第五章 原子核 单元基础夯实综合检测训练（A卷）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第五章 原子核 单元基础夯实综合检测训练（A卷） 一、单选题 1．物理学是一门以实验为基础的科学，任何理论的建立都离不开实验，下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中正确的是（　　） A．光电效应实验表明光具有波动性 B．粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础 C．质子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒 D．氢原子光谱的实验研究说明原子核有内部结构 2．为了研究放射线的穿透能力，将α、β、γ三种射线射向前后依次排列在同一直线上的纸、铝板、铅板，穿透情况如图所示，则 A．射线1是γ射线 B．射线2是β射线 C．射线3是α射线 D．工业上使用射线2来探查金属内部是否存在缺陷或裂纹 3．太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环，循环的结果可表示为，已知和的质量分别为和，1u=931MeV/c2，c为光速。在4个转变成1个的过程中，释放的能量约为（  ） A．8 MeV B．16 MeV C．26 MeV D．52 MeV 4．原子核符号中，12表示（　　） A．电子数 B．质子数 C．中子数 D．核子数 5．下列核反应方程中，属于β衰变的是(   ) A．Th→Pa+ e B．U→Th+He C．N+He→O+H D．H+H→He+n 6．关于原子物理，下列说法正确的是（　　） A．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的 B．普朗克提出了原子核外电子轨道量子化，并成功解释了氢原子光谱 C．氡核（）发生一次α衰变生成新核钋（）的衰变方程为 D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要小 7．下列四个核反应方程中，属于链式反应的是（    ） A． B． C． D． 8．下列关于物质结构的认识正确的是  （　　） A．天然放射现象的发现说明原子是可以再分的 B．电子的发现证实原子可以分成原子核和核外电子 C．α粒子散射实验否定了原子的葡萄干蛋糕模型 D．质子和中子是目前人类认识到的最小粒子 9．以下哪些实验现象可以说明原子核内部有复杂的结构（　　） A．α粒子散射实验 B．伦琴射线的发现 C．元素发光时产生明线光谱的现象 D．天然放射现象 10．一块氡222放在天平的左盘时，需要天平的右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，氡222发生α衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为（　　） A．222g B．8g C．2g D．4g 二、多选题 11．对于核力，以下说法正确的是（    ） A．核力是弱相互作用，作用力很小 B．核力是强相互作用的表现，是强力 C．核子之间的距离小于m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起 D．人们对核力的了解很清楚，特别是在小于m时核力的变化规律更清楚 12．当一个重核裂变时，它能产生的两个核（　　） A．一定是稳定的 B．含有的中子数较裂变前重核的中子数少 C．裂变时释放的能量等于俘获中子时得到的能量 D．可以是多种形式的两个核的组合 13．下列哪些现象能说明射线来自原子核（　　） A．三种射线的能量都很高 B．放射性的强度不受温度、外界压强等条件的影响 C．元素的放射性与所处的化学状态（单质、化合态）无关 D．α射线、β射线都是带电的粒子流 14．下面哪些说法是正确的（　　） A．用射线轰击铍（），铍核转变为，并放出一种贯穿能力很强的射线 B．射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强 C．利用射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹（射线探伤） D．当光子能量足够大时，用射线轰击氘核能使氘核分解为和 15．一静止原子核A经1次α衰变生成原子核B，并释放出γ光子．已知A的比结合能为E1，B的比结合能为E2，α粒子的比结合能为E3，γ光子的能量为E4，则下列说法正确的是（　　） A．B核在元素周期表的位置比A核前移2位 B．比结合能E1小于比结合能E2 C．由能量守恒可知E2-E1=E3+E4 D．该反应过程质量一定增加 16．氘核和氚核的核反应方程为+→e+，已知的比结合能是2.78MeV，的比结合能是1.09MeV，的比结合能是7.03MeV，下列说法中正确的是 A．氦原子核由两个质子和两个中子组成，其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为：核力、库仑力、万有引力 B．聚变反应后生成的氦核的结合能为14.06MeV C．该核反应过程释放出的能量为17.6MeV D．原子核的比结合能大小可反映原子核的稳定程度，该值随质量数的增加而增大 三、填空题 17．的含有的质子数是________个，含有的中子数是________，含有的电子数是________个. 18．的裂变方程为＋→＋Kr＋______。 19．不同原子核的平均结合能曲线如图所示，由图可知的平均结合能为7.68MeV，的平均结合能为7.07MeV。若3个结合成，___________（选填“释放”或“吸收”）的能量为___________MeV。    20．核聚变与核裂变的比较 （1）优点：①轻核聚变产能________；②地球上核聚变燃料氘和氚的储量________；③轻核聚变更为安全、清洁。 （2）缺点：核聚变需要的温度太________，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。 解决方案：________约束和________约束。 四、解答题 21．由唱（镭）变到望（铅）共发生了几次衰变和几次衰变？ 22．已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问： （1）镭核中质子数和中子数分别是多少？ （2）镭核的核电荷数和所带电荷量是多少？ （3）若镭原子呈中性，它核外有多少电子？ 23．静止的镭核发生衰变，放出1个粒子，变为氡核。已知原子核的质量为226.0254u，原子核的质量为222.0163u，放出粒子的质量为4.0026u。 (1)写出核反应方程。 (2)求镭核衰变释放的能量。 (3)若衰变释放的能量均转变为氡核和放出粒子的动能，求放出粒子的动能。 24．太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，这些核能最后转化为辐射能。现将太阳内部的核聚变反应简化为4个氢核（）聚变成氦核（），同时放出两个正电子（）。已知光速，氢核质量，氦核质量，正电子质量。要求计算结果保留一位有效数字。则： （1）请写出题中所述核聚变的核反应方程； （2）求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能； （3）已知地球的半径，日地中心距离，忽略太阳的辐射能从太阳到地球的能量损失，每秒钟地球表面接收到的太阳辐射的总能量为，求每秒钟太阳辐射的电子个数。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第五章 原子核 单元基础夯实综合检测训练（A卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B C D A A D C D D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 BC BD BC BD AB AC 1．B 【详解】A．光具有波粒二象性，光电效应实验证实了光具有粒子性，故A错误； B．α粒子散射实验表明了原子具有核式结构，故B正确； C．电子的发现表明了原子不是构成物质的最小微粒，故C错误； D．氢原子光谱的实验研究不能说明原子核有内部结构，放射性现象的发现才是，故D错误。 故选B。 2．B 【详解】α射线实质为氦核，带正电，电离性较强，但是穿透性最弱；β射线为电子流，带负电，γ射线为高频电磁波，穿透性最强；由图示可知：射线1是α射线，射线2是β射线，射线3是γ射线；工业上使用γ射线来探查金属内部是否存在缺陷或裂纹；故选项B正确，ACD错误；故选B. 3．C 【详解】由 知 = 忽略电子质量，则 故C正确ABD错误； 故选C。 4．D 【详解】在原子核的符号中，X为元素符号，A表示质量数，Z表示电荷数（即原子序数），质量数有 质量数（A）=核子数=质子数+中子数 因此原子核符号中，12表示核子数。 故选D。 5．A 【详解】根据质量数守恒和核电荷数守恒可知A生成的是电子，故A为β衰变；B生成的是α粒子，故B为α衰变；聚变是轻核生成重核，属于聚变的是CD；故A正确，BCD错误； 故选A． 【点睛】β衰变生成的是电子，α衰变生成的是α粒子；裂变是重核裂变成轻核，聚变是轻核生成重核． 6．A 【详解】A．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，故A正确； B．玻尔提出了原子核外电子轨道量子化，并成功解释了氢原子光谱，故B错误； C．氡核（）发生一次α衰变生成新核钋（）的衰变方程为 故C错误； D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大，因为轻核聚变成中等质量的原子核会放出核能，故D错误。 故选A。 7．D 【详解】A．是轻核聚变，A错误； B．是衰变，B错误； C．是原子核的人工转变，C错误； D．是重核裂变，生成的中子可以使铀发生链式反应，D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．天然放射现象的发现说明原子核是可以再分的，故A错误； B．汤姆生电子的发现证实原子是可以再分的，但并未发现原子可以分成原子核和核外电子，故B错误； C．卢瑟福的α粒子散射实验否定了原子的葡萄干蛋糕模型，故C正确； D．质子和中子不是目前人类认识到原子核内能独立存在的最小粒子，人类认识的更小的粒子还有夸克等，故D错误。 故选C。 9．D 【详解】天然放射现象的发现说明原子核内部有复杂的结构。 故选D。 10．D 【详解】衰变前氡的质量为444g，摩尔质量为222g/mol，故共2mol氡。经过一个半衰期，有1mol氡衰变，放出1mol α粒子，则左盘质量减少了4g，故应从右盘中取出4g砝码。 故选D。 11．BC 【详解】AB．核力是强相互作用的一种表现，它的作用范围在m之内，核力比库仑力大得多。 故A错误；B正确； C．核力在大于m时表现为吸引力，且随距离增大而减小；在距离小于m时，核力表现为斥力，因此核子不会融合在一起。 故C正确； D．人们对核力的了解还不是很清楚，这是科学家们奋力攻克的堡垒。 故D错误。 故选BC。 12．BD 【详解】BC．重核裂变为两个中等质量的核时平均要放出2个或3个中子，裂变释放的能量比俘获中子的能量大，故C错误；质子数不变，中子数会减少，故B正确； AD．重核裂变的产物是多种多样的，有的不稳定会继续衰变，故A错误，D正确。 故选BD。 13．BC 【详解】能说明射线来自原子核的证据是元素的放射性与其所处的化学状态和物理状态无关。 故选BC。 14．BD 【详解】A．根据质量数和电荷数守恒可知核反应方程为 放出的是中子，故A错误； BC．射线是波长很短的电磁波，它的贯穿能力很强，利用射线的穿透能力，可检查金属内部有无砂眼或裂纹，故B正确，C错误； D．根据质量数和电荷数守恒可知当光子能量足够大时，用射线轰击氘核能使氘核分解为和，故D正确。 故选BD。 15．AB 【详解】A．根据电荷数和质量数守恒，写出原子核衰变的方程为 A→He＋B 故B核在元素周期表的位置比A核前移2位，故A正确； B．衰变过程中释放能量，可知比结合能E1小于比结合能E2，故B正确； C．比结合能是原子核的结合能与核子数之比，由能量守恒可知 E4=（y-4）E2＋4E3-yE1 故C错误； D．该反应的过程中释放热量，由质能方程可知，一定有质量亏损，故D错误。 故选AB。 16．AC 【详解】A．根据原子核的组成理论，氦原子核由两个质子和两个中子组成，其中两个质子之间三种作用力从大到小的排列顺序为：核力、库仑力、万有引力。故A正确。 B．聚变反应后生成的氦核的结合能为4×7.03MeV =28.12MeV，选项B错误； C．氘核的比结合能为E1，氚核的比结合能为E2，氦核的比结合能为E3，根据比结合能等于结合能与核子数的比值，则有该核反应中释放的核能 △E=4E3-2E1-3E2=4×7.03-2×1.09-3×2.78=17.6MeV． 选项C正确； D．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，比结合能并非随着质量数的最大而增大，故D错误； 故选AC. 17． 【详解】[1][2][3]1个中的质子数为92个，核外电子数为92，中子数为146，故中的质子数、电子数为 中子数为 18． 【详解】根据质量数与电荷数守恒有 235+1-141-92=3，92+0-56-36=0 即未知粒子是3个中子，即为。 19． 释放 7.32 【详解】[1][2]由题意可知，核反应后生成物的平均结合能增大，即把生成物分割成单个核子所需的能量增大，所以该核反应一定是释放了能量，其大小为 20． 效率高 丰富 高 磁 惯性 【详解】（1）[1][2] 核聚变与核裂变的比较，优点：轻核聚变产能效率高，地球上核聚变燃料氘和氚的储量丰富； （2）[3]核聚变与核裂变的比较，缺点：核聚变需要的温度太高，地球上没有任何容器能够经受如此高的温度； [4][5] 解决方案：磁约束和惯性约束。 21．4，2 【详解】设发生了x次衰变和y次衰变，可先写出其核反应方程： 由质量数守恒与电荷数守恒得： ， 可解得： ， 22．（1）88；138（2）88；1.41×10-17C（3）88 【详解】（1）镭核中质子数等于电荷数为88；中子数为226-88=138； （2）镭核的核电荷数为88，镭核所带的电荷量Q=Ze=1.41×10-17C． （3）若镭原子呈中性，它核外有88个电子. 【点睛】根据电荷数守恒和质量数守恒分析质子数和质量数的变化．中子数+质子数=质量数，质子数=原子序数=核外电子数． 23．(1)；(2)；(3) 【详解】(1)核反应方程为 (2)镭核衰变的质量亏损为 释放的能量为 代入数据解得 (3)衰变过程动量守恒，以粒子的运动方向为正方向，由动量守恒及能量守恒分别可得 联立代入数据解得，放出的粒子动能为 24．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据核反应方程质量数和核电荷数守恒，则聚变的核反应方程为 （2）每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能为 代入数据可得 （3）设每秒钟太阳辐射的正电子个数为N，则每秒钟发生核聚变的次数为，太阳辐射的能量是以球面波的形式传播，根据能量守恒定律有 可得 代入数据可得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $