高考物理最新近代物理知识点之原子核解析含答案

高考物理最新近代物理知识点之原子核解析含答案
一、选择题
1．下列核反应方程中，属于β衰变的是( )
A ．
23490Th→23491Pa+ 01-e B ．238
92U→23490
Th+42He C ．14
7N+42He→178O+11H D ．21H+31H→42He+10n
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137
137
5556Cs 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．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
5．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
6．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
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．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
9．关于原子物理知识，下列说法正确的是（）
A．γ射线是高速运动的电子流
B．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部发生的轻核聚变
C．的半衰期为5天，10g经过10天后还剩下5g
D．由爱因斯坦质能方程E＝mc2可知质量与能量可以相互转化
10．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
11．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12．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/8B．m/16C．m/32D．m/64
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．下列说法正确的是( )
A．卢瑟福的原子核式结构模型很好的解释了α粒子散射实验
B．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子核是有复杂结构的
C．β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的
D．查德威克发现了天然放射现象说明原子具有复杂的结构
15．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
16．2006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
17．一个234
91
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
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239
94Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程为239
94
Pu→X
＋4
2
He＋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23994Pu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＝mc2，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．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
21．2018年11月21日消息，中科院合肥物质科学研究院核能安全所吴宜灿研究员获得了美国核学会聚变核能杰出成就奖。

关于聚变与衰变、天然放射现象，下面说法正确的是（ ）
A ．原子核核子间的距离接近到
就会发生聚变反应 B ．衰变成要经过6次衰变和4次衰变
C ．天然放射现象中产生的a 射线穿透能力很强且速度与光速相当
D ．衰变是放射性元素原子的核外电子具有较高能量时发生的
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．“两弹一星”是对中国依靠自己的力量掌握核技术和空间技术的统称，是20世纪下半叶中华民族创建的辉煌伟业，其中“两弹”所涉及的基本核反应方程有：①
235
1
90136192038540U+n Sr+Xe+10n →，②23411120H H He n +→+，关于这两个方程，下列说法正确的是
A ．方程①属于α衰变
B ．方程②属于轻核聚变
C ．方程①的核反应是太阳能的源泉
D ．方程②中的31H 与4
2He 互为同位素
24．下列说法中正确的是（ ）
A ．随地球自转的物体在地球上任意位置受到地球对该物体的万有引力都大于其重力
B ．磁悬浮列车运行过程中悬浮于轨道上方，所以运行的磁悬浮列车为失重状态
C ．β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
D ．法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线形象地描述电场
25．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( )
A ．利用γ射线使空气电离，消除静电
B ．利用β射线照射植物的种子，使产量显著增加
C ．利用α射线来治疗肺癌、食道癌等疾病
D ．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子
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一、选择题
1．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．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
137
137
5556Cs 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．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．
5．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；
6．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.
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】
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。

9．B
解析：B
【解析】
A.β射线是高速运动的电子流，γ射线为电磁波，故A 项错误；
B.太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，故B 项正确；
C.的半衰期是5天，10克经过10天后还剩下
；故C 项错误.
D.爱因斯坦质能方程E ＝mc 2表明，物体具有的能量和它的质量之间有简单的正比关系，不能理解为质量与能量是可以相互转化的；故D 项错误.
10．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
11．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.
12．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
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．A
解析：A
【解析】
【详解】
A ．卢瑟福的原子核式结构模型很好的解释了α粒子散射实验，故A 项正确．
B ．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，是卢瑟福根据α粒子散射实验结果提出了原子的核式结构学说．故B 项错误．
C ．β衰变所释放的电子是原子核内110011n H e -→+所形成的，故C 项错误．
D ．贝克勒尔发现了天然放射现象，由于天然放射性是原子发生变化而产生的，则说明原子核是有内部结构的．故D 项错误．
15．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．
16．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。

17．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
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，91
即为234−91=143，故C正确，ABD错误．
故选C．
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．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.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.
21．B
解析：B
【解析】
【详解】
A．要使原子核发生聚变反应，必须使核子间的距离接近到10-15m。

故A错误。

B．设x次α衰变和y次β衰变，根据质量数守恒和电荷数守恒得：4x+208=232，2x-
y+82=90，解得：x=6，y=4，故衰变成要经过6次α衰变和4次β衰变。

故B正确。

C．α射线是速度为0.1c的氦核流，穿透能力最弱。

γ射线穿透能力最强且速度与光速相当。

故C错误。

D．β衰变放出的电子是来自原子核发生衰变时的产物。

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．B
解析：B
【解析】
A方程①是重核在中子的轰击下变成两中等质量的核，是重核裂变，故A错误．B、方程②为两轻核合成为正等质量的核，为轻核聚变，故B正确．C、方程①为核电站的发电来源，故C错误．D、同位素因为相同的质子数不同的中子数，故D错误．故选B．
【点睛】理解裂变和聚变的特点，对于原子物理中核反应方程、裂变、聚变和衰变等基本知识要熟练掌握和应用．
24．D
解析：D
【解析】
【详解】
A.地球上随地球一起自转的物体，在两极以外的区域，万有引力的一个分力充当向心力，另一分力是重力，两分力间夹角小于直角，万有引力大于重力；在两极地区，向心力为零，则万有引力等于重力；故A错误。

B.磁悬浮列车处于悬浮状态，在竖直方向受力平衡，不是失重状态，故B错误。

C.β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β粒子，它具有中等的穿透能力，故C错误。

D.英国物理学家法拉第最早引入了电场的概念，并提出电场线和磁感线来形象表示电场和磁场，故D正确。

25．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A、γ射线的电离本领最弱，故消除静电的效果最差，而用α射线消除静电最好，A错误．
B、人们利用γ射线照射种子，可以使种子内的遗传物质发生变异，培育出新的优良品
种，故B错误．
C、治疗肺癌用的“γ刀”是利用了γ射线具有很高的能量，穿透能力很强的特性，故C错误．
D、放射性同位素具有相同的化学性质和不同的物理性质，则作为示踪原子，D正确．
故选D。