高考物理一轮复习 课后限时集训30 原子结构和原子核 含解析新人教版

课后限时集训I（三十）

（时间：40分钟）

［4组基础巩固练］

1.（2018•北京高考）在核反应方程;He+左一肥+X中，X表示的是（）

A.质子B.中子

C.电子D.a粒子

A［核反应方程中，电荷数守恒和质量数守恒，X为;H。］

2.一个区核经一次8衰变后，生成新原子核的质子数和中子数分别是（）

A.6和8B.5和9

C.8和6D.7和7

D［一个笈核经一次B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。］

3.某一放射性物质发生衰变时放出a、8、Y三种射线，让这三种射线进入磁场，运动

情况如图所示。下列说法正确的是（）

X

X

C

X

A.该放射性物质的半衰期随温度的升高会增大

B.。粒子是原子核的重要组成部分

C./粒子一定带正电

D.6粒子的穿透性最弱

C［半衰期由原子核本身决定，与外界因素无关，故A错误；由题图可知C粒子为电子,

而原子核带正电，故B错误；由左手定则可知，/粒子一定带正电，故C正确；8粒子为y射

线，穿透性最强，故D错误。］

4.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a射线

C.a衰变嗡U-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

C［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；a射线的穿透能力最弱，电离能力最强，丫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为嚼X,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.关于近代物理发展的成果，下列说法正确的是（）

A.只要增加入射光的强度，光电效应就可以发生

B.氢原子从激发态向基态跃迁时会辐射特定频率的光子

C.环境温度越高，原子核衰变的速度越快

D.任何核反应都遵从质量守恒定律

B［发生光电效应和入射光的强度没有关系，只要大于等于金属极限频率就可以发生光

电效应，故A错误；根据玻尔氢原子模型的相关理论，电子轨道和能量都是量子化的，而在

“跃迁”过程中要遵循人口=瓦一瓦，故只能辐射特定频率的光子，故B正确；衰变和元素本

身有关，和温度无关，故C错误；爱因斯坦的质能方程表明核反应中存在质量亏损，故D错

误。］

6.（2020•山东12月份模拟考试）2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年。1919

年，卢瑟福用氢核轰击氮原子核，发现产生了另一种元素，该核反应方程可写为史e+左一双

+田。以下判断正确的是（）

A.m=16,72=1B.m=17,n=l

C.m=16,72=0D.必=17,n=Q

B［根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可知，2+7=8+〃,4+14=4+1,解得

勿=17,n—1,故选项B正确。］

7.（2020•西南名校联考）如图所示为查德威克发现中子的实验示意图，利用针C*o）衰

变放出的a粒子轰击被（：Be）,产生的粒子P能将石蜡中的质子打出来，下列说法正确的是

（）

石蜡

卮三

粒子Q

“a粒子

A.a粒子是氯原子

B.粒子Q的穿透能力比粒子P的强

C.车卜的a衰变方程为怨Po一骑Pb+；He

D.a粒子轰击被的核反应方程为：He+：Bef（C+；n

D［a粒子是氯原子核，选项A错误；粕e+：Be-1C+；n是查德威克发现中子的核反应

方程，选项D正确；粒子P是中子，粒子Q是质子，由于质子带正电，所以当质子射入物体

时受到的库仑力会阻碍质子的运动，而中子不带电，不受库仑力作用，故粒子P的穿透能力

比粒子Q的强，选项B错误；在针的a衰变中，根据质量数守恒和电荷数守恒可知产生的是

嘴Pb和杭,选项C错误。］

8.自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生

一系列连续的衰变，最终达到稳定状态。某些原子核的衰变情况如图所示W表示中子数，Z

表示质子数），则下列说法正确的是（）

A.由端Ra到2sAe的衰变是a衰变

B.己知鹫Ra的半衰期是T,则8个翻a原子核经过27时间后还剩2个

C.从额h至樱Pb共发生5次a衰变和2次B衰变

D.图中原子核发生的a衰变和B衰变分别只能产生a射线和B射线

C［缰Ra衰变为簿Ac的过程中，放出负电子，则该衰变是B衰变，选项A错误；半衰期

是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适用，选项B错误；z鼾h衰变为畸Pb

的过程中，质量数减少20,由原子核衰变时质量数守恒可知，该过程中共发生了5次a衰变,

又由原子核衰变时电荷数守恒有5X2—x=8,知x=2,则该过程中共发生了2次P衰变，

选项C正确；发生a衰变和B衰变时，往往伴随Y射线产生，选项D错误。］

9.笊核和氤核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：汨+：H—扭e+X,式

中X是某种粒子。已知：汨、汨、:He和粒子X的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026

u和L0087u；1u=931.5MeV/c2,c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知（）

A.粒子X是;H

B.该反应中的质量亏损为0.0289u

C.该反应释放出的能量约为17.6MeV

D.该反应中释放的全部能量转化为粒子X的动能

C［根据核反应前、后质量数守恒和电荷数守恒，可判断X为中子，选项A错误；该反

应中的质量亏损为A〃=2.0141u+3.0161u-4.0026u-1.0087u=0.0189u,故B

错误；由爱因斯坦质能方程可知释放出的能量为△£=（）.0189X931.5MeV-17.6MeV,选项

C正确；该反应中释放的能量一部分转化为粒子X的动能，一部分转化为：He的动能，故D错

误。］

［6组素养提升练］

10.2020年7月23日12时41分，“天问一号”火星探测器，在中国文昌航天发射场

成功发射升空。因为火星大部分地区表面温度的昼夜差超过100℃,一般化学电池无法工作,

因此探测器的工作电源是放射性同位素电池，即核电池。核电池将同位素在衰变过程中不断

放出的核能转变为电能，核电池已成功用作航天器的电源。据此猜测航天器的核电池有可能

采用的核反应方程是（）

A.：H+：H-；He+；n

B.292U+Jn—*1seBa+seKr+3on

C.嘴Pi!，我+杭

D.7;Al+阻e->+

C［:H+：Hf；He+［n为核聚变，畸U+inf曝Ba+^Kr+3；n为核裂变；端Puf'机+犯©为a

衰变；制1+史e-；*+；n为原子核的人工转变。故应选C。］

11.已知一核反应方程为「N+；Hf?C+X+A£,।取的质量为取，；H的质量为加，笈的质

量为他，X的质量为0”光在真空中的速度为c。则下列判断正确的是（）

A.X是;He,AE—（而+德一除一山i）c

B.X是知e,A£=（如+泌一〃）一JA）c，

C.X是；He,AE=m—m—m>）c

D.X是狂le,AE={nh-\-nk~nh-nk）c

B［根据核反应方程中质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数4=15+1—12=4,核

电荷数Z=7+l—6=2,所以X为氢核（；He）,该核反应过程中质量亏损为Am—nh-\-nk-nk~

岫,所以释放的核能为△£=（取+位一建一〃0B正确。］

12.（多选）（2017•江苏高考）原子核的比结合能曲线如图所示。根据该曲线，下列判断

正确的有（）

A.fee核的结合能约为14MeV

B.抚核比?Li核更稳定

C.两个核结合成犯e核时释放能量

D.23592U核中核子的平均结合能比就r核中的大

BC［：He核有4个核子，由比结合能图线可知，；He核的结合能约为28MeV,A错；比结

合能越大，原子核越稳定，B对；两个汨核结合成;He核时，核子的比结合能变大，结合时要

放出能量，C对；由比结合能图线知，23592U核中核子比结合能比数r核中的小，D错。］

X,发生一次衰变，放出的粒子和新核都在磁场中做匀速圆周运动，运动径迹如图所示。

下列判断正确的是（）

XXXX

XXXX

A.原子核发生了a衰变

B.新核在磁场中的运动径迹是图中的2

C.运动径迹1、2的半径之比为1：5+1）

D.放出的粒子和新核的质量数之比为1：E—1）

C［原子核发生衰变的过程满足动量守恒，所以放出的粒子和新核的动量等大反向，运

动方向相反，新核一定带正电，而运动轨迹为内切圆，根据左手定则可以判断出原子核发生

了B衰变，根据洛伦兹力提供向心力可知二=整=+，由于新核带电荷量大于电子，所以新

BqBq

核的半径小，是运动径迹1,A、B错误；因为原子核发生的是8衰变，所以衰变后新核带电

荷量为5+1）,所以运动径迹1、2的半径之比等于新核和粒子电荷量的反比，即为1：5+

1）,C正确；原子核衰变放出的是电子，质量数是0,所以粒子和新核的质量数之比不是1：（勿

—1）,D错误。］

14.轻核聚变的一个核反应方程为：：若己知;H的质量为质，汨的质量为

防，粕e的质量为陷，X的质量为a，则下列说法中正确的是（）

A.汨和汨在常温下就能够发生聚变

B.X是质子

C.这个反应释放的核能为A£=（如+场一加一外）/

D.我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的

C［该反应属于核聚变反应，故应在高温高压下才能反应，故A错误；根据质量数守