课时跟踪检测（四十四）原子结构与原子核 [A级——基础小题练熟练快]★1．[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B．查德威克用α粒子轰击14 7N获得反冲核17 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磁理论，选项A正确。
查德威克用α粒子轰击94Be，获得反冲核126C，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。
2.232 90Th经过一系列α衰变和β衰变后变成208 82Pb，则208 82Pb比232 90Th少( )A．16个中子，8个质子B．8个中子，16个质子C．24个中子，8个质子 D．8个中子，24个质子解析：选A 208 82Pb比232 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。
3．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。
4．(2018·南昌十所省重点中学模拟)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；比结合能越大的原子核越稳定，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。
5．(2015·北京高考)下列核反应方程中，属于α衰变的是( )A.147N＋42He→178O＋11HB.23892U→23490Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10nD.23490Th→23491Pa＋0－1e解析：选B α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(42He)的核反应，选项B正确。
6.(2018·泰安质检)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 B．13.06 eVC．13.6 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，故A正确。
7．(2016·江苏高考)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用。
下列属于放射性衰变的是( )A.14 6C→14 7N＋0－1eB.235 92U＋10n→139 53I＋9539Y＋210nC.21H＋31H→42He＋10nD.42He＋2713Al→3015P＋10n解析：选A 放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象。
A选项为β衰变方程，B选项为重核裂变方程，C选项为轻核聚变方程，D选项为原子核的人工转变方程，故A正确。
8．[多选]14C发生放射性衰变为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。
9．[多选]科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，核反应方程分别为：X ＋Y→42He ＋31H ＋4.9 MeV 和21H ＋31H→42He ＋X ＋17.6 MeV ，下列表述正确的有( )A ．X 是中子B ．Y 的质子数是3，中子数是6C ．两个核反应都没有质量亏损D ．氘和氚的核反应是核聚变反应解析：选AD 由21H ＋31H→42He ＋X ＋17.6 MeV ，根据反应前后质量数、电荷数守恒可知，X 的质量数为1，电荷数为0，因此X 是中子，故选项A 正确；再由X ＋Y→42He ＋31H ＋4.9 MeV ，根据反应前后质量数、电荷数守恒可知，Y 的质量数为6，电荷数为3，即其质子数为3，中子数也为3，故选项B 错误；由于两个反应中都释放了能量，因此根据爱因斯坦质能方程可知，两个反应中都存在质量亏损，故选项C 错误；根据核聚变反应的定义可知，氘和氚反应是核聚变反应，故选项D 正确。
[B 级——中档题目练通抓牢]10．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)1.61～2．002.00～2．072.07～2．142.14～2．532.53～2．762.76～3．10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、紫解析：选A 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，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—靛光。
11．(2018·南昌十所省重点中学模拟)根据玻尔理论，氢原子的能级公式为E n ＝A n2(n 为能级，A 为基态能量)，一个氢原子中的电子从n ＝4的能级直接跃迁到基态，在此过程中( )A ．氢原子辐射一个能量为15A16的光子B ．氢原子辐射一个能量为－15A16的光子 C ．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为15A16D ．氢原子辐射一系列频率的光子，其中频率最大的光子能量为－15A16解析：选B 根据玻尔理论，一个氢原子中的电子从n ＝4的能级直接跃迁到基态，辐射一个光子的能量为ΔE ＝E 4－E 1＝A 42－A 12＝－15A16，选项B 正确，A 、C 、D 错误。
12.(2018·哈尔滨六中模拟)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.146C→42He ＋104Be B.146C→01e ＋145B C.146C→0－1e ＋147N D.146C→21H ＋125B解析：选A 设时间为t ，则12a 1t 2v 1t ＝2，12a 2t 2v 2t ＝4，而a ＝qE m ，故有q 1m 1v 1∶q 2m 2v 2＝1∶2，又因为动量守恒m 1v 1＝m 2v 2，故q 1∶q 2＝1∶2，故只有A 正确。
★13．(2016·全国卷Ⅱ)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是________。
(填正确答案标号)A.146C→147N ＋ 0－1e B.3215P→3216S ＋ 0－1e C.23892U→23490Th ＋42He D.147N ＋42He→178O ＋11H E.23592U ＋10n→14054Xe ＋9438Sr ＋210n F.31H ＋21H→42He ＋10n解析：α衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出α粒子的现象，选项C 为α衰变；β衰变为衰变过程中释放出β粒子的现象，选项A 、B 均为β衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项E 是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F 是典型的核聚变过程。
答案：C AB E F14．[多选](2016·全国卷Ⅲ)一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为1.0×107m/s 的质子p 后，变为处于激发态的硅原子核2814Si *。
下列说法正确的是( )A ．核反应方程为p ＋2713Al→2814Si * B ．核反应过程中系统动量守恒 C ．核反应过程中系统能量不守恒D ．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E ．硅原子核速度的数量级为105m/s ，方向与质子初速度的方向一致解析：选ABE 核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p ＋2713Al→2814Si *，A 正确。
核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，B 正确，C 错误。
核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，D 错误。
根据动量守恒定律有m p v p ＝m Si v Si ，碰撞后硅原子核速度的数量级为105m/s ，方向与质子初速度方向一致，E 正确。
[C 级——难度题目自主选做]15．(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(42He)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α粒子的质量和电荷量。
(1)放射性原子核用AZ X 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。