专题37原子核的组成、放射性元素的衰变-八年高考（2011-2018）物理试题分项精析版（解析版）

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1、1在核反应方程中，X表示的是A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 粒子【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（北京卷）【答案】 A【解析】设X为：，根据核反应的质量数守恒：，则：电荷数守恒：，则，即X为：为质子，故选项A正确，BCD错误。点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X的种类。一、单项选择题1【2016上海卷】卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在A电子 B中子 C质子 D原子核【答案】D【考点定位】原子核式结构模型【方法技巧】本题需要熟悉粒子散射实验和原子核式结构模型。2【2016上海卷】放射性元素A

2、经过2次衰变和1次衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了A1位 B2位 C3位 D4位【答案】C【解析】粒子是，粒子是，因此发生一次衰变电荷数减少2，发生一次衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位。故选项C正确。【考点定位】衰变和衰变、衰变前后质量数和电荷数守恒【方法技巧】衰变前后质量数和电荷数守恒，根据发生一次衰变电荷数减少2，发生一次衰变电荷数增加1可以计算出放射性元素电荷数的变化量。学3【2016上海卷】研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源

3、发出的射线从其上方小孔向外射出。则Aa为电源正极，到达A板的为射线Ba为电源正极，到达A板的为射线Ca为电源负极，到达A板的为射线Da为电源负极，到达A板的为射线【答案】B【考点定位】带电粒子在匀强电场中的偏转、射线和射线的本质【方法技巧】通过类平抛运动计算粒子在竖直方向的位移关系式，根据公式分析该位移与比荷的关系，再结合图示进行比较判断。4【2016江苏卷】贝克勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用下列属于放射性衰变的是 ABC D【答案】A【解析】A为衰变方程，B为重核裂变，C轻核聚变，D原子核的人工转换，所以A正确【考点定位】核反应方程【方法技

4、巧】区分几种常见的核反应方程。5【2014上海卷】不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是A原子中心有一个很小的原子核 B原子核是由质子和中子组成的C原子质量几乎全部集中在原子核内 D原子的正电荷全部集中在原子核内【答案】B【考点定位】原子核式结构模型6【2015福建30（1）】下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 。A射线是高速运动的电子流B氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下50克【答案】B【解析】射线是光子流，所以A错误；氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子速度增大

5、，动能增大，故B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，所以C错误；半衰期是大量的统计规律，少数原子核不适应，所以D错误。【考点定位】原子结构和原子核7【2011上海卷】卢瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是【答案】D【解析】原子的中心是体积很小的原子核，原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，当粒子接近原子核的时候，就会发生大角度散射，甚至被弹回.所以D选项正确.【考点定位】原子的核式结构及其组成8【2013福建卷】在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是 。（填

6、选图下方的字母）【答案】 C【解析】 金箔原子核带正电，与粒子带同种电荷，彼此间相互排斥，又由曲线运动特征可知，粒子所受金箔的排斥力应指向曲线的凹侧，故只有选项C正确。学#【考点定位】本题考查卢瑟福的粒子散射实验现象9【2011北京卷】表示放射性元素碘131（53131I）衰变的方程是（ ）A BC D【答案】B【解析】衰变是原子核内的中子转化为质子同时放出电子个过程该衰变是衰变，故A错误；该衰变放出的是粒子，属于衰变，故B正确；产生是中子，故C错误；产生的是质子，故D错误【考点定位】核反应方程10【2014重庆卷】碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为的碘131，经过32天后，该药物中

7、碘131的含量大约还有A B C D 【答案】C【解析】放射性物质发生衰变时，由原子核的衰变公式，其中为半衰期的次数，解得，故选C【考点定位】本题考查了原子核的衰变规律、半衰期的计算.11【2011上海卷】在存放放射性元素时，若把放射性元素置于大量水中；密封于铅盒中；与轻核元素结合成化合物则A措施可减缓放射性元素衰变 B措施可减缓放射性元素衰变C措施可减缓放射性元素衰变 D上述措施均无法减缓放射性元素衰变来源:学&【答案】D【解析】改变放射性元素所处的物理状态或化学状态都不会改变元素的原子核，所以，放射性衰变的快慢与题中叙述的几种因素无关，D正确【考点定位】天然放射现象12【2011上海卷】天

8、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，由此可推知 A来自于原子核外的电子来源:+网Z+X+X+KB的电离作用最强，是一种电磁波来源:C的电离作用较强，是一种电磁波来源:|网Z|X|X|KD的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子【答案】D【考点定位】天然放射现象13【2011浙江卷】关于天然放射现象，下列说法正确的是A射线是由氦原子核衰变产生B射线是由原子核外电子电离产生C射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D通过化学反应不能改变物质的放射性【答案】D【解析】射线是由衰变产生的核原子核，A错误；衰变现象是原子核内部的中子转化为质子同时失去一个电子，B错误；射线是由原子核外的外层电子

9、跃迁产生，C错误；放射线是从原子核中释放出来的，通过化学反应并不能改变物质的放射性，故正确答案为D。【考点定位】天然放射现象14【2011重庆卷】核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137碘131的半衰期约为8天，会释放射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变期时会辐射射线下列说法正确的是（）A碘131释放的射线由氦核组成B铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量C与铯137相比，碘131衰变更慢D铯133和铯137含有相同的质子数【答案】D【解析】射线是高速电子流，射线才是由氦核组成，故A错误；光子在所有电磁波中频率最高，能量最大，故B错误；半衰期越小衰变越快，

10、应该是碘131衰变更快，故C错误；铯133和铯137是同位素，质子数相同中子数不同，故D正确学【考点定位】元素半衰期15【2012大纲全国卷】U经过m次衰变和n次衰变Pb，则Am=7，n=3 Bm=7，n=4 Cm=14，n=9 Dm=14，n=18【答案】B【解析】原子核每发生一次衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每发生一次衰变，质量数不变，电荷数增加1比较两种原子核，质量数减少28，即发生了衰变次数：；电荷数应减少14，而电荷数减少10，说明发生了衰变次数：n=m2-（92-82）=4，所以B项正确【考点定位】本题考查原子核衰变次数的计算16【2012上海物理）与原子核内部变化有关的现象是

11、（ ）A电离现象B光电效应现象C天然放射现象 D粒子散射现象【答案】C【解析】电离现象是电子脱离原子核的束缚，不涉及原子核内部变化故A错误；光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故B错误；天然放射现象是原子核内部自发的放射出粒子或电子的现象，反应的过程中核内核子数，质子数，中子数发生变化，涉及到原子核内部的变化故C正确；粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化故D错误；故选C【考点定位】本题考查一些物理现象的产生原因及其相关知识17【2012上海卷】在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。该装置

12、中探测器接收到的是（ ）Ax射线 B射线C射线 D射线【答案】D【考点定位】本题考查放射线的穿透能力及其相关知识18【2012上海卷】某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图（ ）【答案】B【解析】某种元素中质子数与中子数基本相当，质量数等于质子数与中子数之和，因此当中子数N增多时，质量数A也会增大，因此A、D两个选项不对，只能从B、C两个选项中选，又因为氢原子中只有一个质子，无中子，也就是中子数N为零时，质量数A不为零，因此只有B正确。【考点定位】本题考查同位素的质量数A与中子数N的关系及其相关知识19【2012重庆卷】以下是物理学史上3个著名的核反应方程x+Li

13、2y，y+Nx+O，y+Bez+C。x、y和z是3种不同的粒子，其中z是A粒子 B质子 C中子 D电子【答案】C【解析】将上述三个方程相加，整理后得，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A、B、D错误网【考点定位】本题考查核反应方程及其相关知识20【2015上海7】在粒子散射实验中，电子对粒子运动的影响可以忽略，这是因为与粒子相比，电子A电量太小 B速度太小 C体积太小 D质量太小【答案】D【解析】 在粒子散射实验中，由于电子的质量太小，电子的质量只有粒子的，它对粒子速度的大小和方向的影响就像灰尘对枪弹的影响，完全可以忽略。故D正确，A、B、C错误。【考点定位

14、】 粒子散射实验21【2015上海6】经过一系列衰变和衰变后变成，则比少A16个中子，8个质子 B8个中子，16个质子C24个中子，8个质子 D8个中子，24个质子来源:学_科_网【答案】A【解析】 比质子数少（90-82）=8个，核子数少（232-208）=24个，所以中子数少（24-8）=16个，故A正确；B、C、D错误。【考点定位】 核反应方程22【2015北京14】下列核反应方程中，属于衰变的是（ ）A BC D【答案】B【解析】 A选项是人工核转变，用人工方法核轰击产生质子；选项A错误。B、衰变是原子核自发放射粒子的核反应，选项B正确；C、两个轻核结合成中核的反应为轻核聚变反应，选项

15、C错误；D为衰变。故选B。【考点定位】四类核反应方程的特点。23【2017新课标卷】一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为。下列说法正确的是A衰变后钍核的动能等于粒子的动能B衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量【答案】B【解析】根据动量守恒定律可知，生成的钍核的动量与粒子的动量等大反向，选项B正确；根据可知，衰变后钍核的动能小于粒子的动能，选项A错误；铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变需要的时间，而放出一个粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间，故两者不等，选项C错误；由于该反应放出能量，由质

16、能方程可知，衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，选项D错误；故选B。【考点定位】半衰期；动量守恒定律；质能方程【名师点睛】此题考查了原子核的反冲问题以及对半衰期的理解；对于有能量放出的核反应，质量数守恒，但是质量不守恒；知道动量和动能的关系。二、多项选择题1【2014新课标全国卷】关于天然放射性，下列说法正确的是 ， A所有元素都可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、和三种射线中，射线的穿透能力最强E一个原子核在一次衰变中可同量放出、和三种射线【答案】BCD【解析】并不是所有的元素都能衰变，只有原子序号超过83的

17、元素才都能发生衰变，选项A错。放射性元素的半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项B对。放射性元素其放射性来自于原子核内部的，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构所以仍具有放射性，选项C对。、和三种射线中，射线能量最高，穿透能力最强，选项D对。一个原子核在一次衰变中，要么是衰变要么是衰变，同时伴随着能量的释放即射线，选项E错。【考点定位】原子核结构 衰变2【2013海南卷】原子核具有天然放射性，它经过若干次衰变和衰变后会变成新的原子核。下列原子核中，有三种是衰变过程中可以产生的，它们是 A B C D E【答案】ACD【考点定位】核反应方程3【2015山东39（1）】发生放

18、射性衰变为，半衰期约为5700年。已知植物存活其间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是a该古木的年代距今约为5700年b、具有相同的中子数c衰变为的过程中放出射线d增加样品测量环境的压强将加速的衰变【答案】ac【解析】因古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5700年，选项a正确；、具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项b错误；根据核反应方程可知，衰变为的过程中放出电子，即发出射线，选项c正确；外界环境不影响放射性元

19、素的半衰期，选项d错误；故选aC【考点定位】半衰期；核反应方程.三、非选择题1【2014江苏卷】氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤。它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。其衰变方程是 。已知的半衰期约为3.8天，则约经过 天，16g的衰变后还剩1g。【答案】 ，15.2【解析】根据衰变过程中，质量数与电荷数守恒可知，该衰变过程中，所释放的粒子的质量数为A=222-218=4，电荷数为Z=86-84=2，所以该粒子为，根据半衰期公式有：mm0，代入数据解得：t415.2天。￥网【考点定位】本题主要考查了核反应中质量数与电荷数守恒、半衰期公式的应用问题，属于

20、中档偏低题。2【2011海南卷】2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故在泄露的污染物中含有和两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射在下列四个式子中，有两个能分别反映和衰变过程，它们分别是_和_（填入正确选项前的字母）和原子核中的中子数分别是_和_A B C D【答案】B C 78 82【解析】原子核的衰变有2种，即衰变、衰变其中衰变产生离子，衰变产生离子即电子只有B、C是衰变反应，并且产生的是电子即属于衰变，正确选项B和C；再由质量数和核电荷数守恒可以得出131I原子核中的中子数为：131-53=78；137Cs原子核中的中子数为；137-55=

21、82【考点定位】原子核衰变及半衰期、衰变速度3【2011山东卷】碘131核不稳定，会发生衰变，其半衰变期为8天。（1）碘131核的衰变方程：I_（衰变后的元素用X表示）。（2）经过_天有75%的碘131核发生了衰变。【答案】（1）IX+e （2）16【解析】（1）衰变过程中质量数和电荷数守恒，衰变方程式：IX+e；（2）半衰变期为8天，为衰变前的质量，m为经过时间t后的剩余质量，T为半衰期有75%的碘131核发生了衰变，解得：t=16天【考点定位】衰变方程和半衰期4【2012山东卷】氢原子第n能级的能量为，其中E1为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为1；若氢原子由第

22、2能级跃迁到基态，发出光子的频率为2，则= 。【答案】来源:【考点定位】本题考查能级、波尔理论等相关知识5【2017北京卷】（18分）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次衰变。放射出的粒子（）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示粒子的质量和电荷量。（1）放射性原子核用表示，新核的元素符号用Y表示，写出该衰变的核反应方程。（2）粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。（3）设该衰变过程释放的核能都转为为粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损m。【答案】（1） （2） （3）【解析】（1）根据核反应

23、中质量数与电荷数守恒可知，该衰变的核反应方程为（2）设粒子在磁场中做圆周运动的速度大小为v，由洛伦兹力提供向心力有根据圆周运动的参量关系有来源:得粒子在磁场中运动的周期根据电流强度定义式，可得环形电流大小为来源:（3）由，得设衰变后新核Y的速度大小为v，核反应前后系统动量守恒，有Mvmv=0可得根据爱因斯坦质能方程和能量守恒定律有解得说明：若利用解答，亦可。【考点定位】核反应方程、带电粒子在匀强磁场中的运动、动量守恒定律、爱因斯坦质能方程、能量守恒定律【名师点睛】（1）无论哪种核反应方程，都必须遵循质量数、电荷数守恒。（2）衰变的生成物是两种带电荷量不同的“带电粒子”，反应前后系统动量守恒，因此反应后的两产物向相反方向运动，在匀强磁场中，受洛伦兹力作用将各自做匀速圆周运动，且两轨迹圆相外切，应用洛伦兹力计算公式和向心力公式即可求解运动周期，根据电流强度的定义式可求解电流大小。（3）核反应中释放的核能应利用爱因斯坦质能方程求解，在结合动量守恒定律与能量守恒定律即可解得质量亏损。13