高考物理无锡近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案.pdf

高考物理无锡近代物理知识点之原子核知识点总复习附答案 一、选择题 1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 2下列关于粒子的说法，正确的是 A粒子是氦原子核，对外不显电性 B卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”C天然放射现象中，粒子形成的射线速度很快，穿透能力很强 D核反应2382349290UTHX中，X 代表粒子，则是衰变 3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 4C 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 BC 衰变为N的过程中放出 射线 CC、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 5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 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 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 6由核反应产生，且属于电磁波的射线是（）A射线 B 射线 CX 射线 D阴极射线 7氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是 m1、m2、m3和 m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，则下列说法中正确的是（）A核反应方程式为234112HHHe B这是一个裂变反应 C核反应过程中的质量亏损 mm1m2m4 D核反应过程中释放的核能 E（m1m2m3m4）c2 8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 9实验观察到，静止在匀强磁场中 A点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与释放出的粒子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则下列说法正确的是（）A发生的 衰变，磁场方向垂直纸面向里 B发生的 衰变，磁场方向垂直纸面向外 C发生的 衰变，磁场方向垂直纸面向里 D发生的 衰变，磁场方向垂直纸面向外 10下列关于原子和原子核的说法正确的是()A 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 11关于天然放射现象，叙述正确的是（）A若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少 B 衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 C在、这三种射线中,射线的穿透能力最强,射线的电离能力最强 D铀核（23892U）衰变为铅核（20682U）的过程中,要经过 8次 衰变和 10 次 衰变 12下列对题中四幅图的分析，其中正确的是（）A从图可知，光电效应实验中 b光的频率比 a 光的大 B从图可知，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从图可知，粒子散射实验表明原子核由中子和质子组成 132017 年 12 月 29 日，中国首个快堆核电示范工程在福建霞浦开工建设“快堆”核反应进程依次为：23823923923992929394UUNpPu，下列说法正确的是()A23892U和23992U是同位素，其原子核内中子数相同 B23892U变为23992U发生了 衰变 C23892U变为23992U发生了 衰变 D1g 23992U经过一个半衰期，23992U原子核数目变为原来的一半 14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 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 15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 16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23994PuX42He，下列说法中正确的是()AX原子核中含有 92个中子 B100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 Emc2，衰变过程总质量增加 D衰变发出的 射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力 17关于碳 14 的衰变方程146CAZX+01e，下面说法正确的是 AA等于 13，Z等于 5 BA 等于 14，Z等于 7 CA等于 14，Z等于 5 DA 等于 13，Z等于 6 18下列核反应方程中，属于 衰变的是()A23490Th23491Pa+01e B23892U23490Th+42He C147N+42He178O+11H D21H+31H42He+10n 19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、射线的特点可知，射线 1 是 射线，射线 2是 射线，射线 3 是 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 20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、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 粒子，释放的能量是(m1+m2-m3)c2 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 21根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是 Emc2，这一关系叫爱因斯坦质能方程质子的质量为 mp，中子的质量为 mn，氦核的质量为 m，下列关系式正确的是()Am(2mp2mn)Bm(2mp2mn)D以上关系式都不正确 22关于天然放射现象，下列说法正确的是 A 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、这三种射线中，射线的穿透能力最强，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 衰变和 6 次 衰变 23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 24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 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、三种射线中，射线的电离本领最强 25关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是()A利用 射线使空气电离，消除静电 B利用 射线照射植物的种子，使产量显著增加 C利用 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 【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除 一、选择题 1D 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。2D 解析：D【解析】粒子是氦原子核，带正电，A 错误；卢瑟福根据粒子散射实验，提出了原子“核式结构模型”，B 错误；天然放射性现象中产生的射线速度为光速的十分之一，电离能 力 较 强，穿 透 能 力 较 弱 C 错 误 根 据 电 荷 数 守 恒 和 质 量 数 守 恒 得：238234492902UTHHe，故 X 代表粒，该反应是衰变，D 正确；选 D.【点睛】天然放射性现象中产生的射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱根据电荷数守恒、质量数守恒进行判断 3B 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。4B 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。5B 解析：B【解析】【详解】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 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；6B 解析：B【解析】由核反应产生，且属于电磁波的射线是 射线；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.7D 解析：D【解析】【分析】【详解】A.核反应过程中质量数和电荷数守恒，由此可知核反应方程为 23411120HHenH 故 A 项与题意不相符；B.该反应为聚变反应，故 B项与题意不相符；C.该反应的中质量亏损为：m=m1+m2-m3-m4，故 C项与题意不相符；D.根据质能方程得 221234()Emcmmmm c 故 D 项与题意相符 8D 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 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 9C 解析：C【解析】【详解】原子核发生衰变时，根据动量守恒可知两粒子的速度方向相反，动量的方向相反，大小相等；根据左手定则可知，若是发生 衰变，则 粒子与新核都带正电，由于粒子动量的方向相反，所以洛伦兹力的方向相反，是外切圆；若发生 衰变，粒子是电子，带负电，由于粒子动量的方向相反，所以洛伦兹力的方向相同，是内切圆。故该原子核发生的是 衰变，由半径公式mvPrqBqB分析得知，r与电荷量成反比，粒子与新核的电量大小分别为 e 和 ne（n 为新核的电荷数），则 粒子与新核的半径之比为：ne：e=n：1所以半径比较大的轨迹是衰变后 粒子的轨迹，新核沿顺时针方向运动，在 A点受到的洛伦兹力向左，由左手定则可知，磁场的方向向里 A.发生的 衰变，磁场方向垂直纸面向里与分析不相符，故 A项与题意不相符；B.发生的 衰变，磁场方向垂直纸面向外与分析不相符，故 B项与题意不相符；C.发生的 衰变，磁场方向垂直纸面向里与分析相符，故 C 项与题意相符；D.发生的 衰变，磁场方向垂直纸面向外与分析不相符，故 D项与题意不相符。10B 解析：B【解析】【详解】试题分析：A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 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.11C 解析：C【解析】【分析】【详解】半衰期由原子核自身决定，与外界因素无关，故 A 错误；衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，故 B错误；在、这三种射线中，电离本领依次减弱，穿透本领依次增强，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强故 C正确；由质量数守恒知 238=206+48，经过 8次 衰变，再由电荷数守恒知 92=8228+6，经过 6次 衰变，故 D错误故选 C 12A 解析：A【解析】【分析】【详解】A、根据爱因斯坦光电效应方程0kEhW，kcEeU，联立得0cWhUee因为baUU，故ba，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，53.4evev，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、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 13D 解析：D【解析】【详解】A、23892U和23992U由于电荷数相同，即质子数相同，所以是同位素，其原子核内中子数不相同，故 A 错误；B、C、23892U变为23992U，电荷数不变，质量数减小 1，即放出一个中子，所以不是衰变，也不是衰变，故 B、C错误；D、根据半衰变期公式01()2tTmm可知，经过一个半衰变期，变为原来的一半，故 D 正确 14B 解析：B【解析】【详解】A卢瑟福通过分析 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。15C 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 16D 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。衰变发出的放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力。故 D 正确。17B 解析：B【解析】【分析】根据质量数和电荷数守恒可求解 A 和 Z的值。【详解】根据质量数和电荷数守恒可知：14=A；6=Z+(-1)，解得 Z=7，故选 B.18A 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 衰变；B 生成的是 粒子，故 B 为 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】衰变生成的是电子，衰变生成的是 粒子；裂变是重核裂变成轻核，聚变是轻核生成重核 19C 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、射线的特点可知，射线 1的穿透本领最弱，是 射线，射线 3的穿透本领最强，是 射线，射线 2是 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；20D 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。21B 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 m(2mp2mn)故 B 项正确，ACD三项错误 22D 解析：D【解析】【详解】A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、，这三种射线中，射线的电离作用最强，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 衰变，m次 衰变，则有：432 210nnm，解得：86nm，故 D 正确。23B 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、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 24B 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 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、，这三种射线中，射线的电离能力最强，选项 D错误 25D 解析：D【解析】【分析】【详解】A、射线的电离本领最弱，故消除静电的效果最差，而用 射线消除静电最好，A 错误 B、人们利用 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“刀”是利用了 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