高考物理最新近代物理知识点之原子核技巧及练习题附答案解析
一、选择题
1．下列说法正确的是
A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
B ．α射线是高速运动的带电粒子流，穿透能力很强
C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D ．发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
2．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：234112H+H He+x →，若已知2
1H 的
质量为1m ，3
1H 的质量为2m ，42He 的质量为
3m ，x 的质量为4m ，则下列说法中正确的是
A ．x 是质子
B ．x 是电子
C ．这个反应释放的核能为()2
1234E m m m m c ?=+--
D ．21H 和3
1H 在常温下就能够发生聚变
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．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
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234
90
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．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．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．“嫦娥四号”的核电池是利用放射性同位素23894
Pu 的衰变供电的。静止的23894
Pu 衰变铀核
23492
U 核X 粒子，并放出γ光子。则下列说法正确的是（ ）
A ．X 粒子是α粒子
B ．X 粒子是β粒子
C ．γ光子是
238
94
Pu 由高能级向低能级跃迁时放出的
D ．放射性同位素
23894
Pu 的半衰期随温度降低而变大
10．下列核反应方程中，表示β衰变的是 A ． B ．
C ．
D ．
11．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 ．
12．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m 1、m 2、m 3和m 4，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234
112H H He +→
B ．这是一个裂变反应
C ．核反应过程中的质量亏损Δm ＝m 1＋m 2－m 4
D ．核反应过程中释放的核能Δ
E ＝（m 1＋m 2－m 3－m 4）c 2 13．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 ．14
7N+4
2He→17
8O+1
1H
D ．21H+31H→42He+1
0n
14．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
15．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
16．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 17．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 18．关于碳14的衰变方程14
6C→A
Z X+0
1-e ，下面说法正确的是 A ．A 等于13，Z 等于5 B ．A 等于14，Z 等于7 C ．A 等于14，Z 等于5
D ．A 等于13，Z 等于6
19．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
20．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：()2123m m m c +-
21．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
22．下列说法中正确的是
A ．根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越小
B ．氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光子，电子绕核运动的动能减小，原子的电势能减小
C ．一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n =3激发态后，能发射出3种频率的光子
D ．原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子 23．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：．若已知每个
核的质量为m 1（kg ），每个核的质量为m 2（kg ），每个
核的质量为m 3（kg ），
每个x 的质量为m 4（kg ），这个核反应释放的核能为
。则下列说法中正确的是
（ ） A ．x 是电子
B ．在这个核反应中有质量亏损，是因为质量转化成了能量
C ．若c （单位为m/s ）为真空中光速，则（J ）
D ．若这种热核反应消耗
的质量为b （kg ），则放出的总核能为
（J ）
24．“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
2351901361
92
038540U+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3
1H 与4
2He 互为同位素 25．下列符合物理历史事实的有
A ．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
B ．德布罗意认为电子也有波动性，且电子的波长与它的动量成反比
C ．贝克勒耳发现天然放射现象，揭示了原子可再分的序幕
D ．结合能越大，原子核越稳定
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一、选择题 1．C 解析：C 【解析】 【详解】
A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量数守恒的规律，若释放核能，质量有亏损，
故A 错误；
B ．α射线是高速运动的氦原子核,穿透能力较小，故B 错误；
C ．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时只能辐射特定频率的光子，故C 正确
D ．光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，不是正比关系．故D 错误；
2．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．根据核反应方程式质量数和核电荷数守恒，可知x 的电荷数是0，质量数是1，所以x 是中子，故AB 错误；
C ．由质能方程可知，这个反应释放的核能为()2
1234E m m m m c ?=+--，故C 正确；
D ．21H 和3
1H 在只有在极高温度下才能够发生聚变反应，故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．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。
6．B
解析：B 【解析】
23490
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
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．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5
1()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．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 错误；
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．A
解析：A 【解析】 【详解】
根据质量数守恒与电荷数守恒可知，
23894
Pu 的衰变方程为238234
494922Pu U He γ→++，可知
X 为α粒子。故A 正确，B 错误；衰变后的铀核处于激发态，γ光子是铀核234
92
U 由高能级
向低能级跃迁时放出的。故C 错误；半衰期是由放射性元素本身决定的，与外界温度无
关。故D 错误
10．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。
11．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.
12．D
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
2341
1
120H He n H +→+
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 =m 1+m 2-m 3-m 4，故C 项与题意不相符；
D. 根据质能方程得
221234()E mc m m m m c ?=?=+--
故D 项与题意相符．
13．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．
14．D
解析：D 【解析】
【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
15．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．
16．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。
17．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：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.
19．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.
20．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。21．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。
22．A
解析：A
【解析】
【详解】
A.根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越短能量越大，光的波长越大，光子的能量越小；故A正确.
B.氢原子的核外电子，在由离核较远的轨道自发跃迁到离核较近的轨道的过程中，放出光
子，原子的电势能减小，根据库仑力提供向心力可知：，则电子绕核运动的动
能增大；故B错误.
C.一群基态的氢原子吸收光子跃迁到n=3激发态后，最多发射出三种频率的光子，一个基态的氢原子吸收光子跃迁到n=3激发态后，最多发射出两种频率的光子；故C错误.
D.β衰变的实质是原子核内的中子转化为质子而同时释放出电子，该电子并不是原子核中的电子；故D错误.
23．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．根据质量数守恒可知x的质量数：m=2+3﹣4=1；电荷数：z=1+1﹣2=0，可知x是中子，故A错误；
B．在核反应中质量守恒，能量守恒，一定质量对应一定能量，质量与能量不能相互转化，故B错误；
C、由质能方程可知：每次核反应质量亏损为，释放的核能为
，故C正确；
D、若这种热核反应消耗的质量为b（kg），则核反应次数为，核反应放出的总核能为，故D错误。
24．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．
25．B
解析：B
【解析】
【详解】
A．卢瑟福用α粒子散射实验，在分析实验结果的基础上，他提出了原子核式结构模型，不是原子核有复杂结构，故A错误；
B．德布罗意认为电子也有波动性，且电子的波长与它的动量成反比，故B正确；
C．天然放射现象中，原子核发生衰变，生成新核，同时有中子产生，因此说明了原子核可以再分，故C错误；
D．比结合能越大，原子核越稳定，故D错误．