第五章 原子核（举一反三重难点训练）物理人教版选择性必修第三册

第五章 原子核 【题型1 放射性及射线性质】 1 【题型2 核反应类型及其核反应方程】 2 【题型3 衰变与衰变次数的计算及半衰期的应用】 3 【题型4 结合能及核能】 4 【题型1 放射性及射线性质】 1.物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得了正确的科学认知，进而推动了物理学的发展。下列说法符合事实的是 A. 汤姆孙通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 B. 洛伦兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 C. 贝克勒尔发现的天然放射现象，说明原子核有复杂结构 D. 卢瑟福用粒子轰击，获得反冲核，发现了中子 2.图中曲线、、、为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是(    ) A. 、为粒子的径迹 B. 、为粒子的径迹 C. 、为粒子的径迹 D. 、为粒子的径迹 3.在具有辐射的环境中，一般同时存在、、射线，在这种辐射环境中的工作人员需要佩戴底片胸章来检测他们工作时接受的辐射剂量，如图所示，胸章内有一块由黑纸包裹的感光底片、一块厚铝板和一块厚铅板。感光底片被射线照射后就会感光变黑，工作人员佩戴一定时间后，取出感光底片，根据、、三个区域变黑情况，就能分析环境中的、、射线的辐射情况，如图所示。下面说法正确的是 A. 区域变黑仅是射线造成的 B. 区域变黑仅是射线造成的 C. 区域变黑仅是射线造成的 D. 三个区域颜色最深的是区域 4.如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出、、三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是(    ) A. 表示射线，表示射线 B. 表示射线，表示射线 C. 表示射线，表示射线 D. 表示射线，表示射线 【题型2 核反应类型及其核反应方程】 5.嫦娥五号月壤样品的化学成分分析显示，月壤具有高含量的钍，经中子轰击，其核反应方程式为，下列说法正确的是 A. 该反应属于衰变 B. 反应方程式中， C. 该反应属于链式反应 D. 反应生成的电子来自钍原子的核外电子 6.我国托卡马克实验装置中用热中子轰击锂制取氚，核反应方程为，则(    ) A. 是氦核 B. 是氘核 C. 反应是衰变 D. 反应是核裂变 7.氚在自然界中存量极少，工业上一般用中子轰击锂获取氚，其核反应方程为，已知氚的半衰期为年，下列说法正确的是(    ) A. 与互为同位素 B. 的质子数是，中子数是 C. 个氚核，经过年一定还剩个 D. 上述获取氚的核反应是裂变反应 8.近年来，我国核电技术快速发展，“中国核能”已成为国家建设的重要力量。目前，核电主要是通过铀核裂变产生，在慢中子的轰击下发生核反应：。关于核反应方程式中的元素，下列说法中正确的是(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 9.上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核俘获核外层电子，可生成一个新原子核，并放出中微子，即。根据核反应后原子核的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是(    ) A. 原子核是 B. 核反应前后的总质子数不变 C. 核反应前后总质量数不同 D. 中微子的电荷量与电子的相同 【题型3 衰变与衰变次数的计算及半衰期的应用】 10.年月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核俘获个中子，共发生次衰变，转化为易裂变的铀核，则(    ) A. B. C. D. 11.花岗岩、大理石等装修材料中都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性的说法正确的是(    ) A. 衰变成要经过次衰变和次衰变 B. 氡的半衰期为天，个氡原子核经过天后只剩下个氡原子核 C. 射线与射线都是电磁波，射线穿透本领远比射线弱 D. 放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子被电离时产生的 12.自然界中一些放射性重元素会发生一系列连续衰变，称为衰变链。已知的衰变链如图所示，图中纵坐标为中子数，横坐标为质子数，为衰变链中某一原子核。下列判断中正确的是(    ) A. 衰变为要经过次衰变，次衰变 B. 衰变为要经过次衰变，次衰变 C. 衰变为质量数减小了 D. 衰变为质量数减小了 13.两种放射性元素的半衰期分别为和，在时刻这两种元素的原子核总数为，在时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在时刻，尚未衰变的原子核总数为(    ) A. B. C. D. 14.“烛龙一号”是我国首款自主研制的核电池，它以超长寿命、极端环境适应性和高安全性引发全球关注。已知该核电池内的核反应方程是，半衰期是年。下列说法正确的是(    ) A. 该反应是衰变 B. 该反应是衰变 C. 环境温度升高时，半衰期小于年 D. 在极地科考环境下，半衰期大于年 【题型4 结合能及核能】 15.核电池又称同位素电池，它是利用放射性同位素衰变放出载能粒子粒子、粒子和射线并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为，其半衰期为年。已知的衰变方程为，下列说法正确的是(    ) A. 该衰变属于衰变 B. 升高温度，的半衰期变短 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 经过年，的原子核衰变后总剩余质量为 16.原子核的比结合能平均结合能曲线如图所示，下列说法正确的是(    ) A. 核的结合能约为 B. 核比的结合能更大 C. 核比核更稳定 D. 两个核结合成核时吸收能量 17.贫铀弹在爆炸中有很多残留，其半衰期极为漫长且清理困难，所以对环境的污染严重而持久。设发生衰变形成新核，以下说法正确的是(    ) A. 的比结合能小于新核的比结合能 B. 该衰变过程的方程可写为 C. 衰变反应中的射线在几种放射线中电离能力最弱 D. 个原子核经过一个半衰期后必定有一个发生衰变 18.用中子轰击静止的锂核，核反应方程为。已知光子的频率为，锂核的比结合能为，氦核的比结合能为，核的比结合能为，普朗克常量为，真空中光速为、下列说法中正确的是(    ) A. 核为核    B. 光子的动量 C. 释放的核能 D. 质量亏损 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 原子核 【题型1 放射性及射线性质】 1 【题型2 核反应类型及其核反应方程】 3 【题型3 衰变与衰变次数的计算及半衰期的应用】 5 【题型4 结合能及核能】 7 【题型1 放射性及射线性质】 1.物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得了正确的科学认知，进而推动了物理学的发展。下列说法符合事实的是 A. 汤姆孙通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 B. 洛伦兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 C. 贝克勒尔发现的天然放射现象，说明原子核有复杂结构 D. 卢瑟福用粒子轰击，获得反冲核，发现了中子 【答案】C  【解析】A.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故A错误； B.赫兹通过一系列实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，故B错误； C.贝克勒尔发现了天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，故C正确； D.查德威克用粒子轰击，获得反冲核，发现了中子，故 D错误。 故选C。 2.图中曲线、、、为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是(    ) A. 、为粒子的径迹 B. 、为粒子的径迹 C. 、为粒子的径迹 D. 、为粒子的径迹 【答案】D  【解析】解：粒子在磁场中向右运动时，带正电荷的粒子，根据左手定则可以判断它将向上偏转，带负电荷的粒子，可以判断它将向下偏转，不带电的粒子，不偏转，由此可以判定、带正电，、带负电，所以ABC错误，D正确。 故选：。 3.在具有辐射的环境中，一般同时存在、、射线，在这种辐射环境中的工作人员需要佩戴底片胸章来检测他们工作时接受的辐射剂量，如图所示，胸章内有一块由黑纸包裹的感光底片、一块厚铝板和一块厚铅板。感光底片被射线照射后就会感光变黑，工作人员佩戴一定时间后，取出感光底片，根据、、三个区域变黑情况，就能分析环境中的、、射线的辐射情况，如图所示。下面说法正确的是 A. 区域变黑仅是射线造成的 B. 区域变黑仅是射线造成的 C. 区域变黑仅是射线造成的 D. 三个区域颜色最深的是区域 【答案】C  【解析】粒子的穿透能力较弱，用一张纸就能把它挡住，A错误 射线穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板，射线穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，所以区域变黑是、射线共同造成的，区域变黑是射线造成的，B错误，C正确 由于区域只有射线才能到达，颜色浅， D错误。 4.如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出、、三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是(    ) A. 表示射线，表示射线 B. 表示射线，表示射线 C. 表示射线，表示射线 D. 表示射线，表示射线 【答案】C  【解析】射线为电磁波，在电场、磁场中均不偏转，故和表示射线，、、项错； 射线中的粒子为氦的原子核，带正电，在匀强电场中沿电场方向偏转，故表示射线，由左手定则可知在匀强磁场中射线向左偏，故表示射线，项对。 【题型2 核反应类型及其核反应方程】 5.嫦娥五号月壤样品的化学成分分析显示，月壤具有高含量的钍，经中子轰击，其核反应方程式为，下列说法正确的是 A. 该反应属于衰变 B. 反应方程式中， C. 该反应属于链式反应 D. 反应生成的电子来自钍原子的核外电子 【答案】B  【解析】根据电荷数守恒，的电荷数为，根据质量数守恒，的质量数为，项正确 该反应属于人工核转变，项错误 D. 衰变放出的电子并非来自于核外电子，而是原子核内中子转化为质子和电子，项错误。 故选B。 6.我国托卡马克实验装置中用热中子轰击锂制取氚，核反应方程为，则(    ) A. 是氦核 B. 是氘核 C. 反应是衰变 D. 反应是核裂变 【答案】A  【解析】用中子轰击锂核的过程中，质量数守恒，电荷数守恒，反应方程为，是氦核，此反应是人工核转变，A正确，BCD错误。 7.氚在自然界中存量极少，工业上一般用中子轰击锂获取氚，其核反应方程为，已知氚的半衰期为年，下列说法正确的是(    ) A. 与互为同位素 B. 的质子数是，中子数是 C. 个氚核，经过年一定还剩个 D. 上述获取氚的核反应是裂变反应 【答案】A  【解析】根据核反应的质量数守恒与电荷数守恒可知，的质子数是 质量数为 则的中子数是 所以为，则与互为同位素，故 A正确，B错误； C.半衰期的概念是针对大量的原子核，符合统计规律的随机过程量，对于个别原子来说半衰期是没有意义的，故C错误； D.上述获取氚的核反应是原子核的人工转变，故D错误。 故选A。 8.近年来，我国核电技术快速发展，“中国核能”已成为国家建设的重要力量。目前，核电主要是通过铀核裂变产生，在慢中子的轰击下发生核反应：。关于核反应方程式中的元素，下列说法中正确的是(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C  【解析】首先根据电荷数守恒有，计算得，故选项 ABD错误。 再根据质量数守恒有，计算得，故选项 C正确。 9.上世纪四十年代初，我国科学家王淦昌先生首先提出证明中微子存在的实验方案：如果静止原子核俘获核外层电子，可生成一个新原子核，并放出中微子，即。根据核反应后原子核的动能和动量，可以间接测量中微子的能量和动量，进而确定中微子的存在。下列说法正确的是(    ) A. 原子核是 B. 核反应前后的总质子数不变 C. 核反应前后总质量数不同 D. 中微子的电荷量与电子的相同 【答案】A  【解析】、根据质量数守恒和电荷数守恒有，的质量数为，电荷数为，可知原子核是，故A正确、C错误； B、由选项A可知，原子核是，则核反应方程为，则反应前的总质子数为，反应后的总质子数为，故B错误； D、中微子不带电，则中微子的电荷量与电子的不相同，故D错误。 故选A。 【题型3 衰变与衰变次数的计算及半衰期的应用】 10.年月，位于我国甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆实现连续稳定运行，标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。该技术利用钍核俘获个中子，共发生次衰变，转化为易裂变的铀核，则(    ) A. B. C. D. 【答案】B  【解析】根据题意可知，钍核每俘获个中子质量数加，电荷数不变，每发生一次  衰败，质量数不变，电荷数加，钍核变成铀核，质量数加，电荷数加，则俘获个中子，发生  次  衰败，即  ， 。 故选B。 11.花岗岩、大理石等装修材料中都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性的说法正确的是(    ) A. 衰变成要经过次衰变和次衰变 B. 氡的半衰期为天，个氡原子核经过天后只剩下个氡原子核 C. 射线与射线都是电磁波，射线穿透本领远比射线弱 D. 放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子被电离时产生的 【答案】A  【解析】A.铀核衰变成铅核的过程中，设发生次衰变，次衰变，衰变方程为 根据质量数守恒和电荷数守恒有， 解得 ，  即要经过次衰变和次衰变，故A正确； B.半衰期是对大量原子核的衰变的统计规律，对于单个原子核是不成立的，故B错误； C.射线是氦核流，射线的实质是电磁波，射线的穿透本领比较强，故C错误； D.衰变时，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D错误。 故选：。 12.自然界中一些放射性重元素会发生一系列连续衰变，称为衰变链。已知的衰变链如图所示，图中纵坐标为中子数，横坐标为质子数，为衰变链中某一原子核。下列判断中正确的是(    ) A. 衰变为要经过次衰变，次衰变 B. 衰变为要经过次衰变，次衰变 C. 衰变为质量数减小了 D. 衰变为质量数减小了 【答案】B  【解析】  衰变为要经过次衰变和次衰变，则； 解得，  衰变为质量数减小了。 故选B。 13.两种放射性元素的半衰期分别为和，在时刻这两种元素的原子核总数为，在时刻，尚未衰变的原子核总数为，则在时刻，尚未衰变的原子核总数为(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解析】设半衰期为的元素的原子核数为，半衰期为的元素的原子核数为，则，经过后，尚未衰变的原子核总数，经过后，尚未衰变的原子核总数，联立解得。故C正确，ABD错误。 故选C。 14.“烛龙一号”是我国首款自主研制的核电池，它以超长寿命、极端环境适应性和高安全性引发全球关注。已知该核电池内的核反应方程是，半衰期是年。下列说法正确的是(    ) A. 该反应是衰变 B. 该反应是衰变 C. 环境温度升高时，半衰期小于年 D. 在极地科考环境下，半衰期大于年 【答案】B  【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可知的质量数为，电荷数为，则为电子，该反应是衰变，故A错误，B正确； 半衰期由原子核内部本身因素决定，于环境因素无关，故CD错误。 【题型4 结合能及核能】 15.核电池又称同位素电池，它是利用放射性同位素衰变放出载能粒子粒子、粒子和射线并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为，其半衰期为年。已知的衰变方程为，下列说法正确的是(    ) A. 该衰变属于衰变 B. 升高温度，的半衰期变短 C. 的比结合能大于的比结合能 D. 经过年，的原子核衰变后总剩余质量为 【答案】C  【解析】、根据发生衰变时的电荷数守恒可得生成的粒子的电荷数为，所以粒子的电荷数为，质量数为，即粒子为粒子，该衰变为衰变，故A错误； B、半衰期是由原子核自身内部结构决定的，与外在的物理环境无关，所以升高温度，的半衰期不变，故B错误； C、比结合能越大的原子核越稳定，衰变是朝着比结合能大的方向进行的，所以的比结合能大于的比结合能，故C正确； D、经过年，的原子核衰变后原子核的剩余质量为，故D错误。 故选：。 16.原子核的比结合能平均结合能曲线如图所示，下列说法正确的是(    ) A. 核的结合能约为 B. 核比的结合能更大 C. 核比核更稳定 D. 两个核结合成核时吸收能量 【答案】C  【解析】A.核的比结合能约为1Mev，核的结合能约为21Mev=2Mev 故A错误； B.由图像可知，核比的比结合能大，但与核子数之比为，核比的结合能小，故 B错误； C.比结合能越大，原子核越稳定，由图像可知，核比核比结合能大，所以核比核更稳定。故 C正确； D.两个比结合能小的核结合成比结合能大的核时，会释放能量，故 D错误。 故选：。 17.贫铀弹在爆炸中有很多残留，其半衰期极为漫长且清理困难，所以对环境的污染严重而持久。设发生衰变形成新核，以下说法正确的是(    ) A. 的比结合能小于新核的比结合能 B. 该衰变过程的方程可写为 C. 衰变反应中的射线在几种放射线中电离能力最弱 D. 个原子核经过一个半衰期后必定有一个发生衰变 【答案】A  【解析】解：、衰变是自发进行的，该过程中释放能量，所以比结合能小于新核的比结合能，故A正确； B、射线是高速氦核流，其质量数为，电荷数为，根据质量数守恒和电荷数守恒可得产物的质量数是，电荷数为，所以该衰变方程为，故B错误； C、射线是高速氦核流，射线在几种放射线中电离能力最强，故C错误； D、半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数原子核不适用，故D错误。 故选：。 18.用中子轰击静止的锂核，核反应方程为。已知光子的频率为，锂核的比结合能为，氦核的比结合能为，核的比结合能为，普朗克常量为，真空中光速为、下列说法中正确的是(    ) A. 核为核    B. 光子的动量 C. 释放的核能 D. 质量亏损 【答案】C  【解析】A.根据质量数和电荷数守恒可知核为  核，故A错误； B.光子的频率为，可知  光子的动量，故B错误； C.由比结合能的概念可知，该核反应释放的核能为，故C正确； D.质量亏损为，故D错误； 故选C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $