高考物理最新近代物理知识点之原子核技巧及练习题含答案

高考物理最新近代物理知识点之原子核技巧及练习题含答案
一、选择题
1．由核反应产生，且属于电磁波的射线是（ ） A ．α射线
B ．γ射线
C ．X 射线
D ．阴极射线
2．下列关于α粒子的说法，正确的是 A ．α粒子是氦原子核，对外不显电性
B ．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”
C ．天然放射现象中， α粒子形成的射线速度很快，穿透能力很强
D ．核反应238234
9290U TH X →+中，X 代表α粒子，则是α衰变
3．关于天然放射性，下列说法正确的是 A ．天然放射现象说明原子是可分的
B ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关，温度越高半衰期越短
C ．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
D ．机场、车站进行安检时，能发现箱内危险物品，是利用了α射线较强的穿透能力 4．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料．这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（ ） A ．射线与射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线强 B ．氡的半衰期为天，个氡原子核经过
天后就一定只剩下个氡原子核
C ．
衰变成
要经过次衰变和次衰变
D ．放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 5．物理教材中有很多经典的插图能够形象的表现出物理实验、物理现象及物理规律，下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是
A ．甲图中，卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B ．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
C ．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由粒子组成
D ．丁图中，链式反应属于轻核裂变 6．关于天然放射性，下列说法正确的是 A ．所有元素都可能发生衰变
B ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关
C ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D ．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最弱
7．中国大科学装置“东方超环”（EAST ）近期实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突
破。

由于其内部核反应原理与太阳类似，因此“东方超环”也被称为“人造太阳”“人造太阳”采用的核反应方程可能是（ ） A ． B ．
C ．
D ．
8．下列叙述符合历史事实的是（ ）
A ．麦克斯韦通过实验发现，电磁波在真空中的传播速度等于光速
B ．玻尔通过对氢原子光谱的研究，建立了原子的核式结构模型
C ．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构
D ．查德威克用粒子轰击氮原子核，打出一种新的粒子叫中子 9．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A ．图（甲）：用紫外线照射到金属锌板表面时会发生光电效应，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也随之增大
B ．图（乙）：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型
C ．图（丙）：氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，会吸收一定频率的光子
D ．图（丁）：原有50个氡核，经过一个半衰期的时间，一定还剩余25个 10．对原子的认识，错误．．的是 A ．原子由原子核和核外电子组成 B ．原子核的质量就是原子的质量 C ．原子核的电荷数就是核中的质子数 D ．原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值 11．下列说法正确的是
A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
B ．α射线是高速运动的带电粒子流，穿透能力很强
C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D ．发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
12．原子核反应有广泛的应用，如用于核电站等。

在下列核反应中，属于核裂变反应的是（ ）
A ．10174
5032B+n Li+He →
B ．2382344
92902U Th+He →
C ．1441717281N+He O+H →
D ．235114489192056360U+n Ba+Kr+3n →
13．从法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线开始，人类开启了对原子核的研究并和平利用核能，以下说法正确的是（ ）
A ．核聚变反应中平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损小
B ．查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121
042611
Be He C H e -+→++
C ．人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：144171
7281N He O H +→+
D ．α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核外电子跃迁时辐射出的光子流 14．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m 1、m 2、m 3和m 4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是（ ）
A ．核反应方程式为234
112H H He +→
B ．这是一个裂变反应
C ．核反应过程中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 4
D ．核反应过程中释放的核能Δ
E ＝（m 1＋m 2－m 3－m 4）c 2 15．下列核反应方程中，属于β衰变的是( ) A ．23490
Th→
23491
Pa+ 0
1-e
B ．
238
92U→23490Th+4
2He
C ．14
7N+4
2He→17
8O+1
1H D ．21H+31H→42He+1
0n
16．在核反应堆中，为了使快中子的速度减慢，可选用作为中子减速剂的物质是（ ） A ．氢
B ．镉
C ．氧
D ．水
17．天然放射性元素23290
Th （钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成20882Pb （铅）．下
列论断中正确的是 A ．铅核比钍核少23个中子 B ．铅核比钍核少24个质子
C ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变
D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变 18．下列叙述中，符合物理学史事实的有（ ） A ．卢瑟福通过人工转变的方法发现了中子 B ．汤姆孙在对阴极射线研究的过程中发现了质子
C ．卢瑟福通过对α粒子散射的研究，提出了原子的核式结构学说
D ．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现了原子核是由质子和中子组成的 19．2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过
（钙48）轰击
（锎
249）发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子充数最大的元素．实验表面，该元素的原子核先放出3个相同的粒子，再连续经过3次衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子是 A ．中子
B ．质子
C ．电子
D ．
粒子
20．关于原子结构及原子核的知识，下列判断正确的是( ) A ．处于n ＝3的一个氢原子回到基态时一定会辐射三种频率的光子 B ．α射线的穿透能力比γ射线强
C ．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的总能量增大，电子的动能也增大
D ．放射性元素的半衰期与压力、温度无关 21．下列核反应方程中，表示β衰变的是 A ． B ．
C ．
D ．
22．下列说法正确的是（ ）
A ．普朗克为了解释黑体辐射的实验结果而提出了光子说
B ．康普顿效应说明光子不仅有能量还具有动量
C ．
是聚变反应
D ．据波尔理论可知氢原子从高能级从低能级跃迁时，电子的动能减小，电势能增大 23．某放射性元素经过21.6天有7/8的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( ) A ．3.8天 B ．7.2天 C ．10.8天
D ．21.6天
24．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：．若已知每个
核的质量为m 1（kg ），每个核的质量为m 2（kg ），每个
核的质量为m 3（kg ），
每个x 的质量为m 4（kg ），这个核反应释放的核能为。

则下列说法中正确的是
（ ） A ．x 是电子
B ．在这个核反应中有质量亏损，是因为质量转化成了能量
C ．若c （单位为m/s ）为真空中光速，则（J ）
D ．若这种热核反应消耗
的质量为b （kg ），则放出的总核能为
（J ）
25．一个中子与质子发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程为112
101H+n H →.若该核反
应放出的核能为ΔE ，则氘核的比结合能为（ ） A ．4E
∆ B ．3E
∆ C ．
2
E
∆ D ．ΔE
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一、选择题
1．B 解析：B 【解析】
由核反应产生，且属于电磁波的射线是γ射线；α射线和阴极射线都不是电磁波；X 射线是电磁波，但不是由核反应产生；故选B.
2．D
解析：D
【解析】α粒子是氦原子核，带正电，A 错误；卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子“核式结构模型”，B 错误；天然放射性现象中产生的α射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱．C 错误．根据电荷数守恒和质量数守恒得：
2382344
92
902U TH He →
+，故X 代表α粒，该反应是α衰变，D 正确；选D.
【点睛】天然放射性现象中产生的α射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱．根据电荷数守恒、质量数守恒进行判断．
3．C
解析：C 【解析】 【详解】
A 、天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，A 错误；
B 、放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，B 错误；
C 、放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，C 正确；
D 、机场、车站等地进行安全检查时，能轻而易举地窥见箱内物品，利用了X 射线较强的穿透能力，D 错误。

4．D
解析：D
【解析】A 、射线的实质是电子流，射线的实质是电磁波，射线的穿透本领比较强，故A 错误；
B 、半衰期对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B 错误；
C 、因为衰变的质量数不变，所以衰变的次数，在衰变的过程中电
荷数总共少
，则衰变的次数
，故C 错误；
D 、衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故D 正确； 故选D 。

【点睛】射线的实质是电子流，射线的实质是电磁波；半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用；根据电荷数守恒、质量数守恒确定衰变和衰变的次数；衰变的电子来自原子核中的中子转化为质子时产生的。

解析：B
【解析】
【详解】
A. 卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A错误。

B.根据光电效应规律可知在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，B 正确。

C.因为射线甲受洛仑兹力向左，所以甲带正电，是由α粒子组成，C错误。

D.链式反应属于重核裂变，D错误。

6．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．原子核可以自发地衰变，但不是所有元素都可以发生衰变，故A错误。

B．放射性元素的半衰期由原子核本身决定的，与外界的温度无关，故B错误。

C．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确。

D．α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强，电离能力最弱，故D错误。

7．B
解析：B
【解析】
【详解】
“人造太阳”利用类似于太阳的核聚变原理产生能量，与核电站中的核裂变不同，其核聚变方程式为：
A. 与分析结论不符，故不符合题意。

B. 与分析结论相符，故符合题意。

C. 与分析结论不符，故不符合题意。

D. 与分析结论不符，故不符合题意。

8．C
解析：C
【解析】
【详解】
A.麦克斯韦通过理论研究发现，电磁波在真空中的传播速度等于光速，故A不符合题意。

B.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，建立了原子的核式结构模型，故B不符合题意。

C.贝克勒尔发现了天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，故C符合题意。

D.查德威克用粒子轰击铍原子核，打出一种新的粒子叫中子，故D不符合题意。

9．B
【解析】
【详解】
A．根据光电效应方程，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，A错误；
B．卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，B正确；
C．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，能量减小，向外辐射一定频率的光子，C错误；D．半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，D错误。

10．B
解析：B
【解析】
【详解】
A．原子由原子核和核外电子组成，故 A正确；
B．原子核的质量与电子的质量和就是原子的质量，故B错误；
C．原子核的电荷数就是核中的质子数，故C正确；
D．原子序数等于核电荷与电子电荷大小的比值，故D正确．
本题选错误的，故选B．
11．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量数守恒的规律，若释放核能，质量有亏损，故A错误；
B．α射线是高速运动的氦原子核,穿透能力较小，故B错误；
C．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时只能辐射特定频率的光子，故C正确D．光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系．故D错误；12．D
解析：D
【解析】
【详解】
A．该反应是原子核的人工转变方程，选项A错误；
B．该反应是α衰变方程，选项B错误；
C．该反应是原子核的人工转变方程，选项C错误；
D．该反应是重核裂变方程，选项D正确；
故选D。

13．C
解析：C
【解析】
【分析】
考查核反应规律，根据核反应的特点和核反应规律分析可得． 【详解】
A ．同等条件下，核聚变反应中比核裂变释放更多核能，是因为平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损大，故A 说法不符合题意．
B ．查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121
4260Be He C n +→+故B 不符合题意． C ．人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：144171
7281N He O H +→+符合客观实
事，C 符合题意．
D ． α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核释放核能时辐射出的光子流．故D 不符合题意． 【点睛】
14．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
A. 核反应过程中质量数和电荷数守恒，由此可知核反应方程为
2341
1
120H He n H +→+
故A 项与题意不相符；
B. 该反应为聚变反应，故B 项与题意不相符；
C. 该反应的中质量亏损为：△m =m 1+m 2-m 3-m 4，故C 项与题意不相符；
D. 根据质能方程得
221234()E mc m m m m c ∆=∆=+--
故D 项与题意相符．
15．A
解析：A 【解析】
根据质量数守恒和核电荷数守恒可知A 生成的是电子，故A 为β衰变；B 生成的是α粒子，故B 为α衰变；聚变是轻核生成重核，属于聚变的是CD ；故A 正确，BCD 错误； 故选A ．
【点睛】β衰变生成的是电子，α衰变生成的是α粒子；裂变是重核裂变成轻核，聚变是轻核生成重核．
16．D
解析：D 【解析】
试题分析：在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂，D 正确
考点：核反应堆
【名师点睛】了解核反应堆的原理及减速剂的作用；在可控核反应堆中需要给快中子减
速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂。

17．D
解析：D
【解析】
【详解】
AB．根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比钍核少8个质子，少16个中子，故AB错误；
发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0-1e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，CD．则根据质量数和电荷数守恒有：2x-y+82=90，4x+208=232，解得x=6，y=4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C错误，D正确．
故选D．
【点睛】
正确解答本题的关键是：理解α、β衰变的实质，正确根据衰变过程中质量数和电荷数守恒进行解题．
18．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A．查德威克在原子核人工转变的实验中，首先发现了中子，A错误；
B．卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子，汤姆生发现了电子，说明原子可以再分，B 错误；
C．卢瑟福通过对α粒子散射的研究，提出了原子的核式结构学说，C正确；
D．卢瑟福发现了质子，但到1932年查德威克发现了中子才使人们认识到原子核是由质子和中子组成的，D错误．
19．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
因为在衰变的过程中质量守恒,电荷守恒.根据电荷守恒定律可得，，X粒子的电荷量为零．再根据质量守恒，，所以X粒子的质量数为1．所以该粒子为中子．故A正确，BCD错误。

20．D
解析：D
【解析】
处于n＝3的一个氢原子回到基态时最多会辐射2种频率的光子，选项A错误；α射线的穿透能力比γ射线弱，选项B错误；氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的总能量增大，电子的动能减小，选项C错误；放射性元素的半衰期与压力、
温度无关，选项D正确；故选D.
21．A
解析：A
【解析】β衰变生成电子，新原子核的质量数不变，而核电荷数增加1个；由此分析可知，A是β衰变，B有α粒子产生，是α衰变，C是核聚变方程，D是核裂变方程，故A正确，BCD错误。

22．B
解析：B
【解析】
【详解】
A.普朗克提出了能量子理论解释黑体辐射；故A项错误.
B.康普顿效应说明光子不仅有能量还具有动量；故B项正确.
C.该反应为铀核的裂变反应方程式，中子既是反应物又是生成物，为链式反应；故C项错误.
D.从高能级向低能级跃迁，电子的轨道半径变小则电子的动能增大，库仑力做正功有电势能减小；故D项错误.
23．B
解析：B
【解析】
【详解】
根据半衰期公式：
1
()
2
t
T
m M
＝可得：
1
(
1
8
)
2
t
T
M
M＝，所以有，t=3T=21.6天，T=7.2天，
即半衰期为7.2天，故ACD错误，B正确。

24．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．根据质量数守恒可知x的质量数：m=2+3﹣4=1；电荷数：z=1+1﹣2=0，可知x是中子，故A错误；
B．在核反应中质量守恒，能量守恒，一定质量对应一定能量，质量与能量不能相互转化，故B错误；
C、由质能方程可知：每次核反应质量亏损为，释放的核能为
，故C正确；
D、若这种热核反应消耗的质量为b（kg），则核反应次数为，核反应放出的总核能为，故D错误。

25．C
解析：C
【解析】
【详解】
根据结合能的定义可知，质子与中子发生核反应，生成氘核的过程中放出的能量等于氘核的结合能，所以氘核的结合能等于△E；氘核有两个核子，所以氘核的比结合能为△E/2．故C正确，ABD错误．故选C．。