2020届高考物理同步练习卷：原子结构和原子核(含解析)

原子结构与原子核
1．一个C核经一次β衰变后，生成新原子核的质子数和中子数分别是(　　)
A．6和8　　　　　　　　　 B．5和9
C．8和6 D．7和7
2．(2019·四川遂宁一诊)不同色光的光子能量如下表所示．
色光 红 橙 黄 绿 蓝—靛 紫
光子能量范围(eV) 1.61～ 2.00 2.00～ 2.07 2.07～ 2.14 2.14～ 2.53 2.53～ 2.76 2.76～ 3.10

氢原子部分能级的示意图如图所示．

大量处于n＝4能级的氢原子，发射出的光的谱线在可见光范围内，其颜色分别为 (　　)
A．红、蓝—靛 B．红、紫
C．橙、绿 D．蓝—靛、紫
3．(2019·唐山调研)在匀强磁场中，有一个原来静止的C原子核，它放出的粒子与反冲核的径迹是两个相
内切的圆，圆的直径之比为7∶1，那么碳14的衰变方程应为 (　　)
A.C→e＋B B.C→He＋Be
C.C→H＋B D.C→e＋N
4．(2019·贵州凯里一中模拟)居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而一起获得1903年的诺贝尔物理学
奖，下列关于放射性的叙述，正确的是 (　　)
A．自然界中只有原子序数大于83的元素才具有放射性
B．三种天然放射线中，电离能力和穿透能力最强的是α射线
C．α衰变92U→X＋He的产物X由90个质子和144个中子组成
D．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关
5．(2019·大连模拟)在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素Na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(　　)

A．新核为Mg B．轨迹2是新核的径迹 C.Na发生的是α衰变 D．新核沿顺时针方向旋转
6．(2019·唐山一中模拟)下列说法正确的是 (　　)
A.94Pu变成82Pb，经历了4次β衰变和8次α衰变
B．阴极射线的本质是高频电磁波
C．玻尔提出的原子模型，否定了卢瑟福的原子核式结构学说
D．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构
7．(2019·山东省实验中学一模)下列说法中正确的是 (　　)
A．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能不会发生改变
B．从n＝4能级跃迁到n＝3能级，氢原子的能量减小，电子的动能减小
C.90Th衰变为86Rn，经过3次α衰变，2次β衰变
D．在某些恒星内，3个α粒子结合成一个6C，6C原子的质量是12.000 0u，He原子的质量是4.002 6 u，已知1 u＝931.5 MeV/c2，则此核反应中释放的核能约为1.16×10－12 J
8.(2019·浙江联考)一个铍原子核(Be)俘获一个核外电子(通常是最靠近原子核的K壳层的电子)后发生衰变，
生成一个锂核(Li)，并放出一个不带电的质量接近零的中微子νe，人们把这种衰变称为“K俘获”．静止的铍
核发生“K俘获”，其核反应方程为Be＋e→Li＋νe.已知铍原子的质量为MBe＝7.016 929 u，锂原子的质量
为MLi＝7.016 004 u,1 u相当于9.31×102 MeV.下列说法正确的是 (　　)
A．中微子的质量数和电荷数均为零
B．锂核(Li)获得的动能约为0.86 MeV
C．中微子与锂核(Li)的动量之和等于反应前电子的动量
D．中微子与锂核(Li)的能量之和等于反应前电子的能量
9．(多选)用中子轰击92U原子核，发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为92U＋n→X＋Sr＋2n，
则以下说法中正确的是 (　　)
A．X原子核中含有86个中子
B．X原子核中核子的比结合能比92U原子核中核子的比结合能大
C．X原子核中核子的平均质量比92U原子核中核子的平均质量大
D．X原子核的结合能比92U原子核的结合能大
10.(2018·高考全国卷Ⅲ)1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝核Al，产生了第一个人工放射性
核素X：α＋Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为 (　　)
A．15和28　　　　　　　 B．15和30
C．16和30 D．17和31
11．(2018·高考北京卷)在核反应方程He＋7N→8O＋X中，X表示的是 (　　)
A．质子 B．中子
C．电子 D．α粒子
12.(2018·高考天津卷)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 (　　)

A.7N俘获一个α粒子，产生8O并放出一个粒子 B.Al俘获一个α粒子，产生P并放出一个粒子
C.5B俘获一个质子，产生Be并放出一个粒子 D.Li俘获一个质子，产生He并放出一个粒子





















答案解析
1．
【答案】D
【解析】一个C核经一次β衰变后，生成新原子核，质量数不变，电荷数增加1，质量数为14，电荷数为7，即新核的质子数为7，中子数也为7，故选D.
2．
【答案】A
【解析】计算出各种光子能量，然后和表格中数据进行对比，便可解决本题．氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，其中1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝—靛．
3．
【答案】D
【解析】静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后，新核的速度与粒子速度方向相反，放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，根据左手定则判断出粒子与新核的电性相反，根据r＝，因粒子和新核的动量大小相等，可由半径之比7∶1确定电荷量之比为1∶7，即可根据电荷数守恒及质量数守恒得出核反应方程式为D.
4．
【答案】C
【解析】原子序数大于83的元素都具有放射性，小于83的个别元素也具有放射性，故A错误；α射线的穿透能力最弱，电离能力最强，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故B错误；根据电荷数和质量数守恒得，产物X为90X，则质子为90个，中子数为234－90＝144个，故C正确；放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件无关，故D错误．
5．
【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，衰变方程为Na→Mg＋e，可知新核为Mg，故A正确，C错误．由题意，静止的钠核Na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r＝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．
6．
【答案】AD
【解析】设发生了x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒可知，2x－y＋82＝94,239＝207＋4x，解得：x＝8，y＝4，故A正确；阴极射线的本质是高速的电子流，故B错误；玻尔提出的原子模型，成功解释了氢原子发光现象，但是没有否定卢瑟福的核式结构学说，故C错误．贝克勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核内部有复杂结构，故D正确；故选AD.
7．
【答案】ACD
【解析】光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，选项A正确；从n＝4能级跃迁到n＝3能级，氢原子的能量减小，电子的动能变大，选项B错误；在α衰变的过程中，电荷数少2，质量数少4，在β衰变的过程中，电荷数多1，设经过了m次α衰变，则：4m＝234－222＝12，所以m＝3；经过了n次β衰变，有：2m－n＝90－86＝4，所以n＝2，故C正确；D选项中该核反应的质量亏损Δm＝(4.002 6×3－12.000 0)u＝0.007 8 u，则释放的核能ΔE＝Δmc2＝0.0078×931.5 MeV≈7.266 MeV≈1.16×10－12 J，故D正确．
8.
【答案】AC
【解析】反应方程为Be＋e→Li＋νe，根据质量数和电荷数守恒可知中微子的质量数和电荷数均为零，A正确；根据质能方程，质量减少Δm＝(7.016 929 u＋me－7.016 004 u)×9.31×102 MeV>0.86MeV，锂核获得的动能不可能为0.86MeV，B错误；衰变反应前后动量守恒，故中微子与锂核(Li)的动量之和等于反应前电子的动量，C正确；由于反应过程中存在质量亏损，所以中微子与锂核(Li)的能量之和不等于反应前电子的能量，D错误．
9．
【答案】AB
【解析】根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的质量数为140，电荷数为54，则中子数为86，核子数为140，故A正确．在裂变的过程中，有能量释放，则X原子核中核子的比结合能比92U原子核中核子的比结合能大，故B正确；X原子核属于中等核，则原子核中核子的平均质量比92U原子核中核子的平均质量小，X原子核的核子比92U少，X原子的结合能比92U的结合能小，故C、D错误．
10.
【答案】B
【解析】将核反应方程式改写成He＋Al→n＋X，由电荷数和质量数守恒知，X应为X.
11．
【答案】A
【解析】设X为X，根据核反应的质量数守恒：4＋14＝17＋Z，则Z＝1.电荷数守恒：2＋7＝8＋A，则A＝1，即X为H，为质子，故选项A正确，B、C、D错误．
12.
【答案】B
【解析】根据质量数和电荷数守恒可知四个核反应方程分别为7N＋He→8O＋H、Al＋He→P＋n、5B＋H→Be＋He、Li＋H→He＋He，故只有B项正确．

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