第五章 原子核【B卷 提升卷】2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019选择性必修第三册）

2024-2025学年高中物理单元速记·巧练 （人教版2019选择性必修第三册） 第五章 原子核 （B卷•考点提升卷） （考试时间：35分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）选择性必修第三册第5章。 一、单选题 1．考古学家在地下发现一块距今约28650年的古榆木，测得其中碳14含量是现代榆木的。下列判断正确的是（　　） A．碳14的半衰期约为7162年 B．升高温度可以减小碳14的半衰期 C．增大压强可以减小碳14的半衰期 D．碳14酸钡（BaC14）中的碳14与单质碳14的半衰期相同 2．2025年3月，中国首款碳-14核电池研制成功，续航可达千年。碳-14发生衰变的核反应方程为：，衰变产物X为（　　） A． B． C． D． 3．关于α、β和γ三种射线，下列说法正确的是（　　） A．三种射线一定同时产生 B．三种射线的速度都等于光速 C．γ射线是处于激发态的原子核发射的 D．三种射线穿透能力由强到弱依次是α、β、γ射线 4．2024年10月15日，嫦娥六号从月球背面带回的样品完成鉴定，样品中的含量十分丰富，是核聚变的理想材料。的质子数与中子数分别为（　　） A．2和3 B．3和2 C．1和2 D．2和1 5．γ射线探伤机（如图）的基本原理是利用放射性同位素产生的γ射线对材料进行穿透，通过探测材料反射、透射和吸收射线的能力，来判断其内部的缺陷和异常情况，是一种无损探伤检测设备，被广泛应用于工业探伤领域。下列有关γ射线及放射现象的说法正确的是（　　） A．γ射线垂直磁场射入时，其运动轨迹不发生偏转，故γ射线的本质是高速中子流 B．γ射线具有高穿透力、短波长的特点，故其电离作用非常强，能穿透几十厘米厚的混凝土 C．原子核衰变过程中伴随着放射现象的发生，由于γ射线的产生衰变前的质量数不等于衰变后的质量数之和 D．与天然放射性物质相比，人工放射性同位素具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点 6．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（　　） A．玻尔的原子理论可以解释氢原子光谱的实验规律 B．托马斯·杨的双缝干涉实验说明光是横波 C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子具有核式结构 D．普朗克提出光子说，很好地解释了光电效应现象 7．在衰变中通常会产生一种被称为“中微子”的粒子。中微子很难被直接探测，但是可以利用中微子与的核反应间接证实中微子的存在。相应的核反应方程为：中微子。由此可知，中微子的质量数和电荷数分别是（　　） A．0和0 B．0和1 C．1和0 D．1和1 8．威尔逊云室是一种常用的射线探测装置，其工作的基本原理是粒子与过饱和酒精蒸汽作用，显示出粒子的径迹。现将云室放到磁场中研究原子核的衰变，已知某静止原子核发生衰变后电子在磁场中做逆时针圆周运动。下列图片中能正确表示衰变后粒子径迹的是（　　） A． B． C． D． 9．中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）首次实现了1亿摄氏度条件下1000秒的等离子体运行。该装置内部发生的核反应方程为，此反应会释放核能，伴随光子放出。下列说法正确的是（   ） A．该核反应方程中的X是质子 B．的比结合能小于的比结合能 C．核聚变反应所释放的光子可能来源于氢原子能级跃迁 D．该反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能发生 10．我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14同位素，标志着我国彻底破解了国内碳14同位素供应依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。碳14具有放射性，其衰变方程为。下列相关说法正确的是（　　） A．原子核的比结合能比的大 B．此核反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变 C．骨骼中以碳酸钙形式存在的的半衰期比单质的半衰期更长 D．X是电子，由于原子核中没有电子，这些电子是核外电子脱离原子核的作用产生的 11．月壤中含有丰富的，参与核反应释放巨大能量，同时几乎不产生具有长期放射性的核废料，因此是清洁、高效的未来能源。其核反应方程为，则（　　） A．X为质子，该核反应是α衰变 B．的比结合能比的比结合能大 C．核子平均释放的能量约为6.42MeV D．该反应的质量亏损约为 12．发生放射性衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例是现代植物样品的25%，则（　　） A．衰变为发生的是β衰变 B．、具有相同的中子数 C．该古木的年代距今约为5730年 D．比原子核的比结合能更大 13．日本用世界0.1%的土地污染了70%的海洋，福岛核污水存在的放射性元素中，氚的含量最高，其次还有碘-129、钉-106、碳-14、钴-60、锶-90、铯-134、铯-137等物质。其中碘-129的半衰期约1570万年，它会损伤甲状腺细胞，可能导致甲状腺癌。有一定初速度的碘-129的衰变方程为，则下列说法正确的是（　　） A．该核反应为衰变 B．Xe的核电荷数是129 C．衰变产物和Y在同一匀强磁场中做圆周运动的半径之比为 D．经过3140万年后，核污水中的碘-129含量约为原来的 14．2025年3月，我国研制成功首款碳14核电池“烛龙一号”工程样机，标志着我国在核能技术与微电池领域取得了重大突破。碳14的核反应方程为→+，其半衰期约5730年。正确的说法是（　　） A．该衰变过程吸收能量 B．增加碳14浓度可以缩短半衰期 C．碳14可做示踪原子进行考古断定年代 D．衰变中的电子是碳原子外层电子电离产生的 15．有关核反应方程式，（　　）下列说法正确的是（　　） A．（　　）中应该是电子 B．（　　）中应该是质子 C．该反应是核聚变 D．该反应是核裂变 16．某种原子核X经过一系列的衰变达到稳定状态变成原子核Y，质量数与中子数的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．X的质子数与Y的质子数之比为 B．Y的比结合能小于X的比结合能 C．X经过1次α衰变后新元素的质子数与中子数之比为 D．X变成Y的衰变方程式为 二、多选题 17．下列说法中正确的是（　　） A．一个氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光 B．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子 C．的半衰期是24天，48个核经过72天后一定剩下6个核 D．各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应 18．一个原子核俘获一个电子，可生成一个新原子核X并放出中微子（质量和电荷量均不计），其核反应方程为。关于该过程，下列说法正确的是（    ） A．原子核X是 B．核反应前后总质子数不变 C．核反应前后总中子数不变 D．核反应前后总质量数不变 19．核电池又叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中放出的具有热能的射线转变为电能制造而成。某核电池由放射性同位素制成，已知衰变为铀核（符号），其半衰期为88年，若该电池在第一年内的平均功率为，其发电效率为，不考虑其他衰变，则下列说法中正确的是（　　） A．该核反应为衰变 B．经过44年，该核电池中的放射性同位素有一半发生衰变变成了 C．该核电池在第一年内释放的核能约为 D．该核电池在第一年内亏损的质量约为 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高中物理单元速记·巧练 （人教版2019选择性必修第三册） 第五章 原子核 （B卷•考点提升卷） （考试时间：35分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．测试范围：人教版（2019）选择性必修第三册第5章。 一、单选题 1．考古学家在地下发现一块距今约28650年的古榆木，测得其中碳14含量是现代榆木的。下列判断正确的是（　　） A．碳14的半衰期约为7162年 B．升高温度可以减小碳14的半衰期 C．增大压强可以减小碳14的半衰期 D．碳14酸钡（BaC14）中的碳14与单质碳14的半衰期相同 【答案】D 【详解】A．根据题意；解得碳14的半衰期约为年；选项A错误； BC．升高温度和增大压强都不可以减小碳14的半衰期，选项BC错误； D．放射性元素的半衰期与所处的化学状态无关，即碳14酸钡（BaC14）中的碳14与单质碳14的半衰期相同，选项D正确。 故选D。 2．2025年3月，中国首款碳-14核电池研制成功，续航可达千年。碳-14发生衰变的核反应方程为：，衰变产物X为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据质量数和电荷数守恒可得；所以衰变产物X为。 故选B。 3．关于α、β和γ三种射线，下列说法正确的是（　　） A．三种射线一定同时产生 B．三种射线的速度都等于光速 C．γ射线是处于激发态的原子核发射的 D．三种射线穿透能力由强到弱依次是α、β、γ射线 【答案】C 【详解】A．三种射线不一定同时产生，取决于放射性元素原子核内部结构，故A错误； B．只有γ射线的速度等于光速，故B错误； C．γ射线是处于激发态的原子核发射的，故C正确； D．三种射线穿透能力从强到弱依次是γ、β、α射线，故D错误。 故选C。 4．2024年10月15日，嫦娥六号从月球背面带回的样品完成鉴定，样品中的含量十分丰富，是核聚变的理想材料。的质子数与中子数分别为（　　） A．2和3 B．3和2 C．1和2 D．2和1 【答案】D 【详解】的质子数是2，质量数是3，则中子数为1。 故选D。 5．γ射线探伤机（如图）的基本原理是利用放射性同位素产生的γ射线对材料进行穿透，通过探测材料反射、透射和吸收射线的能力，来判断其内部的缺陷和异常情况，是一种无损探伤检测设备，被广泛应用于工业探伤领域。下列有关γ射线及放射现象的说法正确的是（　　） A．γ射线垂直磁场射入时，其运动轨迹不发生偏转，故γ射线的本质是高速中子流 B．γ射线具有高穿透力、短波长的特点，故其电离作用非常强，能穿透几十厘米厚的混凝土 C．原子核衰变过程中伴随着放射现象的发生，由于γ射线的产生衰变前的质量数不等于衰变后的质量数之和 D．与天然放射性物质相比，人工放射性同位素具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点 【答案】D 【详解】A．射线的本质是光子流，故A错误； B．γ射线具有高穿透力但是电离能力非常弱，故B错误； C．原子核发生衰变时，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和，故C错误； D．人工放射性同位素与天然放射性物质相比具有放射强度容易控制、半衰期比较短、放射性废料容易处理等优点，故D正确。 故选D。 6．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（　　） A．玻尔的原子理论可以解释氢原子光谱的实验规律 B．托马斯·杨的双缝干涉实验说明光是横波 C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子具有核式结构 D．普朗克提出光子说，很好地解释了光电效应现象 【答案】A 【详解】A．玻尔的原子理论可以解释氢原子光谱的实验规律，故A正确； B．托马斯·杨的双缝干涉实验说明光具有波动性，不能说明光是横波，故B错误； 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；卢瑟福通过粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构，故C错误； D．爱因斯坦提出光子说，很好地解释了光电效应现象，故D错误。 故选A。 7．在衰变中通常会产生一种被称为“中微子”的粒子。中微子很难被直接探测，但是可以利用中微子与的核反应间接证实中微子的存在。相应的核反应方程为：中微子。由此可知，中微子的质量数和电荷数分别是（　　） A．0和0 B．0和1 C．1和0 D．1和1 【答案】A 【详解】发生核反应前后，粒子的质量数和核电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数分都是0。 故选A。 8．威尔逊云室是一种常用的射线探测装置，其工作的基本原理是粒子与过饱和酒精蒸汽作用，显示出粒子的径迹。现将云室放到磁场中研究原子核的衰变，已知某静止原子核发生衰变后电子在磁场中做逆时针圆周运动。下列图片中能正确表示衰变后粒子径迹的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】静止的原子核发生衰变时，放出的另一原子核带正电，根据动量守恒定律可知，这个原子核和粒子的动量大小相等，方向相反，根据；可得 两粒子在同一磁场中运动，则可以得出粒子做匀速圆周运动的轨道半径大于另一原子核做圆周运动的轨道半径，又电子做逆时针的圆周运动，可知另一原子核做顺时针且轨道半径较小的圆周运动，结合左手定则，对应的轨迹是C图。 故选C。 9．中国的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）首次实现了1亿摄氏度条件下1000秒的等离子体运行。该装置内部发生的核反应方程为，此反应会释放核能，伴随光子放出。下列说法正确的是（   ） A．该核反应方程中的X是质子 B．的比结合能小于的比结合能 C．核聚变反应所释放的光子可能来源于氢原子能级跃迁 D．该反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能发生 【答案】D 【详解】A．根据质量数守恒和核电荷数守恒得 该核反应方程为，故A错误； B．核反应中生成物比反应物更加稳定，所以的比结合能大于的比结合能，故B错误； C．原子能级跃迁仅涉及电子在原子轨道间的跃迁，释放低能光子（如可见光、紫外线），与核反应无直接关联。核聚变反应释放的光子主要来源于核反应本身，而非氢原子能级跃迁。故C错误； D．要使核聚变发生，原子核必须首先接近到约以内，强核力才能主导结合过程。原子核带正电，根据库仑定律，它们之间的斥力随距离减小而急剧增大，这要求原子核需要足够的动能才能克服库仑斥力作用。因此，核聚变反应需要原子核具有足够的动能以克服库仑斥力才能有效发生，故D正确； 故选D。 10．我国首次利用核电商用堆成功批量生产碳14同位素，标志着我国彻底破解了国内碳14同位素供应依赖进口的难题，实现碳14供应全面国产化。碳14具有放射性，其衰变方程为。下列相关说法正确的是（　　） A．原子核的比结合能比的大 B．此核反应会出现质量亏损，但反应前后总质量数不变 C．骨骼中以碳酸钙形式存在的的半衰期比单质的半衰期更长 D．X是电子，由于原子核中没有电子，这些电子是核外电子脱离原子核的作用产生的 【答案】B 【详解】A．衰变释放能量，反应后的原子核更稳定，故的比结合能比的小。故A错误； B．原子核衰变时质量数守恒，但会出现质量亏损，释放能量，故B正确； C．衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，与化学状态无关，故C错误； D．根据质量数守恒和电荷数守恒，可知X为电子，属于衰变，衰变的实质是核内的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子，故D错误。 故选B。 11．月壤中含有丰富的，参与核反应释放巨大能量，同时几乎不产生具有长期放射性的核废料，因此是清洁、高效的未来能源。其核反应方程为，则（　　） A．X为质子，该核反应是α衰变 B．的比结合能比的比结合能大 C．核子平均释放的能量约为6.42MeV D．该反应的质量亏损约为 【答案】D 【详解】A．设X粒子质量数和核电荷数分别为、，根据质量数守恒和电荷数守恒可得，；解得，；由此可知X粒子为质子，该核反应是核聚变，故A错误； B．核反应放出核能，生成物比反应物更稳定，比结合能也更大，即的比结合能比小，故B错误； C．参与反应的核子数为；核子平均释放的能量为；故C错误； D．根据质能方程可知，质量亏损约为；故D正确。 故选D。 12．发生放射性衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例是现代植物样品的25%，则（　　） A．衰变为发生的是β衰变 B．、具有相同的中子数 C．该古木的年代距今约为5730年 D．比原子核的比结合能更大 【答案】A 【详解】A．根据质量数与电荷数守恒有14-14=0，6-7=-1 可知，衰变为和电子，发生的是β衰变，故A正确； B．、具有的中子数分别为12-6=6，14-6=8；可知，、具有不相同的中子数，故B错误； C．根据半衰期的规律有；其中；解得t=11460年；故C错误； D．衰变过程释放能量，表明比更加稳定，原子核越稳定，比结合能越大，可知，比原子核的比结合能小，故D错误。 故选A。 13．日本用世界0.1%的土地污染了70%的海洋，福岛核污水存在的放射性元素中，氚的含量最高，其次还有碘-129、钉-106、碳-14、钴-60、锶-90、铯-134、铯-137等物质。其中碘-129的半衰期约1570万年，它会损伤甲状腺细胞，可能导致甲状腺癌。有一定初速度的碘-129的衰变方程为，则下列说法正确的是（　　） A．该核反应为衰变 B．Xe的核电荷数是129 C．衰变产物和Y在同一匀强磁场中做圆周运动的半径之比为 D．经过3140万年后，核污水中的碘-129含量约为原来的 【答案】A 【详解】A．由核反应中质量数和电荷数守恒，可知Y的质量数为0，电荷数为-1，即Y为电子，所以该核反应为衰变，故A正确； B．Xe的核电荷数是54，故B错误； C．若反应物碘-129没有初速度，则有；根据；可得；则有 依题意，反应物碘-129衰变前有初速度，所以衰变产物和Y在同一匀强磁场中做圆周运动的半径之比不为，故C错误； D．根据；解得；可知经过3140万年后，核污水中的碘-129含量约为原来的，故D错误。 故选A。 14．2025年3月，我国研制成功首款碳14核电池“烛龙一号”工程样机，标志着我国在核能技术与微电池领域取得了重大突破。碳14的核反应方程为→+，其半衰期约5730年。正确的说法是（　　） A．该衰变过程吸收能量 B．增加碳14浓度可以缩短半衰期 C．碳14可做示踪原子进行考古断定年代 D．衰变中的电子是碳原子外层电子电离产生的 【答案】C 【详解】A．该核反应是β衰变，是放能反应，故A错误； B．半衰期不会随碳14浓度变化为改变，故B错误； C．碳14可做示踪原子进行考古断定年代，故C正确； D．β衰变中的电子来自原子核内部中子转化为质子的同时放出的一个电子，故D错误。 故选C。 15．有关核反应方程式，（　　）下列说法正确的是（　　） A．（　　）中应该是电子 B．（　　）中应该是质子 C．该反应是核聚变 D．该反应是核裂变 【答案】B 【详解】AB．根据质量数和电荷数守恒，有 故A错误，B正确； CD．该反应是原子核的人工转变，故CD错误。 故选B。 16．某种原子核X经过一系列的衰变达到稳定状态变成原子核Y，质量数与中子数的关系图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．X的质子数与Y的质子数之比为 B．Y的比结合能小于X的比结合能 C．X经过1次α衰变后新元素的质子数与中子数之比为 D．X变成Y的衰变方程式为 【答案】C 【详解】A．设经过a次衰变，b次衰变达到稳定状态 由图分析可知，X的质量数为238，中子数为146，Y的质量数为206，中子数为124，则核反应方程可写为 故X的质子数与Y的质子数之比为，故A错误； D．由电荷数与质量数守恒可得， 解得， 核反应方程为，故D错误； B．根据原子核的比结合能曲线可知，Y的质量数小于X的质量数，原子核Y比原子核X更稳定，故Y的比结合能大于X的比结合能，故B错误； C．X经过1次衰变核反应方程为 新元素Z的质子数与中子数之比为，故C正确。 故选C。 二、多选题 17．下列说法中正确的是（　　） A．一个氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光 B．用能量等于氘核结合能的光子照射静止氘核，不可能使氘核分解为一个质子和一个中子 C．的半衰期是24天，48个核经过72天后一定剩下6个核 D．各种原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应 【答案】ABD 【详解】A．一个氢原子处于n=4能级的激发态，跃迁到基态最多能发出3种不同频率的光，故 A正确； B．用能量大于氘核结合能的光子照射静止氘核，才可能使氘核分解为一个质子和一个中子，因为分解后的质子和中子具有一定的动能，故B正确； C．半衰期是统计规律，不适用少量原子核，故C错误； D．原子都是由原子核和电子组成的，但不同原子的原子结构不同，各种原子的原子光谱都有各自的特征谱线，原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应，故D正确。 故选ABD。 18．一个原子核俘获一个电子，可生成一个新原子核X并放出中微子（质量和电荷量均不计），其核反应方程为。关于该过程，下列说法正确的是（    ） A．原子核X是 B．核反应前后总质子数不变 C．核反应前后总中子数不变 D．核反应前后总质量数不变 【答案】AD 【详解】A．根据核反应质量数守恒、电荷数守恒有；解得 可知原子核X的质量数为7，电荷数为3，即原子核X是，故A正确； BC．由核反应方程可知核反应前后总质子数减少了1，中子数增加了1，故BC错误； D．核反应前后质量数守恒，所以总质量数不变，故D正确。 故选AD。 19．核电池又叫“放射性同位素电池”，它是通过半导体换能器将同位素在衰变过程中放出的具有热能的射线转变为电能制造而成。某核电池由放射性同位素制成，已知衰变为铀核（符号），其半衰期为88年，若该电池在第一年内的平均功率为，其发电效率为，不考虑其他衰变，则下列说法中正确的是（　　） A．该核反应为衰变 B．经过44年，该核电池中的放射性同位素有一半发生衰变变成了 C．该核电池在第一年内释放的核能约为 D．该核电池在第一年内亏损的质量约为 【答案】AD 【详解】A．的衰变方程为；故为衰变，A正确； B．半衰期为88年，经过88年，该核电池中的放射性同位素有一半发生衰变变成了，故B错误； CD．该电池在第一年内的平均功率为，其发电效率为，故释放的核能约为；根据可得；故C错误，D正确。 故选AD。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$