高考物理近代物理知识点之原子核全集汇编及答案解析(3)

高考物理近代物理知识点之原子核全集汇编及答案解析(3)
一、选择题
1．下列四幅图是教材中的几个实验装置图，科学家提出原子核式结构的实验装置是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
2．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 3．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
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．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．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 ．
7．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 ＝mc 2可知质量与能量可以相互转化 8．下列说法正确的是（ ）
A ．a 粒子散射实验可以估算原子核的半径的大小
B ．玻尔理论可以解释原子的稳定，也能完美解释所有原子光谱规律
C ．γ射线是穿透能力极强的电磁波，可以穿透几厘米的铅板
D ．结合能越大的原子核越稳定
9．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
10．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 →
11．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
12．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 13．一个
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
14．下列核反应方程中，表示β衰变的是 A ． B ．
C ．
D ．
15．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 +→++
16．有关放射性知识，下列说法正确的是（ ）
A ．β衰变是原子核内的中子转化成质子和电子从而放出电子的过程
B ．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核
C ．238
92U→234
90Th ＋4
2He ＋γ，其中γ只是高能光子流，说明衰变过程中无质量亏损 D ．γ射线一般伴随着α或β射线产生，这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强
17．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
18．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
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．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
22．2018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
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 ．4
E
∆ B ．3E
∆ 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．C 解析：C 【解析】 【详解】
A .图A 光电效应实验，说明光具有粒子性.故选项A 不符合题意.
B .图B 为阴极射线实验，阴极射线是在1858年利用低压气体放电管研究气体放电时发现的。

1897年约瑟夫•约翰•汤姆逊根据放电管中的阴极射线在电磁场和磁场作用下的轨迹确定阴极射线中的粒子带负电，并测出其荷质比，这在一定意义上是历史上第一次发现电子．故选项B 不符合题意.
C .图C 为α粒子散射实验，发现了原子的核式结构模型．故选项C 符合题意.
D .图D 是天然放射现象实验，说明了原子核有更加复杂的结构．故选项D 不符合题意.
2．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
3．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.
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．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】
“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。

7．B
解析：B
【解析】
【详解】
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＝mc2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.
8．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．根据α粒子散射实验可以估算原子核的半径的数量级，故A错误；
B．玻尔理论能成功解释氢原子的光谱，但不是能解释所有原子光谱的实验规律，故B错
C ．γ射线的本质为光子，而γ射线的穿透能力极强，能穿过厚的混凝土和铅版，故C 正确；
D ．比结合能越大原子核越稳定，故D 错误；
9．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.
10．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 。

11．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．
12．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．
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．
23491
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 ．
14．A
解析：A
【解析】β衰变生成电子，新原子核的质量数不变，而核电荷数增加1个；由此分析可知，A 是β衰变，B 有α粒子产生，是α衰变，C 是核聚变方程，D 是核裂变方程，故A 正确，BCD 错误。

15．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 。

16．A
解析：A 【解析】 【详解】
A. β衰变是原子核内的中子转化成质子和电子从而放出电子的过程，故A 正确；
B.半衰期是统计学规律，对少量原子核没有意义，故B 错误；
C. 反应过程中能量以γ光子的形式辐射出去，根据质能方程2=E mc ∆，能量减少，则物体的质量减少．所以辐射能量，则质量一定亏损，故C 错误；
D. γ射线是光子，不带电，所以电离能力最弱，故D 错误。

故选A 。

17．B
解析：B 【解析】
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；
18．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。

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．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.
22．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。

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．。