高考物理近代物理知识点之原子核知识点总复习有答案解析

高考物理近代物理知识点之原子核知识点总复习有答案解析
一、选择题
1．若用x 代表一个中性原子中核外的电子数，y 代表此原子的原子核内的质子数，z 代表此原子的原子核内的中子数，则对23490
Th 的原子来说( )
A ．x ＝90，y ＝90，z ＝234
B ．x ＝90，y ＝90，z ＝144
C ．x ＝144，y ＝144，z ＝90
D ．x ＝234，y ＝234，z ＝324
2．关于原子、原子核以及核反应，以下说法正确的是（ ）
A ．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线，且γ射线穿透能力最强
B ．一个氢原子从n =3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子
C ．10个
23592U 原子核经过一个半衰期后，一定还剩5个23592U 原子核没发生衰变
D ．核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为
13713755
56Cs Ba+x ，由方程可判断x 是正电子
3．某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图所示，下列说法正确的是
A ．射线1的电离作用在三种射线中最强
B ．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住
C ．放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个
D ．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个 4．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
5．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 6．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
7．由于地震、山洪等原因将大量的金丝楠及其他树种深埋，经千万年碳化、氧化、冲刷形成似石非石、似木非木的植物“木乃伊”，又叫碳化木，俗称乌木，已知植物存活期间，其体内14C 与12C 的比例与大气中相同，生命活动结束后，14C 衰变为14N ，14C 的比例持续减少，其半衰期约为5700年，现通过测量得知，某乌木样品中14C 的比例恰好是现代植物所制样品的二分之一。

下列说法正确的是（ ） A ．该乌木的形成年代距今约为11400年 B ．该乌木的形成年代距今约为5700年 C ．12C 、13C 、14C 具有相同的中子数
D ．增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变 8．下列实验或发现中能提示原子具有核式结构的是 A ．粒子散射实验 B ．光电效应实验 C ．中子的发现 D ．氢原子光谱的发现 9．下列说法正确的是（ ）
A ．不确定关系告诉我们，不能准确测量物体的位置或动量的值
B ．天然放射现象揭示了原子具有核式结构
C ．原子核衰变的半衰期不受温度压强影响，但与元素的状态有关
D ．氢弹的原理是核聚变，同等情况释放的能量大于原子弹
10．C 发生放射性衰变成为N ，半衰期为5700年。

已知植物存活期间，其体内C 与C 的比例不变；生命活动结束后，C 的比例持续减少。

现通过测量得知，某古木样品中C 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 ．该古木采伐的年代距今约2850年 B ．C 衰变为N 的过程中放出射线 C ．C 、C 具有相同的中子数
D ．增加样品测量环境的压强将加速C 的衰变
11．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 →
12．
23290
Th 具有放射性，经以下连续衰变过程：
23222822822820890
88
89
90
82Th Ra Ac Th Pb →
→
→
→→
，最后生成稳定的20882Pb ，下列说法中
正确的是 A ．
23290
Th 和22890Th 中子数相同，质子数不同
B ．整个衰变过程共发生6次α衰变和4次β衰变
C ．228
88Ra 发生β衰变后变为22889Ac ，说明228
88Ra 原子核内有β粒子
D ．
22888
Ra 的半衰期为6.7年，取40个该种原子核，经过13.4年剩下10个该种原子核
13．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 14．碘131的半衰期约为8天，某药物中含有质量为m 的碘131，经过48天后，该药物中碘131的含量大约还有（ ） A ．m/8
B ．m/16
C ．m/32
D ．m/64
15．关于天然放射现象，叙述正确的是（ ） A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少 B ．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
C ．在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强
D ．铀核（
238
92
U ）衰变为铅核（20682U ）的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变
16．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 17．对下列各原子核变化的方程，表述正确的是
A ．3241
1120H H He n +→+是核聚变反应 B ．144171
7280N He O n +→+是α衰变
C ．82
82034361Se Kr 2e -→+是核裂变反应
D ．
2351140941
92
054380U n Xe Sr 2n +→++是β衰变
18．核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核
电站建设。

核泄漏中的钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险。

已知钚的一种同位素
23994
Pu 的半衰期为24 100年，其衰变方程为
23994
Pu→X
＋4
2He ＋γ，下列说法中正确的是( ) A ．X 原子核中含有92个中子 B ．100个
23994
Pu 经过24 100年后一定还剩余50个
C ．由于衰变时释放巨大能量，根据E ＝mc 2，衰变过程总质量增加
D ．衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力 19．下列说法正确的是
A ．β射线是由于原子核内的中子转化产生的
B ．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有波动性
C ．一个氘核的质量等于一个质子和一个中子的质量之和
D ．钴60的半衰期为5.27年，则2个钴60原子核经过5.27年将一定有1个发生衰变 20．下列核反应方程中，属于重核裂变的是
A ．卢瑟福发现质子的核方程144171
7281N He O H +→+
B ．贝克勒尔发现天然放射现象，其中的一种核方程
2342340
90
91-1Th Pa e →
+
C ．太阳中发生的热核反应，典型的一种核方程2341
1120H H He n +→+
D ．核电站可控的链式反应中，典型的一种核方程2351144891
92056360U n Ba Kr 3n +→++
21．下列关于原子和原子核的说法正确的是( ) A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B ．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C ．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D ．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固 22．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 23．下列关于原子和原子核的说法正确的是（ ）
A ．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子核是由质子和中子组成的
B ．238
92U （铀）衰变为23891Pa （镤）要经过1次α衰变和2次β衰变
C ．质子与中子结合成氘核的过程中发生质量亏损并释放能量
D ．β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚后而形成的电子流 24．关于近代物理的知识，下列说法正确的是
A ．结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定
B ．铀核裂变的一种核反应方程为
C ．设质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，两个质子和两个中子结合成一个α
粒子，释放的能量是(m 1+m 2-m 3)c 2
D ．若氢原子从n =6能级向n =1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n =6能级向n =2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应 25．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
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一、选择题 1．B 解析：B 【解析】
23490
Th 原子中，左上角数值为质量数，为234，左下角数值为质子数，为90，原子中质子
数=核外电子数，即x =y =90；根据质量数=质子数+中子数，可知中子数为234-90=144，即z =144，故B 正确，ACD 错误。

2．B
解析：B 【解析】 【详解】
A. 一个原子核在一次衰变中不可能同时放出α、β和γ三种射线，γ射线穿透能力最强，选项A 错误；
B. 一个氢原子从n =3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子，即对应于3→1的跃迁，选项B 正确；
C. 半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核的衰变不适用，选项C 错误；
D. 核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为
13713755
56Cs Ba+x ，由方程可知x 质量数为0，电荷数为-1，可判断x 是负电子，选项D
错误.
3．D
解析：D 【解析】 【详解】
A. 射线3在电场中向负极板偏转，射线3为α粒子，电离作用在三种射线中最强；故A 错误.
B. 射线2在电场中不偏转，射线2为γ射线，其贯穿本领最强；故B错误.
C. 射线1在电场中向正极板偏转，射线1是β粒子，放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数多1个；故C错误.
D.射线3为α粒子，一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个；故D正确.
4．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．
5．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。

6．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。

7．B
解析：B
【解析】
【详解】
AB.设原来的质量为，衰变后剩余质量为M则有：，其中n为发生半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的，故n=1，所以死亡时间为5700年，A错误B
正确；
C.12C、13C、14C具有相同的质子数和不同的中子数，C错误；
D.放射元素的半衰期与物理环境以及化学环境无关，D错误。

8．A
解析：A
【解析】
【详解】
在卢瑟福的α粒子散射实验中，少数α粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说。

A.α粒子散射实验，与结论相符，选项A正确；
B. 光电效应实验，与结论不相符，选项B错误；
C. 中子的发现，与结论不相符，选项C错误；
D. 氢原子光谱的发现，与结论不相符，选项D错误；
9．D
解析：D
【解析】
【详解】
A.根据测不准原理粒子，我们不能同时准确测量物体的位置和动量的值。

故A错误；
B.天然放射现象揭示了原子核内部有复杂结构；而α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构。

故B错误；
C.放射性元素的半衰期与元素是由其本身决定的，与所处的物理环境和化学状态无关。

故C错误；
D.根据氢核聚变的特点可知，氢弹的原理是核聚变，同等情况释放的能量大于原子弹。

故D正确
10．B
解析：B
【解析】
【详解】
A.，某古木样品中C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，可知刚好经历了一个半衰期，也就是5700年，故A错误；
B.C衰变为N的过程是：，发生了β衰变，放出射线，故B正确；
C.C有6个质子、6个中子，C有6个质子、8个中子，它们的质子数相同，中子数不
同，故C 错误；
D.放射性元素的衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，与环境的压强无关，所以增加样品测量环境的压强不能加速C 的衰变，故D 错误。

11．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 。

12．B
解析：B 【解析】 【详解】 A.
23290
Th 和22890Th 具有相同的质子数属于放射性同位素，其原子核的质子数相同，中子数
不同，故A 项不符合题意； B. β衰变质量数不变，故
232-208=4x
则
x =6
发生6次α衰变，根据电荷数守恒可知：
90-82=2x -y
得到：
y =4
发生4次β衰变，故B 项符合题意； C.
22888
Ra 发生β衰变后变为22889Ac ，是228
88Ra 原子核内一个中子转化为一个质子并放出电
子，并非原子核内有电子，故C 项不符合题意；
D. 半衰期对个别的放射性原子没有意义，故D 项不符合题意.
13．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.
14．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
碘131的半衰期约为8天，经过48天后，碘131的剩余质量为：
1264t T
r m m m ⎛⎫
=⋅=
⎪⎝⎭
故D 正确，ABC 错误
15．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
半衰期由原子核自身决定，与外界因素无关，故A 错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，故B 错误；在α、β、γ这三种射线中，电离本领依次减弱，穿透本领依次增强，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．故C 正确；由质量数守恒知238=206+4×8，经过8次α衰变，再由电荷数守恒知92=82﹣2×8+6，经过6次β衰变，故D 错误．故选C
16．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β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.
17．A
解析：A 【解析】 【详解】
A 、方程是轻核的聚变方程，选项A 正确；
B 、方程是原子核的人工转变方程，选项B 错误；
C 、方程是β衰变方程，选项C 错误；
D 、方程是重核的裂变方程，选项D 错误； 故选A. 【点睛】
解决本题的关键知道核裂变和核聚变的区别，知道α衰变、β衰变是自发进行的，核裂变不能自发进行，需其它粒子轰击．
18．D
解析：D 【解析】 【详解】
根据电荷数守恒、质量数守恒知，X 的电荷数为92，质量数为235，则中子数为143．故A 错误。

半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用。

故B 错误。

由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc 2，衰变过程总质量减小。

故C 错误。

衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力。

故D 正确。

19．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
A 、原子核内的中子转化为一个电子和一个质子产生了β射线，A 对；
B 、光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性，B 错；
C 、根据质能方程知道在核反应中存在着质量亏损，所以一个氘核的质量不等于一个质子和一个中子的质量之和，C 错；
D 、半衰期是统计规律，对单个或者少数是不成立的，D 错 故本题答案选：A
20．D
解析：D 【解析】 【详解】
A ．卢瑟福发现质子的核方程144171
7281N He O H +→+是人工转变，故A 错误；
B ．贝克勒尔发现天然放射现象，其中的一种核方程2342340
90
91-1Th Pa e →
+是β衰变，故B
错误；
C ．太阳中发生的热核反应，典型的一种核方程2341
1120H H He n +→+是轻核的聚变，故C
错误；
D ．核电站可控的链式反应中，典型的一种核方程2351144891
92
056360U n Ba Kr 3n +→++是重核
裂变，故D 正确。

故选D 。

21．B
解析：B 【解析】 【详解】 试题分析：
A ．β衰变现象中放出的电子是核内中子转变为质子时放出的，不能说明电子是原子核的组
成部分，A错误；
B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化，即原子处在一系列不连续的能量状态中，B 正确；
C．放射性元素的半衰期与外界因素无关，温度升高半衰期不变，C错误；
D．比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，D错误；
故选B。

【名师点睛】
此题考查了原子物理知识的几个知识点；要知道β衰变中放出的电子是核内中子转变为质子时放出的；原子总是处在一系列不连续的能量状态中，即能量量子化；放射性元素的半衰期与外界因素以及所处的化合状态无关；理解比结合能的概念.
22．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。

23．C
解析：C
【解析】
【分析】
卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，并没有说原子核是由质子和中子组成的；核反应方程式要遵循质量数守恒、电荷数守恒规则；氢核聚变有质量亏损，释放能量；β衰变中产生的射线实际上是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子。

【详解】
A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，并不是提出了原子核是由质子和中子组成的，故A错误；
B．质量数不变，则不经过α衰变；经过1次正电子衰变后，质子变中子，核电荷数减1，
质量数不变。

因此238
92U（铀）衰变为238
91
Pa（镤）要经过1次正电子衰变，故B错误；
C．中子与质子结合成氘核的过程中能释放能量，故C正确；
D．β衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化为质子同时释放一个电子，故D 错误。

【点睛】
本题主要考查原子物理中的一些基本现象与规律，较为简单。

24．D
解析：D
【解析】
【详解】
A.比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合能大，原子核不一定越
稳定，故A错误；
B.铀核需要俘获一个慢中子才能发生裂变，其中的一种核反应方程：
，故B错误；
C.根据爱因斯坦质能方程可知，设质子、中子、粒子的质量分别为，两个质子
和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是，故C错误。

D.根据玻尔理论可知，氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光子的能量大于氢原子从
n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光的能量，根据光电效应发生的条件可知，若氢原子从
n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向
n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故D正确。

25．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.。