2020年高考物理一轮复习限时训练 专题37 原子结构 原子核
(限时：45min)
一、 选择题（本大题共12小题）
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1．(2018·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 【答案】A
B．中子 D．α粒子
【解析】核反应方程中，电荷数守恒和质量数守恒，X为11H。 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 【答案】C
【解析】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
17B．查德威克用α粒子轰击14 7N获得反冲核 8O，发现了中子
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 【答案】AC
【解析】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磁理论，选
12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。
2082082324.232 90Th经过一系列α衰变和β衰变后变成 82Pb，则 82Pb比 90Th少( )
A．16个中子，8个质子 C．24个中子，8个质子 【答案】A
B．8个中子，16个质子 D．8个中子，24个质子
208232
【解析】 82Pb比 90Th质子数少(90－82)＝8个，核子数少(232－208)＝24个，所以中子数少
(24－8)＝16个，故A正确，B、C、D错误。 5．下列说法正确的是( )
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 【答案】A
【解析】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 【答案】A
B．13.06 eV D．0.85 eV
【解析】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
14
C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 【答案】AC
【解析】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.(2019·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( )
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 【答案】B
【解析】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。
235U＋1n→90Sr＋136Xe＋101n；②238U→234Th＋4He； ③6
9．四个核反应方程分别为：① 92038 540 92 9023432341Li＋10n→2He＋1H＋4.9 MeV；④1H＋1H→2He＋0n＋17.6 MeV。下列说法正确的是( )
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 【答案】D
【解析】 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．(2018·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( )
17A.14 7N俘获一个α粒子，产生 8O并放出一个粒子
27B.13Al俘获一个α粒子，产生3015P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
【答案】B
4171【解析】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→ 8O＋1H，故430111184613A错误。2713Al＋2He→15P＋0n，故B正确。 5B＋1H→4Be＋2He，故C错误。3Li＋1H→2He＋4He，故2
D错误。
11．(多选)在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素2411Na发生衰变，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( )
24Mg A．新核为12
B．轨迹2是新核的径迹
24Na发生的是α衰变 C.11
D．新核沿顺时针方向旋转 【答案】AB
【解析】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、质量数守恒知，衰
240变方程为24可知新核为24故A正确，C错误。由题意，静止的钠核2411Na→12Mg＋－1e，12Mg，11Na
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mv
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r＝得知，新核qB
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