第55讲 原子结构与原子核（专项训练）（天津专用）2026年高考物理一轮复习讲练测

第55讲 原子结构与原子核 目录 01 课标达标练 2 题型01 原子的核式结构 2 题型02 玻尔理论的理解与计算 2 题型03 能级跃迁与光学结合 4 题型04 三种衰变的特点 5 题型05 α、β衰变的理解和计算 6 题型06 核力 结合能 比结合能 6 题型07 核反应的辨别与应用 7 02 核心突破练 7 03 真题溯源练 10 01 原子的核式结构 1.（2024·天津蓟州·模拟预测）下列说法正确的是（    ） A．卢瑟福用粒子轰击获得反冲核发现了质子 B．爱因斯坦通过对黑体辐射规律的分析提出了光子说 C．玻尔通过对天然放射现象的研究提出氢原子能级理论 D．汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型 2.（24·天津河西·三模）卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在 A．电子 B．中子 C．质子 D．原子核 3.（2024·天津·模拟预测）下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福用粒子轰击获得反冲核发现了质子 B．爱因斯坦通过对光电效应现象的分析提出了光子说 C．玻尔通过对天然放射现象的研究提出氢原子能级理论 D．汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型 02 玻尔理论的理解与计算 4.（2025·天津和平·二模）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 5.（2025·天津南开·一模）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．图甲中铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少四个中子 B．图乙中氘核和氚核核聚变成氦核并放出一个中子，核反应前后质量守恒 C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出3种不同频率的光 D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的I-U关系图，则a光频率最高 6.（2024·天津河西·二模）从分子、原子到电子，再从原子核到核子，人类对微观世界的认识构成了一部科学史诗。以下哪一项实验研究结果或科学事实，揭示了电子是构成各种物质的共有成分（　　） A．汤姆孙使用气体放电管对阴极射线进行的研究 B．卢瑟福指导助手进行粒子散射实验的研究 C．对光电效应的研究 D．玻尔理论对氢原子谱线系的解释和预言 03 能级跃迁与光学结合 7.我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。如图所示，和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是（　　） A．的频率比的大 B．在真空中的传播速度比的小 C．分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的条纹间距更大 D．若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应 8．如图所示为氢原子能级的示意图。现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁并辐射出光子。已知紫外线的光子的能量大于，金属钠的逸出功为。下列说法正确的是（　　） A．氢原子从能级跃迁到基态辐射出的光波长最长 B．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光属于紫外线 C．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射金属钠时能发生光电效应 D．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射处于能级的氢原子，可使其发生电离 9．（多选）光刻机是生产芯片的核心设备，目前世界上生产的光刻机主要利用紫外线作为光源，紫外线的光子能量范围为3eV~12.4eV，现有一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时向外辐射光子，氢原子的能级图如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．辐射的光子中有2种不同频率的紫外线 B．辐射的光子中有3种不同频率的紫外线 C．紫外线从真空进入某种液体后，波长变小 D．紫外线从真空进入某种液体后，光子能量变小 04 三种衰变的特点 10.（2025·天津宝坻·一模）三星堆遗址考古入选世界重大田野考古发现。三星堆古遗址距今已有3000至5000年历史，昭示长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体。利用14C衰变测定年代技术进行考古研究，可以确定文物的大致年代，14C衰变方程为，14C的半衰期是5730年，下列说法中正确的是（    ） A．方程中的X是电子，它是碳原子电离时产生的，是原子的组成部分 B．方程中的X是中子，来源于原子核 C．文物所埋藏的环境会影响的半衰期，进而对推算年代造成影响 D．若、、X的质量分别是、、，一个发生衰变释放能量为 11.（25天津滨海新模拟）如图所示的火灾自动报警器工作原理为：放射源处的锯发生α衰变生成镎，α粒子使壳内气室空气电离而导电。当烟雾进入壳内气室时，α粒子被烟雾颗粒阻挡，于是锋鸣器报警。下列说法正确的是（　　） A．发生火灾时温度升高，的半衰期变长 B．这种报警装置应用了α射线贯穿本领强的特点 C．发生α衰变过程中需要吸收能量 D．发生α衰变的核反应方程是 12.（2025·天津和平·三模）下列说法正确的是（　　） A．密立根通过油滴实验精确测定了电子的电荷量 B．核反应方程中的为质子 C．射线、射线、射线都是波长极短的电磁波 D．光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性 05 α、β衰变的理解和计算 13.（2025·天津北辰·三模）下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（　　） A．汤姆孙在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型 B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律并完全揭示了微观粒子的运动规律 C．衰变为，共经过了3次衰变和2次衰变 D．核聚变又称“热核反应”，需要加热到很高的温度才能进行，可见核聚变要吸收能量 14.（2025·天津·二模）如图为我国研制的一种全新微型核能电池，可以实现五十年稳定安全自发电。它利用镍核衰变成铜核释放的能量被半导体转换器吸收并转化为电能。下列说法正确的是（　　） A．镍核发生的是衰变 B．进入冬季上述核反应将变慢 C．镍核的比结合能较铜核大 D．衰变中产生的射线是镍核能级跃迁所产生 06 核力 结合能 比结合能 15.（2024·天津·模拟预测）在天体核合成的过程中会经历两个反应，反应一：两个粒子可以形成，反应二：再俘获一个粒子就变成，两个反应均释放能量。以上为天体中著名的过程，关于过程，下列说法正确的是（　　） A．反应二中是 B．过程为裂变反应 C．反应二中的比结合能大于X的比结合能 D．反应一中两个粒子的结合能小于的结合能 16.（2024·天津武清·模拟预测）“玉兔二号”装有我国自主研发的放射性钚238（）电池，其发生核反应后生成铀234（）与粒子，下列说法中正确的是（　　） A．铀234原子核内质子数比中子数多50个 B．铀234的比结合能大于钚238的比结合能 C．反应后铀234的质量与粒子的质量之和大于反应前钚238的质量 D．充分利用太阳能加热核电池可以加快钚238的反应 07 核反应的辨别与应用 17.（25天津宁河模拟）下列核反应方程中，属于核裂变的是（　　） A． B． C． D． 18.（24-25高三下·天津和平·阶段练习）有关原子与原子核的相关知识，以下说法正确的是（    ） A．核反应方程式中X为正电子 B． 射线是高速运动的氦原子核，具有良好的穿透性，能够穿透几厘米厚的铅板 C．聚变又叫“热核反应”，太阳就是一个巨大的热核反应堆 D．是核裂变方程，该反应能发生链式反应 1.（2025·天津红桥·一模）关于下列四幅图的说法正确的是（    ） A．图甲是卢瑟福粒子散射实验，这个实验说明了原子具有核式结构 B．图乙是光电效应实验，此时张开的验电器带负电，锌板带正电 C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，其中3为射线 D．图丁是核反应堆示意图，其中大量原子核发生的是可控的聚变反应 2.．我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。如图所示，Hα和Hβ分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是（　　） A．Hα的频率比Hβ的大 B．Hα在真空中的传播速度比Hβ的小 C．分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小 D．若Hβ照射某金属时发生光电效应，则Hα照射该金属时一定发生光电效应 3.（2025·天津河西·三模）离子烟雾报警器是一种常见且广泛使用的火灾报警设备。某离子烟雾报警器中装有放射性元素镅，其半衰期为432年，衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．该衰变过程要放出能量，故而质量数不守恒 B．是粒子，具有很强的电离本领 C．是波长很短的光子，在磁场中不会发生偏转 D．经过864年，该报警器中的铜核全部消失 4.（2024·天津·二模）目前治疗癌症最先进的手段是利用核反应，反应释放出的高杀伤力的粒子作用在癌细胞上，进而将病人体内的癌细胞杀死．已知X粒子的质量为，中子的质量为，粒子的质量为，核的质量为。下列说法正确的是（  ） A．， B．， C．该核反应释放的能量为 D．该反应类型属于衰变 5.（2024·天津·一模）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理，下列说法正确的是（　　） A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽 B．原子核衰变时电荷数守恒，质量守恒 C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期 D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害 6.（24天津模拟）2023年1月，日本确认将于“今年春夏期间”开始向太平洋排放福岛核电站内储存的逾130万吨核污染水，核泄漏对环境会造成污染，影响人类安全，其中核反应之一为，已知的半衰期为28年，下列说法正确的是（　　） A．该核反应为β衰变 B．环境温度升高，的半衰期减小 C．的比结合能比的比结合能小 D．100个原子核经过一个半衰期后，还剩50个未衰变 7.（25天津南开模拟）（多选）采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一，有“人造太阳”之称的“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。“人造太阳”核聚变的反应方程为，此反应中释放的核能为，伴随光子放出，已知光速为。下列有关说法正确的是（    ） A．核聚变属于链式反应，反应方程中的为中子 B．核聚变反应所释放的光子来源于核外电子的能级跃迁 C．上述核聚变反应中质量亏损 D．核聚变反应放出的能量是由质量亏损转化而来 1．（2025·福建·高考真题）（多选）核反应方程为→+17.6MeV，现真空中有两个动量大小相等，方向相反的氘核与氚核相撞，发生核反应，设反应释放的能量几乎转化为与的动能，则（　　） A．该反应有质量亏损 B．该反应为核裂变 C．获得的动能约为14MeV D．获得的动能约为14MeV 2．（2024·重庆·高考真题）（多选）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n = 3和n = 4能级向n = 2能级跃迁产生的谱线（如图），则（   ） A．Hα的波长比Hβ的小 B．Hα的频率比Hβ的小 C．Hβ对应的光子能量为3.4eV D．Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态 3.（2024·天津·高考真题）（多选）中国钍基熔盐堆即将建成小型实验堆，为我国能源安全和可持续发展提供有力支持。反应堆中涉及的核反应方程有：①②，下列说法正确的是（　　） A．方程①中X是中子 B．方程②中发生了衰变 C．受反应堆高温影响，的半衰期会变短 D．方程②释放电子，说明电子是原子核的组成部分 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第55讲 原子结构与原子核 目录 01 课标达标练 2 题型01 原子的核式结构 2 题型02 玻尔理论的理解与计算 3 题型03 能级跃迁与光学结合 5 题型04 三种衰变的特点 8 题型05 α、β衰变的理解和计算 9 题型06 核力 结合能 比结合能 11 题型07 核反应的辨别与应用 12 02 核心突破练 13 03 真题溯源练 17 01 原子的核式结构 1.（2024·天津蓟州·模拟预测）下列说法正确的是（    ） A．卢瑟福用粒子轰击获得反冲核发现了质子 B．爱因斯坦通过对黑体辐射规律的分析提出了光子说 C．玻尔通过对天然放射现象的研究提出氢原子能级理论 D．汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型 【答案】A 【详解】A．卢瑟福用粒子轰击获得反冲核发现了质子。故A正确； B．爱因斯坦通过对光电效应现象的分析提出了光子说。故B错误； C．玻尔通过对氢光谱的成因的研究提出氢原子能级理论。故C错误； D．汤姆孙发现电子提出原子的枣糕模型，卢瑟福通过粒子的散射实验分析，提出原子的核式结构模型。故D错误。 故选A。 2.（24·天津河西·三模）卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在 A．电子 B．中子 C．质子 D．原子核 【答案】D 【详解】卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核．故选项D正确． 【点睛】本题需要熟悉α粒子散射实验和原子核式结构模型． 3.（2024·天津·模拟预测）下列说法正确的是（　　） A．卢瑟福用粒子轰击获得反冲核发现了质子 B．爱因斯坦通过对光电效应现象的分析提出了光子说 C．玻尔通过对天然放射现象的研究提出氢原子能级理论 D．汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型 【答案】B 【详解】A．卢瑟福用粒子轰击反应方程式为 发现质子，A错误； B．爱因斯坦通过光电效应现象的分析提出了光子说，B正确； C．玻尔通过对氢光谱的成因的研究提出了氢原子能级理论，C错误； D．卢瑟福通过粒子的散射实验分析，提出原子的核式结构模型，D错误。 故选B。 02 玻尔理论的理解与计算 4.（2025·天津和平·二模）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。 5.（2025·天津南开·一模）下列四幅图分别对应四种说法，其中正确的是（　　） A．图甲中铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少四个中子 B．图乙中氘核和氚核核聚变成氦核并放出一个中子，核反应前后质量守恒 C．图丙中一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出3种不同频率的光 D．图丁中为光电效应实验，用不同光照射某金属得到的I-U关系图，则a光频率最高 【答案】C 【详解】A．铀238核发生α衰变后的产物钍234核，该核反应方程为 铀238核中子数为 钍234核中子数为 可知铀238核发生α衰变后的产物钍234核比铀238核少2个中子，故A错误； B．氘核和氚核聚变成氦核并放出一个中子，核聚变过程中会释放能量，根据爱因斯坦质能方程可知 ，该反应存在质量亏损，反应前后质量并不守恒，故B错误； C．一个氢原子从n=4的能级向基态跃迁时，最多可以放出种不同频率的光，故C正确； D．根据光电效应方程 图丁可知c光遏止电压最大，则c光频率最高，故D错误。 故选C。 6.（2024·天津河西·二模）从分子、原子到电子，再从原子核到核子，人类对微观世界的认识构成了一部科学史诗。以下哪一项实验研究结果或科学事实，揭示了电子是构成各种物质的共有成分（　　） A．汤姆孙使用气体放电管对阴极射线进行的研究 B．卢瑟福指导助手进行粒子散射实验的研究 C．对光电效应的研究 D．玻尔理论对氢原子谱线系的解释和预言 【答案】A 【详解】汤姆孙使用气体放电管对阴极射线进行的研究，发现了电子，揭示了电子是构成各种物质的共有成分。 故选A。 03 能级跃迁与光学结合 7.我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳波段光谱扫描成像。如图所示，和分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是（　　） A．的频率比的大 B．在真空中的传播速度比的小 C．分别用和照射同一个双缝干涉实验装置时，对应的条纹间距更大 D．若照射某金属时发生光电效应，则照射该金属时一定发生光电效应 【答案】C 【详解】A．能极差越大的能量越大，由能量子公式 可知谱线能量更大，所以的频率更大，故A错误； B．电磁波在真空中的传播速度都是光速，故B错误； C．由双缝干涉实验的条纹间距公式 的波长更长，所以其条纹间距大，故C正确； D．由光电效应方程可知，频率越大的光越可能发生光电效应，所以若能发生，不一定能发生，故D错误。 故选 C。 8．如图所示为氢原子能级的示意图。现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁并辐射出光子。已知紫外线的光子的能量大于，金属钠的逸出功为。下列说法正确的是（　　） A．氢原子从能级跃迁到基态辐射出的光波长最长 B．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光属于紫外线 C．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射金属钠时能发生光电效应 D．氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光照射处于能级的氢原子，可使其发生电离 【答案】D 【详解】A．氢原子从能级跃迁到基态，能级差最大，辐射出的光频率最高，波长最短，故A错误； B．氢原子从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量为 所以不属于紫外线，故B错误； C．氢原子从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量为 因此不能使金属钠发生光电效应，故C错误； D．氢原子从能级跃迁到能级，辐射出的光子能量为 大于处于能级的氢原子的电离能，因此可以使处于能级的氢原子发生电离，故D正确。 故选D。 9．（多选）光刻机是生产芯片的核心设备，目前世界上生产的光刻机主要利用紫外线作为光源，紫外线的光子能量范围为3eV~12.4eV，现有一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时向外辐射光子，氢原子的能级图如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．辐射的光子中有2种不同频率的紫外线 B．辐射的光子中有3种不同频率的紫外线 C．紫外线从真空进入某种液体后，波长变小 D．紫外线从真空进入某种液体后，光子能量变小 【答案】AC 【详解】AB．一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时向外辐射光子的种类为 由跃迁条件可知，， 所以氢原子从n=3能级向n=1能级和从n=2能级向n=l能级跃迁时辐射出的光子为紫外线，氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时辐射出的光子能量小于3eV，不是紫外线，故A正确；B错误； C．紫外线从真空进入某种液体后，根据 可知速度变小，频率不变，由 可知波长变小，故C正确； D．根据 可知，光子能量不变，故D错误。 故选AC。 04 三种衰变的特点 10.（2025·天津宝坻·一模）三星堆遗址考古入选世界重大田野考古发现。三星堆古遗址距今已有3000至5000年历史，昭示长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体。利用14C衰变测定年代技术进行考古研究，可以确定文物的大致年代，14C衰变方程为，14C的半衰期是5730年，下列说法中正确的是（    ） A．方程中的X是电子，它是碳原子电离时产生的，是原子的组成部分 B．方程中的X是中子，来源于原子核 C．文物所埋藏的环境会影响的半衰期，进而对推算年代造成影响 D．若、、X的质量分别是、、，一个发生衰变释放能量为 【答案】D 【详解】AB．在核反应方程中，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，它是核反应产生的，来源于原子核，不是电离产生的，A、B错误； C．放射性元素的半衰期非常稳定，不受环境影响，C错误； D．根据质能方程可知，该反应释放的能量 D正确。 故选D。 11.（25天津滨海新模拟）如图所示的火灾自动报警器工作原理为：放射源处的锯发生α衰变生成镎，α粒子使壳内气室空气电离而导电。当烟雾进入壳内气室时，α粒子被烟雾颗粒阻挡，于是锋鸣器报警。下列说法正确的是（　　） A．发生火灾时温度升高，的半衰期变长 B．这种报警装置应用了α射线贯穿本领强的特点 C．发生α衰变过程中需要吸收能量 D．发生α衰变的核反应方程是 【答案】D 【详解】A．半衰期与元素的化学性质、物理环境均无关，可知，发生火灾时温度升高，的半衰期不变，故A错误； B．α射线贯穿本领弱，这种报警装置应用了α射线电离能力强的特点，故B错误； C．发生α衰变过程中将要释放能量，故C错误； D．根据电荷数、质量数守恒可知，发生α衰变的核反应方程是 故D正确。 故选D。 12.（2025·天津和平·三模）下列说法正确的是（　　） A．密立根通过油滴实验精确测定了电子的电荷量 B．核反应方程中的为质子 C．射线、射线、射线都是波长极短的电磁波 D．光电效应揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性 【答案】A 【详解】A．密立根通过油滴实验精确测定了电子的电荷量，A正确； B．根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可判断X为中子，B错误； C．α射线的是高速运动的氦原子核，β射线是高速运动的电子流，射线是波长极短的电磁波，C错误； D．光电效应、康普顿效应都揭示了光的粒子性，D错误； 故选A。 05 α、β衰变的理解和计算 13.（2025·天津北辰·三模）下列关于原子结构和核反应的说法正确的是（　　） A．汤姆孙在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型 B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律并完全揭示了微观粒子的运动规律 C．衰变为，共经过了3次衰变和2次衰变 D．核聚变又称“热核反应”，需要加热到很高的温度才能进行，可见核聚变要吸收能量 【答案】C 【详解】A．是卢瑟福在 α 粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型 ，汤姆孙发现了电子，提出 “枣糕模型”，故A错误； B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，但它有一定局限性，并没有完全揭示微观粒子的运动规律，量子力学才能更全面地描述微观粒子运动，故B错误； C．α 粒子质量数为4，电荷数为 2 ；β 粒子质量数为0，电荷数为。衰变为，假设共经过了x次衰变和y次衰变，根据质量数守恒、电荷数守恒分别有 联立解得 所以共经过了3次衰变和2次衰变，故C正确； D．核聚变又称 “热核反应”，需要加热到很高温度引发，但反应过程中会释放出巨大能量，是放能反应，故D错误。 故选C。 14.（2025·天津·二模）如图为我国研制的一种全新微型核能电池，可以实现五十年稳定安全自发电。它利用镍核衰变成铜核释放的能量被半导体转换器吸收并转化为电能。下列说法正确的是（　　） A．镍核发生的是衰变 B．进入冬季上述核反应将变慢 C．镍核的比结合能较铜核大 D．衰变中产生的射线是镍核能级跃迁所产生 【答案】A 【详解】A．依题意，镍核衰变方程 即镍核发生的是衰变，故A正确； B．放射性元素衰变的快慢由原子核内部自身决定，与外界的物理和化学状态无关，故B错误； C．核反应后释放核能，反应朝着比结合能增大的方向进行，所以镍核的比结合能较铜核小，故C错误； D．衰变中产生的射线是铜核能级跃迁所产生，故D错误。 故选A。 06 核力 结合能 比结合能 15.（2024·天津·模拟预测）在天体核合成的过程中会经历两个反应，反应一：两个粒子可以形成，反应二：再俘获一个粒子就变成，两个反应均释放能量。以上为天体中著名的过程，关于过程，下列说法正确的是（　　） A．反应二中是 B．过程为裂变反应 C．反应二中的比结合能大于X的比结合能 D．反应一中两个粒子的结合能小于的结合能 【答案】D 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒，反应二的核反应方程为 可知反应二中是，故A错误； B．过程为聚变反应，故B错误； C．俘获一个粒子就变成，反应释放能量，可知更稳定，反应二中的比结合能小于X的比结合能，故C错误； D．两个粒子可以形成，反应释放能量，可知更稳定，反应一中两个粒子的结合能小于的结合能，故D正确。 故选D。 16.（2024·天津武清·模拟预测）“玉兔二号”装有我国自主研发的放射性钚238（）电池，其发生核反应后生成铀234（）与粒子，下列说法中正确的是（　　） A．铀234原子核内质子数比中子数多50个 B．铀234的比结合能大于钚238的比结合能 C．反应后铀234的质量与粒子的质量之和大于反应前钚238的质量 D．充分利用太阳能加热核电池可以加快钚238的反应 【答案】B 【详解】A．铀234原子核内质子数为92，中子数为234-92=142，则质子数比中子数少50个，选项A错误； B．因反应放出核能，则生成物更加稳定，比结合能更大，即铀234的比结合能大于钚238的比结合能，选项B正确； C．因反应放出核能，有质量亏损，则反应后铀234的质量与粒子的质量之和小于反应前钚238的质量，选项C错误； D．放射性元素的半衰期与其环境无关，即充分利用太阳能加热核电池不可以加快钚238的反应，选项D错误。 故选B。 07 核反应的辨别与应用 17.（25天津宁河模拟）下列核反应方程中，属于核裂变的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．A的衰变生成物里有电子，属于β衰变，故A错误； B．B反应是用中子轰击重核使重核转变成轻核，属于核裂变反应，故B正确； C．C反应是轻核聚变，是氢弹的基本反应方程，故C错误； D．D是用α粒子轰击原子核发生核反应，是原子核的人工转变，是发现质子的方程，故D错误。 故选B。 18.（24-25高三下·天津和平·阶段练习）有关原子与原子核的相关知识，以下说法正确的是（    ） A．核反应方程式中X为正电子 B． 射线是高速运动的氦原子核，具有良好的穿透性，能够穿透几厘米厚的铅板 C．聚变又叫“热核反应”，太阳就是一个巨大的热核反应堆 D．是核裂变方程，该反应能发生链式反应 【答案】C 【详解】A．根据核反应方程式可以判断其中X质量数为0，电荷数为-1，则X为负电子，故A错误； B．射线是高速运动的氦原子核，电离本领较强，穿透性极弱，只能穿透薄纸片，故B错误； C．聚变又叫“热核反应”，宇宙中时时刻刻都在进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆，故C正确； D．是衰变方程，不是核裂变方程，当铀块体积大于临界体积时，发生链式反应，故D错误。 故选C。 1.（2025·天津红桥·一模）关于下列四幅图的说法正确的是（    ） A．图甲是卢瑟福粒子散射实验，这个实验说明了原子具有核式结构 B．图乙是光电效应实验，此时张开的验电器带负电，锌板带正电 C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，其中3为射线 D．图丁是核反应堆示意图，其中大量原子核发生的是可控的聚变反应 【答案】A 【详解】A．图甲是卢瑟福粒子散射实验，这个实验说明了原子具有核式结构，故A正确； B．图乙是光电效应实验，张开的验电器指针和锌板都带正电，故B错误； C．图丙是放射源放出三种射线在磁场中的运动轨迹，由左手定则可知3粒子带正电，为射线，故C错误； D．图丁是核反应堆示意图，它是利用重核裂变反应释放能量，是可控的重核裂变反应，故D错误。 故选A。 2.．我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。如图所示，Hα和Hβ分别为氢原子由和能级向能级跃迁产生的谱线，下列说法正确的是（　　） A．Hα的频率比Hβ的大 B．Hα在真空中的传播速度比Hβ的小 C．分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小 D．若Hβ照射某金属时发生光电效应，则Hα照射该金属时一定发生光电效应 【答案】C 【详解】A．氢原子由至的能级差小于由至的能级差，故Hα的频率比Hβ的小，故A错误； B． Hα在真空中的传播速度与Hβ在真空中的传播速度相同，都为光速c，故B错误； C．因 Hα的频率比Hβ的小，根据 可知Hα的波长比Hβ的大，根据 可知分别用Hα和Hβ照射同一个双缝干涉实验装置时，Hβ对应的相邻条纹间距更小，故C正确； D．若Hβ照射某金属时发生光电效应，说明Hβ的频率大于该金属的极限频率，由于 Hα的频率比Hβ的小，故Hα的频率与该金属极限频率的大小关系无法确定，所以 Hα照射该金属时不一定能发生光电效应，故D错误。 故选C。 3.（2025·天津河西·三模）离子烟雾报警器是一种常见且广泛使用的火灾报警设备。某离子烟雾报警器中装有放射性元素镅，其半衰期为432年，衰变方程为。下列说法正确的是（　　） A．该衰变过程要放出能量，故而质量数不守恒 B．是粒子，具有很强的电离本领 C．是波长很短的光子，在磁场中不会发生偏转 D．经过864年，该报警器中的铜核全部消失 【答案】C 【详解】A．在衰变过程中，质量数和电荷数都是守恒的，虽然衰变会放出能量，但质量数不会改变，故A错误； B．设X的质量数A，电荷数为Z，则根据电荷数和质量数守恒，则有241=237+A，95=93=Z 解得A=4，Z=2，故X为粒子（），具有很强的电离本领，故B错误； C．是波长很短的光子，光子不带电，根据左手定则，在磁场中不会受到洛伦兹力，所以不会发生偏转，故C 正确； D．设原有铜核的质量为，经过864年后质量为，根据半衰期公式得 可知经过864年，该报警器中的铜核还有没有衰变，故D错误。 故选C。 4.（2024·天津·二模）目前治疗癌症最先进的手段是利用核反应，反应释放出的高杀伤力的粒子作用在癌细胞上，进而将病人体内的癌细胞杀死．已知X粒子的质量为，中子的质量为，粒子的质量为，核的质量为。下列说法正确的是（  ） A．， B．， C．该核反应释放的能量为 D．该反应类型属于衰变 【答案】A 【详解】AB．据核反应中核电荷数与质量数守恒，可知粒子内有2个质子，核子数为4，所以 ， 解得 故A正确；错误； C．由质能方程得该核反应释放的能量为 故错误； D．该反应属于人工转变或裂变反应，衰变反应是原子核自发进行的，反应前只有一个核。故D错误。 故A正确。 5.（2024·天津·一模）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理，下列说法正确的是（　　） A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽 B．原子核衰变时电荷数守恒，质量守恒 C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期 D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害 【答案】D 【详解】A．放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰变的统计规律，对少量的个别的原子核无意义，则放射性元素完全衰变殆尽的说法错误，故A错误； B．原子核衰变时满足电荷数守恒，质量数守恒，故B错误； C．放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状态无关，故C错误； D．过量放射性辐射包含大量的射线，对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D正确。 故选D。 6.（24天津模拟）2023年1月，日本确认将于“今年春夏期间”开始向太平洋排放福岛核电站内储存的逾130万吨核污染水，核泄漏对环境会造成污染，影响人类安全，其中核反应之一为，已知的半衰期为28年，下列说法正确的是（　　） A．该核反应为β衰变 B．环境温度升高，的半衰期减小 C．的比结合能比的比结合能小 D．100个原子核经过一个半衰期后，还剩50个未衰变 【答案】A 【详解】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可得，衰变方程为 可知，该核反应为β衰变，故A正确； B．放射性元素的半衰期与元素的物理性质和化学性质无关，环境温度升高，的半衰期不变，故B错误； C．比结合能越大，原子核越稳定，则的比结合能比的比结合能大，故C错误； D．半衰期是大量粒子的统计规律，对少数原子核不适用，故D错误。 故选A。 7.（25天津南开模拟）（多选）采用核聚变产生能源是核物理中最具有前景的研究方向之一，有“人造太阳”之称的“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置。“人造太阳”核聚变的反应方程为，此反应中释放的核能为，伴随光子放出，已知光速为。下列有关说法正确的是（    ） A．核聚变属于链式反应，反应方程中的为中子 B．核聚变反应所释放的光子来源于核外电子的能级跃迁 C．上述核聚变反应中质量亏损 D．核聚变反应放出的能量是由质量亏损转化而来 【答案】CD 【详解】A．链式反应通常是指核裂变反应中，一个原子核裂变产生的中子引发其他原子核裂变的过程。而核聚变反应是轻核结合成重核的过程，与链式反应不同。根据质量数和核电荷数守恒，质量数为M=2+3-4=1 电荷数为Z=1+1-2=0 即X为中子，故A错误； B．核聚变反应所释放的光子来源于核聚变后新核的能级跃迁，故B错误； C．由爱因斯坦质能方 得 故C正确； D．核聚变反应放出的能量是由质量亏损释放的能量，故D正确。 故选CD。 1．（2025·福建·高考真题）（多选）核反应方程为→+17.6MeV，现真空中有两个动量大小相等，方向相反的氘核与氚核相撞，发生核反应，设反应释放的能量几乎转化为与的动能，则（　　） A．该反应有质量亏损 B．该反应为核裂变 C．获得的动能约为14MeV D．获得的动能约为14MeV 【答案】AC 【详解】A．核反应过程中质量数守恒，有质量亏损，A正确； B．该反应是核聚变反应，B错误； CD．在真空中，该反应动量守恒，由于相撞前氘核与氚核动量大小相等，方向相反，系统总动量为零。故反应后氦核与中子的动量也大小相等，方向相反。 由 得反应粒子获得的动能之比为 而两个粒子获得的总动能为，故获得的动能， 获得的动能。故C正确，D错误。 故选AC。 2．（2024·重庆·高考真题）（多选）我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n = 3和n = 4能级向n = 2能级跃迁产生的谱线（如图），则（   ） A．Hα的波长比Hβ的小 B．Hα的频率比Hβ的小 C．Hβ对应的光子能量为3.4eV D．Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态 【答案】BD 【详解】AB．氢原子n = 3与n = 2的能级差小于n = 4与n = 2的能级差，则Hα与Hβ相比，Hα的波长大、频率小，故A错误、B正确； C．Hβ对应的光子能量为E = (－0.85)eV－(－3.40)eV = 2.55eV 故C错误； D．氢原子从基态跃迁到激发态至少需要能量E = (－3.40)eV－(－13.60)eV = 10.2eV Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态，故D正确。 故选BD。 3.（2024·天津·高考真题）（多选）中国钍基熔盐堆即将建成小型实验堆，为我国能源安全和可持续发展提供有力支持。反应堆中涉及的核反应方程有：①②，下列说法正确的是（　　） A．方程①中X是中子 B．方程②中发生了衰变 C．受反应堆高温影响，的半衰期会变短 D．方程②释放电子，说明电子是原子核的组成部分 【答案】AB 【详解】A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，方程①中X质量数为1，电荷数为零，则是中子，选项A正确； B．方程②中放出负电子，则发生了衰变，选项B正确； C．放射性元素的半衰期与外界因素无关，选项C错误； D．方程②释放的电子是原子核内的中子转化为质子时放出的，不能说明电子是原子核的组成部分，选项D错误。 故选AB。 1 / 12 学科网（北京）股份有限公司 $$