第5章 第1节 原子核的组成-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

第五章 原子核 第1节原子核的组成 白题基础过关 限时：8min 题型1天然放射现象 B.a射线、y射线、B射线 1.以下实验中，能说明原子核具有复杂结构的是 C.B射线、a射线、Y射线 ( D.B射线、y射线、a射线 A.光电效应实验 题型3原子核的组成 B.原子发光产生明线光谱 5.一个原子核为9Bi,关于这个原子核，下列说 C.α粒子散射实验 法正确的是 D.天然放射性现象 A.核外有83个电子，核内有127个质子 2.关于天然放射现象，下列说法正确的是( B.核外有83个电子，核内有83个质子 A.玛丽·居里发现了天然放射现象 C.核内有83个质子，210个中子 B.天然放射现象说明原子是可以分割的 D.核内有210个核子 C.原子序数大于83的元素都具有放射性 6.(多选)氢有三种同位素，分别是气(H)、氘 D.温度越高，放射性元素的放射性就越强 (H)、氚(3H),则 题型2射线的本质 A.它们的质子数相等 3.对天然放射现象，下列说法中正确的是( B.若为中性原子，它们的核外电子数相等 A.α射线穿透力最强 C.它们的核子数相等 B.B粒子带负电，所以B粒子有可能是核外 D.它们的化学性质相同 电子 7.某科学家成功合成了具有极强放射性的117 C.Y射线是光子，所以y射线有可能是原子 号新元素，是在实验室人工创造的最新的超 发光产生的 重元素.新元素有两种同位素，其中一种有176 D.B衰变的实质是原子核的一个中子转化成 个中子，而另一种有177个中子，则： 一个质子并放出一个电子 (1)该元素两种同位素的原子核的核电荷数 4.(2024·云南玉溪期末)如图所示，放射性元 各为多少？原子的核外电子数各为多少？ 素从O点沿Ob方向发射三种放射线，空间有 (2)该元素两种同位素的原子核的质量数各 垂直射线速度的匀强磁场，三种射线穿过磁 为多少？ 场后分别打到屏上的a、b、c三点，则打到a、 (3)若用X表示117号元素的元素符号，该元 b、c三点的射线分别是 素的两种同位素用原子核符号如何表示？ 0 A.a射线、B射线、y射线 第五章黑白题69 黑题应用提优 限时：l2mim 1.关于天然放射性，下列说法正确的是( 为几厘米，由此可推知 ( A.所有元素都可能发生天然放射 三种射线 纸铝板铅板 B.天然放射现象揭示了原子具有复杂结构 ② C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具 有放射性 A.②来自原子核外的电子 D.、B和y三种射线中，y射线的电离能力 B.③的电离作用最弱，属于原子核内释放的 最强 光子 2.(2024·河南驻马店期末)把放射源铀、钍或 C.③的电离作用较强，是α粒子 镭放入用铅做成的容器中，使射线只能从容 D.①的电离作用最强，是B粒子 器的小孔射出成为细细的一束.在射线经过的 5.（多选)质子数与中子数互换的核互为镜像 空间施加垂直于纸面的匀强磁场或水平方向 核，例如He是H的镜像核，同样H也是He 的匀强电场，都可以使射线分成如图所示的 的镜像核.下列说法正确的是 () A、B、C三束.则下列说法正确的是 A.13N和C互为镜像核 B.1N和10互为镜像核 C.1N和0互为镜像核 D.互为镜像核的两个核质量数相同 压轴挑战 A.若施加的是垂直于纸面向里的匀强磁场，A 6.如图所示，R是一种放射 为射线 性物质，虚线框内是匀强 磁场，LL'是厚纸板，MN B.若施加的是水平向右的匀强电场，C为β 是荧光屏，实验时发现在 射线 荧光屏的O、P两点处有亮斑， C.三种射线中C为高速电子流，其穿透能力 由此可知磁场的方向、到达O 最强 点的射线种类、到达P点的射线种类应属 D.三种射线中B的电离本领最强 于下表中的 ( ) 3.某原子核内有核子N个，其中包含中子n个， 到达0点 到达P点 当该核俘获一个中子后，放出一个α粒子，变 选项 磁场方向 的射线 的射线 成新的原子核，可知这个新的原子核( A 竖直向上 ⊙ A.质量数是N-4 竖直向下 B.原子序数是N-n-2 C.有中子(n-2)个 垂直于纸面向里 B D.核子数是n-3 D 垂直于纸面向外 Q 4.天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力 实验结果如图所示，铝板和铅板的厚度大约 进阶突破拔高练P14 选择性必修第三册·RJ黑白题70止电压与光电效应方程可解得U.=么， 2,可知，图中直线 的斜率表示：，C错误；D,根据遏止电压与入射光的频率关 系式可知，遏止电压U。与入射光频率v呈线性关系，不是 成正比，D错误故选A. 5.D解析：A.当开关S接1时，由爱因斯坦光电效应方 程eU1=hv,-W。,故其他条件不变时，增大光强，电压表的示 数不变，故A错误；B.若改用比”，更大频率的光照射时，调 整电流表的示数为零，而金属的逸出功不变，故遏止电压变 大，即此时电压表示数大于U,故B错误；C.其他条件不变 时，使开关S接2，此时w,>W。,可发生光电效应，故电流表 示数不为零，故C错误：D.根据爱因斯坦光电效应方 程eU1=h1-W。,其中W。=hm。,联立解得，光电管阴极材料 的截止频率为.=”，故D正确故选D. 6.C解析：AB.设电子逸出时速率为v,根据动能定理，从金属 板M上逸出的光电子到达N板时eU=瓦子m2,则到达N 板时的动能为(=cU4m2,与两极板间距无关，与电子从 金属板中逸出的方向无关，选项AB错误：C.平行极板M射 出的电子到达N板时在y方向的位移最大，则电子从M 到N过程中y方向最大位移为y=,d=),解得y 2 dm dm,选项C正确；D.M,N间加反向电压、电流表示数 恰好为零时，e0.=)mw,解得U=。, 2e ,选项D错误故 选C. 7.C解析：A.根据巴耳末公式可知，H,光的波长较长，波长 越长，越容易发生明显的衍射现象，故照射同一单缝衍射装 第五章 第1节原子核的组成 白题基础过关 1.D解析：原子核的天然放射现象说明原子核有复杂的结 构，故选D. 2.C解析：A.贝克勒尔发现天然放射现象，故A错误：B.天 然放射现象说明原子核内部是有结构的，并不是说明原子是 可以再分的，故B错误；C.原子序数大于83的元素，都具有 放射性，原子序数小于或等于83的元素，有的也具有放射 性，故C正确：D.放射性元素的放射性由原子核内部因素决 定，即与元素的种类有关，与温度无关，故D错误故选C 3.D解析：A.天然放射现象中有三种射线，其中y射线穿透 力最强，α射线的电离能力最强，A错误；BD.B衰变的实质 是原子核内的一个中子转化成一个质子并放出一个电子，释 放出的电子就是B粒子，所以B粒子不可能是核外电子， B错误，D正确；C.在原子核发生衰变过程中，原子核释放出 α粒子或β粒子后生成新的原子核，新原子核由高能级跃迁 至低能级释放出Y射线，即Y射线是原子核跃迁发光产生 的，不可能是原子发光产生的，C错误.故选D. 4.D解析：α射线带正电，Y射线不带电，β射线是电子流，带 选择性必修第三册·RJ 置，H,光的中央明条纹宽度宽，故A错误；B.H,光的波长 较长，根据∫=无可知H,光的频率较小，则H,光的折射率 较小，在平行玻璃砖的偏折较小，H光的侧移量小，故B错 误：C.H光的频率较小，H光的光子能量较小，以相同功率 发射的细光束，H光的光子数较多，真空中单位长度上H 光的平均光子数多，故C正确：D.若H、H光均能发生光电 效应，相同光强的光分别照射同一光电效应装置，H,光的频 率较小，H,光的光子能量较小，H,光的光子数较多，则H, 光的饱和光电流大，H。光的饱和光电流小，故D错误.故 选C. 8.B解析：大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，能 够辐射出不同频率光的种类为C?=3种，辐射出光子的能 量分别为△E1=E3-E1=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV, △E,=E-E,=-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV,△E3=E2-E1= -3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,其中△E1>3.11eV,△E2< 3.11eV,△E>3.11eV,所以辐射不同频率的紫外光有2种. 故选B. 9.D解析：原子吸收频率为v。的光子从基态能级I跃迁至激 发态能级Ⅱ时有EI-E1=hwo,且从激发态能级Ⅱ向下跃迁 到基态I的过程有Em-E,=hw,+hw2+hm,联立解得v2=v。 y1-v3,故选D. 10.BD解析：A.根据动量的大小与动能的关系可知发射电子 p2(1.2×1023)2 的动能约为E-2x91x10J=729x10”J,故A错 误；B.发射电子的物质波波长约为A=么_6.6x10“ p1.2x10-23m= 5.5×1011m,故B正确：CD.物质波也具有波粒二象性，故 电子的波动性是每个电子本身的性质，则每个电子依次通 过双缝都能发生干涉现象，只是需要大量电子显示出干涉 图样，故C错误，D正确.故选BD 原子核 负电，根据左手定则可知打到a、b、c三点的射线分别B射 线、y射线、a射线故选D. 5.D解析：根据：质量数=质子数+中子数，可知该原子核的质 量数为210，质子数为83，则中子数为127，而质子与中子统 称为核子，则核子数为210，但由于不知道该原子的电性，因 此不能确定核外电子数.故选D. 6.ABD解析：C.气、氘、氘的核子数分别为1、2、3，故C错 误：AB.由中性原子状态可知质子数和核外电子数均相同， 都是1，故AB正确：D.中子数等于核子数减去质子数，故中 子数各不相同，它们三个是同位素，同位素化学性质相同，只 是物理性质不同，故D正确故选ABD. 7.(1)均为117均为117(2)293294(3)X9x 解析：(1)元素的原子序数等于该元素原子核的核电荷数， 等于核内质子数故117号元素的核电荷数和核内质子数均 为117，原子呈中性.故核外电子数等于核内质子数，也为 117.(2)原子核的质量数等于质子数与中子数之和，故该元 素中子数为176的原子核的质量数为117+176=293，中子数 为177的原子核的质量数为117+177=294.(3)元素符号一 般用X表示，其中A表示质量数，Z表示核电荷数，由前两 问可得该元素的两种同位素的原子核符号，中子数为176的 黑白题26 原子核的符号为X,中子数为177的原子核的符号为X 黑题应用提优 1.C解析：A.自然界中有些原子核是不稳定的，可以自发地 放出射线，但不是所有元素都能自发地放出射线，故A错 误；B.天然放射现象揭示了原子核具有复杂结构，故B错 误：C.放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素 与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确；D.α、B 和y三种射线中，α射线的电离能力最强，故D错误故选C. 2.A解析：ABC.若施加的是匀强磁场，当磁场方向垂直于纸 面向里时，由左手定则可知，A粒子带正电，若磁场方向垂直 于纸面向外，C粒子带正电，若施加的是匀强电场，当电场方 向水平向右时，则C粒子带正电，B射线是高速电子流，带负 电，Y射线穿透能力最强，故A正确，BC错误；D.三种射线 中B在磁场和电场中都不偏转，即B粒子不带电，是Y射 线，其穿透性最强，电离特性最弱，故D错误.故选A. 3.B解析：某原子核有N个核子，其中中子n个，当该原子核 俘获一个中子后，中子数为n+1,核子数为N+1:放出一个a 粒子后，中子数减少2，核子数减少4，即此时的中子数为n- 1,核子数为N-3,质量数为N-3,原子序数为(N-3)-(n- 1)=N-n-2,故选B. 4.B解析：ACD.因为y射线的穿透本领最强，射线的穿透 本领最弱，由图可知①为α射线，②为B射线，③为Y射线， 原子核中的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个高速 电子，该电子即B粒子，故B射线来自原子核，故ACD错误； B.③是Y射线，它的电离作用最弱，是原子核发生衰变时释 放的能量以光子的形式辐射出来的，故B正确.故选B. 5.ACD解析：AC.根据镜像核的定义及质量数A等于核电荷 数Z和中子数n之和，可知N和C的质子数与中子数互 换了，互为镜像核；N和0的质子数与中子数互换了，互 为镜像核，故AC正确.B.N的质子数为7，中子数为8，而 10的质子数和中子数都为8，没有互换，不是镜像核，故 B错误.D.互为镜像核的质子数与中子数互换，质子数加中 子数不变，所以互为镜像核的两个核质量数相同，故D正确. 故选ACD. 压轴挑战 6.C解析：放射线共有a、B、y三种，其中α、B射线垂直于磁 场方向进人磁场区域时将受到洛伦兹力作用，γ射线不偏 转，故打在0点的应为y射线；由于射线穿透本领弱，不 能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据B射线的偏 转方向及左手定则可知磁场方向垂直于纸面向里.故选C. 第2节放射性元素的衰变 白题基础过关 1.B解析：A.该衰变是α衰变，故A错误；B.该衰变放出的 是电子，属于B衰变，故B正确：C.产生的是中子，故C错 误；D.产生的是质子，故D错误故选B. 2.A解析：原子核发生一次α衰变质量数减少4，核电荷数减 少2，发生两次衰变，质量数减少8，核电荷数减少4，中子 数减少4；原子核发生1次β衰变，中子数减少1，原子核发 生六次B衰变，中子数减少6，所以新核Y的中子数比核X 的中子数减少4+6=10（个），故选A. 3.B解析：28U变为2Rn,质量数减少238-222=16，故发生 衰变的次数为15=4，核电荷数减少92-86=6，故发生B衰 4 参考答案与解析 变的次数为2×4-6=2.故选B. 4.C解析：核反应方程为X→2e+Y,Y→He+Z,根据质 量数守恒、电荷数守恒，可知a=b,d=e-2,b=c+4,e=f+2,整 理得a=c+4,d=f,e=d+2,a=b,故选C. 5.C解析：根据质量数、电荷数守恒可知，X的质量数为零，电 荷数为-1，即X为电子9e.故选C. 6.D解析：半衰期是放射性原子核半数发生衰变所需要的时 间，是放射性元素的固有特性，不会随外部因素而改变， D项正确， 117 7.D解析：由半衰期公式可得m=mo ,解得t= 176年，故选D. 8.B解析：根据半衰期的定义有m余=m总· 1)T 2 ,代入数 据可得5=80× 2 ,解得钴60的半衰期为T=21 4 5.25年，即钴60的半衰期约为5年.故选B. 9.C解析：由图可知质量为m的1衰变到质量为 8mo,所 11 用的时间=24d,根据m=m,（2)',解得=8d,故选C 10.C解析：因为药物的血浆半衰期为2小时，经过6小时，即 3个半衰期，血浆中的药物浓度下降至2.5毫克/升，所以该 药物的用药时间间隔是6小时，故C正确，ABD错误， 11.C解析：A.根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应方程 为2U+n→1Ba+Kr+3n,可知X粒子为中子，故A错 误：B.根据核反应质量数和电荷数守恒，核反应方程为28U →2Th+He,可知X粒子为He,故B错误；C.根据核反应 质量数和电荷数守恒，核反应方程为4N+He→0+1H,可 知X粒子为质子，故C正确；D.根据核反应质量数和电荷 数守恒，核反应方程为C→4N+9e,可知X粒子为电子， 故D错误.故选C. 12.A解析：设X和Y的电荷数分别为n1和n2,质量数分别 为m1和m,,根据反应方程电荷数和质量数守恒，可得 4+27=m1+30,2+13=n1+15,30=m2+30,15=n2+14,解得 n1=0,n2=1,m1=1,m2=0,可知X的质量数为1，电荷数为 0,X是中子，Y的质量数为0，电荷数为1，A正确.故选A. 13.C解析：将上述三个方程相加，整理后得Li+4N+Be→ 0+2C+z,根据电荷数守恒和质量数守恒，z的质量数为 1,电荷数为0，为中子，C正确， 14.A解析：根据反应过程中，质量数和电荷数守恒可得：4+ 14=m+1,2+7=n+1,解得：m=17,n=8,故A正确，BCD错 误故选A. 15.C解析：A.利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管 的漏油情况是将放射性碘131作为示踪原子使用，故A不 符合题意：B.把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测 放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情 况，找出合理施肥的规律是示踪原子的使用，故B不符合 题意：C.利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用 Y射线穿透能力强的特点，故C不是将放射性同位素作为 示踪原子，选项C符合题意：D.给怀疑患有甲状腺病的病 人注射碘131，以判断甲状腺的器质性和功能性疾病，是将 放射性同位素作为示踪原子，故D不符合题意故选C. 16.C解析：A.Y光子的贯穿能力最强，应该用y射线探测物 黑白题27