高考物理新近代物理知识点之原子核专项训练解析含答案

高考物理新近代物理知识点之原子核专项训练解析含答案
一、选择题
1．下列核反应方程中，属于β衰变的是( )
A．234
90Th→234
91
Pa+ 0
1
e
B．238
92U→234
90
Th+4
2
He
C．14
7N+4
2
He→17
8
O+1
1
H
D．2
1H+3
1
H→4
2
He+1
n
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．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。

下列说法符合历史事实的是（）
A．卢瑟福在原子核人工转变的实验中发现了中子
B．爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说
C．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
D．查德威克利用α射线轰击氮原子核获得了质子
4．关于近代物理，下列说法正确的是（）
A．射线是高速运动的氦原子
B．核聚变反应方程，表示质子
C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比
D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征
5．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．
6．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
7．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的质量之比m A :m B
A ．1:2
B ．2:1．
C ．30:3
D ．31:30 8．一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235
144
8919256360U+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8936Kr 相比，14456Ba 核的比结合能最大，它最稳定
D ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，23592U 核的核子数最多，它的结合能最大
9．下列核反应方程及其表述中错误的是（ ）
A ．24240
11121Na Mg e -→+是原子核的β衰变
B ．427301213150He Al P n +→+是原子核的人工转变
C ．42412121He H He H +→+是原子核的α衰变
D ．235
192
141192036560U n Kr Ba 3n +→++是重核裂变
10．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
11．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 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 ．101745032B+n Li+He →
B ．238234492902U Th+He →
C ．1441717281N+He O+H →
D ．235114489192056360U+n Ba+Kr+3n →
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．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
15．有关近代原子物理的若干叙述，下列说法正确的是
A ．卢瑟福通过分析α粒子轰击氮核实验结果，发现了中子
B ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应
C ．玻尔理论指出原子可以处于连续的能量状态中
D ．现已建成的核电站利用的是放射性同位素衰变放出的能量
16．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
17．关于、、三种射线，下列说法中正确的是 A ．
射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强 B ．射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力
C ．射线一般伴随着或射线产生，它的穿透能力最强
D ．射线是电磁波，它的穿透能力最弱
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
23994Pu 的半衰期为24 100年，其衰变方程为23994Pu→X ＋42He ＋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239
94Pu 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．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．
20．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．由于放射性元素镎的半衰期很短，在自然界很难被发现，只有通过人工的方法制造，已知镎经过一系列α衰变和β衰变后变成铋，下列说法正确的是
（）
A．镎原子核比铋原子核多28个质子
B．发生了7次α衰变和6次衰变
C．一定量的放射性该元素，随着存放时间的推移，放射线的穿透力越来越弱
D．镎原子核的平均结合能小于衰变后生成的原子核的平均结合能
23．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
24．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列表述符合物理学史实的是
A．普朗克通过对阴极射线的研究，最早发现了电子
B．玻尔为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论
C．贝可勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的
D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了的核式结构模型
25．关于、、三种射线，下列说法正确的是
A．射线是一种波长很短的电磁波 B．射线是一种波长很短的电磁波
C．射线的电离能力最强 D．射线的电离能力最强
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题
1．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．
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．B
解析：B
【解析】
【详解】
A.卢瑟福第一次实现了原子核的人工转变并发现了质子，故A错误；
B.爱因斯坦为了解释光电效应的实验规律提出了光子说，故B正确；
C.贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，提出了原子内部有复杂的结构，
是卢瑟福提出了核式结构模型，故C错误；
D.卢瑟福利用射线轰击氮原子核获得了质子，故D错误；
4．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：α射线是高速运动的氦核流，不是氦原子．故A错误．核聚变反应方程
2H+13H-→24He+01n中，01n表示中子．故B错误．根据光电效应方程E km=-W0，知最大1
初动能与照射光的频率成线性关系，不是成正比，故C错误．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征．故D正确．
考点：本题考查了光电效应方程、玻尔理论等知识
5．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。

6．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。

7．A
解析：A
【解析】
试题分析：相同质量的A 和B ，经过20天后，即A 经过5个半衰期，B 经过4个半衰期，剩下的质量分别是51()2、4
1()2，所以答案为A
考点：半衰期
点评：本题考查了原子核半衰期的理解和计算，基础且简单，容易掌握． 8．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56Fe 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，23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，8936Kr 核的比结合能最大、最稳定，C 错误；
D ．23592U 、14456Ba 和8936Kr 相比，23592U 核的核子数最多，它的结合能最大，D 正确；
故选D 。

9．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A. 24240
11121Na Mg e -→+是原子核的β衰变，选项A 正确；
B. 427301213150He Al P n +→+是原子核的人工转变，选项B 正确；
C. 42412121He H He H +→+是轻核聚变方程，选项C 错误；
D. 235
192
141192036560U n Kr Ba 3n +→++是重核裂变，选项D 正确；
此题选择错误的选项，故选C.
10．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.
11．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.
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．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．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．
15．B
解析：B
【解析】
【详解】
A ．卢瑟福通过分析α粒子轰击氮核实验结果，发现了质子，中子是查德威克发现的，故A 错误；
B ．太阳内部发生的核聚变，会产生大量的能量，这些能量以太阳光的形式辐射出来，故B 正确；
C ．玻尔理论指出原子可以处于不连续的能量状态中，能量状态是分立的、量子化的，故C 错误；
D ．现已建成的核电站利用的是核裂变放出的能量，故D 错误。

16．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．
17．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
α射线的穿透能力最弱，故选项A错误；β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它的穿透能力不是最强，选项B错误；γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的穿透能力最强，选项C正确；D错误．
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=mc2，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．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。

20．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
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．D
解析：D
【解析】
【详解】
A.的原子核比少10个质子，质子数和中子数总共少28，故A项与题意不相符；
B.设变为需要经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：
93＝2x﹣y+83
4x＝237﹣209
所以解得：
x＝7，y＝4
故B项与题意不相符；
C.衰变的种类不变，则释放出的射线不变，其穿透性也不变，故C项与题意不相符；
D、由于衰变的过程中会释放一部分的能量，所以镎原子核的平均结合能小于衰变后生成的原子核的平均结合能，故D项与题意相符。

23．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。

24．D
解析：D
【解析】
【详解】
A.汤姆生通过对阴极射线的研究，最早发现了电子，故A错误.
B.普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故B错误.
C.贝可勒尔发现了天然放射现象，但没有发现原子核是由质子和中子组成的，故C错误.
D.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，故D正确.
25．B
解析：B
【解析】
【详解】
A、射线电离本领最大，贯穿本领最小，但不属于电磁波，故A错误；
B、射线是原子核在发生衰变和衰变时产生的能量以光子的形式释放，是高频电磁波，波长很短，故B正确；
C、射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即粒子，但电离能力没有射线强，故C错误；
D、射线不带电，没有电离能力，故D错误．
故选B．
【点睛】
解决本题的关键知道α、β、γ三种射线的实质，以及三种射线的穿透能力强弱和电离能力强弱．。