高考物理专题近代物理知识点之原子核分类汇编及答案

高考物理专题近代物理知识点之原子核分类汇编及答案
一、选择题
1．关于原子和原子核的组成，说法正确的是（ ）
A ．汤姆孙通过对阴极射线一系列研究，发现了原子核内部放出的β射线
B ．玻尔将量子观念引入原子领域，建立了氢原子量子化模型
C ．卢瑟福分析α粒子散射实验数据，发现了原子核内部的质子
D ．贝克勒尔研究了铀的天然放射性，建立了原子核式结构模型 2．关于碳14的衰变方程14
6C→A
Z X+0
1-e ，下面说法正确的是 A ．A 等于13，Z 等于5 B ．A 等于14，Z 等于7 C ．A 等于14，Z 等于5
D ．A 等于13，Z 等于6
3．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
4．中子、质子、氘核的质量分别为、、。

现用光子能量为的射线照射静止
氘核使之分解，反应方程为。

若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中
子的动能是（ ） A ． B ． C ． D ．
5．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 6．一个
23491
Pa 原子核内的质子数、中子数、核子数分别为( )
A ．91 个 91 个 234 个
B ．143 个 91 个 234 个
C ．91 个 143 个 234 个
D ．234 个 91 个 143 个 7．同位素是指（ ）
A ．核子数相同而质子数不同的原子
B ．核子数相同而中子数不同的原子
C ．质子数相同而核子数不同的原子
D ．中子数相同而核子数不同的原子
8．2006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
9．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 10．对核反应的下列说法正确的是
A ．核反应方程144171
7281N He O H +→+是属于α衰变
B ．发生核反应2341
1120H H He n +→+需要吸收能量
C ．核反应
2351891441
920365603U n Kr Ba n +→++是属于裂变
D ．发生β衰变实质是质子向中子转变
11．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
12．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 13．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
14．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
15．如图是描述原子核核子的平均质量与原子序数Z的关系曲线，由图可知（）
A．原子核A分裂成原子核B和C时质量增加
B．原子核A的比结合能比原子核C的比结合能大
C．原子核D和E结合成原子核F一定释放能量
D．原子核A的结合能一定比原子核C的结合能小
16．下列四幅图分别对应着四种说法，其中正确的是
A．氢原子辐射出一个光子后，电势能增大，动能减小
B．重核的裂变反应方程可以有
C．根据α、β、γ射线的特点可知，射线1是α射线，射线2是β射线，射线3是γ射线D．天然放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件有关
17．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
18．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是
A ．甲图中，比结合能越大，核就越稳定
B ．乙图中，电子绕原子运行的轨道半径是任意的
C ．丙图中，原来有100个氡222经过一个半衰期的时间，一定还剩余 50个
D ．丁图中，链式反应属于重核的裂变，在核裂变过程中会吸收能量 19．下列说法正确的是（ ）
A ．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子构成
B ．平均结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C ．核力是短程力，其表现一定为吸引力
D ．质子、中子、α粒子的质量分别为1m 、2m 、3.m 质子和中子结合成一个α粒子，释放的能量是：()2
123m m m c +-
20．下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A ．天然放射现象 B ．光电效应现象 C ．α粒子散射现象 D ．感应起电现象 21．下列说法中正确的是
A ．根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越小
B ．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子绕核运动的动能减小，原子的电势能减小
C ．一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n =3激发态后，能发射出3种频率的光子
D ．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子
22．根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是E ＝mc 2，这一关系叫爱因斯坦质能方程．质子的质量为m p ，中子的质量为m n ，氦核的质量为m α，下列关系式正确的是( ) A ．m α＝(2m p ＋2m n ) B ．m α<(2m p ＋2m n ) C ．m α>(2m p ＋2m n )
D ．以上关系式都不正确
23．一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 ．
3
E
∆
C ．
2
E
∆ D ．ΔE
24．某放射性元素的原子核发生两次α衰变和六次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是 A ．中子数减小8 B ．质子数减小2 C ．质子数增加2
D ．核子数减小10
25．关于原子与原子核，下列说法正确的是 A ．将温度升高，放射性元素的半衰期变短
B ．核电站要建很厚的水泥防护层，目的是阻隔γ射线
C ．对于甲状腺病人，可以用放射性同位素碘131来治疗
D ．在α、β、γ三种射线中，β射线的电离本领最强
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一、选择题 1．B 解析：B 【解析】 【详解】
汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，阴极射线的电子来自原子核外的电子，而不是原子核内部；故A 错误；玻尔将量子观念引入原子领域，建立了氢原子量子化模型，故B 正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，提出原子具有核式结构，并没有证实了在原子核内存在质子。

故C 错误；贝克勒尔通过对天然放射性的研究，揭示了原子核有复杂的结构，而原子核式结构式卢瑟福提出的，故D 错误；
2．B
解析：B 【解析】 【分析】
根据质量数和电荷数守恒可求解A 和Z 的值。

【详解】
根据质量数和电荷数守恒可知：14=A ；6=Z+(-1)，解得Z=7，故选B.
3．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．
4．C
解析：C 【解析】 【详解】
氘核分解成中子、质子时，质量增加，所以 ，
中子动能为。

A. ，与结论不相符，选项A 不符合题意；
B. ，与结论不相符，选项B 不符合题意；
C. ，与结论相符，选项C 符合题意；
D.
，与结论不相符，选项D 不符合题意。

5．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。

6．C
解析：C 【解析】
原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．
234
91
Pa 的原子序数为91，即质子数为91，核子数为234，中子数等于核子数减去质子数，
即为234−91=143，故C 正确，ABD 错误． 故选C ．
7．C
解析：C
【分析】
【详解】
同位素是质子数相同，而中子数或核子数不同的原子，故C正确，ABD错误；故选C．8．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。

9．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．
10．C
解析：C
【解析】
A中核反应属于人工转变方程，选项A错误；B中核反应是轻核聚变，放出能量，选项B 错误；C中核反应是重核裂变反应，选项C正确；发生 衰变实质是中子向质子转变时，放出电子，选项D错误；故选C.
11．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。

12．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。

13．B
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。

14．B
解析：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。

15．C
解析：C
【解析】
【详解】
A.A核裂变成B和C的反应过程中核子的平均质量减小，即出现质量亏损，故A错误；
B.原子核A比原子核C的核子平均质量大，原子核C比原子核A更稳定，故原子核A的比结合能比原子核C的比结合能小，故B错误；
C.核反应过程中核子平均质量减小，出现质量亏损，释放能量，故C正确；
D.原子核A的原子序数大于原子核C的原子序数，即原子核A的结合能大于原子核C的结合能，故D错误.
16．C
解析：C
【解析】
【详解】
A.一个氢原子放出光子，原子能量减小，根据，得：，电子的动能
增大，电势能减小，故A错误；
B.重核的裂变是重核俘获一个慢中子后才能发生的，所以核反应方程有：
．故B错误；
C.三种射线的穿透本领不同，根据α、β、γ射线的特点可知，射线1的穿透本领最弱，是α射线，射线3的穿透本领最强，是γ射线，射线2是β射线，故C正确；
D. 天然放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件无关，故D错误；
17．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。

18．A
解析：A
【解析】
【详解】
A．甲图中，比结合能越大，原子核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度，故A 正确；
B．图乙中，根据玻尔理论可知，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，故B错误；
C．半衰期是一个统计规律的物理量，适合大量的原子核衰变规律，对于少量原子核不适用,故C错误；
D．根据，在核裂变过程中减少的质量以能量形式释放出去，不是转化为能量。

故D错误；
19．B
解析：B
【解析】
【详解】
α粒子散射实验的结果得出了原子的核式结构模型，故A错误。

比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B正确。

核力是短程力，不一定是吸引力，故C错误。

质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3．两个质子和两个中子结合成一个α粒子，根据爱因斯坦质能方程知，释放的能量△E=△mc2=(2m1+2m2-m3)c2，故D错误。

20．A
解析：A
【解析】
【详解】
A、天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，A正确；
B、光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，B错误；
C、α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，C错误；
D、静电感应讫点现象是电荷的重新分布，从而带点，与原子核内部变化无关，D错误。

21．A
解析：A
【解析】
【详解】
A.根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越短能量越大，光的波长越大，光子的能量越小；故A正确.
B.氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光
子，原子的电势能减小，根据库仑力提供向心力可知：，则电子绕核运动的动
能增大；故B错误.
C.一群基态的氢原子吸收光子跃迁到n=3激发态后，最多发射出三种频率的光子，一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n=3激发态后，最多发射出两种频率的光子；故C错误.
D.β衰变的实质是原子核内的中子转化为质子而同时释放出电子，该电子并不是原子核中的电子；故D错误.
22．B
解析：B
【解析】
【详解】
核子结合成原子核时，核力做正功，放出能量，反应过程中，质量发生亏损，则mα<(2m p ＋2m n) ．故B项正确，ACD三项错误．
23．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．
24．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
经过两次a衰变，中子数减少4，质子数减少4；在经过六次衰变，中子数又减少6，质子数增加6，所以质子数一共增加2.中子数一共减少10，故C正确，ABD错误。

25．B
解析：B
【解析】
将温度升高，放射性元素的半衰期不会改变，选项A错误；水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害，选项B正确；诊断甲状腺疾病时，注入的放射性同位素碘131作为示踪原子，而不是用碘131来治疗，选项C错误；在α、β、γ，这三种射线中，α射线的电离能力最强，选项D错误．。