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1、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）1(2018北京高考)在核反应方程HeNOX中，X表示的是()A质子B中子C电子 D粒子【答案】A【解析】核反应方程中，电荷数守恒和质量数守恒，X为H。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
2、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B查德威克用粒子轰击N获得反冲核O，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，选项A正确。查德威克用粒子轰击Be，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。卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项
3、D错误。4.Th经过一系列衰变和衰变后变成Pb，则Pb比Th少()A16个中子，8个质子 B8个中子，16个质子C24个中子，8个质子 D8个中子，24个质子【答案】A【解析】Pb比Th质子数少(9082)8个，核子数少(232208)24个，所以中子数少(248)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
4、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n1)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()A12.75 eVB13.06 eVC13.6 eV D0.85 eV【答案】A【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E0.85 eV(13.6 eV)12.75 eV，A正确，B、
5、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B12C、13C、14C具有相同的中子数C14C衰变为14N的过程中放出射线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
6、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E4D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
7、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EE2E1E4E3，故原子B不可能跃迁到能级E4，D错误。9四个核反应方程分别为：UnSrXe10n；UThHe； LinHeH4.9 MeV；HHHen17.6 MeV。下列说法正确的是()A都是重核铀的同位素的核反应，故都是重核的裂变反应B反应前都有一个中子，故都是原子核的人工转变C生成物中都有氦核，故都是衰变反应D比放出的能量少，说明比质量亏损得少【答案】D【解析】是重核的裂变反应，是衰变反应，选项A错误；是原子核的人工转变，是轻核
8、的聚变反应，选项B、C错误；比放出的能量少，根据爱因斯坦质能方程可知，比质量亏损得少，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()A.N俘获一个粒子，产生O并放出一个粒子B.Al俘获一个粒子，产生P并放出一个粒子C.B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】B【解析】根据质量数守恒、电荷数守恒，各选项核反应方程如下：NHeOH，故A错误。AlHePn，故B正确。BHBeHe，故C
9、错误。LiHHeHe，故D错误。11(多选)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。下列说法正确的是()A新核为MgB轨迹2是新核的径迹C.Na发生的是衰变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，是粒子，所以发生的是衰变，根据电荷数守恒、质量数守恒知，衰变方程为NaMge，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
10、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。12.(2019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()A.CHeBeB.CeBC.CeN D.CHB【答案】A【解析】设时间为t，则2，4，而加速度a，则得12，又因为动量守恒m1v1m2v2，故q1q212，故只有A正确。二
11、、计算题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衰变。放射出的粒子(He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示粒子的质量和电荷量。(1)放射性原子核用X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该衰变的核反应方程。(2)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m。【答案】(1)XYHe(2) (3) 【解析】(1)XYHe。(2)设粒子的速度大小为v，由qvBm，T，得粒子在磁场中运动周期T环形电流大小I。(3)由qvBm，得v设衰变后新核Y的速度大小为v，系统动量守恒Mvmv0v由mc2Mv2mv2得m。说明：若利用Mm解答，亦可。