课时测评21 原子核的组成与核反应方程-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义配套练习（粤教版）

课时测评21　原子核的组成与核反应方程 (时间：30分钟　满分：60分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－12题，每题4分，共48分) 1.卢瑟福发现质子后，猜想原子核中还有中子的存在，他的主要依据是(　　) A．原子核外电子数与质子数相等 B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍 C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或更少一些 D．质子和中子的质量几乎相等 答案：C 解析：当卢瑟福发现质子后，接着又发现原子核的核电荷数与原子核的质量数不相等，大约是原子核质量数的一半或更少一些，因此猜想在原子核内还存在有质量且不带电的中性粒子，故选C。 2．在元素周期表中查到铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，下列说法正确的是(　　) A．核外有82个电子，核内有207个质子 B．核内有82个电子、125个中子 C．核内有82个质子、207个中子 D．核内有82个质子、207个核子 答案：D 解析：在元素周期表中查到铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子有82个，根据质量数(核子数)等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为207－82＝125个，故D正确，A、B、C错误。 3．宇宙射线进入地球大气层时同大气作用产生中子，中子撞击大气中的氮核N引发核反应，产生碳核C和原子核X，则X为(　　) A．H B．H C．He D．He 答案：A 解析：根据题意以及电荷数守恒、质量数守恒，可得该核反应方程为N＋n→C＋H，所以原子核X为H，故A正确，B、C、D错误。 4．中国散裂中子源(CSNS)是我国“十一五”期间重点建设的大科学装置，2018年8月23日通过国家验收，并对国内外各领域的用户开放。下列核反应方程中X为中子的是(　　) A．P→Si＋X B．U→Th＋X C．Al＋n→Mg＋X D．Al＋He→P＋X 答案：D 解析：根据核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒可知，选项A的核反应方程中X的质量数为零，电荷数为1，X为正电子；选项B的核反应方程中X的质量数为4，电荷数为2，X为氦核；选项C的核反应方程中X的质量数为1，电荷数为1，X为质子；选项D的核反应方程中X的质量数为1，电荷数为0，X为中子。故D正确。 5．宇宙射线进入地球大气层时，与大气作用会产生中子，中子撞击大气中的粒子X引发核反应产生粒子Y，核反应方程为X＋n→Y＋Z；Y具有放射性，能够自发地进行β衰变而变成X，核反应方程为Y→X＋e，则Z为(　　) A．质子 B．α粒子 C．中子 D．电子 答案：A 解析：将题中所给的两个核反应方程相加，可得X＋n＋Y→Y＋Z＋X＋e，整理得n→Z＋e，根据电荷数和质量数守恒可知Z的质量数为1，电荷数为1，所以Z为质子，A正确。 6．下列说法中正确的是(　　) A．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的 B．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强 C．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就只剩下一个氡原子核了 D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4 答案：A 解析：β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的，故A正确；γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核不适应，故C错误；发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2，故D错误。故选A。 7．某原子核X经过若干次α、β衰变，变为原子核Y，原子核X比原子核Y多10个质子和14个中子，则(　　) A．原子核X经过了6次α衰变、2次β衰变 B．原子核X经过了2次α衰变、2次β衰变 C．原子核X经过了6次α衰变、6次β衰变 D．原子核X经过了2次α衰变、6次β衰变 答案：A 解析：设该过程中经过了x次α衰变，y次β衰变，则根据题意有4x＝10＋14，2x－y＝10，解得x＝6，y＝2，所以原子核X经过了6次α衰变，2次β衰变，故选A。 8．重元素的放射性衰变共有四个系列，其中一个为U238系列(从U开始到稳定的Pb为止)，关于这个系列，下列说法正确的是(　　) A．从U到Pb，共发生了7次α衰变 B．从U到Pb，共有7个中子变成了质子 C．U比Pb多22个中子 D．U比Pb多10个中子 答案：C 解析：从U到Pa，共发生n1＝＝8次α衰变，n2＝16－(92－82)＝6次β衰变，因此共有6个中子变成了质子，A、B错误；U中子数为146，Pb中子数为124，因此多22个中子，C正确，D错误。故选C。 9．(多选)通过考古检测发现三星堆遗址出土的文物年代跨越了近2 000年。考古通常用C年代检测法推算出土文物的年代，C的衰变方程为C→N＋X，下列说法正确的是(　　) A.C比N多一个中子 B．衰变方程中的X是中子 C．随着C不断衰变，其半衰期会逐渐变小 D．该衰变是β衰变 答案：AD 解析：C中有14－6＝8个中子，N中有14－7＝7个中子，所以C比N多一个中子，A正确；根据衰变过程满足质量数和电荷数守恒，可知X为e，即X是电子，该衰变是β衰变，B错误，D正确；半衰期只由原子核内部决定，适用于大量原子核，随着C不断衰变，其半衰期保持不变，C错误。 10．(多选)质子数与中子数互换的核互为“镜像核”，例如He是H的“镜像核”，同样H也是He的“镜像核”，则下列说法正确的是(　　) A．N和O互为“镜像核” B．N和C互为“镜像核” C．β衰变的本质是一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子 D．核反应H＋H→He＋n的生成物中有α粒子，该反应是α衰变 答案：BC 解析：根据“镜像核”的定义可知N和O不互为“镜像核”，N和C互为“镜像核”，选项B正确，A错误；β衰变的本质是一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子，选项C正确；核反应H＋H→He＋n的生成物中虽有α粒子，但该反应是聚变反应，选项D错误。故选BC。 11.U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．图中a是208 B．Y和Z都是β衰变 C．X衰变放出的电子是中子转变为质子时产生的 D．X衰变放出的射线电离能力最强 答案：C 解析：Bi衰变成Tl，核电荷数少2，所以Y衰变为α衰变，放出α粒子，质量数少4，则a＝206，Po衰变成Pb，质量数少4，核电荷数少2，所以Z衰变为α衰变，故A、B错误；Bi衰变成Po，质量数不变，核电荷数增加1，所以发生的是β衰变，其放出的β射线电离能力比α射线的电离能力弱，其本质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时放出一个电子，故C正确，D错误。 12．“核电池”是利用放射性物质衰变会释放出能量的原理制成的，某“核电池”衰变方程为Pu→X＋Y，则下列说法正确的是(　　) A．Pu发生的是α衰变 B．Pu发生的是β衰变 C．X的中子数比Pu少4个 D．在月球上Pu衰变得比在地球上快些 答案：A 解析：根据质量数和核电荷数守恒可得n＝238－234＝4，m＝94－2＝92，因此Y为α粒子，Pu发生的是α衰变，选项A正确，B错误；X的质量数比Pu少4个，核电荷数少2个，因此中子数少2个，选项C错误；元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，不受环境影响，选项D错误。 13．(12分)室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。氡看不到，嗅不到，即使在氡浓度很高的环境里，人们对它也毫无感觉。氡进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的第二大因素。静止的氡核Rn放出一个粒子X后变成钋核Po，钋核的动能为Ek1，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X的动能。试回答以下问题： (1)写出上述衰变的核反应方程(请用物理学上规定的符号表示粒子X)； (2)求粒子X的动能Ek2。 答案：(1)Rn→Po＋He　(2)Ek1 解析：(1)核反应方程为Rn→Po＋He。 (2)设钋核的质量为m1，速度为v1，粒子X的质量为m2，速度为v2，根据动量守恒定律，有0＝m1v1－m2v2，粒子X的动能Ek2＝m2v＝＝m1v×＝Ek1。 学生用书↓第89页 学科网（北京）股份有限公司 $