高考物理近代物理知识点之原子核易错题汇编及答案解析

高考物理近代物理知识点之原子核易错题汇编及答案解析
一、选择题
1．从法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线开始，人类开启了对原子核的研究并和平利用核能，以下说法正确的是（ ）
A ．核聚变反应中平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损小
B ．查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121
042611
Be He C H e -+→++
C ．人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：144171
7281N He O H +→+
D ．α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核外电子跃迁时辐射出的光子流 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．关于天然放射性，下列说法正确的是 A ．天然放射现象说明原子是可分的
B ．放射性元素的半衰期与外界的温度有关，温度越高半衰期越短
C ．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
D ．机场、车站进行安检时，能发现箱内危险物品，是利用了α射线较强的穿透能力 5．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
6．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
7．下列关于原子核相关知识的说法，正确的是 A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的链式反应
B ．人类对原子核变化规律的认识是从α粒子散射实验开始的
C ．中等质量核的平均结合能比重核的平均结合能大，所以重核裂变要释放能量
D ．钚(239)
可由铀239(
)经过1次α衰变和2次β衰变而产生
8．如图是描述原子核核子的平均质量与原子序数Z 的关系曲线，由图可知（ ）
A ．原子核A 分裂成原子核
B 和
C 时质量增加 B ．原子核A 的比结合能比原子核C 的比结合能大 C ．原子核
D 和
E 结合成原子核
F 一定释放能量 D ．原子核A 的结合能一定比原子核C 的结合能小 9．下列说法正确的是（ ）
A ．238234
9290U Th →+X 中X 为中子，核反应类型为衰变 B ．234
112H+H He →+Y 中Y 为中子，核反应类型为人工核转变
C ．235113690
9205438U+n Xe+Sr →+K ，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变
D ．14417
728N+He O →+Z ，其中Z 为氢核核反应类型为轻核聚变
10．下列核反应方程及其表述中错误的是（ ）
A ．2424
011121
Na Mg e -→+
是原子核的β衰变
B ．427301
213150He Al P n +→+是原子核的人工转变 C ．4241
2121He H He H +→+是原子核的α衰变
D ．
2351921411
92036560U n Kr Ba 3n +→++是重核裂变
11．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 12．下列核反应方程中，属于β衰变的是( ) A ．23490
Th→
23491
Pa+ 0
1-e
B ．
238
92U→23490Th+4
2He
C ．147N+4
2He→17
8O+1
1H D ．2
1H+3
1H→42He+1
0n
13．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
14．如图所示，X 为未知放射源．若将由N 、S 磁极产生的强力磁场M 移开，发现计数器单位时间接收到的射线粒子数保持不变；若再将铝薄片也移开，发现计数器单位时间接收到的射线粒子数大幅度上升．则X 为（ ）
A ．α、β混合放射源
B ．α、γ混合放射源
C ．纯β放射源
D ．纯γ放射源
15．下列对题中四幅图的分析，其中正确的是（ ）
A ．从图①可知，光电效应实验中b 光的频率比a 光的大
B ．从图②可知，能量为5eV 的光子不能被处于第二能级的氢原子吸收
C ．从图③可知，随着放射性物质质量的不断减少，其半衰期不断增大
D ．从图④可知，α粒子散射实验表明原子核由中子和质子组成 16．天然放射性元素23290
Th （钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成20882Pb （铅）．下
列论断中正确的是 A ．铅核比钍核少23个中子 B ．铅核比钍核少24个质子
C ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变
D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变
17．2006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
18．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19．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
20．下列说法不正确的是（）
A．经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核
B．发现中子的核反应方程是
C．200个的原子核经过两个半衰期后剩下50个
D．在中子轰击下生成和的过程中，原子核中的平均核子质量变小
21．下列四幅图分别对应着四种说法，其中正确的是
A．氢原子辐射出一个光子后，电势能增大，动能减小
B．重核的裂变反应方程可以有
C．根据α、β、γ射线的特点可知，射线1是α射线，射线2是β射线，射线3是γ射线D．天然放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件有关
22．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238
91
Pa（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
23．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 24．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 25．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
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一、选择题 1．C 解析：C 【解析】 【分析】
考查核反应规律，根据核反应的特点和核反应规律分析可得． 【详解】
A ．同等条件下，核聚变反应中比核裂变释放更多核能，是因为平均每个核子质量亏损比核裂变反应中平均每个核子质量亏损大，故A 说法不符合题意．
B ．查德威克用氮核轰击铍核的核反应方程是: 94121
4260Be He C n +→+故B 不符合题意． C ．人类第一次实现的原子核的人工转变的核反应是：144171
7281N He O H +→+符合客观实
事，C 符合题意．
D ． α射线和β射线来自原子核，γ射线是原子核释放核能时辐射出的光子流．故D 不符合题意． 【点睛】
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．C
解析：C
【解析】
【详解】
A、天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，A错误；
B、放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，B错误；
C、放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，C 正确；
D、机场、车站等地进行安全检查时，能轻而易举地窥见箱内物品，利用了X射线较强的穿透能力，D错误。

5．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。

6．B
解析：B
【解析】
234
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90
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。

7．C
解析：C 【解析】 【详解】
A. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应，即聚变反应，选项A 错误；
B. 人类对原子结构的认识是从α粒子散射实验开始的，选项B 错误；
C. 中等质量核的平均结合能比重核的平均结合能大，所以重核裂变要释放能量，选项C 正确；
D. 钚(239)
可由铀239(
)经过2次β衰变而产生，选项D 错误；
8．C
解析：C 【解析】 【详解】
A.A 核裂变成B 和C 的反应过程中核子的平均质量减小，即出现质量亏损，故A 错误；
B.原子核A 比原子核C 的核子平均质量大，原子核C 比原子核A 更稳定，故原子核A 的比结合能比原子核C 的比结合能小，故B 错误；
C.核反应过程中核子平均质量减小，出现质量亏损，释放能量，故C 正确；
D.原子核A 的原子序数大于原子核C 的原子序数，即原子核A 的结合能大于原子核C 的结合能，故D 错误.
9．C
解析：C 【解析】 【详解】
A. 238234
9290U Th →+X 中X 质量数为4，电荷数为2，为α粒子，核反应类型为衰变，选项
A 错误；
B. 234
112H+H He →+Y 中Y 质量数为1，电荷数为0，为中子，核反应类型为轻核聚变，选
项B 错误；
C. 根据电荷数和质量数守恒可知，235113690
9205438U+n Xe+Sr →+K ，其中K 为10个中子，核反
应类型为重核裂变，选项C 正确；
D. 14417
728N+He O →+Z ，其中Z 质量数为1，电荷数为1，为质子11H ，为人工转变方程，
选项D 错误。

10．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
A. 2424
011121Na Mg e -→+是原子核的β衰变，选项A 正确；
B. 427301
213150He Al P n +→+是原子核的人工转变，选项B 正确； C. 4241
2121He H He H +→+是轻核聚变方程，选项C 错误；
D.
2351921411
92036560U 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.
11．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.
12．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．
13．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
14．B
解析：B 【解析】 【详解】
将磁铁移开后，计数器所得计数率保持不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线；将薄铝片移开，计数率大幅上升，说明射线中有穿透力很弱的粒子，因此放射源可能是α和γ的混合放射源．
A.α、β混合放射源，与分析结论不符，故A 错误．
B.α、γ混合放射源，与分析结论相符，故B 正确．
C.纯β放射源，与分析结论不符，故C 错误．
D.纯γ放射源，与分析结论不符，故D 错误．
15．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
A 、根据爱因斯坦光电效应方程0k
E h W ν=-，k c E eU =，联立得0
c W h U e e
ν=-
．因为b a U U >，故b a νν>，A 正确；
B 、吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需等于两能级间的能级差，5 3.4ev ev >，所以能量为5eV 的光子能被处于第二能级的氢原子吸收并发生电离，B 错误；
C 、半衰期与物质质量无关，C 错误；
D 、α粒子散射实验表明了原子的核式结构，还不能证明出由质子和中子组成，D 错误．
16．D
解析：D 【解析】 【详解】
AB ．根据质量数和电荷数守恒可知，铅核比钍核少8个质子，少16个中子，故AB 错误；
发生α衰变是放出42He ，发生β衰变是放出电子0-1e ，设发生了x 次α衰变和y 次β衰变，CD ．则根据质量数和电荷数守恒有：2x-y+82=90，4x+208=232，解得x=6，y=4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C 错误，D 正确． 故选D ． 【点睛】
正确解答本题的关键是：理解α、β衰变的实质，正确根据衰变过程中质量数和电荷数守恒进行解题．
17．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。

18．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
19．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．
20．C
解析：C
【解析】
【分析】
根据质量数守恒和电荷数守恒判断方程式，查德威克发现中子，半衰期是统计规律，裂变有质量亏损．
【详解】
衰变改变质量数，所以232-208=4×6，故经过6次衰变，衰变：90-2×6+n=82，得
n=4；故A正确；查德威克发现中子的方程式是，故B正确；半衰期是个统计规律，对少数粒子无意义，故C错误；是裂变反应，原子核中的平均核子质量变小，有质量亏损，以能量的形式释放出来，故原子核中的平均核子质量变小，故D正确；本题选错误的，故选C。

【点睛】
本题考查了核反应方程、半衰期、衰变和裂变的知识，难度不大，要注意的是半衰期是大量原子核的统计规律，对少数粒子无意义．
21．C
解析：C
【解析】
【详解】
A.一个氢原子放出光子，原子能量减小，根据，得：，电子的动能
增大，电势能减小，故A错误；
B.重核的裂变是重核俘获一个慢中子后才能发生的，所以核反应方程有：
．故B错误；
C.三种射线的穿透本领不同，根据α、β、γ射线的特点可知，射线1的穿透本领最弱，是α射线，射线3的穿透本领最强，是γ射线，射线2是β射线，故C正确；
D. 天然放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件无关，故D错误；
22．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。

23．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。

24．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
86Rn ，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．
25．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。