高中物理第一节 原子的结构同步训练题

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第三册

5.1原子的结构 课时练（解析版）

1．关于放射性元素发生衰变放射的三种射线，下列说法正确的是（　　）

A．三种射线一定同时产生

B．三种射线的速度都等于光速

C．γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的

D．原子核衰变不能同时放射α射线和γ射线

2．如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场B，LL′是一厚纸板，MN是荧光屏，实验时，发现在荧光屏O、P两处有亮斑，则下列关于磁场方向、到达O点的射线、到达P点的射线的判断，与实验相符的是（　　）

A．A B．B C．C D．D

3．有些放射性元素要经历一系列的衰变才能稳定，关于X、Y、Z三个原子核的衰变方程如下：X→＋8＋6；Y→＋7＋4；Z→＋6＋4。根据以上方程可以推断在X、Y和Z中，下列说法正确的是（　　）

A．Z的中子数小于Y的中子数

B．Y的质量数大于X的质量数

C．X、Y和Z互为同位素

D．Z的核电荷数大于Y的核电荷数

4．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是（　　）

A．γ射线的贯穿作用

B．α射线的电离作用

C．β射线的贯穿作用

D．β射线的中和作用

5．氢有三种同位素，分别是氕（H）、氘（H）、氚（H）（　　）

A．它们的质子数相等 B．它们的物理性质和化学性质均不相同

C．它们的核子数相等 D．它们的中子数相等

6．以下说法正确的是（　　）

A．为氡核，由此可知，氡核的质量数为86，氡核的质子数为222

B．为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4

C．同一元素的两种同位素具有相同的质量数

D．同一元素的两种同位素具有不同的中子数

7．银河系中存在大量的铝同位素26Al。26A核β+衰变的衰变方程为，测得26A1核的半衰期为72万年。下列说法正确的是（　　）

A．26A1核的质量等于26Mg核的质量

B．26A1核的中子数大于26Mg核的中子数

C．将铝同位素26A1放置在低温低压的环境中，其半衰期不变

D．银河系中现有的铝同位素26A1将在144万年后全部衰变为26Mg

8．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过40天后，该药物中碘131的含量大约还有（　　）

A． B． C． D．

9．在核反应方程中，X表示的是（　　）

A．质子 B．中子 C．电子 D．α粒子

10．2020年12月4日，被称为“人造太阳”的核聚变装置——中国环流器二号M实现首次放电，我国的核电研究再次取得重大进步。“人造太阳”内部核反应的主要模式之一是质子一质子循坏，循环的结果可表示为（v是中微子，不带电，质量极小），其中X是（　　）

A．电子 B．正电子 C．质子 D．中子

11．关于衰变方程，下列说法正确的是（　　）

A．X是质子

B．衰变前后总质量保持不变

C．X的穿透能力比α粒子强

D．100个经过一个半衰期还剩下50个

12．由于放射性元素的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知一个原子核经过一系列α衰变和β衰变后变成，下列说法正确的是（　　）

A．的人工放射性同位素比天然放射性物质半衰期更短，放射性废料更容易处理

B．一次衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子

C．的半衰期与任意一个原子核发生衰变的时间相等

D．衰变过程中共发生了7次α衰变和6次β衰变

13．原子表示（　　）

A．核内有90个质子 B．核外有234个电子

C．核内有145个中子 D．核内有144个核子

14．是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．图中是208

B．和都是衰变

C．衰变放出的电子是中子转变为质子时产生的

D．衰变中放出的射线电离能力最强

15．下列关于β粒子的说法中正确的是（　　）

A．它是从原子核放射出来的 B．它和电子有相同的性质

C．当它通过空气时电离作用很强 D．它能穿透厚纸板

16．元素X是放射性元素Y的同位素，X与Y分别进行了如下的衰变：XPQ，YRS，则下列叙述中正确的是（　　）

A．Q和S是同位素

B．X和R的原子序数相同

C．X和R的质量数相同

D．R的质子数多于上述任一元素的质子数

17．在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，静止的原子核发生衰变，释放的粒子与反冲核Y都做匀速圆周运动，轨迹如图所示，圆周运动方向均为顺时针。衰变放出的光子的动量可忽略，则下列分析正确的是（　　）

A．衰变为α衰变

B．衰变为β衰变

C．反冲核Y与释放的粒子在磁场中运动轨迹半径之比为1:45

D．反冲核Y与释放的粒子在磁场中运动轨迹半径之比为117:14

18．1934年，约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为，X会衰变成原子核Y，衰变方程为，则

A．X的电荷数比Y的电荷数少1 B．X的质量数与Y的质量数相等

C．X的质量数与的质量数相等 D．X的电荷数比的电荷数多2

19．钍Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为Th→Pa+X，钍的半衰期为24天。下列说法中正确的是（　　）

A．X为质子

B．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的

C．γ射线是镤原子核放出的

D．1g钍Th经过120天后还剩0.3125g未衰变的钍Th

20．静止的Bi原子核在磁场中发生衰变后的运动轨迹如图所示，大、小圆的半径分别为R1、R2。则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是（　　）

A．Bi→Ti＋He B．Bi→Po＋

C．R1∶R2＝84∶1 D．R1∶R2＝207∶4

参考答案

1．C

【详解】

放射性元素有的可以发生α衰变，有的可以发生β衰变，有的两种衰变都可以发生，而发生衰变时会使新核处于高能级，会向低能级跃迁而放出光子，即γ射线，故C正确，ABD错误。

故选C。

2．C

【详解】

由三种射线的本质知，γ射线在磁场中不偏转，O处亮斑为γ射线，能穿过厚纸板且在磁场中发生偏转的射线为β射线，再根据偏转方向，结合左手定则可知磁场方向垂直纸面向内。

故选C。

3．A

【详解】

A．X→＋8＋6，根据质量数与电荷数守恒，则有：X的质量数为238，质子数为92；Y→＋7＋4，根据质量数与电荷数守恒，则有：Y的质量数为235，质子数为92；Z→＋6＋4，根据质量数与电荷数守恒，则有：Z的质量数为232，质子数为90；由上可知，Z的中子数为232－90＝142，小于Y的中子数235－92＝143，故A正确；

B．由上可知，Y的质量数小于X的质量数，故B错误；

C．由于X和Y的质子数相同，即互为同位素，但Z不是，故C错误；

D．由上可知，Z的核电荷数小于Y的核电荷数，故D错误。

故选A。

4．B

【详解】

由于α射线的电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷会与带电体上的电荷中和，B正确。

故选B。

5．A

【详解】

任意一种元素的几种同位素，具有相同的质子数、核电荷数和核外电子数，且化学性质相同，但质量数（核子数）和中子数都不相等。

故选A。

6．D

【详解】

A．由题意可知，氡核的质量数为222，质子数为86，所以A错误；

B．由题意可知，铍核的质量数为9，中子数为5，所以B错误；

CD．质子数相同而中子数不同的原子核互称为同位素，即它们的质量数不同，所以D正确，C错误。

故选D。

7．C

【详解】

A．26A1核的质量数等于26Mg核的质量数。26A1衰变过程释放出，故26A1核的质量不等于26Mg核的质量，故A错误；

B．26A1核的中子数为（26-13）个=13个，26Mg核的中子数为（26-12）个=14个，故26A1核的中子数小于26Mg核的中子数，故B错误；

C．半衰期由原子核本身结构决定，与外界环境无关，将铝同位素26A1放置在低温低压的环境中，其半衰期不变，故C正确；

D．26A1核的半衰期为72万年，银河系中现有的铝同位素26A1将在144万年后未衰变质量占原来质量的比值

则河系中现有的铝同位素26A1在144万年后没有全部衰变为26Mg，故D错误。

故选C。

8．D

【详解】

40天为5个半衰期，因此碘131的含量大约

故选D。

9．B

【详解】

根据质量数守恒和电荷数守恒可得质量数

电荷数

因此X表示的是中子。

故选B。

10．B

【详解】

根据电荷数守恒可知，X的电荷数为1，根据质量数守恒可知，X的质量数为0，所以X是正电子。

故选B。

11．C

【详解】

A．根据电荷数和质量数守恒，X是电子，选项A错误；

B．衰变过程释放能量，根据质能方程，衰变过程总质量减小，选项B错误；

C．X是电子，其穿透能力比α粒子强，选项C正确；

D．衰变是针对大量元素而言，少数无意义，选项D错误。

故选C。

12．A

【详解】

A．的半衰期比天然放射性物质短得多，与天然放射性物质相比，的人工放射性同位素的放射强度容易控制，放射性废料更容易处理，选项A正确；

B．一个原子核在一次衰变中要么是α衰变、要么是β衰变，同时伴随γ射线的产生，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，选项B错误；

C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，选项C错误；

D．根据衰变的过程中质量数守恒，申荷数守恒，衰变过程中发生α衰变的次数为

(次)

β衰变的次数为

(次)

选项D错误。

故选A。

13．A

【详解】

原子核其中234是质量数，90是电荷数，所以Th内有90个质子，中子数为

234-90=144

个，质子和中子统称为核子，所以核内有234个核子。故选A。

14．C

【详解】

AB．Y衰变中，由衰变成，电荷数少了2个，Y发生的是衰变，故质量数少4，故a=206，故A错误，又因为衰变成，质量数少4个，电荷数少2个，Z发生的是衰变，故B错误；

C．衰变成，质量数不变，可知X发生的是衰变，放出的电子是中子转变为质子时产生的，故C正确；

D． X发生的是衰变，衰变电离能力最强，故D错误。

故选C。

15．ABD

【详解】

A．β衰变产生的β粒子是从原子核中放射出来的，故A正确；

B．β粒子是高速电子流，和电子有相同的性质，故B正确；

C．它通过空气时电离作用较弱，故C错误；

D．它的穿透本领较强，能够穿透厚纸板，故D正确。

故选ABD。

16．AD

【详解】

A．元素X是放射性元素Y的同位素，则X和Y的质子数相同，Q比X的质子数少一个，S比Y的质子数少一个，所以Q和S的质子数相同，Q和S是同位素，故A正确；

B．R比Y的质子数多一个，则R比X的质子数多一个，故B错误；

C．R与Y的质量数相同，Y与X的质量数不同，则R与X的质量数不同，故C错误；

D．质子数大小关系为R>Y>S，X>Q>P且X＝Y，故D正确。

故选AD。

17．AC

【详解】

AB．静止的原子核发生衰变，释放的粒子与反冲核遵循动量守恒定律，所以速度方向相反，轨迹外切，表明粒子与反冲核带同种电荷，所以衰变为α衰变。A正确，B错误；

CD．衰变时，动量守恒，有

在磁场中，根据牛顿第二定律得

解得

根据电荷数守恒，可知反冲核Y与释放的粒子的电荷量之比为

则在磁场中运动轨迹半径之比为

C正确，D错误。

故选AC。

18．BD

【详解】

根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为30，电荷数为15；Y的质量数为30，电荷数为14；则X的电荷数比Y的电荷数多1，X的质量数与Y的质量数相等，X的质量数比的质量数多3，X的电荷数比的电荷数多2。

故选BD。

19．BC

【详解】

A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为零，电荷数为-1，为电子，选项A错误；

B．负电子是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的，选项B正确；

C．γ射线是处于激发态的原子核释放的，即γ射线是钍原子核发生衰变后产生的、处于激发态的镤234的原子核向低能级跃迁时释放的，选项C正确；

D．1g钍Th经过120天后，即经过5个半衰期还剩 未衰变的钍Th，选项D错误。

故选BC。

20．BC

【详解】

AB．若是衰变，则新核和粒子向相反的方向射出，新核和粒子偏转方向相反，做匀速圆周运动的轨迹外切，由题意知，两圆内切，所以该核的衰变是衰变，于是根据质量和电量守恒就能写出衰变方程，故A错误，B正确；

CD．洛伦兹力提供向心力

求得半径公式

又由于衰变前后动量守恒，即

所以半径之比等于电量的反比，从而求出半径之比为84：1，故C正确，D错误。

故选BC。