高考物理近代物理知识点之原子核易错题汇编含答案解析(3)

高考物理近代物理知识点之原子核易错题汇编含答案解析(3)
一、选择题
1．一种典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是可表示为
235144891
92
56360U+X Ba+Kr+3n ，已知部分原子核的比结合能与核子数的关系如图所示，下
列说法正确的是（ ）
A ．核反应方程中，X 粒子是正电子
B ．核反应方程中，X 粒子是质子
C ．23592U 、14456Ba 和89
36Kr 相比，14456Ba 核的比结合能最大，它最稳定 D ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，235
92U 核的核子数最多，它的结合能最大
2．科学家们对微观粒子的研究推动了科学的进步，下列符合历史事实的是 A ．普朗克发现了电子 B ．爱因斯坦提出能量子假说 C ．贝克勒尔发现了天然放射现象 D ．汤姆孙提出了原子的核式结构 3．一个氘核（
）与一个氚核（
）发生聚变，产生一个中子和一个新核，并出现质量
亏损，则聚变过程中 A ．吸收能量，生成的新核为 B ．吸收能量，生成的新核为 C ．放出能量，生成的新核为
D ．放出能量，生成的新核为
4．下列说法正确的是
A ．原子核经过一次α衰变，质量数减少4
B ．氢原子从激发态向基态跃迁只能吸收特定频率的光子
C ．只要强度足够大的光照射金属就能发生光电效应现象
D ．将放射性物质放在密闭的铅盒内，可以延长它的半衰期 5．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
6．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
7．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
8．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．
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．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
11．太阳内部发生核反应方程，该反应出现了质量亏损下列说法正确的是A．x是负电子，反应过程放出能量
B ．x 是正电子，反应过程放出能量
C ．x 是负电子，反应过程吸收能量
D ．x 是正电子，反应过程吸收能量 12．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 13．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
14．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 15．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
16．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32天后，该药物中碘131的含量大约还有（ ） A ．0
B ．m/4
C ．m/8
D ．m/16
17．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
18．下图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里．以下判断可能正确的是
A ．a 、b 为β粒子的经迹
B ．a 、b 为γ粒子的经迹
C ．c 、d 为α粒子的经迹
D ．c 、d 为β粒子的经迹
19．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 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．下列叙述正确的是（ ） A ．弱相互作用是引起原子核β衰变的原因
B ．天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构
C ．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D ．比较α、β、γ三种射线，α射线，电离能力最弱、穿透能力最强 22．关于衰变，以下说法正确的是
A ．同种放射性元素衰变快慢是由原子所处化学状态和外部条件决定的
B ．
23892
U (铀)衰变为22286Rn (氡)要经过4次α衰变和2次β衰变
C ．β衰变的实质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流
D ．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个 23．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 ）
24．关于天然放射现象，下列说法正确的是 A ．β衰变所释放的电子是原子核外电子电离所产生的 B ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将增大
C ．在α、β、γ这三种射线中，α射线的穿透能力最强，γ射线的电离作用最强
D ．铀核238
92(U)衰变为铅核206
82(Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变 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
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．D
解析：D
【解析】
【详解】
A、B．根据电荷数守恒、质量数守恒可知，X的电荷数为0，质量数为1，X为中子，A、B错误；
C．由图可知，在56
Fe附近原子核的比结合能最大，然后随核子数的增大，比结合能减
小，235
92U、144
56
Ba和89
36
Kr相比，89
36
Kr核的比结合能最大、最稳定，C错误；
D．235
92U、144
56
Ba和89
36
Kr相比，235
92
U核的核子数最多，它的结合能最大，D正确；
故选D。

2．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．汤姆孙发现了电子，选项A错误；
B．普朗克提出能量子假说，选项B错误；
C．贝克勒尔发现了天然放射现象，选项C正确；
D．卢瑟福提出了原子的核式结构理论，选项D错误．
3．D
解析：D
【解析】
【详解】
根据爱因斯坦质能方程，可知在核聚变中存在质量亏损，则核反应过程中一定会释放大量的能量，根据核反应过程中质量数守恒可得，解得，根据核反应过程中核电荷数守恒可得，解得，故新核为是，故选项D正确，A、B、C错误。

4．A
解析：A
【解析】
【详解】
A.根据α衰变的特点可知，原子核经过一次α衰变，质量数减少4，故A正确。

B.根据玻尔氢原子模型的相关理论，可知氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的
光子，故B错误；
C.由光电效应的条件可知，发生光电效应与光的强度无关，与光的频率有关，故C错误；
D.半衰期由原子核的种类决定，与物理、化学状态无关；故D错误.
5．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。

6．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。

7．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；
8．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。

9．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。

10．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.
11．B
解析：B
【解析】
【详解】
据质量数和电荷数守恒可得，核反应方程为：，则x是正电子；该反应是轻核的聚变，出现了质量亏损，反应过程放出能量。

A．x是负电子，反应过程放出能量，与分析不符，故A项不符合题意；
B．x是正电子，反应过程放出能量，与分析相符，故B项符合题意；
C．x是负电子，反应过程吸收能量，与分析不符，故C项不符合题意；
D．x是正电子，反应过程吸收能量，与分析不符，故D项不符合题意。

12．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.
13．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。

14．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.
15．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．
16．D
解析：D 【解析】
碘131的半衰期约为8天，经过32天为4t
n T
=
=，碘131的剩余质量为：41()216
m
m m =⋅='，故选D ．
【点睛】半衰期是放射性原子核剩下一半需要的时间，根据公式01()2
t
T
m m =⋅求解剩余原
子核的质量．
17．C
解析：C
【解析】
【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．18．D
解析：D
【解析】
γ射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故选项B错误．α粒子为氦核带正电，由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转，故选项A、C错误；β粒子是带负电的电子流，应向下偏转，选项D正确．故选D．
【考点定位】三种放射线的性质、带电粒子在磁场中的运动．
19．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。

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.弱相互作用，是引起β衰变的原因，A正确；
B.天然放射现象的发现使人类认识到原子核具有复杂的结构，B错误
C.比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，C错误；
D.α、β、γ三种射线，α射线，电离能力最强、穿透能力最弱，D错误。

22．B
解析：B
【解析】
【详解】
A．原子核的半衰期与所处的化学状态和外部条件无关，由内部自身因素决定，故A错误．
B．经过4次α衰变和2次β衰变后，则质量数减小4×4=16，而电荷数减小4×2-2=6，因
此238
92U（铀）衰变为222
86
Rn，故B正确．
C．β衰变是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，故C错误．D．放射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变所需要的时间，对个别的原子没有意义，故D错误．
23．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。

24．D
解析：D
【解析】
【详解】
A ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故A 错误；
B ．半衰期的大小与放射性元素的温度无关，故B 错误；
C ．在α、β、γ，这三种射线中，α射线的电离作用最强，γ射线的穿透能力最强，故C 错误；
D ．铀核238 92(U)衰变为铅核206
82(Pb)的过程中，电荷数少10，质量数少32，设经过n 次α衰变，m 次β衰变，则有： 432210n n m =-=，
解得：
86n m ==，
故D 正确。

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．。