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课时跟踪检测（四十六） 原子结构 原子核
[A级——基础小题练熟练快]
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1．(2024·北京高考)在核反应方程42He＋ 7N→ 8O＋X中，X表示的是( )
A．质子 C．电子
B．中子 D．α粒子
1H。 解析：选A 核反应方程中，电荷数守恒和质量数守恒，X为1
2．铀核可以发生衰变和裂变，铀核的( ) A．衰变和裂变都能自发发生 B．衰变和裂变都不能自发发生
C．衰变能自发发生而裂变不能自发发生 D．衰变不能自发发生而裂变能自发发生
解析：选C 铀是天然放射性元素，所以铀核的衰变是能自发发生，而铀核的裂变是人工实现的，是用中子轰击铀核实现的，所以铀核的裂变不能自发发生，故A、B、D错误，C正确。
3．(多选)(2016·天津高考)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是( )
A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
14N获得反冲核17O，发现了中子 B．查德威克用α粒子轰击 7 8
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
解析：选AC 麦克斯韦曾提出光是电磁波，赫兹通过实验证实了麦克斯韦关于光的电
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磁理论，选项A正确。查德威克用α粒子轰击94Be，获得反冲核 6C，发现了中子，选项B
错误。贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构，选项C正确。卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项D错误。
232Th经过一系列α衰变和β衰变后变成208Pb，则208Pb比232Th少( ) 4. 90 82 82 90
A．16个中子，8个质子 C．24个中子，8个质子 解析：选A
208
82Pb
B．8个中子，16个质子 D．8个中子，24个质子
232Th质子数少(90－82)＝8个，核子数少(232－208)＝24个，所比 90
以中子数少(24－8)＝16个，故A正确，B、C、D错误。
5．下列说法正确的是( ) 1
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A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量 B．比结合能越大，原子核越不稳定
C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期 D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损
解析：选A 光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，而且也有波动性，则不但具有能量，也具有动量，故A正确；比结合能越大，原子核越稳定，B错误；放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系，只和本身性质有关，C错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误。
6.根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为( )
A．12.75 eV C．13.6 eV
B．13.06 eV D．0.85 eV
解析：选A 受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，知跃迁到第4能级，则吸收的光子能量为ΔE＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，A正确，B、C、D错误。
7．(多选)14C发生放射性衰变变为14N，半衰期约为5 700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是( )
A．该古木的年代距今约为5 700年 B．12C、13C、14C具有相同的中子数 C．14C衰变为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 因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5 700年，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，
14C
衰变为14N的过程中放出电子，即发出β射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元
素的半衰期，选项D错误。
8.(2024·金华调研)如图所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若大量氢原子A处于激发态E2，大量氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是( )
2
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A．原子A可能辐射出3种频率的光子 B．原子B可能辐射出3种频率的光子
C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4 D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4
解析：选B 原子A从激发态E2跃迁到E1，只辐射一种频率的光子，A错误；原子B从激发态E3跃迁到基态E1可能辐射三种频率的光子，B正确；由原子能级跃迁理论可知，原子A可能吸收原子B由E3跃迁到E2时放出的光子并跃迁到E3，但不能跃迁到E4，C错误；A原子发出的光子能量ΔE＝E2－E1>E4－E3，故原子B不可能跃迁到能级E4，D错误。
[B级——保分题目练通抓牢]
190136123823449．四个核反应方程分别为：①235 92U＋0n→38Sr＋ 54Xe＋100n；② 92U→ 90Th＋2He； 143341③6④2下列说法正确的是( ) 3Li＋0n→2He＋1H＋4.9 MeV；1H＋1H→2He＋0n＋17.6 MeV。
A．①②都是重核铀的同位素的核反应，故都是重核的裂变反应 B．①③反应前都有一个中子，故都是原子核的人工转变 C．②③④生成物中都有氦核，故都是α衰变反应 D．③比④放出的能量少，说明③比④质量亏损得少
解析：选D ①是重核的裂变反应，②是α衰变反应，选项A错误；③是原子核的人工转变，④是轻核的聚变反应，选项B、C错误；③比④放出的能量少，根据爱因斯坦质能方程可知，③比④质量亏损得少，故选项D正确。
10．(2024·天津高考)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是( )
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A.14 7N俘获一个α粒子，产生 8O并放出一个粒子 30B.2713Al俘获一个α粒子，产生15P并放出一个粒子 8C.11 5B俘获一个质子，产生4Be并放出一个粒子 3D.63Li俘获一个质子，产生2He并放出一个粒子
417解析：选B 根据质量数守恒、电荷数守恒，各选项核反应方程如下：14 7N＋2He→ 8O274301111846
＋11H，故A错误。13Al＋2He→15P＋0n，故B正确。 5B＋1H→4Be＋2He，故C错误。3Li34＋11H→2He＋2He，故D错误。
24Na发生衰变，11．(多选)在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素11
3
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沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出粒子在磁场中运动的轨迹均为圆，如图所示。下列说法正确的是( )
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A．新核为12Mg
B．轨迹2是新核的径迹 C.2411Na发生的是α衰变 D．新核沿顺时针方向旋转
解析：选AB 根据动量守恒得知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子应带负电，是β粒子，所以发生的是β衰变，根据电荷数守恒、质量
24024
数守恒知，衰变方程为2411Na→12Mg＋－1e，可知新核为12Mg，故A正确，C错误。由题意，
静止的钠核2411Na发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量，由半径公式mv
r＝qB得知，新核的半径小于粒子的半径，所以轨迹2是新核的轨迹，故B正确。根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知，新核要沿逆时针方向旋转，故D错误。
[C级——难度题目适情选做]
12.(2024·沈阳检测)静止在匀强电场中的碳14原子核，某时刻放射的某种粒子与反冲核的初速度方向均与电场方向垂直，且经过相等的时间后形成的轨迹如图所示(a、b表示长度)。那么碳14的核反应方程可能是( )
410A.14 6C→2He＋ 4Be 014C.14 6C→－1e＋ 7N
14C→0e＋14B B. 61 5212
D.14 6C→1H＋ 5B
1212
a1tat①222qEq1
解析：选A 设时间为t，则＝2 ①，＝4 ②，而加速度a＝，则得∶mv1tv2t②m1v1
q2
＝1∶2，又因为动量守恒m1v1＝m2v2，故q1∶q2＝1∶2，故只有A正确。 m2v2
13．(2017·北京高考)在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子(4其轨道半径为R。2He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。
(1)放射性原子核用A ZX表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。 (3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。 4
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A－44
解析：(1)A→ZZX―－2Y＋2He。
(2)设α粒子的速度大小为v， v22πR由qvB＝m，T＝，得
Rvα粒子在磁场中运动周期T＝qq2B
环形电流大小I＝T＝。
2πmv2qBR
(3)由qvB＝m，得v＝ Rm
设衰变后新核Y的速度大小为v′，系统动量守恒 Mv′－mv＝0 mvqBR
v′＝＝ MM
11由Δmc2＝Mv′2＋mv2
22?M＋m??qBR?2
得Δm＝。
2mMc2
A－4
说明：若利用M＝m解答，亦可。
4
－44
答案：(1)A→AZX―Z－2Y＋2He
2πm
qB
2πmq2B(2)qB 2πm
?M＋m??qBR?2(3)
2mMc2
5
2024版高考一轮复习物理新课改省份专用课时跟踪检测四十六原子结构原子核
