 射线D.b为 射线、c 为 射线【解析】选 B、C。由题图可知电场线方向向右, 射线带正电所受电场力方向与电场线方向一

6、致,故 射线向右偏转,即 c为 射线; 射线带负电所受电场力方向与电场线方向相反,故 射线向左偏转,即 a为 射线; 射线不带电不发生偏转,即 b为 射线。故选项 B、C 正确。【总结提升】三种射线的偏转特点(1) 射线和 射线在电场和磁场中都会发生偏转, 射线在电场和磁场中均不发生偏转,沿直线传播。(2) 射线和 射线带电性质相反,所以在同一电场或磁场中, 射线和 射线偏转方向相反。(3) 射线和 射线在电场中的偏转轨迹是抛物线,在磁场中的偏转轨迹是圆弧。二、非选择题(本题共 2小题,共 22分。需写出规范的解题步骤)5.(10分)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

7、有一束射线(含有 、 三种射线),(1)在不影响 和 射线的情况下,如何用最简单的方法除去 射线?(2)余下的这束 和 射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域,请画出 和 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 和 射线,但不能把 射线从 射线束中分离出来,为什么?(已知 粒子的质量约是 粒子质量的 8 000倍, 射线速度约为光速的十分之一, 射线速度约为光速)【解题指南】解答本题时注意以下两点:(1)除去 射线时可考虑应用三种射线穿透本领的不同。(2)从 粒子在磁场中的轨道半径上考虑是否能把 射线从 射线束中分离出来。【解析】(1)由于 射线贯穿能力很弱,用一

8、张纸放在射线前即可除去 射线。4(2)如图所示。(3) 粒子和电子在磁场中偏转,据 R= ,对 射线有 R1= ,对 射线有 R2= ,m故 = =400。R12 射线穿过此磁场时,半径很大,几乎不偏转,故与 射线无法分离。答案:(1)用一张纸放在射线前即可除去 射线。(2)见解析图(3) 射线的圆周运动的半径很大,几乎不偏转,故与 射线无法分离。【补偿训练】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= ,m2

9、则 R= ,B、q 一定,当 v相同时,Rm,5则 R 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 F 氘 F 氚 ,R 氕 =R 氘 =R 氚6.(12分)1930 年发现,在真空条件下用 粒子 He)轰击铍核 Be)时,会产生一种看不(42 (94见的、贯穿能力极强且不带电的粒子。后来查德威克证实了这种粒子就是中子。(1)写出 粒子轰击铍核的核反应方程。(2)若一个中子与一个静止的碳核发生正碰,已知中子的质量为 mn、初速度为 v0,与碳核碰后的速率为 v1,运动方向与原来运动方向相反,碳核质量为 12mn,求碳核与中子碰撞后的速率。(3)若与中

10、子碰撞后的碳核垂直于磁场方向射入匀强磁场,测得碳核做圆周运动的半径为 R,已知元电荷的电荷量为 e,求该磁场的磁感应强度的大小。【解析】(1 He Be C n+94 126+10(2)中子与碳核的碰撞满足动量守恒得 mnv0=-mnv1+12mnv2得 v2= (3)碳核垂直进入磁场后,洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,则有6B6ev2= 将代入式解得B=m(1+0)6答案:(1 He Be C n (2)+94 126+10(3)m(1+0)6【补偿训练】在匀强磁场中有一静止的原子核 X,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m v =m 核 v 核 又洛伦兹力提供向心力对 粒子有 R=R = m2对反冲核有 R 核 = 将代入得 R 核 = R22即 R 核 = R221答案: R22