小练60 原子核-【衡水金卷·先享题】2026年新高考物理拿满基础分自主小练

拿满基础分自主小练·物理 小练60 (考试时间：30分 第1~7小题为单项选择题，每小题4分；第 8~10小题为多项选择题，每小题6分 1.(教材改编题)如图所示为查德威克发现中 子的实验示意图，利用钋(9Po)衰变放出 的a粒子轰击铍(Be),产生的粒子P能将 石蜡中的质子打出来。下列说法正确的是 Po 铍 石蜡 粒子P c粒子 粒子Q A.a粒子是氦原子 B.粒子Q的穿透能力比粒子P的强 C.钋的a衰变方程为9P0→2Pb十He D.a粒子轰击铍的核反应方程为He十Be >1%C+}n 2.(教材改编题)研究放射性元素射线性质的 实验装置如图所示，放射源能放出α、B、Y三 种射线，两块平行放置的金属板A、B分别 与电源的两极连接。放射源发出的射线从 其上方小孔向外射出，下列说法正确的是 金属板 色放射源 A.到达A板的射线的穿透能力最强 B.到达B板的射线的穿透能力最强 C.到达A板的射线为3射线，是原子核内 的中子转化为质子时放出的 D.到达B板的射线的电离本领最强，可以 用于治疗肿瘤 3.(教材改编题)核电站利用核反应堆工作时 释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机 发电。反应堆中的核反应方程式为U +n一→2Sr十Xe+10n,已知铀核(U) -119 班级： 姓名： 原子核 钟，满分46分) 的质量为mu,中子的质量为nn,锶核(Sr) 的质量为msr,氙核(Xe)的质量为mxe,光 在真空中的传播速度为℃，下列说法正确 的是 A.Z=38,A=136 B.Z=48,A=146 C.一个25U裂变时产生的质量亏损△m= mu-msr-mxe-10mn D.一个2U裂变时释放的能量为(mu一msr mxe-10m)c2 4.(教材改编题)在火星上太阳能电池板的发 电能力有限，因此科学家用放射性材料 PuO2作为发电能源为火星车供电。PuO2 中的Pu元素是2Pu,它发生α衰变的半衰 期为87.7年，下列说法正确的是 A.Pu经一次Q衰变会有1个中子转变 为1个质子 B.Pu发生a衰变的核反应方程为Pu →2U+He+Y C.8Pu原子核经过87.7年后其质量一定 变为原来的号 D.升高温度可以加快Pu的衰变 5.(教材改编题)把一块铀矿石放在一只玻璃 管内，过几天在管内发现了氦气，已知矿石 中存在铀核U,下列说法正确的是 A.涉及到的核反应方程式为U一→ ThHe B.放入矿石后至少需等待一个半衰期才有 氦气产生 C.矿石中的铀核发生α衰变生成氦原子 D.矿石必须达到一临界质量才有氦气产生 6.秦山核电站第三期工程的两个6×105kW 的发电机组已实现并网发电，发电站的核 能来源于U核的裂变，下列说法正确 的是 A.反应堆中核反应速度通常是采用调节 2U的体积来控制的 B.5U的一种可能的裂变为3U十}n -→19Xe+sSr+2n C.U是天然放射性元素，升高温度后它 的半衰期会缩短 D.虽然核电站能提供很大的能量，但它对 环境的污染比火电站严重 7.(教材改编题)在一个反应堆中用石墨做慢 化剂使快中子减速。碳核的质量是中子的 12倍，假设中子与碳核的每次碰撞都是弹 性正碰，而且认为碰撞前碳核都是静止的。 设碰撞前中子的动能为E,中子经过2次 与碳核的碰撞后，其动能变为 A.0.35E B.0.41E C.0.51Ek D.0.72Ek 8.(多选)下列对于原子及原子核结构规律的 研究，正确的是 镉棒 铀棒 水泥防护层 ① ② ☒ ©粒子 铀238 粒子 ③ ④ A.图①中射线2的穿透能力最强 B.图②中镉棒的作用是吸收中子以控制反 应速度 C.图③中的实验现象可得出原子核具有复 杂的结构 120 D.图④中的核反应属于原子核的人工转变 9.(多选，教材改编题)目前，我们学习过的核 反应有4种类型：衰变、核裂变、核聚变和 人工转变。下列核反应方程类型正确的是 A.核聚变：N+He→gO+}H B.B衰变：236Th一→1Pa十-9e C.核裂变：2U十n—→Ba十Kr十3n D.原子核的人工转变：H十H >He+on 10.（多选)假设“人造太阳”内部发生的两种 核聚变分别为H+3HHe+X,H +He→He+Y,已知H的比结合能 为E1,H的比结合能为E2,He的比结 合能为E3,He的比结合能为E4,光在真 空中的传播速度为c。下列说法正确的是 A.核反应方程中X为电子，Y为质子 B.第一个核反应方程中的质量亏损 为4E-(2E+3E) c2 C.He的平均核子质量小于H的平均核 子质量 D.核反应过程中亏损的质量不会转变为 能量物理 =E=1.89eV,所以用能量最高的光子照射该金 属产生的光电子初动能最大，则有Ek=Emx一W。= 12.09eV-1.89eV=10.2eV,B项正确。 5.C【解析】α粒子散射实验的现象：绝大多数a粒子 几乎不发生偏转，少数α粒子发生了大角度偏转，极 少数偏转的角度甚至大于90°，A项错误；当α粒子接 近核时，是核的斥力使α粒子发生明显偏转，B项错 误；从绝大多数α粒子几乎不发生偏转，推测使粒子 受到排斥力的核体积极小，实验表明：原子中心有一 个极小的核，它占有原子体积的极小部分，C项正确； 实验表明：原子中心的核带有原子的全部正电荷和绝 大部分质量，D项错误。 6,B【解析】原子处于基态时最为稳定，A项错误；根 据辐射条件，48.4eV的光子的能量刚好满足两个能 级之差，该基态氢离子吸收能量为48,4eV的光子 后，氦离子的能量为一6.0eV,刚好可以跃迁到n=3 能级，B项正确；一个该基态氨离子吸收能量为 51.0eV的光子后，能量为-3.4eV,从n=1能级跃 迁到n=4能级，再从n=4能级向低能级跃迁时，最 多能辐射出3种不同频率的光子，C项错误；吸收一 个光子后，由低能级向高能级跃迁，则轨道半径增大， 根报二一m号，解得=√低镇道半径增大，则 v减小，动能减小，D项错误。 7.C【解析】一个处于n=3能级的氢原子向低能级跃 迁时，最多可能辐射出2种不同频率的光，即从=3 能级到n=2能级，从n=2能级到n=1能级，A项错 误；氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光子 能量小于1.51eV,小于可见光的频率，B项错误：从 n=3能级跃迁到n=1能级所发出的光能量最大，该 光照射逸出功为2.49eV的金属钠，所发出的光电子 的初动能最大，根据爱因斯坦光电效应方程有Ek= hw-W=(Ea-E)-W=[-1.51-(-13.6)]eV 2.49eV=9.60eV,C项正确：大量处于n=4能级的 氢原子向低能级跃迁时，可能发出C=43=6种不 2 同频率的光，D项错误。 8.BC【解析】图乙中的氢原子光谱是线状谱，A项错 误：光子能量E=y=h文，可知波长越长，光子能量 越小，故四条谱线中H。对应的光子能量最小，B项正 确；谱线H对应的光子能量△E=E；一E,= 一0.38eV一（一3.4eV)=3.02eV,C项正确；根据 光子能量EH>EH>EH>EH,,可知谱线H,是氢 原子从n=5能级向=2能级跃迁时产生的，D项 错误。 7 参考答案及解析 9.AD【解析】氢原子的核外电子由离原子核较远的 轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，能量减小，减 小的能量以光子的形式释放出来，A项正确；y为发 生光电效应的光子能量，并非氢原子的基态能量，B 项错误：氢原子从基态跃迁到激发态后，其轨道半径 变大，此时电场力对核外电子做负功，故电势能增大， 根据=0号，解得。=√层，轨道半径增大，则 减小，动能减小，C项错误，D项正确。 10.BD【解析】根据玻尔原子理论的基本假设可知，由 于<p,所以Em<E。,Em-E=hw,E。-E= h,解得<2，Em一Ep=h(M一2)，A、C项错误； 由于Em<E。,按照玻尔原子理论的基本假设可知， 处于n=m能级的氢原子的核外电子离原子核近一 些，B项正确；大量处于n=m能级、n=p能级的氢 原子向低能级跃迁时最多能辐射出C=C。1D种 2 不同频率光子，D项正确。 小练60原子核 1.D【解析】α粒子是氦原子核，A项错误；粒子P是 中子，粒子Q是质子，由于质子带正电，当质子射入 物体时，受到库仑力的作用会阻碍质子的运动，而中 子不带电，不受库仑力作用，故粒子P的穿透能力比 粒子Q强，B项错误；在钋衰变中，根据质量数守恒可 知产生的是5Pb,并非Pb,C项错误；He十Be →C十n是查德威克发现中子的核反应方程，D 项正确。 2.C【解析】由图可知A板带正电，B板带负电，由于 α射线带正电，B射线带负电，Y射线不带电，故打在 A板上的是B射线，打在B板上的是α射线，不发生 弯曲的是Y射线，其中Y射线的穿透能力最强，可用 于治疗肿瘤，A、B、D项错误：到达A板的射线为3射 线，由电子组成，是原子核内的中子转化为质子时放 出的，C项正确。 3.A【解析】由质量数与电荷数守恒得235十1=90+ A+10,92=Z+54,解得Z=38,A=136,A项正确，B 项错误；一个U裂变时产生的质量亏损△=u s,一x一9，根据爱因斯坦质能方程可知，一个 U裂变时释放的能量△E=(u一s,一xe 9nm)c,C、D项错误。 4.B【解析】α衰变过程放出一个氨原子核，无中子与 质子间的转变，A项错误；Pu发生α衰变的核反应 方程为2Pu→U十He十y,B项正确：半衰期是 统计学意义上的规律，针对的是大量粒子，并不严格 遵守一半规律，对单个原子不适用，是物质的宏观质 量变为原来的一半，并不是原子核质量变为原来的一 参考答案及解析 半，C项错误：放射性元素衰变的快慢是由原子核内 部自身结构决定的，与外界的物理和化学状态及其他 因素无关，D项错误。 5.A【解析】轴核自发进行α衰变和3衰变，会涉及到 a衰变方程，即U→Th十He,A项正确；半衰 期是原子核半数发生衰变所需要的时间，是一种针对 大量原子核的统计规律，因此无需等待一个半衰期就 会产生氨气，B项错误；铀核自发进行α衰变和B衰 变，放出电子和氦核，两种微粒组合会形成氨原子，大 量的氦原子就形成了氦气，C项错误；只要存在轴核 便会发生α衰变和B衰变，无需达到一定质量，D项 错误。 6.B【解析】反应堆中核反应速度是通过控制棒（镉 棒)吸收中子的多少来控制，A项错误；U核裂变有 多种可能性，这是其中常见的一种，B项正确：放射性 元素的半衰期由原子核本身决定，与温度、压强等外 界条件无关，C项错误；核电站的核能是清洁能源，污 染少，D项错误。 7.C【解析】中子与原子核相碰，系统的合外力为0， 动量守恒。设中子的质量为，碰撞前的速度为， 碰撞后的速度为)，碳核碰后的速度为2。规定以 中子原来的速度方向为正方向，由动量守恒定律有 m=m十12m,由能量守恒定律有之m6= m+号·12m,由上式解得=一总，巾子 1 2 剩余的动能为E=之mi=子m(贵)尸 11 (侣)E,中子经过2次与碳核的碰撞后，其动能变 为E=(}E≈0.51E,C项正确。 物理 8.AB【解析】图①中射线2为电中性，可知射线2为 Y射线，Y射线的穿透能力最强，A项正确；图②中镉 棒的作用是吸收中子以控制反应速度，B项正确：由 图③中的实验现象可得出原子核式结构模型，C项错 误；图④中的核反应属于α衰变，D项错误。 9.BC【解析】核反应N十He→O+H是实验 室内用α粒子轰击氮14产生的核反应，属于原子核 的人工转变，A项错误：核反应Th→1Pa十_-9e 是钍234的3衰变，衰变时原子核内一个中子转变为 质子，放出一个电子，B项正确；核反应U十。 Ba十Kr十3n是铀235原子核俘获慢中子后的裂 变反应，C项正确：核反应H十H→He十n是典 型的轻核聚变反应，D项错误。 10.BC【解析】根据质量数与电荷数守恒可知核反应 方程为H十1H→He十n,H十He→H 十H,故X为中子，Y为质子，A项错误；第一个核 反应方程中放出的能量△E=4E?一(2E!十3E2),根 据质能方程可得4E-(2E1十3E2)=△mc2,解得 △m=4E,一（②E十3E),B项正确：反应过程中释 放大量热量，He的比结合能大于H的比结合 能，He的平均核子质量小于H的平均核子质量， C项正确；根据质能方程可知，核反应过程中亏损的 质量会转变为能量，D项错误。 8·